目录1.设计依据与基础资料 (1)1.1标准及规范 (1)1.1.1标准 (1)1.1.2规范 (1)1.1.3参考资料 (1)1.2主要尺寸及材料 (1)1.2.1主拱圈尺寸及材料 (1)1.2.2拱上建筑尺寸及材料 (2)1.2.3桥面系 (2)2.桥跨结构计算 (2)2.1确定拱轴系数 (2)2.2恒载计算 (4)2.2.1主拱圈恒载 (4)2.2.2拱上空腹段恒载 (5)2.2.3拱上实腹段的恒载 (6)2.3验算拱轴系数 (7)2.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (8)2.4.1弹性中心计算 (8)2.4.2弹性压缩系数 (8)3.主拱圈截面内力计算 (8)3.1恒载内力计算 (8)3.1.1不计弹性压缩的恒载推力 (8)3.1.2计入弹性压缩的恒载内力 (8)3.2汽车荷载效应计算 (9)3.3人群荷载效应计算 (12)4.荷载作用效应组合 (13)5.主拱圈正截面强度验算 (14)6.拱圈总体“强度－稳定”验算 (16)等截面悬链线板拱式圬工拱桥1.设计依据与基础资料 1.1标准及规范 1.1.1标准跨径：净跨径m L 600=, 净矢高m f 100=,6100=L f 设计荷载：公路—II 级汽车荷载，人群荷载桥面净宽：净7+20.75m 人行道。

1.1.2规范《公路工程技术标准》JTG B01-2003《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004（以下简称《通规》） 《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005（以下简称《圬规》）1.1.3参考资料《公路桥涵设计手册》拱桥上册（人民交通出版社 1994）（以下简称《手册》）1.2主要尺寸及材料半拱示意图 图1-11.2.1主拱圈尺寸及材料主拱圈采用矩形截面，其宽度m B 9=，厚度m D 3.1=，采用M10砂浆砌筑MU50粗料石，容重为3125M KN=γ，抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：，弹性模量：Ef .MPa m cd ==⨯=210021003858085。

1.2.2拱上建筑尺寸及材料1）主拱圈每半跨布置4个圆弧形腹拱圈。

腹拱圈厚度m d 35.0=，净跨mL 41=，m f 11=，采用M10砂浆砌筑MU40块石，容重为3224m kN =γ。

2）拱上横墙为横墙式。

纵桥向宽为0.8m ，采用M7.5砂浆砌筑MU40块石，容重为3224m kN=γ。

3）拱上侧墙用直立式等宽构造。

顶宽1m, 采用M7.5砂浆砌筑MU40块石，容重为3224m kN=γ。

4）拱顶填料采用M7.5砂浆砌筑MU30片石，容重为3323m kN=γ。

1.2.3桥面系5）拱顶填料、桥面系（桥面、人行道、栏杆）换算厚度为0.5m ，容重为3324m kN=γ。

2.桥跨结构计算 2.1确定拱轴系数拱轴系数m 的确定，一般采用“五点重合法”进行试算。

先假定一个m 值，定出拱轴线，根据拟定的上部构造各部分的几何尺寸，计算半拱恒载对拱脚截面形心的弯矩和自拱顶至4l跨的恒载对4l跨截面形心的弯矩。

其比值。

求得后，可由中反求m 值。

若求得的m 与假定的m 不符，则将求得的m 作为假定值，重复上述计算，直到两者接近为止。

式中：/y 14－L/4截面处的拱轴线坐标值；f 0－拱轴线计算矢高；M ∑14－拱顶至拱跨L/4截面自重对L/4截面的弯矩值；jM∑－拱顶至拱脚截面自重对拱脚截面的弯矩值。

假定1）拱轴线拱脚处切线与水平线交角jϕf 1000L j tan ..ϕ=⨯=⨯=⎡⎤⎣⎦⨯10表（III ）-2值479268079878100060（以下表值均见《手册》），6171.38)79878.0(tan 1==-j ϕ，6241.0sin =j ϕ，7813.0cos =j ϕ2）拱脚投影 水平投影md x j 8113.0sin ==ϕ，竖向投影0157.1cos ==j d y ϕ3）计算跨径和计算矢高 计算跨径mx l l 8113.600=+=计算矢高.yd f f m=-+=0101421322 计算矢跨比：fl =164）拱圈坐标将拱圈沿计算跨径等分24份，每等分长mll 5338.224==∆。

以拱顶截面形心为坐标原点（图2），拱轴线上各截面的纵坐标i y f =⨯⎡⎤⎣⎦表（III ）-1值，相应的拱背曲面的坐标ϕcos 211Dy y -='，相应拱腹坐标ϕcos 211D y y +=''，具体位置见图，计算见表2-1。

拱圈坐标计算表 表2-1截面号x y 1/f y 1 cos ϕ D/2cos ϕy' y'' 1 2 3 4 5 6 7 8 拱脚030.40567110.142130.7811350.8321239.31000710.974255）腹拱圈sin ..j ϕ==20825; cos .j ϕ=06水平投影sin ...j x d m =ϕ=⨯=03508028 竖向投影cos ...j y d m =ϕ=⨯=035060212.2恒载计算 2.2.1主拱圈恒载主拱圈恒载计算半拱自重对L/4截面和拱脚截面的作用，计算如下：[]0.53736..9558.1863P A l kN -=γ=⨯⨯⨯⨯=012表(III)-19(7)91325608113 /..[]0.12583A l M γ⨯⨯⨯==⨯221491325608113表(III)-19(7)4434026.6075 kN m =⋅..[]0.51646j A l M γ⨯⨯⨯==⨯2291325608113表(III)-19(7)44139659.7130 kN m =⋅2.2.2拱上空腹段恒载拱上空腹段恒载计算图示见图2-1腹拱圈重.(..)374.1354kN a P =π⨯-⨯⨯⨯=22106260228525924360腹拱圈侧墙及对应填料重[(sin )]()b P D L R R =⨯-π⨯-︒⨯⨯γ+⨯γ22231061106273602[..(..sin )]()=⨯-π⨯⨯-⨯⨯︒⨯⨯+⨯2210611144562852851062247233602967.5868kN =恒载计算图示 图2-1桥面系重 ..492.4800kN c P =⨯⨯⨯=45605924两腹拱之间起拱线以上部分重 ..()57.1824kN d P =⨯⨯⨯+⨯=024********* 则一个腹拱重 .kN a b c d P P P P P =+++=18913846计算半跨各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩时，将半拱分成7个部分分别计算其对两个截面的弯矩，具体分块情况见图2-2。

一号横墙重 (......).kN e P =⨯+⨯+⨯⨯⨯=5820802802102402192410292832 二号横墙重 (......)570.3005kN f P =⨯+⨯+⨯⨯⨯=32308021028024021924 三号横墙重(......)238.5245kNg P =⨯+⨯+⨯⨯⨯=13108021028024021924四号横墙重 ..7.8624kN h P =⨯⨯⨯=013028924则：一号横墙处竖向力 1=1891.3846+1029.2832=2920.6678kN e PP P =+ 二号横墙处竖向力 2=1891.3846+570.3005=2461.6851kN f P P P =+ 三号横墙处竖向力 3=1891.3846+238.5245=2129.9091kNg P P P =+四号横墙处竖向力4()(1891.3846.)=.d h P P P P --=++5718247862422=924.9635kN腹拱产生的水平推力计算./d g h kN m =γ=⨯=211240512[[.24.61/d g R kN m =γ+=⨯-=2222326752../g d kN m =γ=⨯=23325035875[]P c g c g c g R B =⨯+⨯+⨯⨯5112233[.....].=⨯+⨯+⨯⨯⨯074499912009504224610788301875259kN =408.9736式中，系数1c 、2c 、3c查《手册》附表（I ）－4。

2.2.3拱上实腹段的恒载实腹段拱顶填料及桥面系重cos (..)12.1313mx L l d =+ϕ-⨯+⨯+=0443080282612.1313.249=1310.1804kN x d P l h b =γ=⨯⨯⨯05 实腹段悬链线曲边三角形部分重量(). 1.3469()10.7808cos .i j f f y m =--=-⨯-=ϕ11111115785107813()1208.6496()l f P shK K kNm K=ξ-ξγ=-1170041重心位置()()9.1183m()x K chK shK K x l shK K ξξ-ξ--ξ==ξ-ξ00000012半跨各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩见表2-2：半跨各块恒载对拱脚及1/4截面力矩图示 图2-2各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩 表2-2分块号 恒重（kN ）l/4截面拱脚截面力臂（m ）力矩(kNm ） 力臂（m ）力矩(kNm ） P 0-12 9558.1863 － 34026.6075－ 139659.7130 P 1 2593.5410 － － 3.9943 10359.4486 P 2 2134.5583 － － 8.7943 18772.0018 P 3 1802.7823 － － 13.594324507.6105 P 4 761.3992 2.9315 2232.0426 18.1343 13807.4614 P 5 408.9736 1.5873 649.1638 9.5466 3904.3074 P 6 1310.1804 9.1372 11971.3320 24.3400 31889.7753 P 7 1208.6496 6.0845 7354.0732 21.2874 25728.9615 合计19778.2707－56233.2190－268629.27962.3验算拱轴系数由表可知 //./..j M M ==∑∑1426862927965623321900209该值与由假定拱轴系数m=2.514相应的//.y f =140215接近，故可以取2.514为拱轴系数。

2.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数 2.4.1弹性中心计算弹性中心离拱顶距离s y ，可以由《手册》附表（III ）-3求得。

[]...s y f m =⋅=⨯=表（III ）-3值03290111014215333692.4.2弹性压缩系数按《手册》公式4-18，由于弹性压缩引起的弹性中心的赘余力为'g gH H μ∆=-+μ11。