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东南大学2013-2014-1学期

1题目

《桥梁工程》课程设计任务书

等截面悬链线空腹式无铰箱型板砼拱桥设计和计算 2设计资料 设计荷载

公路－I级，人群荷载按规范取值。

为了便于计算，人行道、栏杆、路缘石及横挑梁悬出拱圈部分，全桥宽平均每延米10.5kN，也可以据实计算。

主拱圈内横隔板重量按顺桥向每延米给定，6.0kN/m。也可以据实计算。 桥面净空

拱顶桥面标高+50.0m 跨径

单孔空腹式，主拱净跨径见下表

表1 设计任务分配 项目 净跨径l0 净矢跨比f0/l0 桥面净空 主拱顶填料厚度 学号1-10 70+学号×5m 1/5.5 净-7+2×（0.25m栏杆+1.0m人行道） 0.65m 学号11-20 70+（学号-10）×5m 1/6 净-8+2×（0.25m栏杆+1.0m人行道） 0.55m 学号21-30 70+（学号-20）×5m 1/6.5 净-9+2×（0.25m栏杆+1.0m人行道） 0.50m 学号31-42 70+（学号-30）×5m 1/7 净-10+2×（0.25m栏杆+1.0m人行道） 0.45m 拱上建筑可以采用梁式，也可以采用拱式。腹拱墩的布置：高墩采用立柱式，也可以采用挖空的横墙式。

主拱圈

图1 主拱圈截面参考图，据此修改

主拱圈为C40钢筋混凝土箱型截面，采用5箱段预制吊装合拢，封闭拱箱，现浇填缝。 材料

主拱圈?1=25kN/m3；拱上建筑材料取?1=25kN/m3；主拱、腹拱的填料?2=20kN/m3；桥面铺装为8cm的钢筋混凝土（?1=25kN/m3）+6cm沥青混凝土（?3=23kN/m3）

若为拱式腹拱，腹拱圈为C30混凝土预制圆弧拱，腹拱墩为C30钢筋混凝土矩形截面排架式墩，取?1=25kN/m3。若为梁式腹拱，材料均为C30混凝土。 温度

据调查，桥位处月平均最高温度40℃，月平均最低气温-5℃，设计合拢温度为15℃。采用5段预制吊装，由于受到预制场和施工场地的影响，工期被迫推迟，实际合拢温度为20℃。合拢时，各构件的平均龄期为100天。线膨胀系数??1.0?10-5。

设桥梁所处环境的年平均相对湿度70%。收缩计算，若难以换算成温度，按温度下降10℃考虑。 参考资料：

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中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004，人民交通出版社，2004年9月。

中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004，人民交通出版社，2004年9月。 姚玲森主编．《桥梁工程》，人民交通出版社。

公路桥涵设计手册《拱桥》上册，1994年6月，人民交通出版社。（简称拱桥） 公路桥涵设计手册《基本资料》，1993年7月，人民交通出版社。 王国鼎主编．《桥梁计算示例集——拱桥》（第二版），2000年10月，人民交通出版社。 陈忠延.土木工程专业毕业设计指南·桥梁工程分册[M].北京：中国水利水电出版社，2000. 向中富.桥梁工程毕业设计指南，人民交通出版社，2010，P129-142

? 有关拱桥设计图纸。

3设计任务

? 桥型布置和尺寸拟定 ? 拱轴系数的确定

? 悬链线无铰拱的几何性质及弹性中心。 ? 恒载作用下悬链线无铰拱的内力计算。 ? 活载作用下悬链线无铰拱的内力计算。 ? 裸拱内力计算。

本拱圈采用5段预制吊装，属于无支架施工，计算裸拱状态自重产生的内力。理解说明为什么采用无支架施工或早期脱架施工的拱桥，宜降低拱轴系数。

? 温度变化、混凝土收缩和拱脚变位的内力计算。

按照规范计算温度升高、降低值，计算温度变化产生的内力。若按实际温度合拢，说明拱桥高温合拢分别对拱圈、墩台产生什么影响？（说明有利或不利）

? 拱圈强度和稳定性验算 ? 拱圈内力的调整。

说明调整拱圈内力的效果。 4提交成果

设计计算书。提倡手写，用钢笔书写工整。最后有一小结，回顾设计的整个过程、考虑的具体问题等，自我评价课程设计的情况，有助于后续提高，使他人对整个设计过程有个粗略的了解。

桥型布置图1张。绘出单孔拱桥总体布置图，包括立面（纵断面）图，平面图和侧面（横断面）图，含桥台。标出上部构造主要尺寸，附注栏中说明设计荷载等级、图中尺寸单位及图示比例等有关资料。设计图纸采用3号图纸（420mm×297mm），用AUTOCAD或铅笔绘制，折叠与计算书等装订成册。 5成绩评定

五分制，评分标准：设计计算书70%+图纸30%。独立完成，有雷同现象的学生集中起来，由教师组织答辩。 6指导书 6.1进度控制

桥型布置和尺寸拟定 2天 拱轴系数的确定 1天 拱圈的内力计算 3天 拱圈验算和拱圈应力的调整 2天 编制计算书和绘图 3天

实际耗时两周左右，分散准备+集中完成方式进行。 10月8日班长统一提交作业至道桥实验室302室。 6.2指导书

1、 根据布置的拱桥设计资料，即拱桥跨径、矢跨比、桥面宽度、荷载等级等拟定主拱圈截面高度和宽度及拱上建筑尺寸和布置。桥面铺装、人行道、栏杆部分可套用标准图设计。 2、 按照比例（例如1：200）绘制立面图和横断面图。