本工程为北京某郊县二级路,该路段有3000米位于山谷中,为防止滚石对路面及行驶车辆的破坏,设计一类似明洞的拱型结构,拱跨12米,矢高(拱轴中心)为4.8米,拱中心填土高3米,并且设计出的拱能承受10吨的石头以2/3加速度落在拱上的冲击荷载。
拱为两端固结,拱轴中心高0.4米,支座处高0.5米。纵向拱肋长0.6米,纵向每3米处设置一拱肋,两拱肋之间以次梁连接(次梁间距3米),次梁上设置整体钢筋混凝土板。
下面给出设计思路:
1.首先定出拱轴线的悬链线方程(应满足拱下净空要求),输出对应坐标(可编制一小程序进行)。
2.在Autocad中绘制拱轴线,及土体包络线。
3.每0.25米为一段,在cad中量出每段的面积。
4.设计在纵向长度3米内土体全部重量全部作用在两个拱肋上(两
拱肋相距3米)。
5.根据4、5的步骤求出每0.25米段的土体重量。
6.将拱轴线DXF文件导入Algor程序中,约束边界(全约束),并
进行受力设置。
7.将石块荷载等效为作用于3米土深,并沿着30度方向扩散的均布荷载。
8.将石块作用位置分别放置在拱顶和1/4拱轴线位置,作为两个工况。
9.用Algor程序求出最大弯矩。
10.根据最大弯矩值配置钢筋(双截面)。
11.配置板单元(0.2米宽3.0米长),和次梁(0.3*0.3)配筋。
12.支座(高1.0米,为楔型结构)按嵌入式设计,即拱肋深入支座0.5米,拱肋前后留0.6米空隙,左右各留0.6和0.8米空隙,用钢筋网进行固结。
13.支座下部为放大基础(采用15号混凝土,矩形结构)高0.5米(构造配筋)。
14.改变悬链线方程,重新进行2-11部计算,求出最优化设计。
本工程为实际工程,还有其他的设计方案,如Ansys程序设计方案,将在后续文章中说明。
(上篇文章为《钢管混凝土拱桥设计一》由于图例太多,而网站不支持附件格式,所以等待后续发表。)