K47+133.4（1-10）石拱橋拱架驗算

Ⅰ、TRANBBS設計資料
拱圈設計資料：凈跨徑L0=10m，凈矢高fo=2.50m，拱圈厚d=0.6m，拱寬10.7m，拱軸系數m=2.814。
拱架設計荷載：拱圈采用分兩環砌筑，拱塊重力按70%拱厚計算，機具和TRANBBS施工人員重力按2KN/m2計算，拱架重力不計。
Ⅱ、拱架尺寸擬定
拱圈縱向節間劃分以水平劃為準（拱架設計圖附后）全跨7個節點，6個節間，節點間距分別為1.35m、1.75m、1.9m；橫向用7片拱架，每片之間的距離為1.7m,兩端各預留0.25m.
Ⅲ、拱架幾何要素計算
1、拱架節點頂面坐標計算
m =2.814            f=f0=2.50m
k =Ln(m+  m2-1)=Ln(2.814+  2.8142-1)=1.69457
y =[f/(m-1)](chkξ-1)
=[2.50/(2.814-1)](ch1.69457ξ-1)
=1.37817(ch1.69457ξ-1)
2、弓形木節點中心坐標計算
y1=y+h/cos∮
h=模板厚+弓形木高=5+18=23cm
3、弓形木與水平軸夾角計算
tgα=Δy/Δx  (Δy為兩節點間高差)    見表1
4、斜撐與豎軸夾角計算                    見表2
Ⅳ、拱架各節間的荷載計算
根據拱架斜面的拱塊切向力T等于拱塊與模板間的摩阻力得：
μ1Gcos∮=Gsin∮
∮=19.8°(μ1=0.36)
當拱塊在拱架上的傾角∮≤19.8°時，拱塊能夠穩于拱架上，拱塊的全部重力作用于拱架上；當拱塊在拱架的傾角∮＞19.8°時，拱塊不能穩定于拱架上，拱塊切向力T有一部分（其值等于摩阻力）作用于拱架上，其余部分則借下排拱塊傳至拱座或支撐板上。
兩節間拱塊重力為：
G`=0.7×0.6×1.7×24L=17.136L
機具和施工人員重力為：
G``=2×1.7L=3.4L
兩節點間拱塊重力和機具、施工人員重力為：
G=G`+G``=17.136L+3.4L=20.536L
V、作用在拱架上的正壓力和切向計算
1、弓形木的傾角α≤∮=19.8°時
N=Gcosα=20.536Lcosα=20.536Δx
T=Gsinα
T0=μ1N=0.36×20.536Δx =7.3930Δx
2、弓形木的傾角α＞∮=19.8°時
N`=[(cos∮-μ2 sin∮)/(1-μ1μ2)]G  (μ2=0.5)
T=T0=μ1N1=0.36N`    (μ1=0.36)
各節間荷載G產生的正壓力N，切向力T和摩阻力T0的計算(見表格3)
Ⅵ、桿件內力計算和驗算桿件強度，剛度時內力值的取用
計算桿件內力時，假定桿件節點均為鉸結，只承受壓力，而不承受拉力（大梁可承受拉力）。內力計算的順序：計算弓形木、立柱、斜撐內力，從拱頂節點開始，逐點向拱腳進行，計算大梁內力，從拱腳開始，逐點向跨中進行，計算結果（見表格4）
查資料各種木材容許應力
S拉=8Mpa      S壓=12Mpa
受拉桿件S3-1′=11.008KN   
F拉=S3-1′桿件容許受拉應力=8×0.15×0.15×103×0.9
    F拉=162 KN
F拉=162 KN＞S3-1′=11.008 KN   (滿足設計和施工要求)
受壓桿件S1-1′=37.571 KN  
F壓=S1-1′桿件容許受壓應力=12×0.15×0.15×103×0.9
          F壓=243 KN
F壓=243KN＞S1-1′=37.571 KN   (滿足設計和施工要求)
經檢驗受壓及受拉桿件承受荷載所產生的應力遠小于容許拉應力和壓應力，能滿足設計和施工要求。
VII、滿布式拱架設計注意事項
1、設計滿布式拱架時，除保證各桿件的強度和穩定性之外，應特別注意拱架的整體穩定性，一般可在拱架下部的樁木間設置縱向夾木和橫向夾木，在拱架上部的立柱間設置橫向夾木和縱向水平夾木。除此之外，大風力較大的地區，拱架應設置風纜。
2、支架的支承部分必須要安裝堅實的地基上，同時，應保證支架不發生不允許的下沉，在受河水影響的地方安裝支架，必須有防排水措施。
3、拱架的節點構造應力求簡單，制作時應采用最簡單的接榫。對于受力較大的節點，可用硬木夾板或鐵夾板穿以螺栓連接；對于受力較小的節點也可用扒釘連接，但對重要的節點，必須采用硬木夾板連接。