Midas上承式空腹无铰拱桥内力计算和配筋设计(2)
3.1.1 设计资料 7
3.1.1 设计依据 7
3.2拱桥立面布置 7
3.3拱桥横截面布置及各部尺寸 8
3.3.1 横截面布置 8
3.3.2主拱圈横截面 9
3.3.3其它各部尺寸 10
4 计算拱轴系数 11
4.1 资料准备 11
4.2 计算方法 11
4.2.1 拱轴系数及拱轴线方程 11
4.2.2 五点重合发基本原理如下 11
4.2.3 逐次渐进法求拱轴系数 12
5 Midas建模 16
5.1 建模数据准备 16
5.2 建模过程 16
5.2.1 环境设置 16
5.2.2 建立拱桥几何模型 16
5.2.3 引入边界条件 18
5.2.4 添加荷载 20
5.2.5 荷载组合与分析 20
5.3 查看结果 20
6 配筋 22
6.1主拱圈配筋设计 22
6.1.1 控制截面选取 22
6.1.2 对拱圈的截面特性进行计算 22
6.1.3 配筋设计 24
7 稳定性验算 31
7.1 纵向稳定性验算 31
7.2 横向稳定性验算 31
8 施工方法 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
1.1 研究现状
在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍，必须修建各种桥梁与涵洞，桥涵是交通线中重要的组成部分。经过长时间的发展，桥梁的设计与建设已取得了长足的进步。目前，使用广泛的桥型有梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等。
拱桥在我国有悠久的历史，而且现在的公路桥梁中拱桥仍是一种常见桥型。拱桥竖向荷载作用下，两端支撑处除有竖向反力外，还产生水平推力，正是这个水平推力，使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，使它的主拱截面主要承受轴向压力，同时截面上的应力分布比受弯梁要均匀，使主拱截面的材料强度得到充分发挥，跨越能力增大。由于受力合理，造型美观，拱桥在大跨桥梁中具有很强的竞争性。特别是钢筋混凝土拱桥自重较小，跨越能力大，充分利用混凝土与钢筋的受力优势，有效地提高了拱桥的经济性能，扩大了拱桥的使用范围。因为钢筋混凝土拱桥造价低，养护工作量小，抗风性能好等优点，仍被广泛采用，特别是崇山峻岭的我国西南地区。目前世界上已建成了多座跨径超过500米的特大型拱桥，钢筋混凝土拱桥也有多座超过300米的。在今后一段时间的大跨桥梁的建设中，拱桥仍将是一种十分有力的竞争桥型。
1.2 发展趋势
虽然拱桥具有以上的诸多优点，但也有自身的缺点。由于拱脚水平推力的存在，拱桥对于地基的要求一般较其它桥型更高。而且拱桥建设的关键问题是施工问题。随着拱桥跨径的不断增大，如何减轻拱桥的结构自重，改进施工方法和进行高强度混凝土的开发使用，就成为修建和发展拱桥的重要问题。
组合体系的拱桥可使拱的水平推力由系杆承受，墩台不受水平推力，从而克服了拱桥对地基要求较高的缺点。无支架施工技术的发展，扩大了拱桥的使用范围，提高了它在大跨径桥梁中的竞争力。钢-混组合结构与钢结构普遍应用有效地减轻了拱桥的自重，高标号混凝土的开发与应用提高了拱圈的承载能力。