【正文】 37 60 86 24 134 72 102 40 14 37 37 60 85 86 24 133 134 72 181 28 45 38 61 87 25 135 73 107 45 38 38 61 86 87 25 134 135 73 182 31 50 39 64 88 26 136 74 112 50 15 39 39 64 87 88 26 135 136 74 183 34 55 40 65 89 27 137 75 117 55 40 40 65 88 89 27 136 137 75 184 37 60 41 66 90 28 138 76 122 60 14 41 41 66 89 90 28 137 138 76 185 40 65 42 69 91 29 139 77 127 65 42 42 69 90 91 29 138 139 77 186 43 70 本科畢業(yè)設計說明書 12 43 70 92 30 11 140 78 132 70 11 43 43 70 91 92 30 11 139 140 78 187 46 75 44 71 93 31 141 79 137 75 44 44 71 92 93 31 140 141 79 188 49 80 45 74 94 32 142 80 6 142 80 6 45 45 74 93 94 32 141 142 80 6 189 52 85 46 75 95 33 143 81 147 85 46 46 75 94 95 33 142 143 81 47 76 96 34 144 82 47 47 76 95 96 34 143 144 82 48 79 97 35 145 83 48 48 79 96 97 35 144 145 83 49 80 98 36 13 146 84 單元材料特性 整個模型共有 5 種材料。 主拱圈 主拱肋為 Q345qC 鋼和 C50 混凝土的混合材料，需進行如下?lián)Q算： 材料和截面特性為： D=800mm ， t=12mm ， r=388mm ， As= ， Ac= ， Ec= 104Mpa ， Es= 105Mpa, Gs= 104Mpa ， Asc=As+Ac= ， Isc= ， Ic=， Is=； 等效彈性模量： 4c c s s scE= ( E I +E I ) I =4 .40 2 10 Mpa?； 33c 7 8 .5 K N / msγ,2 5 K N / mγ ?? 泊松比μ c=，μ s=，溫度膨脹系數(shù)為 105 吊桿單元 吊桿材料為鋼絞線，查規(guī)范可得吊桿單元的材料特性為： 容重γ g=，彈性模量為 E= 1011Pa，泊松比ν =，溫度膨脹系數(shù)為 105。 預應力鋼束的標準強度 bbyyR : R 18 60 Mpa? ； 張拉控制應力 by: 0 .7 5 R 0 .7 5 1 8 6 0 1 3 9 5hh M p a?? ? ? ? ?； 鋼束錨固時彈性回縮合計總變形（一端）： 。 橫梁、立柱、加勁縱梁、橋面板 本科畢業(yè)設計說明書 13 橋面系，立柱，邊跨拱圈，橋墩的材料都為 C50 混凝土，查規(guī)范可得這些單元的材料特性為： γ c=25KN/m3，泊松比μ c=，μ s=，溫度膨脹系數(shù)為 105，彈性模量 Ec= 104Mpa 鋼筋采用 HRB335，各項值按《橋規(guī)》取用。 預應力鋼筋均采用低松弛鋼絞線，其標準強度 Rby =1860Mpa，張拉控制應力h? = byR =1395Mpa，兩端“雙控”張拉（鋼束錨固時彈性回縮合計總變形為 ），張拉時混凝土強度要達到 80%的設計強度。 結構邊界條件 本結構在拱腳 6 162 節(jié)點處有水平、豎直和轉角約束。如下表： 表 43 結構支座 約束節(jié) 點號 水平方向 豎直方向 轉角方向 62 有 有 有 162 有 有 有 在 16 16 16 17 17 17 17 180、 7 15 6 16 6 157 節(jié)點處有主從約束，如下表： 表 44 主從約束 主節(jié)點號 從節(jié)點號 水平方向 豎直方向 轉角方向 164 173 有 有 有 166 175 有 有 有 169 177 有 有 有 172 179 有 有 有 174 1 有 有 無 178 4 無 有 無 176 61 有 有 無 180 58 無 有 無 72 7 無 有 無 152 55 無 有 無 72 171 有 有 無 152 182 無 有 無 62 183 有 有 有 162 184 有 有 有 67 185 有 有 有 157 186 有 有 有 生成模型 將計算好的各單元的材料特性值與截面特性值賦給各單元，添加約束后即可生如下本科畢業(yè)設計說明書 14 模型。 圖 42 平面模型圖 內力計算 以下計算得的軸力都是以壓力為正，彎矩與剪力同材料力學。 恒載內力計算 恒載內力為結構自重所引起的內力，恒載內力包括一期恒載 內力和二期恒載內力。恒載產(chǎn)生的拱肋彎矩、軸力呈對稱分布，剪力呈反對稱分布，拱腳、拱頂承受負彎矩。 （ 1）一期恒載內力計算 利用橋博軟件通過靜力計算即可計算出結構一期恒載內力。計算結構各控制截面一期恒載內力值如下表： 表 45 一期恒載內力 截面 截面內力 (單位 ) N(KN) M(KN?m) Q(KN) 拱肋左拱腳（取 63 截面） 11400 1730 146 拱肋 1/4 截面（取 87 截面） 8860 621 219 拱肋 3/8 截面（取 99 截面） 8300 拱肋拱頂（取 112 截面） 8050 293 234 （ 2） 二期恒載內力計算 二期恒載為橋面鋪裝、管線和欄桿，橋面鋪裝構成有：瀝青表面磨耗層、防水混凝土墊層。 6cm 厚瀝青表面磨耗層重力密度為 23KN/m3； 10cm 厚防水混凝土墊層重力密度為 24KN/m3； 防撞護欄管線沿縱橋向重度計 10KN/m； 橋面鋪裝和防撞護欄沿橋縱向每米重量計算： q 24 0. 1 18 23 0. 06 18 1 0 78 .0 4 /K N m? ? ? ? ? ? ? ?， 則每片拱肋上的二期恒載為 本科畢業(yè)設計說明書 15 將二期恒載作為均布荷載加載到模型上計算二期恒載內力。加載圖形如下圖： 圖 43 二期恒載加載圖 軟件計算得結構各控制截面的二期恒載布設并調整吊桿索力后綜合作用階段內力值如下表： 表 46 二期恒載內力 截面 截面內力 (單位 ) N(KN) M(KN?m) Q(KN) 拱肋左拱腳（取 63 截面） 2700 60 33 拱肋 1/4 截面 (取 87 截面 ) 2140 17 52 拱肋 3/8 截面 (取 99 截面 ) 2020 拱肋拱頂 (取 112 截面 ) 1950 362 83 （ 3）恒載內力 調索之后各截面的恒載內力值如下表： 表 47 恒載內力 截面 截面內力 (單位 ) N(KN) M(KM?m) Q(KN) 拱肋左拱腳（取 63 截面） 14100 1670 113 拱肋 1/4 截面 (取 87 截面 ) 11000 604 271 拱肋 3/8 截面 (取 99 截面 ) 10300 160 拱肋拱頂 (取 112 截面 ) 10000 658 317 活載內力計算 活載也稱基本可變活載包括汽車荷載、汽車沖擊力、人群荷載等?；钶d內力即為上述載荷在橋梁使用階段對橋梁所產(chǎn)生的內力。中承式鋼管系桿拱橋為超靜定結構，活載內力計算采用影響線直接加載法，并 考慮多車道的折減系數(shù)。 （ 1）橫向分布系數(shù)計算 橫向分布系數(shù)表示某根主梁所承擔的最大荷載是各個軸重的倍數(shù)。 采用杠桿原理法計算拱肋的活載橫向分布系數(shù) 杠桿法基本理論：當荷載 p=1 分別作用在 1 號梁， 2 號梁，? n 號梁時，該號梁影響線坐標為 1，與該號梁相鄰梁的影響線坐標為 0，其余梁的影響線坐標也為 0。梁與梁之間的影響線坐標以直線形式變化。如此就可繪出諸梁的反力影響線，在影響線上移動本科畢業(yè)設計說明書 16 車輛或人群荷載，尋求到的最大值即為所求的荷載橫向分布系數(shù)。這里利用橋博橫向分布設計計算工具進行橫向分布系數(shù)的計算。 表 48 拱肋活 載橫向分布影響線 拱肋 汽車 人群 滿人 1 2 加載后計算得： ?? ? qm ? （ 2）影響線計算 將單位荷載 P=1 作用在各橋面的節(jié)點上，求得結構的變形及內力，可得位移影響線和內力影響線。 （ 3）計算沖擊系數(shù) ? 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》拱橋沖擊系數(shù)的計算采用以結構基頻為指標的方法。結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建造材料等動力特征內容，它 直接體現(xiàn)了沖擊效應和橋梁結構之間的關系。按結構不同的基頻，汽車引起的沖擊系數(shù)在 之間變化，其計算方法為： 當 f 時， μ= 當 ≤f≤14Hz 時， μ= （ 42） 當 f14Hz 時， μ= 按《橋規(guī)》條文說明拱橋計算公式計算，拱橋結構基頻 0f =。此橋的沖擊系數(shù)取 。 《鋼管混凝土拱橋技術規(guī)程》中鋼管混凝土拱橋汽車荷載的沖擊系數(shù)，采用下式計算： 00 ?? f? 。則μ =。 偏安全考慮，取μ =。 （ 4）汽車、人群作用效應計算 利用橋博軟件直接在影響上加載計算各控制截面的汽車、人群作用效應值 ）（）（ ikikczhq ypmqmS ??????? ???1 （ 43） 上述式中： S —— 所示截面的彎矩或剪力； ? —— 汽車荷載的沖擊系數(shù)； h? —— 汽車荷載橫向折減系數(shù)； 本科畢業(yè)設計說明書 17 cm —— 跨中橫向分布系數(shù)； kq —— 汽車車道荷載中，每延米均布荷載標準值； ? —— 彎矩、剪力影響線的面積； im —— 沿橋跨縱向與集中荷載位置對應的橫向分布系數(shù)； kp —— 車道荷 載的集中載標準值； iy —— 沿橋跨縱向與荷載位置對應的內力影響線坐標值。 ?? crrr mqmS （ 44） rS —— 人群荷載效應標準值 rm —— 人群荷載橫向分布系數(shù) 拱肋間距為 16m，人群集度按規(guī)范內插為 ，本橋屬于公路一級， kk1 0 . 5 P 3 6 0 P 3 6 0 1 . 2 4 3 2 K N , 4kq K N m K N?? ? ? ? ?， ， 計 算 剪 力 效 應 時 本 橋 為 車 道 ， 汽車 荷 載 橫 向 折 減 系 數(shù) 為 = ， 縱 向 折 減 系 數(shù) 為 。 拱是偏心受壓構件，最大應力由彎矩 M 和軸力 N 共同決定 ,但布載往往不能使 M、N 同時達到最大，一般按最大（最?。澗夭驾d，求出最大彎矩及其相應軸力及剪力等。以最大正（負）彎矩控制設計。布載時分別以最大正彎矩和最大負彎矩進行控制。 利用橋博軟件計算時，求結構內力影響線并直接布載求出內力，考慮了彈性壓縮的影響，故計算結果為最終活載內力。 計算得各截面最大活載內力如下表： 表 49 汽車荷載內力匯總 截面 截面內力 (單位 ) Mmax(KN?m) 相應 N(KN) 相應 Q(KN) 拱肋左拱腳 (取 63 截面 ) 4270 896 457 拱肋 1/4 截面 (取 87 截面 ) 4130 580 126 拱肋 3/8 截面 (取 99 截面 ) 3460 833 142 拱肋拱頂 (取 112 截面 ) 3150 990 196 截面 截面內力 (單位 ) Mmin(KN?m) 相應 N(KN) 相應 Q(KN) 拱肋左拱腳（取 63 截面） 5390 1090 571 拱肋 1/4 截面 (取 87 截面 ) 2680 1030 拱肋 3/8 截面 (取 99 截面 ) 2570 804 拱肋拱頂 (取 112 截面 ) 1480 658 本科畢業(yè)設計說明書 18 表 410 人群荷載內力匯總 截面 截面內力 (單位 ) Mmax(KN?m) 相應 N(KN) 相應 Q(KN) 拱肋左拱腳 (取 63 截面 ) 556 133 拱肋 1