【文章內(nèi)容簡介】 maxM 相應(yīng) 1H minM 相應(yīng) 1H 拱 腳 maxM 相應(yīng) 1H 相應(yīng) V minM 相應(yīng) 1H 相應(yīng) V 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 注：汽車 20級等代荷載由《拱橋連拱計算》（第二版），人民交通出版社，附表 1I? 直線內(nèi)插算得。 例如拱頂?shù)模? m a x3 1 . 3 1 06 0 . 6 6 5 3 2 6 07 0 6 0 3 1 . 3 1 0 2 7 . 6 7 8M?? ??? 解得： max ? 不計彈性荷載的汽車 20 級及人群內(nèi)力見表 36 表 36 不計彈性壓縮的汽車 20 級及人群內(nèi)力 截 面 項 目 計算荷載 影響線面積 力與彎矩 ? ? 14(60)III ?表 值 乘數(shù) 面積 拱 頂 maxM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 minM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 882656 1/4 截 面 maxM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 minM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 拱 腳 maxM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 相應(yīng)V 汽 l 人 minM 2l 相應(yīng) 1H fl /2 相應(yīng)V 汽 l 人 注：在求拱腳相應(yīng)反力 V 時，以公路 I 級等代荷載乘以全部反力影響線面積。人群反力則只乘以相應(yīng)的影響線面積。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 計入彈性壓縮的汽車 20 級和人群荷載內(nèi)力見表 37 表 37 計入彈性壓縮的汽車 20 級和人群內(nèi)力 注： 除 拱腳截面外，其余截面的軸向力用 N= ?cos/1H 作近似計算。 2) 掛車 100 的內(nèi)力 每單位拱寬的掛車 100 等代荷載為： 3 10019KK? 不計彈性壓縮的掛車 100 內(nèi)力見表 38。 計入彈性壓縮的掛車 100 內(nèi)力見表 39。 項 目 拱 頂 l/4 截面 拱 腳 maxM minM maxM minM maxM minM 軸 向 力 ?cos 1 ?sin 0 與 M 相應(yīng)的 H 與 M 相應(yīng)的 V 1 c o s sinN H V???? 111 HH ????? HN ??? ?cos NNNp ??? 彎 矩 M y= 1yys? yNM ???? MMM p ??? 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 38 不 計彈性壓縮的掛車 100 內(nèi)力 截 面 項 目 掛車 100 級等代荷載 影響線面積 力或力矩 100K 10019K 拱 頂 maxM 相應(yīng) 1H minM 相應(yīng) 1H 14 截 面 maxM 相應(yīng) 1H minM 相應(yīng) 1H 拱 腳 maxM 相應(yīng) 1H 相應(yīng) V minM 相應(yīng) 1H 相應(yīng) V 注：上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)在《拱橋連拱計算》，人民交通出版社，附表 I1(11)—— 表 I1(59) 中查取。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 39 計入彈性壓縮的掛車 100 內(nèi)力 項 目 拱 頂 l/4 截面 拱 腳 maxM minM maxM minM maxM minM 軸 向 力 ?cos 1 ?sin 0 與 M 相應(yīng)的 H 與 M 相應(yīng)的 V 1 c o s sinN H V???? 111 HH ????? HN ??? ?cos NNNp ??? 彎 矩 M Y= 1yys? yNM ???? MMM p ??? 溫度內(nèi)力計算 拱圈合攏溫度 15 C? 拱圈砌體線膨脹系數(shù) ?? 變化溫差 t??+15 C? 主拱圈材料彈性模量 10 /E KN m?? 溫度變化在彈性中心產(chǎn)生的水平力： 66228 1 0 5 . 2 1 0 0 . 0 9 6 4 7 1 5 6 . 1 8[ 5 ] 0 . 0 9 5 1 1 6 1 0 . 1 1 8 8 4t E I tH K NI I I f??? ? ? ? ?? ? ? ???表 （ ） 值 拱圈 溫度變化內(nèi)力見表 310 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 表 310 溫度內(nèi)力 項 目 溫度變化 拱頂 l/4 截面 拱腳 ?cos 1 y= 1yys? tt HN??cos yHM tt ?? 注：當(dāng)砂漿為小石子混凝土?xí)r，應(yīng)酌情計入徐變的影響。 主拱圈正截面強度驗算 采用分項安全系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計的構(gòu)件，其設(shè)計原則是：荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計值。表達(dá)式為： ? ?1 ,jd s o s d kmRS r r Q R ar? ??? ????? 根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范的規(guī)定，本設(shè)計效應(yīng)荷載函數(shù)有如下幾種組合： 組合 I： 1S = 1so sr r Q?? S= ( )SS???恒 恒 汽 組合 II： 2S = 1so sr r Q?? S=? ??1t 組合 III： S3 = 1so sr r Q?? S= ? ? ???恒 恒 掛 式中：當(dāng) S恒 與基本可變 荷載同號時， ?恒 取 ，當(dāng) S恒 與基本可變荷載異號時， ?恒 取。 主拱圈正截面受壓強度驗算 1）荷載效應(yīng)總匯 計入荷載安全系數(shù)的荷載效應(yīng)匯總?cè)绫?311 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 表 311 荷載安全系數(shù)及荷載效應(yīng)匯總表 注：上表中，軸力單位 KN，彎矩單位 KNm? ，內(nèi)力是計彈性壓縮時的內(nèi)力。 2）荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計值 計入荷載組合系數(shù)的荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計值見表 312 表 312 荷載效應(yīng)組合系數(shù)及荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計值 荷載效應(yīng)組合 系 數(shù) 拱 頂 l/4 截面 拱 腳 jM jN 0e jM jN 0e jM jN 0e 組合 I (恒 +汽 ) maxM 69 870 4 4 51 13 218 3 (恒 +汽 ) minM 組合 II (恒 +汽 ) maxM +溫降 98 882 4 4 13 67 082 3 (恒 +汽 ) minM +溫降 88 69 6 59 6 2 00 931 5 組合 III (恒 +掛 ) maxM (恒 +掛 ) minM 荷載效應(yīng) 系數(shù) 拱 頂 1/4 截面 拱 腳 pM pN pM pN pM pN 恒載 汽車 20 級 maxM 汽車 20 級 minM 掛車 100 maxM 掛車 100 minM 溫度下降 恒載 汽車 20 級 maxM 汽車 20 級 minM 掛車 100 maxM 掛車 100 minM 溫度下降 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 3) 結(jié)構(gòu) (主拱圈 )抗力效應(yīng)的設(shè)計值 結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計值為： 39 . 4 5 6 . 5 1 0 / 1 . 9 2 3 1 9 9 2 . 1 9jaN mRRA r? ? ?? ? ? ? ? ? 其中：802011weyer????????????????，0jjMe N? A—— 主拱圈截面積， 5 9 5Am? ? ? jaR —— 主拱圈材料的極限抗壓強度， 326 .5 1 0 /jaR kN m?? mr = wr = 1 .0 5 2 0 .5 2 52dy ? ? ? 計算結(jié) 果見表 313 表 313 抗力效應(yīng)的設(shè)計值 （單位： kN ） 荷載效應(yīng)組合 拱 頂 l/4 截面 拱 腳 ? NR ? NR ? NR 組合 I (恒 +汽 ) maxM (恒 +汽 ) minM 組合 II (恒 +汽 ) maxM +溫降 (恒 +汽 ) minM +溫降 組合 III (恒 +掛 ) maxM (恒 +掛 ) minM 與表 312（上表）比較，表明結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計值 NR 均大于荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計值 jN 。 4）主拱圈容許偏心距驗算 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 主拱圈正截面上縱向 力的容許偏心距見表 314 表 314 主拱圈容許偏心距 荷載效應(yīng)組合 組合 I 組合 II、組合 III 中性軸位置 正偏心 ?上 負(fù)偏心 ?下 表 312 和表 314 比較，主拱圈正截面上縱向力的偏心距 je 均小于規(guī)范規(guī)定的容 許偏心距 ??0e 。 表 31表 31表 314 表明主拱圈正截面受壓強度均沒有問題。 主拱圈的穩(wěn)定性驗算 /jj a mN AR r??? 式中：? ? ? ? 2021 3 1 0 .3 3 wer? ? ? ?? ??? ? ??? 對于拱式拱上結(jié)構(gòu)的一般拱橋，拱上結(jié)構(gòu)參與主拱圈聯(lián)合作用，提高了全拱的剛度，降低了主拱圈的活載彎矩，而對拱的縱向力沒有影響，從而縮小了縱向力的偏心距，一般拱的穩(wěn)定性沒有問題，不做驗算。 正截面受剪強 度驗算 一般拱腳截面的剪力最大，正截面直接受剪強度按下式驗算： jjjjmRQ A Nr ??? 式中： jQ —— 剪切效應(yīng)組合設(shè)計值； jN —— 相應(yīng)于 jQ 的縱向力。 1） 活載最大水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng)見表 315。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）