空腹式拱橋計(jì)算書

1、16m空腹式拱橋計(jì)算書設(shè)計(jì)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料（一）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：汽車-20級(jí)，掛車-100，人群荷載3KN/m2 凈跨徑：L0=16m 凈矢高：f0=2.28m 橋面凈寬：凈6.5+2*（0.25+1.5m人行道）(二)材料及其數(shù)據(jù)拱頂填土厚度hd=0.5m,3=22KN/m3拱腔填料單位重=20KN/m3腹孔結(jié)構(gòu)材料單位重2=24KN/m3主拱圈用10號(hào)砂漿砌號(hào)60塊石,1=24KN/m3,極限抗壓強(qiáng)度Rja=9.0MPa,彈性模量E800Raj。(三)計(jì)算依據(jù)1、交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89），人民交通出版社，1989年。2、交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)

2、規(guī)范（JTJ022-85），人民交通出版社，1985年。3、公路設(shè)計(jì)手冊(cè)-拱橋（上、下冊(cè)），人民交通出版社，1994年。4、公路設(shè)計(jì)手冊(cè)-基本資料，人民交通出版社，1993年。二、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）主拱圈1、主拱圈采用矩形橫截面，其寬度b010.0m,主拱圈厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。假定m=1.988,相應(yīng)的y1/4/f=0.225,查拱橋附表（）-20（9）得j=3300332,sinj=0.54551, cosj=0.83811 2、主拱圈的計(jì)算跨徑和矢高L=l0+dsinj=16+0.85*0.54551=16.4637mf=f0+

3、d/2-dcosj/2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.34883、主拱圈截面坐標(biāo) 將拱中性軸沿跨徑24等分，每等分長(zhǎng)l=l/24=0.6860m,每等分點(diǎn)拱軸線的縱坐標(biāo)y1=拱橋（上冊(cè)）表（）-1值f,相應(yīng)拱背曲面的坐標(biāo)y1=y1-y上/cos,拱腹曲面相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)y1=y1+y下/cos,具體位置見圖1-1，具體數(shù)值見表1-1。主拱圈截面計(jì)算表 表1-1(二)拱上結(jié)構(gòu)1、主拱圈拱上每側(cè)對(duì)稱布置截面高度d0.25m的石砌等截面圓弧線腹拱圈，其凈跨徑l1.5m,凈矢高f0.3m,凈矢跨比為1/5。查拱橋上冊(cè)表3-1得0=4303610,sin0=0.689655,co

4、s0=0.724138腹拱拱腳水平投影x=dsin0=0.1724m腹拱拱腳豎向投影y=dcos0=0.1810m2、腹拱由石砌橫墻支承，墻寬0.5m。主、腹拱圈拱背在同一標(biāo)高時(shí)，腹拱的起拱線至主拱拱背的高度h=y1+y上(1-1/cos)-(d+f0)，空、實(shí)腹段分界線的高度h=y1+y上(1-1/cos)。這些高度均可利用表1-1的數(shù)值內(nèi)插得到，也可以用懸鏈線公式直接算得。具體計(jì)算結(jié)果見表1-2。腹拱墩高度表表1-23、上部結(jié)構(gòu)恒重（1） 主拱圈P0-12表（）-19（5）值A(chǔ)1l=0.52734*8.5*24*16.4637 =1771.1214（KN）M1/4表（）-19（5）值A(chǔ)1l

5、2/4=0.12567*8.5*24*16.46372/4=1737.2274（KN·m）Mj表（）-19（5）值A(chǔ)1l2/4=0.51249*8.5*24*16.46372/4=7084.5205（KN·m）(2)拱上空腹段a.腹孔上部腹拱外弧跨徑:l外l+2dsin0 =1.5+2*0.25*0.689655=1.8448m腹拱內(nèi)弧半徑:R0=表3-2值l=0.725001*1.5=1.0875m 腹拱圈重：Pa=表3-2值（R0+d/2）dB02=1.522024*1.2125*0.25*10*24=110.7272KN腹拱的護(hù)拱重：Pb=(2sin0- sin0 c

6、os0-0)（R0+d/2）2B02=0.118898*1.21252*10*24=41.9517KN路面及橋面系重:Pc= l外hdB03 =1.8448*0.5*10*22=202.928KN腹拱墩以上部分：Pd=(0.6- x) y 2+( f +d-y)2+ hd3(0.6-2 x) B0=(0.6-0.1724)*0.1810*24+(0.3+0.25-0.1810)*24+0.5*22*(0.6-2*0.1724) *10=69.2475KN一個(gè)腹拱重：PPi=424.8544KNb、腹拱墩重1號(hào)腹拱墩：P0.7929*10*0.5*24=95.1480KN2號(hào)腹拱墩：P0.067

7、2*10*0.5*24=8.0640KNC、腹拱集中恒重P13=424.8544+95.1480=520.0024KNP14=(424.8544-69.2475)/2+8.0640=185.8675KN(3)拱上實(shí)腹段a、頂填料及路面P15=lxhdB03=4.3957*0.5*10*22=483.5270KNb、懸鏈線曲邊三角形部分m=1.988,k=ln(m+)=1.310002x=lx/l1=4.3957/8.2319=0.533984kx=0.699520f1=f+y上(1-1/cos)=2.3488-0.0173=2.3315P16=l1f1(shkx-kx)/(m-1)kB0=17

8、3.3824KN重心橫坐標(biāo)：x0=(shkx-kx/2)-( chkx-1)/ kx/(sh kx-kx)lx=3.3057m (三)、驗(yàn)算拱軸系數(shù) 上部結(jié)構(gòu)的恒載對(duì)拱跨l/4截面和拱腳截面的力矩比值符合等于或接近選定的m系數(shù)相應(yīng)的y1/4/f值的條件，則選定的m系數(shù)可作為該設(shè)計(jì)的拱軸系數(shù)使用。(1)半拱恒載對(duì)拱跨l/4截面和拱腳的力矩半拱恒載對(duì)拱跨l/4截面和拱腳的力矩計(jì)算及結(jié)果見表1-3。半拱恒載對(duì)拱跨l/4截面和拱腳的力矩 表1-3 (2)驗(yàn)算拱軸系數(shù)設(shè)計(jì)的拱橋在主拱圈兩截面的恒重力矩比值：Ml/4/Mj=2805.1550/12463.2461=0.225074188假定的拱軸系數(shù)m1

9、.988，相應(yīng)的yl/4/f=0.225則Ml/4/Mj-yl/4/f0.000074188<0.0025（半級(jí)）說明假定的拱軸系數(shù)m1.988與該設(shè)計(jì)的拱軸線接近，可選定m1.988為設(shè)計(jì)的拱軸線系數(shù)。(四)、拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)ys=表（）-3值f=0.330487*2.3488=0.7762m(rw/f)2=(0.852/12)/2.34882=0.0109141=拱橋（上冊(cè)）表（）-9值 (rw/f)2 =11.2674*0.010914=0.122972=拱橋（上冊(cè)）表（）-11值( rw/f)2 =10.1554*0.010914=0.1108361/（1+）=0.11

10、0702(五)、永久荷載內(nèi)力計(jì)算1、 不計(jì)彈性壓縮的恒載推力Hg=Mj/f=12463.2461/2.3488=5306.2185KN2、計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計(jì)算見表1-4。計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力表1-4(六)、可變荷載內(nèi)力計(jì)算1、基本可變荷載本例基本可變荷載只有汽車和掛車荷載，統(tǒng)稱為活載。不計(jì)彈性壓縮的活載內(nèi)力見表1-5。2、計(jì)入彈性壓縮的汽車-20級(jí)內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的汽車-20級(jí)內(nèi)力見表1-6。3、計(jì)入彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力見表1-7。4、溫度內(nèi)力拱圈合攏溫度15拱圈砌體線膨脹系數(shù)=0.000008不計(jì)彈性壓縮的活載內(nèi)力表1-5 計(jì)

11、入彈性壓縮的汽車-20級(jí)內(nèi)力表1-6注：除拱腳截面外，其他截面的軸力N用NH1/cos作近似計(jì)算，軸力單位KN,彎矩單位kN.m。變化溫差t=±1510號(hào)砂漿砌60號(hào)塊石的彈性模量E800*9.0*1037.2*106MPa計(jì)入彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力表1-7注：除拱腳截面外，其他截面的軸力N用NH1/cos作近似計(jì)算，軸力單位KN,彎矩單位kN.m。溫度下降在彈性中心產(chǎn)生的水平力：Ht=EIt/（表（）-5值）f2 =-8*10-6*7.2*106*0.51177*15/(0.93605*2.34882)=-85.6244KN溫度下降在拱圈中產(chǎn)生的內(nèi)力見表1-8。溫度下降在拱圈中

12、產(chǎn)生的內(nèi)力表1-8(七)、主拱圈強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算采用分項(xiàng)安全系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的構(gòu)件，其設(shè)計(jì)原則是：荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。表達(dá)式為：Sd(sos1Q)Rd(Rj/m,ak)根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）第2、1、2條規(guī)定，本設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)函數(shù)有如下幾種組合：組合：S1=sos1S=恒S恒+1.4S汽組合：S2=sos1S0.8（S1+1.4St）組合：S3=sos1S0.8(恒S恒+1.4S掛)式中：當(dāng)S恒與基本可變荷載同號(hào)時(shí)，恒取1.2，當(dāng)S恒與基本可變荷載異號(hào)時(shí)，恒取0.9。1、 主拱圈正截面受壓強(qiáng)度驗(yàn)算（1）荷載效應(yīng)匯總計(jì)入荷載安全系數(shù)的荷載

13、效應(yīng)匯總?cè)绫?-9。（2）荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值計(jì)入荷載組合系數(shù)的荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值見表1-10。（3）結(jié)構(gòu)（主拱圈）抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值：RN=Rja/m=*8.5*9.0*103/1.92=39843.75KN其中: =1-(e0/y)3.5/1+(e0/w)2, e0=Mj/Nje0為正值時(shí)，y=y上e0為負(fù)值時(shí)，y=y下w0.20857計(jì)算結(jié)果見表1-11。荷載安全系數(shù)及荷載效應(yīng)匯總表表1-9 荷載組合系數(shù)及荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值表1-10 主拱圈抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值（單位：kN） 表1-11表1-11與表1-10比較，表明結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值RN均大于荷載

14、效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值Nj。（4）主拱圈容許偏心距驗(yàn)算主拱圈正截面上縱向力的容許偏心距見表1-12。主拱圈容許偏心距e0（m）表1-12表1-10與表1-12比較，主拱圈正截面上縱向力的偏心距ej均小于規(guī)范規(guī)定的容許偏心距e0。表1-10、表1-11、表1-12表明主拱圈正截面受壓強(qiáng)度均沒有問題。2、 拱圈的穩(wěn)定性驗(yàn)算NjARja/m式中：1/1+（-3）1+1.33（e0/w）2 對(duì)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(duì)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，且本橋是跨徑較小的圬工拱橋在此不作驗(yàn)算。3

15、、 截面受剪強(qiáng)度驗(yàn)算一般拱腳截面的剪力最大，正截面直接受剪強(qiáng)度按下式驗(yàn)算：QjARjj/m+Nj式中：Qj 剪切效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； Nj 相應(yīng)于Qj的縱向力。 正截面上最不利構(gòu)件抗剪效應(yīng)設(shè)計(jì)值中ARjj/m8.5*0.33*103/2.311214.2857KN。公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)中無Q、N的等代荷載可查，一般安下式計(jì)算：QHsinj-VcosjNHcosj+Vsinj(1) 荷載效應(yīng)a. 恒載Qg=4178.8095*0.54551-3133.9007*0.83811=-346.9711KNNg=4178.8095*0.83811+3133.9007*0.54551=5211.8762KNb.活

16、載最大水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng)活載最不利水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng)見表1-13。c.活載剪切效應(yīng)活載剪切效應(yīng)見表1-14?；钶d最不利水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng)表1-13活載剪切效應(yīng)表1-14(2) 荷載效應(yīng)匯總及組合荷載剪切效應(yīng)及相應(yīng)的軸力匯總及其安全系數(shù)見表1-15。效應(yīng)及相應(yīng)軸力匯總表1-15荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值見表1-16。剪切效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值表1-16(3) 拱圈正截面抗剪效應(yīng)組合RQ=1214.2857+0.7*7406.3411=6398.7245kNQj=654.9141kNRQ=1214.2857+0.7*7399.3727=6393.8466kNQj=665.6202kN 組合RQ=1

17、214.2857+0.7*5996.5495=5411.8704kNQj=570.4541kNRQ=1214.2857+0.7*5990.9748=5407.9681kN Qj=579.0190kNRQ= 1214.2857+0.7*5853.5962=5311.8030kNQj=477.4085kNRQ=1214.2857+0.7*5848.0215=5307.9008kNQj=485.9734kN組合RQ=1214.2857+0.7*6416.6123=5705.9143kNQj=581.3207kN計(jì)算表明拱圈正切面上的抗剪效應(yīng)均大于荷載最不利剪切效應(yīng)。(4) 主拱圈裸拱強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算

18、早期脫架的拱橋，必須驗(yàn)算裸拱在自重作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。1、彈性中心的彎矩和推力Ms表（）-15值A(chǔ)l2/4=0.17688*8.5*24*16.46372Hs表（）-16值 Al2/4(1+)f=0.51953*8.5*24*16.46372/(4*1.110836*2.3488)=2752.5785kN2、截面內(nèi)力M= Ms- Hs(ys-y1)- 表（）-19值 Al2/4N= Hs cos+ 表（）-19值 AlsinAl=3358.5948Al2/4=13823.7243裸拱截面內(nèi)力見表1-17。裸拱圈截面內(nèi)力表1-173、裸拱圈強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算NjRN=ARja/m=1-(e0/y

19、)3.5/1+(e0/w)21/1+（-3）1+1.33（e0/w）2S=l/1=16.4637*1.05468=17.3639ml0=0.36S=17.3639*0.36=6.2510mhw=8.5/10=0.85= l0/hw=7.3541（-3）=0.002*7.3541*(7.3541-3)=0.0640ARja/m2=39843.75kNNj：荷載效應(yīng)的最不利組合（組合）的設(shè)計(jì)值，當(dāng)永久荷載（恒重）效應(yīng)與其他可變荷載（如風(fēng)荷載等）效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按橋規(guī)JTJ022-85第條規(guī)定選用荷載安全系數(shù)和荷載組合系數(shù)。裸拱圈強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見表1-18。裸拱的強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算表1-18 計(jì)算

20、表明RNNj,上部結(jié)構(gòu)安全可靠。三、橋墩計(jì)算橋墩的左右孔跨徑、結(jié)構(gòu)形式和所用材料均相同，右邊跨布滿活載，左邊跨空載，使單向水平推力達(dá)到最大值，驗(yàn)算橋跨順橋向承受最大彎矩和偏心時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。（一） 橋墩幾何尺寸擬定該墩頂橋面標(biāo)高38.75m，拱腳起拱線標(biāo)高35.06m，橋墩基礎(chǔ)奠基標(biāo)高為31.00m，二層0.75m厚的5號(hào)砂漿砌片石基礎(chǔ)，墩身為20號(hào)砂漿砌50號(hào)塊石，墩身側(cè)坡采用30:1。本橋擬定墩頂?shù)膶挾葹?.5m，橋墩的各幾何尺寸計(jì)算如下(見圖1-2)：a=1.5m; B0=10mx=d*sinj=0.4637m; y=d*cosj=0.7124m x=dsin0=0.1724m; y=

21、dcos0=0.1810m c=0.4m;h=0.75m;hd=0.5m;ho=d+fo=0.55mho=fo+d-ho-y=2.28+0.85-0.55-0.7124=1.87mao=a-2x=1.5-2*0.4637=0.57m ao=ao-2x=0.5726-2*0.1724=0.23ma=a+2h/30=1.5+2.56/15=1.67ma1=a+2c=1.67+0.8=2.47m; a2=a1+2c=2.47+0.8=3.27mB1= B0+a+2c=12.47mB2= B1+2c=13.27m(二)荷載計(jì)算1、 橋墩自重P0=a0hdB03=0.23*0.5*10*22=25.3k

22、N P1=a0h0B0=0.23*0.55*10*20=25.3kNP2=B0h0a04=10*1.87*0.57*22=234.498kN P3=(ao+a)yB0/2+y(ao2/4+aoa/4+a2/4)/31=192.3124kN P4=(a+a)B0/2+(a2+aa+a2)/12h5= 1049.5319kNP0-4=1526.9423kN P5=a1h1B16=554.4162kN P6=a2h1B26=781.0722kNP0-6=2862.4307kN2、 上部結(jié)構(gòu)恒載作用于墩頂上的效應(yīng)腹拱拱腳處的垂直反力：Vg=2*(1/2)*424.8544=424.8544kN主拱圈拱

23、腳處的垂直反力：Vg=2*3133.9007=6267.8014kN3、 車輛荷載作用于墩底截面上的效應(yīng)（1） 活載效應(yīng)H=Hp,V=VpM=H(h+y/2)-V(a0+x)/2+Mp2.9162H-0.8019V+Mp 根據(jù)驗(yàn)算原則，汽車-20級(jí)應(yīng)取行車前方支點(diǎn)截面荷載效應(yīng)為不利。墩底截面上的活載效應(yīng)見表1-19。墩底截面上的活載效應(yīng)表1-19 （2）汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力為一列車隊(duì)總重的10，但不小于一輛重車的30。車隊(duì)制動(dòng)力：T=P*10=(70+130+60+120+120+70+130)*0.1=70kN重車制動(dòng)力：T=(60+120+120)*0.3=90kN計(jì)算表明，一輛重車的制動(dòng)

24、力大于車隊(duì)的制動(dòng)力。制動(dòng)力對(duì)橋墩產(chǎn)生的水平力和垂直力為：HTT/2=90/2=45kNVT=Th/l=90*3.2762/16.4637=17.9096kN式中：hhd+h0+h0+y/2=0.5+0.55+1.87+0.3562=3.2762m(三)強(qiáng)度驗(yàn)算1、 墩身底截面上的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值。(1)作用于墩底截面上的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值。荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值見表1-20。 (2)橋墩抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值墩底截面幾何性質(zhì):截面形心至受彎邊緣的距離：y=a/2=0.835m荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值表1-20截面面積：A=aB0+a2/4=18.8903m2回轉(zhuǎn)半徑：a=a/

25、4=0.4555mRaj=3.0Mpa,m=2.31,ARaj/m=24532.8571kN橋墩墩底截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值見表1-21。橋墩墩底截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值RP及容許偏心距e0 表1-21表1-20與表1-21比較RPV，且偏心距e0小于容許偏心e0。2、 基礎(chǔ)底部承載力計(jì)算地基容許承載力0550kPa,地基與基礎(chǔ)的承載力驗(yàn)算按JTJ024-85的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。（1）作用于基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值。荷載效應(yīng)：HHP，VVPMH(h+3h1+y/2)-V(a0+x)/2+MP4.4162H-0.8019V+MP作用于基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值見表1-22。（2）基

26、底應(yīng)力及偏心距計(jì)算基底應(yīng)力按照公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）第條驗(yàn)算，其偏心距按照第條的規(guī)定驗(yàn)算?；A(chǔ)底面的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值表1-22基礎(chǔ)底面的幾何性質(zhì)：截面積：Aa2*B2=3.27*13.27=43.3929m2截面抵抗矩：WB2*a22/6=23.6491m3基底截面重心軸至截面最大受壓邊緣的距離y=a2/2=1.635m限制偏心距：e0=W/A=a2/6=0.545me0基底偏心距符合要求?；椎膽?yīng)力計(jì)算見表1-23。橋墩基礎(chǔ)底面地基應(yīng)力表1-23表1-23表明基底最大應(yīng)力均小于地基承載力0。（四）橋墩穩(wěn)定性驗(yàn)算1、 浮力計(jì)算本橋設(shè)計(jì)洪水位為37.30m。

27、（1） 起拱線以上至設(shè)計(jì)洪水位范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)浮力a.設(shè)計(jì)洪水位處的拱軸線縱坐標(biāo)： y1=38.75-hd-D/2-37.30=0.525mb.由表1-1內(nèi)插得洪水位處的橫坐標(biāo)：x1=4.1014m=x1/l1=4.1014/8.2319=0.49823c.查附表1-1得洪水位拱軸線的長(zhǎng)度：Sx=0.50371*8.2319=4.14649mQ拱=2*(1.05468-0.50371)*8.2319*8.5*10=771.0401kNd.洪水位以下橫墻高度：h柱=h0+h0+hd+37.30-38.75=1.47mQ柱=a0B0h柱水=0.57*10*1.47*10=83.79KnQ= Q拱+Q柱

28、+P3*10/24=934.9603kN(2)起拱線以下浮力Q=P4-6*(水/)=1049.5319*10/23+1335.4884*10/24=1012.7717kN(3)總的浮力Q總=934.9603+1012.7717=1947.7320kN2、 穩(wěn)定性系數(shù)橋墩的穩(wěn)定性系數(shù)驗(yàn)算見表1-24。橋墩的穩(wěn)定性系數(shù)驗(yàn)算表1-24橋墩的各項(xiàng)計(jì)算說明，該橋墩安全可靠。四、橋臺(tái)計(jì)算橋面頂面標(biāo)高38.59m，橋臺(tái)基礎(chǔ)底面標(biāo)高31.20m，地基地質(zhì)條件和橋墩處位置基本相似。(一) 橋臺(tái)尺寸擬定橋臺(tái)基礎(chǔ)全長(zhǎng)，采用型斷面，各部分的尺寸如圖1-3。橋臺(tái)所受外荷載的最不利情況有兩種，必須分別進(jìn)行計(jì)算。第一種情況

29、：拱上布滿活載，使其水平推力達(dá)到最大，溫度上升，臺(tái)后無活載，制動(dòng)力指向河岸，假設(shè)橋臺(tái)無水平位移。第二種情況，橋上無活載，臺(tái)后破壞棱體上滿布活載，制動(dòng)力指向河心，溫度下降。(二)第一種受力情況驗(yàn)算1、 荷載效應(yīng)計(jì)算（設(shè)定橋面向河心轉(zhuǎn)動(dòng)為正）（1）橋臺(tái)自重橋臺(tái)自重（包括基礎(chǔ)）效應(yīng)計(jì)算如表1-25。橋臺(tái)及基礎(chǔ)的自重效應(yīng)表1-25（2）橋臺(tái)外荷載 上部結(jié)構(gòu)恒載作用于橋臺(tái)上的力拱上腹拱拱腳的垂直力：Vg=424.8544/2=212.4272kN主拱圈拱腳的垂直力：Vg=3133.9007kN主拱圈拱腳的水平力：Hg=4718.8095kN主拱圈拱腳的彎矩：Mg=923.7594kN上部構(gòu)造作用于臺(tái)底的

30、效應(yīng)：P=Vg=3346.3279kN, H=Hg=4718.8095kN M=Vga-Hgh+Mg=3133.9007*(4.993-0.46)/2+212.4272*(4.993-0.17)/2-0.46-4718.8095*3.015+923.7594溫度上升產(chǎn)生的力水平力：Ht+85.6244kN,彎矩Mt臺(tái)底溫度效應(yīng)值:P=0, H=Ht, M=-Hth+Mt活載內(nèi)力臺(tái)底汽車-20級(jí)效應(yīng)：P=Vp=306.1016kN, H=Hp=781.6416kNM=Vpa-Hph+Mp臺(tái)底掛車-100效應(yīng)：P=Vp=502.5649kN, H=Hp=1178.4152kNM=Vpa-Hph+M

31、p臺(tái)底汽車制動(dòng)力效應(yīng)：P=VT=17.9096kN, H=HT=45kNM=VTa-HT臺(tái)后側(cè)土壓力根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）第條的規(guī)定，主動(dòng)土壓力：EB00H2/2基礎(chǔ)頂面深度處的土壓力：E10*0.20092*18*6.132/2=679.4956kN作用點(diǎn)到基礎(chǔ)頂面的距離：c=H/3=6.13/3=2.04m基礎(chǔ)頂面的彎矩效應(yīng)：基礎(chǔ)底面深度處的土壓力：E0.5*10*0.20092*18*7.332=971.5690kN作用點(diǎn)到基底的距離：c=H/3=7.33/3=2.44m基礎(chǔ)底面的彎矩效應(yīng)：2、 臺(tái)身底面截面強(qiáng)度驗(yàn)算（1）荷載組合臺(tái)身底截面上荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)

32、值見表1-26。（2）臺(tái)底截面抗力效應(yīng)值：RpARaj/m式中：截面積：AaB04.993*10=49.93m2回轉(zhuǎn)半徑：w=a/=4.993/=1.4414m中心距：y=a/2=2.4965m臺(tái)身底截面荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值表1-26Raj=2500kPa, m=2.31ARaj/m=54036.7965臺(tái)身底截面抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值及容許偏心距見表1-27。臺(tái)身底抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值及容許偏心距表1-273、 基底應(yīng)力驗(yàn)算（1）基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)值計(jì)算與基礎(chǔ)頂面相同，此處不重復(fù)?；A(chǔ)底面荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值見表1-28。(2)地基抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值地基容許應(yīng)力0550kPa基底荷

33、載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值表1-28基底截面幾何性質(zhì)：截面積：A5.793*10.8=62.5644m2抵抗矩：W5.793*10.82/6=112.6159m3容許偏心距：e0W/A=1.8m地基抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值見表1-29。地基抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值表1-294、穩(wěn)定性驗(yàn)算橋臺(tái)所受的浮力：Q(10.8*5.793*1.2+10*4.993*4.9)*10+771.0401/2 =3582.8629kN中性軸y=10.8/2=5.4m橋臺(tái)的穩(wěn)定性驗(yàn)算見表1-30。5.截面受剪強(qiáng)度驗(yàn)算臺(tái)口截面深度的土壓力：EB0H2/2=0.5*10*0.20092*18*3.1152=175.4615kN表1-26表明荷載效應(yīng)組合之后是組合的水平剪力最大。臺(tái)口的荷載水平剪切效應(yīng)設(shè)計(jì)值：Qj-1.2*4718.8095+1.4*(175.4615-679.4956)=-6368.2191kN 橋臺(tái)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 表1-30相應(yīng)的