25×3.0钢筋混凝土箱涵结构计算书.doc

2-5×3.0钢筋混凝土箱涵结构计算书1、技术标准（1）设计荷载：城市B级。（2）涵洞孔径：2-5×3.0米钢筋混凝土箱涵。（3）斜交角度：75度（右偏角度）。2、采用的规范（1）城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）（2）公路工程技术标准（JTG B01-2003）（3）公路桥涵设计通用规范(JTG D602004 )（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)（5）公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）（6）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）（7）公路涵洞设计细则（JTG/T D65-04-2007）3、设计资料3.1结构尺寸3.2设计资料（1）涵洞填土高度：；（2）土的内摩擦角：；（3）填土容重：；（4）钢筋：HRB400型；抗拉强度设计值：；（5）涵身C30混凝土：抗压强度设计值：；抗拉强度设计值：；混凝土重力密度：；4、设计计算4.1截面尺寸（1）顶板、底板厚度：；（2）侧墙厚度：；（3）横梁计算跨径：； ；（4）侧墙计算高度：； ；（5）基础襟边：；（6）基础高度：；（7）基础宽度：4.2荷载计算（1）恒载恒载竖向压力：；恒载水平压力：顶板处：；底板处：；（2）活载汽车后轮着地宽度0.6m，由公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。一个汽车轮横向分布宽为：，则同一辆车的左右轮载重叠，相邻两列车轮载不重叠，则横向分布宽度为：。同理，纵向汽车后轮着地长度为0.2米，则有：，则；对于城市荷载，取用中轴车轮荷载为，则：车辆荷载垂直压力为：；车辆荷载水平压力为：。4.3荷载内力计算（1）构件刚度比（2）节点弯矩和轴向力计算1）a种荷载作用下 (图L-03)图L-03涵洞四角节点弯矩：横梁内法向力：侧墙内法向力：恒载计算：，带入计算有：；。车辆荷载计算：，带入计算有：；。2）b种荷载作用下 (图L-04)图L-04恒载计算：，带入计算有：；。3）c种荷载作用下 (图L-05)图L-05恒载计算：，带入计算有：4）d种荷载作用下 (图L-06)图L-06车辆荷载计算：，带入计算有：5）节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合：荷载种类M (kN·m)MAMEMCMFMBAMBEMDCMDFMBDMDB恒载a-28.84 -28.84 -28.84 -28.84 -83.89 -83.89 -83.89 -83.89 0.00 0.00 1.2×结构、土的重力-34.61 -34.61 -34.61 -34.61 -100.67 -100.67 -100.67 -100.67 0.00 0.00 b-2.09 -2.09 -2.09 -2.09 1.05 1.05 1.05 1.05 0.00 0.00 c-5.39 -5.39 -5.77 -5.77 2.98 2.98 2.60 2.60 0.00 0.00 1.4×土侧压力-10.47 -10.47 -11.00 -11.00 5.64 5.64 5.10 5.10 0.00 0.00 车辆荷载a-75.23 -75.23 -75.23 -75.23 -218.86 -218.86 -218.86 -218.86 0.00 0.00 d30.29 -93.34 -20.02 9.52 -18.79 8.28 20.31 -15.06 -27.06 35.37 1.4×汽车-62.91 -236.00 -133.36 -92.00 -332.70 -294.81 -277.96 -327.48 -37.89 49.52 荷载效应组合-107.99 -281.08 -178.97 -137.61 -427.74 -389.85 -373.53 -423.05 -37.89 49.52 荷载种类N (kN)N1N2N1'N2'N3N4N5恒载a0.00 0.00 0.00 0.00 61.49 61.49 -122.98 1.2×结构、土的重力0.00 0.00 0.00 0.00 73.79 73.79 -147.58 b6.40 6.40 6.40 6.40 -0.57 -0.57 1.14 c11.27 22.87 11.27 22.87 1.52 1.52 -3.04 1.4×土侧压力24.74 40.98 24.74 40.98 1.33 1.33 -2.66 车辆荷载a0.00 0.00 0.00 0.00 160.41 160.41 -320.82 d-46.54 110.87 0.35 63.98 -13.84 13.56 0.29 1.4×汽车-65.16 155.22 0.49 89.57 205.19 243.55 -448.75 荷载效应组合-40.41 196.21 25.24 130.6 280.3 318.7 -598.99 4.4构件内力计算(跨中截面内力)（1）顶板1（见图L-07）图L-07其中；则计算有：顶板1（见图L-07），其中：；则计算有：（2）底板2（见图L-08）图L-08，则计算有：底板2（见图L-08）其中；（3）左侧墙（见图L-09）图L-09其中：则计算有：（4）右侧墙（见图L-10）图L-10其中：则计算有：（5）中间墙（见图L-11）图L-11其中：4.5构件内力汇总表构件MdNdVdMdNdVdMdNdVdA - BAA - BB-107.99 -40.41 280.31 185.84 -40.41 66.62 -427.74 -40.41 -598.99 B - EB B - EE-389.85 25.24 -598.99 118.24 25.24 28.26 -281.08 25.24 318.67 C - DCC-DD-178.97 196.21 280.31 102.55 196.21 82.74 -373.53 196.21 -598.99 D - FDD-FF-423.05 130.55 -598.99 286.33 130.55 17.52 -137.61 130.55 318.67 A - CAA-CC-107.99 280.31 -40.41 -232.93 280.31 106.36 -178.97 280.31 196.21 E - FEE-FF-281.08 318.67 25.24 -251.72 318.67 -4.33 -137.61 318.67 130.55 B - DB B-DD-37.89 -598.99 -15.18 -64.45 -598.99 15.18 49.52 -598.99 326.76 4.6截面设计4.6.1顶板(A-BB-E)钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。（1）跨中则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：；符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-22主筋100mm，则实际的。故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点(AE)则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：；符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-22主筋100mm，则实际的。故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.7条的规定：故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。4.6.2底板 (C-DD-F)钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。（1）跨中则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：；符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-22主筋100mm，则实际的。故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-22主筋100mm，则实际的，则故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.7条的规定：故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。4.6.3左、右侧板 (A-C，E-F)（1）板中则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：；符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-20主筋100mm，则实际的。故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定，不考虑偏心距增大系数。；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-22主筋100mm，则实际的，则故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。4.6.4中间板 (B-D)（1）板中则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定：；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：；符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-20主筋100mm，则实际的。故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点则有：长细比：由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条规定，不考虑偏心距增大系数。；取；取；。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条规定：由公式有：，可求得：故结构为大偏心受压构件，则所需配筋截面面积为：符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。实际选用HRB400-20主筋100mm，则实际的，则故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条规定：；故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。4.7箱涵裂缝宽度验算4.7.1顶板（1）跨中按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。（2）角点按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。4.7.2底板按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。（2）角点按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。4.7.3侧板按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。（2）角点按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。4.7.4中间板按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。（2）角点按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.4条规定：偏心受压构件，其中：带入计算得到：.按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第6.4.3条规定：其中：带入计算得到：，裂缝计算满足要求。4.8底应力验算4.8.1荷载计算 (取单位涵长计算)（1）恒载箱涵重力：；基础重力：；填土重力：；水重力：（2）车辆荷载（见图L-08）竖直力：；水平力：；弯矩：4.8.2基底应力则：本箱涵要求地基承载能力不低于，可见满足要求。