60m拱桥计算书.docVIP

1 设计说明 本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,对六苏木二桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本文提出四种不同的桥型方案：方案一石拱桥，方案二为简支梁桥，方案三为斜拉桥，方案四为钢构桥。 1.1设计标准 1.1.1 设计标准 公路—Ⅱ级汽车荷载，人群荷载3kN/m2 1.1.2 跨径及桥宽 净跨径米，净矢高米，净矢跨比 桥面净宽为 净7+2×(0.5防护栏+1.5m人行道) 11m 1.2材料及其数据 1.2.1 拱上建筑：主（腹）拱顶填土高度 =0.5m 拱圈材料重力密度 拱上护拱为浆砌片石容重 腹孔结构材料容量 拱腔填料单位容重 1.2.2 主拱圈： M10砂浆砌60号块石 容重 极限抗压强度 极限直接抗剪强度 弹性模量 拱圈设计温差为 15℃ 1.2.3 桥台: M5砂浆砌30号片石、块石 容重 极限抗压强度 极限直接抗剪强度 基础为15号片石混凝土 台后填砾石土，夯实。 内摩擦角 填土容重 1.3设计依据 (1)交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》，（JTG D60-2004）2004年。简称《通规》； (2)交通部部标准《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）2005年，人民交通出版社，《规范》； (3)《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。简称《拱桥》。 2 方案选择 2.1 方案比选 桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、斜拉和桥。从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。1.1桥梁设计原则①桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。 ②经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最低的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通时间最短。 ③所选择的桥位应是地质水文条件好，桥梁长度也较短。 ④桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益，对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快的收回投资的目的。 （5）美观 一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应是优美的，结构布置必须精炼，并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览区的桥梁，可较多的考虑建筑艺术的要求。 （6）环境保护和可持续发展 设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪声等方面，应从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最低。 2.1.2方案比选 根据桥梁设计原则，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，初步确定拱桥、梁桥、斜拉桥、刚构桥四种桥梁形式。四种方案的比较表暂列于后。 （1）拱桥 拱桥的静力特点是，在竖直力作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载的作用下，简直梁的跨中弯矩为，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。 由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。 图2.1 石拱桥 （2）简支梁桥 梁式桥是一种竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯抗拉能力强的材料。此处考虑3跨20米简支梁桥，由于峡谷地面高程较小，使得下部墩台的高度较大，给施工带来了难度，并提高了桥梁结构的总造价。 图2.2 简支梁桥 （3）斜拉桥 斜拉桥跨径较大，考虑本地条件，拟采用独塔式斜拉桥。斜拉桥的受力特点是受拉的斜索将主梁多点吊起，