1、精選優質文檔-傾情為你奉上 3米凈跨徑1.65米填土暗蓋板涵整體計算一.蓋板計算1.設計資料 汽車荷載等級：公路-I級； 環境類別：II類環境； 凈跨徑：L0=3m； 單側擱置長度：0.2m； 計算跨徑：L=3.3m； 填土高：H=1.65m； 蓋板板端厚d=30cm；蓋板寬b=0.99m；保護層厚度c=25mm； 混凝土強度等級為C30； 軸心抗壓強度fcd=13.8Mpa； 軸心抗拉強度ftd=1.39Mpa； 主拉鋼筋等級為Q235； 抗拉強度設計值fsd=195Mpa； 蓋板容重1=26kN/m3； 路面結構和填土的平均容重2=20kN/m3 根據公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-

2、2005)中7.0.6關于涵洞結構的計算假定：蓋板按兩端簡支的板計算，可不考慮涵臺傳來的水平力2.外力計算1) 永久作用 (1) 豎向土壓力 q=2·H·b=20×1.6×0.99=31.68kN/m (2) 蓋板自重 g=1·d·b/100=26×30×0.99/100=7.722kN/m2) 由車輛荷載引起的垂直壓力（可變作用） 根據公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)中4.3.4的規定： 計算涵洞頂上車輛荷載引起的豎向土壓力時，車輪按其著地面積的邊緣向下做30°角分布。當幾個車輪的壓力擴

3、散線相重疊時，擴散面積以最外面的擴散線為準 根據公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)中4.3.1和4.3.2關于車輛荷載的規定，填料厚度等于或大于0.5m的涵洞不不計沖擊力： 一個后輪單邊荷載橫向分布寬度=0.6/2+1.65tan30o=1.25m1.3/2m（1.8/2m） 故后輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度La應按二輛車后輪外邊至外邊計算，即： La=（0.6/2+1.65tan30）*2+（1.3+2*1.8）=7.41mlo 一個車輪單邊荷載縱向分布寬度=0.2/2+1.65tan30o=1.05m1.4/2m 故縱向后輪垂直荷載分布長度互相重疊，荷載縱向分

4、布寬度Lb應按二輪（后軸）外邊至外邊計算，即： Lb=（0.2/2+1.65tan30）*2+1.4=3.51m 車輪重 P=2*（2*140）=560kN 車輪重壓強L q汽=P/La/Lb=560/7.41/3.51=21.53kN/m23.內力計算及荷載組合1) 由永久作用引起的內力 跨中彎矩 M1=(q+g)·L2/8=(31.68+7.722)×3.32/8=53.64kN·m 邊墻內側邊緣處剪力 V1=(q+g)·L0/2=(31.68+7.722)×3/2=59.10kN2) 由車輛荷載引起的內力 跨中彎矩 M2= q汽·

5、;L2·b/8=21.53×3.32×0.99/8=29.01kN·m 邊墻內側邊緣處剪力 V2= q汽·L0·b/2=21.53×3.0×0.99/2=31.97kN3) 作用效應組合 根據公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)中4.1.6關于作用效應組合的規定： 跨中彎矩（安全等級為三級） 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9×(1.2×53.64+1.4×29.01)=94.48kN·m 邊墻內側邊緣處剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2

6、) =0.9×(1.2×59.10+1.4×31.97)=104.11kN4.持久狀況承載能力極限狀態計算 1) 鋼筋用量計算（正截面強度計算） 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)中5.2.2式得最小鋼筋截面積As: 0Md=fsdAs（ho-） 鋼筋直徑d=20mm，混凝土凈保護層厚度25mm，則 截面有效高度 h0=d1-c-2.0/2=30-2.5-1.0=26.5cm=265mm故 94.48*106=195*As*（265-）解得 As=1929mm2 實際As=2200mm2，配置720 砼受壓區高度 x=fsd&

7、#183;As/fcd/b=195×2200/13.8/0.99=31.4mmb·h0=0.56×265=148.4mm 砼受壓區高度滿足規范要求2) 斜截面抗剪承載力驗算 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)中5.2.9關于抗剪截面驗算的規定: 0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×300.5×990×265 =732.84kN0Vd=104.11kN 抗剪截面滿足規范要求。 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規

8、范(JTG D62-2004)中5.2.10關于受彎構件斜截面抗剪承載力驗算的規定: 對于板式受彎構件，公式可乘以1.25提高系數 1.25×0.5×10-3·2·ftd·b·h0=1.25×0.0005×1×1.39×990×265 =227.91kN0Vd=104.11kN 可不進行斜截面抗剪承載力的驗算，只需按照公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)中9.3.13構造要求配置箍筋5.裂縫寬度計算 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG

9、D62-2004)中6.4關于裂縫寬度驗算的規定: 環境類別為II類環境，對于鋼筋混凝土構件，最大裂縫寬度不應超過0.20mm 作用短期效應組合 Ms=1.0M1+0.7M2 =1.0×53.64+0.7×29.01=73.95kNm 作用長期效應組合 Ml=1.0M1+0.4M2 =1.0×53.64+0.4×29.01=65.24kNm 受拉鋼筋的應力 ss=Ms/0.87/As/h0=73.95/0.87/0./0.265=145.80Mpa 鋼筋表面形狀系數C1=1.00 受力性質系數C3=1.15 配筋率=As/bd=2200/990/300=

10、7.41% 作用長期效應影響系數 C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.5×65.24/73.95=1.44 裂縫寬度 Wfk=C1·C2·C3·ss·(30+d)/Es/(0.28+10·) =1×1.44×1.15×145.8×(30+20)/2.00×105/(0.28+10×0.00741) =0.17mm0.20mm 裂縫寬度滿足規范要求二.臺身及基礎計算1.設計資料 基礎為整體式，基礎襟邊C1=0.10m，臺身寬C2=0.60m，基礎寬C3=2.20m 背墻寬C4=

11、0.42m，搭接寬度C5=0.18m，基礎高度為0.40m，鋪底厚為0.40m 涵洞凈高H0=2.00m，計算高度H1=2.35m，基礎頂深H2=5.40m 臺身容重為22.5kN/m3，基礎容重為23kN/m3，鋪底容重為23kN/m3 臺身軸心抗壓強度fcd=13.80Mpa，臺身彎曲抗拉強度ftmd=1.39Mpa，臺身直接抗剪強度fvd=1.43Mpa 地基承載力容許值為400kPa，回填土的內摩擦角為40° 將臺身簡化為上端鉸支、下端固結模型，取臺寬b=0.99m進行計算2.臺身驗算1) 水平力 車輛荷載等代土層厚 破壞棱體長度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45&#

12、176;-40°/2)=2.42m 計算長度B=8.62m =560/8.62/2.42/22=1.22m 土的側壓力系數 =tan2(45°-40°/2)=0.2174 q1=(H+h+d1/2)·b··22 =(2.7+1.22+0.15)×0.99×0.2174×22=19.27kN/m q2=(H+h+H0+0.40/2+d1)·b··22 =(2.7+1.22+2.00+0.20+0.30)×0.99×0.2174×22=30.40kN

13、/m A端處彎矩 =-17.40kNm A端處剪力 =38.76kN 最大彎矩位置x0的計算 =4.74kN/m =1.44m 最大彎矩計算 =9.26kNm2) 豎向力 當x0=1.44m時，臺身y-y截面上的豎向力、偏心矩及彎矩名稱豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩(kNm)P1112.31-0.21-23.58P224.700.092.22P32.810.090.25P410.210.000.00P150.03M=-21.113) 截面驗算 作用效應組合 0Md=0.9×(1.2×M+1.4×Mmax)=-11.13kNm 0Nd=0.9×1.2&#

14、215;P=162.03kN 0Vd=0.9×1.4×QA=48.84kN 偏心矩e e=0Md/0Nd=-0.069m (1) 偏心受壓承載力驗算 現根據公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-2005)中條文4.0.6、4.0.7計算偏心受壓構件承載力影響系數 彎曲平面內的截面回旋半徑 ix=0.289×b=0.2861 iy=0.289×C2=0.1734 構件長細比，其中長細比修正系數取1.3，構件計算長度l0取0.7H1=1.64m =3.5236 =2.1355 x方向和y方向偏心受壓構件承載力影響系數，其中m取8.0，a取0.002 =0.8

15、605 =1.0037 砌體偏心受壓構件承載力影響系數 =0.8632 構件截面面積 A=C2*b=0.5940m2 由公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-2005)中條文4.0.9中關于偏心矩e的規定，現偏心矩e=-0.069m，小于等于0.6×0.5×C2=0.18m，所以現根據公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-2005)中條文4.0.5驗算偏心受壓承載力 =7075.92kN 0Nd=162.03kN 偏心受壓承載力滿足要求 (2) 正截面受彎承載力驗算 構件受拉邊緣的彈性抵抗矩 W=b·C22/6=0.0594 現根據公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-2005)中條文4.0.12計算正截面受彎承載力 W·ftmd=82.57kNm 0Md=-11.13kNm 正截面受彎承載力滿足要求 (3) 直接受剪承載力驗算 現根據公路圬工橋涵設計規范(JTG D61-2005)中條文4.0.13計算直接受剪承載力，其中f=0.7，Nk=171.89kN =935.36kN 0Vd=48.84kN 直接受剪承載力滿足要求3.基底應力驗算 基礎底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見下表，其中P9汽是由車輛荷載所產生的蓋板支點反力，豎向力及彎矩進行作用短