【正文】 法” 確定其 m 值。m 之差小于半級(jí)，因此 取拱軸系數(shù) m= 拱軸線型 主拱圈為懸鏈無鉸拱橋面，計(jì)算跨徑 L= 米，計(jì)算矢高 f= 米，拱軸系數(shù)清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 69 頁 m=，拱軸線方程為： 1 { [ ( 2 / ) 1}1fy ch k x lm??? 式中 2( 1)K In m m? ? ? 橫向聯(lián)系 為保證拱的橫向穩(wěn)定，在橋范圍內(nèi)共設(shè) 7道永久橫撐，在橋面以下兩道橫撐之間增設(shè) A撐形成框架，除肋間橫梁腹板沿垂直設(shè)置外，其余橫撐腹板均垂直拱軸線。 縱梁 全橋共設(shè) 4道鋼縱梁，以增強(qiáng)全橋總體剛度，縱梁為箱形斷面形式，中縱 梁為 724清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 69 頁 760mm,中縱梁頂?shù)装搴?16mm，腹板厚 12mm。 主橋設(shè) 2 道伸縮縫，在主橋即肋間橫梁位置各設(shè)一道 160 型型鋼伸縮縫。 本橋 采用的是鋼箱提籃施工， 鋼箱提籃拱橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)主要 體現(xiàn)在主拱圈安裝過程中的斜拉扣掛扣索索力以及拱段 定位標(biāo)高的確定和橫梁定位標(biāo)高的確定 ,特別是當(dāng)扣、背索采用鋼鉸線施工時(shí) ,客觀上要求扣、背 索應(yīng)盡量減少張拉次數(shù) ,標(biāo)高也不允許反復(fù)調(diào)整 。 圖 313 后續(xù)階段索力 計(jì)算 ,結(jié)果如表 31： 表 31 臨時(shí) 扣索 初張 力 預(yù)拱度計(jì)算 計(jì)算模型的建立 ,是按照 施工 吊裝過程進(jìn) 行的 ,其過程見圖 312。 如圖 211，設(shè)溫度變化引起拱軸在水平方向的變位為△ tl ,與彈性壓縮同樣道理，必然在彈性中心產(chǎn)生一對(duì)水平力 Ht。 拱 橋的基頻的計(jì)算公式為： 11 22 ccEIf lm??? 式中 l 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑 (m)； E 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量 (N/㎡ )； cI 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性距 ( 4m )； cm 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量 (kg/m)； 1? 頻率系數(shù) ； 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 69 頁 當(dāng)主拱為變截面時(shí)： 2121 243 4 5105 r r fr r f r f? ??? ?? 式中的 i i ir R n T? ? ? 為系數(shù)，可按下式計(jì)算： i i ir R n T? ? ? 其中， n為拱厚變化系數(shù)， iR 、 iT 的數(shù)值由表 41查得 表 41 系數(shù) iR 、 iT 值 i 1 2 3 4 5 Ri 346 1995 Ti 30 88 在本設(shè)計(jì)中，取 l= 138m， E= 206000000N/m， cI = ， cm =15460 kg/m，由公式計(jì)算得 1f = ,由新《公路橋規(guī)》可得，沖擊系數(shù)μ = 。 M I D A S / C iv ilP O S T P RO C E S S O RB E A M D I A GR A M剪力 z9. 443 20e + 0027. 726 25e + 0026. 009 31e + 0024. 292 36e + 0022. 575 42e + 0020. 000 00e + 000 8. 584 73e + 001 2. 575 42e + 002 4. 292 36e + 002 6. 009 31e + 002 7. 726 25e + 002 9. 443 20e + 002ST: 自重M A X : 2 1M I N : 2文件 : 成橋單位 : kN日期 : 06/ 09/ 200 8表示 方向X: 0. 000Y: 1. 000Z: 0. 000 圖 422恒載作用下主拱 的 剪力 圖 M I D A S / C iv ilP O S T P RO C E S S O RB E A M D I A GR A M軸力 1. 719 00e + 004 1. 752 60e + 004 1. 786 21e + 004 1. 819 82e + 004 1. 853 43e + 004 1. 887 03e + 004 1. 920 64e + 004 1. 954 25e + 004 1. 987 86e + 004 2. 021 47e + 004 2. 055 07e + 004 2. 088 68e + 004ST: 自重M A X : 1 1M I N : 20文件 : 成橋單位 : kN日期 : 06/ 09/ 200 8表示 方向X: 0. 000Y: 1. 000Z: 0. 000 圖 423恒載作用下主拱 的 軸力 圖 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 69 頁 主拱溫度 內(nèi) 力計(jì)算 根據(jù)熱脹冷縮的道理，當(dāng)大氣溫度比成拱時(shí)的溫度（即主拱圈施工合龍時(shí)溫度，稱為合龍溫度）高時(shí)，稱為溫度上升，引起拱體膨脹，反之當(dāng)大氣溫度比合 龍 溫度低時(shí)，稱為溫度下降。 第一階段 扣索初張力 計(jì)算 第一施工段單根拱肋的重量為 30 噸 ,其計(jì)算簡圖如圖 312。由于受到運(yùn)輸條件和纜 索吊裝能力的限制 ,加工制作時(shí)拱圈必然分段較多 ,并且單件或預(yù)制吊裝節(jié)段的體積較大、線形復(fù)雜、空間定位精度高 ,通過遠(yuǎn)距離的交通運(yùn)輸后可能造成 拱段接頭局部變形 ,同時(shí)為了提高拱段的穩(wěn)定性和 減少空中精確對(duì)接的難度 ,必須在施工現(xiàn)場對(duì)拱圈 進(jìn)行臨時(shí)加固處理 (如利用永久風(fēng)撐或者增加臨時(shí)風(fēng) 撐 )并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行吊裝節(jié)段的預(yù)拼 。 中板 邊板圖 224 空心板構(gòu)造圖 2）、人行道面板 人行道采用懸挑鋼梁，在橫梁梁處為工字形，懸臂根部高 80cm，端部 30cm，懸挑梁間距為 130cm，其間以縱梁連接，間距 120cm,梁高 30cm,人行道板上鋪一層 厚帶肋鋼板，人行道板結(jié)構(gòu)為 水泥砂漿平層 + 厚麻石火燒板。 2）、肋間橫梁、橫撐 整個(gè)主拱圈設(shè)兩道肋間橫梁，五道橫撐，肋間橫梁與橫撐均通過焊接與主拱圈固結(jié)。m = 39。橋面橫向布置為 :(人清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 69 頁 行道 +欄桿 )+(吊桿區(qū) )+(間隙 +欄桿 )+(隔離帶 )+(機(jī)動(dòng)車道 )+2(機(jī)動(dòng)車道 )+2 (分隔帶 )+ 2 (機(jī)動(dòng)車道 )+ (機(jī)動(dòng)車道 ) +(隔離帶 ) +(間隙 +欄桿 ) +(吊桿區(qū) )+ (人行道 +欄桿 ) 圖 212 橫截面圖 主要結(jié)構(gòu)尺寸擬定 拱箱構(gòu)造 主拱圈采用鋼箱斷面 ,頂板和底板寬度均為 米 ,箱寬 米 (拱箱腹板內(nèi)輪廓尺寸 ,以下同 ),拱腳斷面拱箱高度 米 (拱箱頂?shù)装鍍?nèi)輪廓尺寸 ,以下同 ),拱頂斷面拱箱高度 米 , 高度采用以水平坐標(biāo) X軸的二次拋物線變化 ,拱圈高度變化方程為 : h= 104? 2X + 清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 69 頁 拱腳截面 拱頂截面單位( ) 圖 221 主拱圈截面圖 拱箱頂板和底板厚度為 30毫米 ,腹板厚度 25 毫米 ,頂?shù)装搴透拱迳显O(shè)有 縱向加勁板 ,加勁板采用厚度 16毫米的鋼板 ,高度 160 毫米 ,頂、底板縱肋間距 500 毫米 ,腹板縱肋間距以 450 毫米為主 ,隨著拱箱高度的變化而設(shè)調(diào)整間距。 小結(jié) 通過方案比選 ,確定方案為中承式鋼箱拱橋 ,并規(guī)定了材料類型。 鋼板和鋼構(gòu)件 a、鋼箱主體結(jié)構(gòu)、橫梁、橫撐、縱梁、臨時(shí)匹配件、拱端鋼板、錨具墊板、鋼套筒、銅套筒加勁板、拱座預(yù)埋鋼板、拱段臨時(shí)連接等均采用 Q345D 鋼材，此鋼材應(yīng)符合GB/T159194 的要求。鋼橋構(gòu)件便于用懸臂施工法拼裝，有成套的設(shè)備可用，拼裝工藝成熟 ， 橋位區(qū)覆蓋厚度較大 ,工程地質(zhì)條件復(fù)雜 ,小斷層及巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育 ,且清華大學(xué) 長沙火星北路瀏陽河大橋拱橋施工圖設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 69 頁 該橋跨徑較大 ,有 138m,結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則， 經(jīng)比較 ,鋼箱拱橋 更加合適 ,跨徑上滿足要求，景觀與環(huán)境協(xié)調(diào) ，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度來說不會(huì)受其影響， 所以 采用第一方案 (鋼箱拱橋 ) 。 適用于跨徑 15～ 50米的橋梁，常用跨徑為 20～40 米 ,能為車輛提供 較為 舒適的行駛條件 。并由于上部結(jié)構(gòu)的自重減輕，橋梁下部結(jié)構(gòu)造價(jià)一般可降低 5％～ 15％ ； ② 抗彎和抗扭剛度大 這是由閉合空心截面的特性所決定的，在材料數(shù)量相同時(shí)可較其他截面形式提供更大的抗彎和抗扭剛度，故特別適用于曲線橋和承受較大偏心荷載的直線橋 ； ③ 安裝迅速，便于養(yǎng)護(hù) 箱形梁可以在工廠制成大型安裝單元，從而減少工地連接螺栓數(shù)量。 斜拉橋 斜拉橋的特點(diǎn)是依靠 固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。 3． 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 荷載等級(jí)： 1） 路面設(shè)計(jì)荷載：標(biāo)準(zhǔn)軸載： BZZ100 2） 橋梁設(shè)計(jì)荷載：城 A 級(jí)，同時(shí)滿足公路規(guī)范： 汽車 — 超 20 級(jí)，掛車 — 120 級(jí)，人 群 4KN/㎡荷載等級(jí)要求。 初張力計(jì)算 .................................................. 16 ................................................................ 17 小結(jié) ....................................................... ......18 第四章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分析 .................................................. 19 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 ............................................................. 19 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) ................................................... 19 主拱內(nèi)力計(jì)算 ............................................... 19 成橋狀態(tài)下主拱內(nèi)力計(jì)算 ........................................... 21 恒載作用下產(chǎn)生的主拱內(nèi)力 ................................... 21 主拱溫度內(nèi)力計(jì)算 ........................................... 23 活載內(nèi)力計(jì)算 ..................................................... 27 沖擊系數(shù)的計(jì)算 ............................................. 27 車道布載及計(jì)算 ............................................. 28 荷載組合 ......................................................... 33 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合 ......................... 33 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合 ......................... 34 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力 .............................................. 34 主拱極限承載應(yīng)力驗(yàn)算 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 橫向聯(lián)系 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期：