【正文】 23 46 　　　　47 立柱節(jié)段劃分1立柱高319cm，2立柱高315cm，由于立柱為軸心受壓構(gòu)件，受力情況簡單，為了減小模型的分析時(shí)間，所以兩個(gè)立柱都平均劃分為兩個(gè)節(jié)段，立柱中心距梁端18m。第3章 建立Midas結(jié)構(gòu)模型 模型各結(jié)構(gòu)節(jié)段劃分 梁體節(jié)段劃分T梁全長70m，立柱到梁端距離18m，跨中與梁的固結(jié)長度為10m，固結(jié)段邊緣到立柱距離為12m，%（沿線路方向），立柱到梁端的18m平均劃分為10個(gè)節(jié)段，固結(jié)段邊緣到立柱得12m也平均劃分為10個(gè)節(jié)段，跨中固結(jié)段平均劃分為6個(gè)節(jié)段。如下圖27：圖27 立柱截面尺寸立柱頂部上有帽梁結(jié)構(gòu)，墊石與支座放在其上，在Midas里面模擬為矩形橫梁。如下圖25：圖25 梁截面尺寸 板拱截面尺寸板拱初定為矩形，截面寬750cm，高120cm，為使施工方便，全拱為等截面。 最終橋梁結(jié)構(gòu)布置最后立柱的位置的選取還有Midas建立的模型計(jì)算出的內(nèi)力調(diào)整，拱形式采取無鉸拱，拱頂與梁剛性連接為整體。拱形式采取無鉸拱，拱頂與梁剛性連接為整體。目前該設(shè)計(jì)暫以圓弧線作為拱軸線，建模求出內(nèi)力以后再加以調(diào)整，拱橋的矢跨比為11/45，滿足《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》，拱橋的矢跨比為1/3~1/7的范圍，本設(shè)計(jì)計(jì)算矢高f=11m。由以上地質(zhì)條件以及線路的設(shè)計(jì)高程等多因素來確定橋址的位置。河谷深切，深約60m；排水河縱坡較陡，河床平緩；坡面植被多為低矮灌木、喬木；橋址施工交通條件極其不便。線路的設(shè)計(jì)縱坡i=%。 橋跨結(jié)構(gòu)平面的總體布置 橋面高程及縱坡確定由DK106+200～DK187+800的線路詳細(xì)縱斷面圖來確定和計(jì)算出排水河兩岸的線路高程。； 設(shè)計(jì)依據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》（TB 106212009 J9712009）第2章 主要尺寸擬定 主要材料參數(shù)梁部混凝土：采用C55高性能混凝土；帽梁、立柱：采用C50混凝土；板拱：采用C50混凝土；鋼筋：主筋：HRB335構(gòu)造鋼筋：HRB335箍筋：HPB235HPB235鋼筋在主力或主力+附加力作用下，容許應(yīng)力分別取130MPa和160MPa；受力筋及構(gòu)造鋼筋為HRB335，母材及縱向加工的閃光對(duì)接焊接接頭主力或主力+附加力作用下，容許應(yīng)力分別取180MPa和230MPa；參見《鐵路橋涵混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）；設(shè)計(jì)最后考慮鋼筋和混凝土強(qiáng)度的充分利用，梁體C55混凝土，其它結(jié)構(gòu)的混凝土也由C45混凝土提高到C40混凝土。（梁寬方向）；支座沉降：，；橋面寬度：，++++；橋梁坡度：%（沿線路方向） 橫坡177。；溫度梯度荷載：日照溫度正梯度10176。；橋梁等級(jí)：新建雙線高速鐵路；結(jié)構(gòu)自重：混凝土容重按26kN/m計(jì)算；二期恒載：按134kN/m計(jì)算；橫向搖擺力：以100kN的集中力加在結(jié)構(gòu)的最不利位置；列車制動(dòng)力：以橋梁靜荷載的10%計(jì)算；橫向風(fēng)力：參見《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB ）；活載：ZK標(biāo)準(zhǔn)荷載；系統(tǒng)溫度荷載：整體升溫為16176。在建的大跨徑與大規(guī)模的鋼管混凝土拱橋有廣西南寧永和大橋(338m)、另一座是重慶市巫山縣巫峽長江大橋(460m)、湖南茅草街大橋(368m)、杭州市錢江四橋(190m)、鄭州深河公路二橋主橋(8100m)等。從結(jié)構(gòu)類型來看，上承式中跨徑最大的是主跨為288m的重慶奉節(jié)梅溪河橋；中承式有推力的跨徑最大的是主跨為308m的浙江省淳安縣(千島湖)南浦大橋；中承式無推力的是主跨360m的廣州丫髻沙大橋，下承式剛架系桿拱跨徑最大的是跨徑為280m的湖北武漢的漢江三橋，下承式無推力跨徑最大的是主跨150m的天津彩虹橋。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國己建和在建的鋼管混凝土拱橋已達(dá)200余座。由于鋼管混凝土拱橋具有材料強(qiáng)度高、施工方便、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，又適逢我國大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期，鋼管混凝土拱橋便在我國得到迅速的發(fā)展。此后的相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，世界范圍內(nèi)未見有這種橋梁修建的報(bào)道。1969 年建成的四川攀枝花渡口大橋 ，跨徑為180米；2003年建成的主跨550m上海蘆浦大橋，居當(dāng)時(shí)世界同類橋梁之首，被譽(yù)為“世界第一鋼拱橋”。1977年修建的美國新河公路拱橋，該橋橋面在新河峽谷水面以上267m，是世界上通航凈空最高者之一。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前世界上跨度超過300m鋼拱橋有15余座，其中主跨超過500m的有3 座。1985 年建成的廣東省清遠(yuǎn)北江大橋，是中國規(guī)模最大的鋼筋混凝土剛架拱橋，由345 + 870 + 445米共15孔剛架拱組成；1993年建成的江西省德興東安江太白大橋，將鋼筋混凝土剛架拱橋的跨徑提高到130米。其特點(diǎn)是從簡化拱上建筑著眼，利用斜撐將橋面位于拱的1/4跨徑處的最不利荷載傳至拱腳，以改善主拱的受力。1979 年建成的主跨150 米的四川省宜賓馬鳴溪金沙江大橋，是國內(nèi)用纜索吊機(jī)吊裝施工的跨度最大的鋼筋混凝土箱型拱橋；1989 年建成主跨200 米的重慶市涪陵烏江大橋，是一座用中國獨(dú)創(chuàng)的轉(zhuǎn)體施工建成的特大跨鋼筋混凝土箱型拱橋；1997 年建成的重慶市萬縣長江大橋，采用了鋼管混凝土勁性骨架，建成了420 米單孔上承式箱形拱橋，該橋是目前世界上跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋。其中：湖南省長沙湘江大橋，全長1532 米由8 孔跨徑76 米和9 孔跨徑50米雙曲拱，是修建最成功的雙曲拱橋，主跨150 米的河南省前河大橋，是中國最大跨徑的雙曲拱橋。鋼筋混凝土拱橋的主要結(jié)構(gòu)型式有：雙曲拱橋、箱形拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋。現(xiàn)代石拱橋的特征是跨徑大，拱上建筑為空腹式，其立面展示出視覺上通透，感覺上輕型。按照建橋材料（主要是針對(duì)主拱圈使用的材料）可以分為圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋、鋼管砼拱橋等；石拱橋現(xiàn)代石拱橋是圬土拱橋中的一支。 現(xiàn)代拱橋的發(fā)展隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，拱橋的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)型式也愈來愈多。謹(jǐn)慎的決定選擇哪種樣式的橋梁。拱橋的其他特點(diǎn)如建造高度較大，施工時(shí)常需搭支架等也使某些種類的拱橋建設(shè)受到一定的限制。拱橋的主要缺點(diǎn)就是其自重大，相應(yīng)的水平推力也比較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量；此外，工程師精心設(shè)計(jì)的拱軸線可以使拱處于很理想的受力狀態(tài)，但當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生變形和沉降時(shí)所產(chǎn)生的附加內(nèi)力是很大的，因此拱橋?qū)A(chǔ)的要求比其他橋型嚴(yán)格，通常拱腳都要置于很可靠的基礎(chǔ)上，例如整體性較好的巖石上。拱橋還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是其構(gòu)造簡單，尤其是中、小跨徑圬工拱橋，不需要大型設(shè)備和復(fù)雜技術(shù)，建橋技術(shù)容易掌握，有利于廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)楣皹蚩勺龀筛鞣N和周圍景觀協(xié)調(diào)的曲線樣式，或用連拱入波浪，體現(xiàn)一種韻律；或大拱、小拱巧妙搭配，在變化中蘊(yùn)含協(xié)調(diào)；或大拱、小拱相疊，從層次上表現(xiàn)柔和之美、曲線之美；也有的工程師匠心獨(dú)運(yùn)將橋做成異形拱，使之既具備交通功能，有事一座城市雕塑和造型，以顯現(xiàn)創(chuàng)作者對(duì)城市或靈氣、或精神、或展望的想象。西班牙境內(nèi)還有一座建成于公元98年的6孔石拱橋，名為阿爾坎塔拉（Alcantana）橋，它的橋墩建造在巖石上，中間兩孔跨度各為28m，橋面高出谷底 52m。這時(shí)所建的跨河石拱橋，只有較窄的車道，并且橋下不能通航，往往因?yàn)闃蛏恚ê叭蜆蚨眨┳杷娣e過大，而被洪水所沖毀。由于尚不能修建深水基礎(chǔ)，當(dāng)時(shí)石拱橋墩的寬度與拱的跨度比大多為1/3~1/2。古羅馬人認(rèn)為橋是由于神的感召力量才存在的，因而他們將建造石拱橋的任務(wù)委托給由大祭士馬克西姆斯（Maximus）為首的一個(gè)教士階層來建造。該橋雖在1300余年中經(jīng)受多次洪水及地震，至今安然無恙，公認(rèn)為世界現(xiàn)存最早、跨度最大、造型最新的石拱橋。~，并列圈每隔一段距離設(shè)有鐵拉條和鉤石，有利于各列圈石共同受載，不致解體。該橋初稱趙州石橋，后稱安濟(jì)橋，為一空腹式單孔圓弧石拱橋，全部用石灰?guī)r石塊建造，全長 ，矢跨比（矢高與跨徑之比）小于1/5，橋面寬 9m，行車道縱坡 %。據(jù)說美索不達(dá)米亞（Mesopotamia）中亞底格里斯河和幼發(fā)拉底河流域間的古王國，現(xiàn)今伊拉克所在地）人，曾在古羅馬人建造石拱橋以前的 2000 多年，就造過這種橋梁。顯然，受壓性能極好的石拱橋是歷史上最先發(fā)展的橋梁之一。與此同時(shí)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造型的追求，促使拱結(jié)構(gòu)的形式不斷變化與翻新，也出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)異化的現(xiàn)象。因此，拱受到廣大橋梁設(shè)計(jì)師的喜愛。著名的結(jié)構(gòu)專家林同炎曾經(jīng)說過“拱是結(jié)構(gòu)也是建筑”。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第III頁145m雙線高速鐵路板拱橋設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 概述 1 拱橋的發(fā)展歷史及結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn) 1 現(xiàn)代拱橋的發(fā)展 3 設(shè)計(jì)基本資料 5 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 5 設(shè)計(jì)依據(jù) 6第2章 主要尺寸擬定 7 主要材料參數(shù) 7 橋跨結(jié)構(gòu)平面的總體布置 7 橋面高程及縱坡確定 7 拱腳位置確定 8 拱軸線的選取 8 立柱位置的選取 9 最終橋梁結(jié)構(gòu)布置 9 結(jié)構(gòu)截面尺寸擬定 10 梁的截面尺寸 10 板拱截面尺寸 11 立柱截面尺寸 11第3章 建立Midas結(jié)構(gòu)模型 12 模型各結(jié)構(gòu)節(jié)段劃分 12 梁體節(jié)段劃分 12 立柱節(jié)段劃分 13 板拱節(jié)段劃分 13 模型單元的建立 14 材料 14 截面 14 邊界條件 15 時(shí)間依存性材料 16 結(jié)構(gòu)荷載 16 施工階段定義 21 模型修改調(diào)整 22第4章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力 變形分析 24 荷載組合 24 結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 24 梁體的內(nèi)力 24 板拱的內(nèi)力 28 施工階段作用下板拱內(nèi)力 32 立柱的內(nèi)力 33 帽梁的內(nèi)力 35 拱橋整個(gè)結(jié)構(gòu)反力 36 結(jié)構(gòu)的變形 37 梁體豎向變形 37 梁體橫向變形 39第5章 結(jié)構(gòu)截面配筋及檢算 41 鐵路橋跨結(jié)構(gòu)截面配筋原則 41 受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段 41 按容許應(yīng)力法計(jì)算的基本假定 42 截面換算原理 44 鋼筋種類及其布置原則 44 梁體截面配筋 45 T形截面梁配筋原理 45 梁體正截面抗彎配筋 47 梁體斜截面抗剪配筋 58 梁體斜筋及構(gòu)造配筋 60 板拱截面配筋 61 偏心受壓截面梁配筋原理 61 板拱截面配筋及檢算 65 板拱斜截面抗剪配筋 70 板拱穩(wěn)定性驗(yàn)算 72 板拱斜筋及構(gòu)造配筋 73 立柱截面配筋 73 軸心受壓截面梁配筋原理 74 軸心受壓截面梁配筋 75 立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算 75 立柱截面配筋結(jié)果 76 帽梁截面配筋 76第6章 橋跨結(jié)構(gòu)裂縫檢算 78 受彎構(gòu)件裂縫產(chǎn)生原因 78 受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算原理 78 受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算 79結(jié) 論 83致 謝 84參考文獻(xiàn) 85附 錄 86西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第45頁 第1章 緒論 概述 拱橋的發(fā)展歷史及結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)拱是一種自然與合適的結(jié)構(gòu)型式，它總是令人賞心悅目而且清晰地表達(dá)出它的功能。拱極易融入環(huán)境和滿足大眾的審美習(xí)慣與需求。英語中的“建筑(architecture)”一詞可能是由“拱(arch)”衍生而來。在現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)中，許多拱橋的方案往往因其建筑學(xué)方面的意義而被選中。拱，作為一種結(jié)構(gòu)，在荷載作用下主要承受軸向壓力，用拱圈或拱肋作為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁稱為拱橋。在古代，拱橋起源于模仿石灰?guī)r溶洞中天然形成的“天生橋”。我國隋朝開皇十五年至大業(yè)元年間（公元 595~605年），由匠人李春在現(xiàn)河北省趙縣建成一座跨越河的石拱橋（圖11）至今著名于世。拱由 28個(gè)石拱（窄拱）并列組成，部分拱石在趨近拱趾處逐漸放寬，使整個(gè)拱圈在拱趾處有較大寬度。在大拱圈之上，每側(cè)設(shè)有兩個(gè)小拱，可以減輕橋的自重，并增加泄洪面積，也使橋面平緩，便于通行。除趙州石橋外，我國著名的石拱橋還有北京的盧溝橋（建成于1192年，長265m，寬8m，由11孔石拱組成），蘇州的寶帶橋（相傳在唐代建造，全長317m，由53個(gè)連續(xù)石拱組成）等。古羅馬時(shí)代石拱橋的拱圈呈半圓形，拱石要經(jīng)過仔細(xì)地切割和鑿磨，并單憑石塊自身的重力將拱圈擠緊，拱石的縫隙間不填砂漿。這種橋多半在施工時(shí)有臨時(shí)支架，直到加上拱頂石使全拱形成一個(gè)結(jié)構(gòu)后，才將臨時(shí)支架撤除。今天， 英國西約克郡的威柯勒橋就是一座早在1800年前建造成的，類似古羅馬人砌筑的石拱橋。圖11 趙州橋拱橋的另一種明顯優(yōu)勢是其造型美觀，許多著名拱橋甚至成為一個(gè)城市，一個(gè)地區(qū)的旅游景點(diǎn)，不少風(fēng)景區(qū)還專門配置各式拱橋裝點(diǎn)景色。各種橋型都可以做的很美，單像拱橋這樣變化之多、適應(yīng)性之強(qiáng)是其他橋型所不能比的。對(duì)于大跨徑拱橋，近來轉(zhuǎn)體施工法和勁性骨架拱的應(yīng)用，使其建造過程比同跨徑其他橋型（如斜拉橋、懸索橋）容易便捷。拱腳水平推力還可以產(chǎn)生另一個(gè)不良后果，即多空連拱的中間墩，其左右拱的水平推力是相互平衡的，一旦一空出問題，其他孔也會(huì)因?yàn)樗搅Σ黄胶舛嗷摹?duì)于拱橋的這些優(yōu)缺點(diǎn)，在建橋時(shí)還應(yīng)結(jié)合橋址處的地質(zhì)地理特點(diǎn)及其他環(huán)境因素，進(jìn)行多方面，多方案的綜合比較。一般來說，在地質(zhì)條件的山區(qū)，中、小跨徑的拱橋是最具有競爭力的；在地質(zhì)條件較差或平原地區(qū)也常選擇無推力拱的方案。按照常用的拱橋分類方法有三種：（1）按照承重結(jié)構(gòu)與橋面系之間的位置關(guān)系，又可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋；（2）結(jié)構(gòu)型式劃分有：板拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋、肋拱橋、剛架拱橋、系桿拱橋；（3）。石拱橋具有施工簡單、造價(jià)低廉、因地制宜、就地取材等優(yōu)點(diǎn)，因此在歷史上是最早出現(xiàn)一種拱橋，并且到20世紀(jì)仍然有其生命力。 鋼筋混凝土拱橋自從1824年波特蘭水泥問世，1850年出現(xiàn)鋼筋混凝土以來，作為重要的結(jié)構(gòu)材料，在橋梁工程中得到廣泛運(yùn)用，產(chǎn)生了多種結(jié)構(gòu)型式的鋼筋混凝土