摘要角洞水库大桥为广(州)惠(州)高速公路小金口至凌坑段的重要桥梁，跨越惠州市角洞水库区，桥址位于角洞水库两岸两个突出的山嘴之间。
桥址区域属丘陵地貌、地势起伏、木林茂盛、植被良好。
根据基本设计资料，初步拟定了连续梁桥、连续刚构桥和拱桥三个方案。
经综合比较，最终选择拱桥为设计方案。
全桥由一跨跨越水库的拱桥及两端引桥组成，拱桥的净跨径为120m，矢跨比为1/7。
主拱圈截面采用箱形截面，拱上建筑为全空腹式，腹孔墩为钢筋混凝土柱式墩，腹孔及引桥上部结构均采用标准跨径13m的预制空心板，墩、台均采用桩基础。
主拱采用悬链线作为拱轴线，运用“五点重合法”确定拱轴系数。
根据确定的拱轴系数查阅公路桥涵设计手册—拱桥(上册)相关表格计算主拱各截面内力，完成主拱验算。
下部结构，桩基础采用m法计算桩基内力与位移，计算截面配筋，确定单桩容许承载力，验算地基承载力。
经验算，各项指标均满足设计要求。
关键词：拱桥拱轴系数矢跨比桩基础AbstractJiaoDong reservoir Bridge is a important bridge of Xiaojinkou to Lingkeng of GuangHui highway,which acrossing the reservoir of HuiZhou City.The bridge is located between tow protruding gaps.Bridge site belong to hilly ground,and the surface relief is fluctuate,forests is thick, vegetation is fine.Based on the design data,drawing up three projects which are continuous beam bridge,continuous rigid-frame bridge,and arch epared with the projects overall,and then choosed the project of arch bridge.The bridge is consisted of arch brigde that acrossed the reservoir by a single-span and the approach bridge.The length of the arch bridge’s clear span is 120 miters,and rise-span ratio is first seven.The main arch ring section is box section,spandrel structure adopt to open spandrel pier column which are made of reinforced concrete,approach bridge main beam adopt to precast cellular stab bridge that standard span is 13 miters,pier and abutment used to pile foundation.The arch axis of main arch is catenarian line,then determine the arch axis coefficlent by the method of five points-comebine.Based on the arch axis coefficlent refered to corresponding forms which in the Design Handbook of Highway Bridge and Culverts,calculating sectional stress of main arch ring,then finished the verify of arch bridge.Calculating the pile shaft internal force and displancements by the method of “m”.Arranged the reinforcements for the piles,determined the pile bearing capacity,checked bearing capacity of foundation soil. These indexes are conform to design code by calculating finally.Keywords: arch bridge arch axis coefficlent rise-span ratio pile foundation目录第一章桥型方案比选 (1)1.1设计桥型的确定 (1)1.2方案比选 (1)第二章推荐方案尺寸拟定 (4)2.1方案简介 (4)2.2截面尺寸拟定 (4)2.3桥面铺装 (5)2.4主要材料 (5)2.5施工方式 (5)第三章拱上建筑计算 (6)3.1 腹孔上部结构恒载计算 (6)3.1.1空心板毛截面几何特性计算 (6)3.1.2空心板自重 (7)3.1.3桥面系自重 (7)3.2盖梁计算 (8)3.2.1盖梁恒载内力计算 (8)3.2.2盖梁上的可变荷载计算 (10)3.3盖梁内力计算 (20)3.3.1各截面弯矩计算 (20)3.3.2各截面剪力计算 (21)3.3.3各截面内力汇总 (22)3.3.4内力组合 (23)3.4截面配筋设计与承载力校核 (25)3.4.1正截面抗弯承载能力计算 (25)3.4.2腹筋与箍筋设计 (29)3.4.3斜截面抗剪能力验算 (31)3.4.4盖梁裂缝宽度验算 (34)第四章腹孔立柱设计 (36)4.1恒载计算 (36)4.2活载计算 (36)4.2.1汽车荷载计算 (36)4.2.2风荷载计算 (37)4.3荷载组合 (37)4.4截面配筋计算及复核 (39)4.4.1作用于墩柱顶的外力 (39)4.4.2作用于墩柱底的外力 (39)4.4.3截面配筋计算 (39)第五章主拱计算 (42)5.1主拱截面尺寸确定 (42)5.1.1主拱截面尺寸拟定 (42)5.2拱轴系数的确定 (42)5.2.1主拱圈截面特性计算 (42)5.2.2拱上荷载作用计算 (43)5.3恒载内力 (45)5.3.1主拱圈截面内力计算 (45)5.3.2拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (45)5.3.3弹性压缩引起的恒载内力 (46)5.3.4压力线偏离拱轴线引起的内力 (46)5.3.5恒载内力汇总 (50)5.4活载内力 (50)5.4.1不计弹性压缩活载内力 (51)5.4.2计入弹性压缩活载内力 (51)5.5温度变化和混凝土收缩内力 (56)5.5.1温度变化引起的内力 (56)5.5.2混凝土收缩内力 (56)5.6荷载组合 (59)5.7主拱圈强度验算 (59)5.7.1主拱圈截面强度验算 (59)5.7.2主拱圈截面合力偏心距验算 (63)5.7.3主拱圈截面直接受剪验算 (63)5.8拱圈整体“强度——稳定性”验算 (66)5.8.1纵向稳定性验算 (66)5.8.2横向稳定性验算 (67)5.9裸拱强度验算 (67)5.9.1裸拱内力计算 (67)5.9.2裸拱偏心距验算 (68)5.9.3裸拱强度和稳定性验算 (68)第六章墩台与基础 (70)6.1墩台尺寸拟定及基础类型的选择 (70)6.2荷载计算 (70)6.2.1恒载计算 (70)6.2.2活载计算 (71)6.3荷载组合 (73)6.3.1荷载效应汇总 (73)6.3.2荷载效应组合 (73)6.4截面承载能力验算 (73)6.4.1截面偏心距验算 (73)6.4.2截面承载能力极限状态验算 (74)6.5承台底面作用力计算 (74)6.6桩基尺寸的拟定 (75)6.6.1桩长和桩径的拟定 (75)6.6.2桩顶作用计算 (76)6.7单桩承载能力验算 (80)6.7.1桩身内力计算 (80)6.7.2配筋计算 (82)6.7.3单桩容许承载力及压应力计算 (84)6.8群桩整体验算 (85)参考文献 (88)致谢 (89)附录A—外文翻译 (90)附录B—盖梁内力计算 (99)第一章桥型方案比选1.1设计桥型的确定广(州)惠(东)高速公路小金口至凌坑段的角洞水库大桥位于广惠高速公路K97 + 435处，跨越惠州市角洞水库库区，桥址位于水库两岸两个突出的山嘴之间。
桥址区域属丘陵低山地貌、地势起伏、林木茂盛、植被良好。
根据基本资料以及自然和技术、经济条件，综合各种因素，在广惠高速公路角洞水库大桥的设计中共拟定了连续梁桥、连续刚构桥和拱桥三个桥型方案。
经综合比较，最终选择了方案Ⅲ—钢筋混凝土箱形拱桥为推荐方案，各方案桥型布置如图1.1所示。
ca.连续梁桥b.连续刚构c.钢筋混凝土箱形拱桥图1.1 桥型方案布置图(尺寸单位：m)1.2方案比选根据基本设计资料，对上述拟定的连续梁桥、连续钢构桥和钢筋混凝土拱桥三个桥型方案做了以下几个方面的优缺点比较，如表1.1所示。
表1.1 各桥型主要优缺点比较表本桥为高速公路上跨越惠州市角洞水库库区的重要桥梁，公路等级要求较高，设计荷载等级为公路-Ⅰ级，所以对行车平顺要求和速度要求较高。
连续梁桥和连续刚构桥都能满足上述要求，但据三十多年的水文资料来看，桥址区最大1小时降水量达153mm，最大24小时降水量为420mm，最大3日降水量为554.8mm，全年降水量介于1500mm~2100mm之间，而连续梁桥由于跨径的限制，对河床压缩较多，不利于汛期泄洪。
在洪水多发季节，连续刚构桥和拱桥能收到及时排洪的效果，减少灾害。
桥址区域地质构造复杂，地层变化极大，桥址处局部有岩石出露，但风化严重。
桥轴纵断面存在厚度不等的亚粘土覆盖层。
亚粘土覆盖层以下为强风化砂岩层，厚度为5.0~18.2米，基本承载能力在700kPa以下。
在往下即为弱风化砂岩层，承载能力介于1200kPa~1500kPa之间。
由于连续刚构桥对地基承载能力要求较高，需要采用桩基础，而南方地区雨水丰富，水库常年积水，不利于桩基础的施工。
方案Ⅲ钢筋混凝土箱形拱桥跨越能力强，本桥采用一跨的方式跨越库区，对河道压缩较少，且大部分施工均可在陆地上完成，降低了施工难以程度。
为了适应路线设计资料，桥面设计高程相对较高，因此桥梁的建筑高度也会相应的增加，对于连续梁桥和连续刚构桥采用较高的的墩柱作为下部结构是不利的。