6米净跨径明盖板涵整体计算.docx
6米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1. 设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：i类环境；净跨径：L0=6m ;单侧搁置长度：0.40m ;计算跨径：L=6.4m ;盖板板端厚d1=50cm ；盖板板中厚d2=50cm ；盖板宽b=0.99m ；保护层厚度 c=6cm ；混凝土强度等级为C30 ；轴心抗压强度fcd=13.8Mpa ；轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa ；主拉钢筋等级为HRB335 ；抗拉强度设计值fsd=280Mpa ；主筋直径为28mm，夕卜径为30mm，共12根，选用钢筋总面积As=0.007390m2涵顶铺装厚H1=10cm ；涵顶表处厚H2=10cm ；盖板容重Y1=25kN/m3 ；涵顶铺装容重Y2=25kN/m3 ；涵顶铺装容重Y3=23kN/m3根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定： 盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力2. 外力计算1) 永久作用(1) 涵顶铺装及涵顶表处自重q =(Y2- H1+y3-H2)b=(25x0.10+23x0.10)x0.99=4.75kN/m(2) 盖板自重g=Y1-(d1+d2)-b/2/100=25x(50+50)x0.99/2 /100=12.38kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长La = 0-2m车轮重P=70kN根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.2关于汽车荷载冲击力的规定:汽车荷载的局部加载，冲击系数采用1.3车轮重压强p=13P/La=1.3x70/0.20=455.00kN/m3. 内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)-L2/8=(4.75 + 12.38)x6.42/8,87.69kNm边墙内侧边缘处剪力V】=(q+g) L0/2 = (4.75 + 12.38)x6/2 = 51.38kN2) 由车辆荷载引起的内力.口£跨中弯矩M2=p La(L/2-0.7)=455.00x0.20x(6.40/2-0.7)=227.50kNm Ep -4盹SL6啤b*H边墙内侧边缘处剪力V2 = P La(L0-La/2)/L0 + P La(板1%=455.00x0.20x(6.00-0.20/2)/6.00+455.00x0.20x(6.00-1.5)/6.00 = 157.73kN3) 作用效应组合根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩Y0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9x(1.2x87.69+1.4x227.50)=381.36kNm边墙内侧边缘处剪力Y0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9x(1.2x51.38+1.4x157.73)=254.24kN4. 持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h0=d1-c-3/2 = 50-6-1.500=42.5cm=0.425m1) 砼受压区高度x=fsd As/fcd/b=280x0.007390/13.8/0.99=0.151m根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.1关于 相对界限受压区高度的规定：HRB335钢筋的相对界限受压区高度=0.56。x<b- h°=0.56x0.425=0.238m砼受压区高度满足规范要求2) 最小配筋率根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中9.1.12关 于受弯构件最小配筋百分率的规定：P=100-As/b/h0=1.76，不小于 45ftd/fsd=0.22,同时不小于 0.2主筋配筋率满足规范要求3) 正截面抗弯承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.2关于 受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定：fcdb x(h0-x/2) = 13.8x1000x0.99x0.151(0.425-0.151/2)=722.68kNm>Y0Md=381.36kNm正截面抗弯承载力满足规范要求4) 斜截面抗剪承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.9关于 抗剪截面验算的规定：0.51x10-3. fcu,k0.5.b h0=0.51x10-3x300.5x990x425= 1175.32kN>Y0Vd=254.24kN抗剪截面满足规范要求。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.10关 于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定：对于板式受弯构件，公式可乘以1.25提高系数1.25x0.5x10-3 20ftd- b-h0=1.25x0.0005x1x1.39x0.99x1000x0.425x1000= 365.53kN>Y0Vd=254.24kN可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中6.4关于裂缝宽度验算的规定：环境类别为I类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mm作用短期效应组合Ms=1.0M1+0.7M2= 1.0x87.69+0.7x227.50=246.94kNm作用长期效应组合Ml = 1.0M1+0.4M2= 1.0x87.69+0.4x227.50=178.69kNm受拉钢筋的应力oss=Ms/0.87/As/h0=246.94/0.87/0.007390/0.425=90.38Mpa作用长期效应影响系数C2=1+0.5M/Ms=1+0.5x178.69/246.94=1.36裂缝宽度Wfk=CC2 C3如(30+d)/Es/(0.28+10p)= 1x1.36x1.15x90.38x(30+28)/2.00x105/(0.28+10x0.0176)=0.09mm<0.20mm裂缝宽度满足规范要求二台身及基础计算1. 设计资料基础为整体式，基础襟边C1=0.20m，台身宽C2 = 1.15m，基础宽C3=4.35m背墙宽C4=0.75m，搭接宽度C5=0.40m，基础高度为0.60m，铺底厚为0.00m涵洞净高H0=5.00m，计算高度H1=5.25m，基础顶深H2 = 5.70m台身容重为23kN/m3，基础容重为23kN/m3，铺底容重为23kN/m3台身轴心抗压强度fcd=5.87Mpa，台身弯曲抗拉强度ftmd=0.66Mpa，台身直接抗剪强度 fvd=1.32Mpa地基承载力容许值为150kPa，回填土的内摩擦角为30°将台身简化为上端铰支、下端固结模型，取台宽b=0.99m进行计算2. 台身验算 1）水平力车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度 lo=(H1+d1/2+0.10+0.10)*tan(45°-30°/2)=3.29m计算长度B=5.50m%*= 560/5.50/3.29/18=1.72m土的侧压力系数A = tanj#口-=tan2(45°-30°/2)=0.3333q1=(0.10+0.10+h+d1/2)-b-X-18= (0.10+0.10+1.72+0.25)x0.99x0.3333x18=12.88kN/mq2=(0.10+0.10+h + H0+0.00/2+d1). b-X-18= (0.10+0.10+1.72 + 5.00+0.00+0.50)x0.99x0.3333x18=44.07kN/mA端处弯矩、二云（地-脑）= -101.69kNmA端处剪力_ 璀 膈 -4泸1 _ Ma _如1十1如J】七-参一 6 一瓦 40= 107.76kN最大弯矩位置x0的计算%= 5.94kN/m=3.09m最大弯矩计算幡=虬+3.-号就+军坦弟2保= 50.12kNm2）竖向力当xo=3.09m时，台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩名称竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P158.23-0.38-21.84P23.560.200.71P38.540.201.71P450.070.000.00120.40，M = -19.423)截面验算作用效应组合YoMd=0.9x(1.2xJM + 1.4xMmax)=42.18kNmYoNd=0.9x1.2xJP=130.03kNYoVd=0.9x1.4xQA=135.78kN偏心矩ee=YoMd/YoNd=°-324m(1) 偏心受压承载力验算现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.6、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数y弯曲平面内的截面回旋半径ix=0.289xb=0.2861iy=0.289xC2=0.3324构件长细比，其中长细比修正系数Y抨1.3，构件计算长度l0取0.7H1=3.68m=4.1071=4.7709x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中m取8.0,a取0.002i-U'产1+#底-碰1+1.和：2尸豹=i+Ws=0.4967豹=1+（与 s=0.9834砌体偏心受压构件承载力影响系数1伊二11, + _ =0.4925构件截面面积A=C2*b=1.1385m2由公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩。的规定，现偏心矩e=0.324m，小于等于0.6x0.5xC2=0.34m，所以现根据公路圬工桥涵设 计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力= 3291.49kN >y0Nd=130.03kN偏心受压承载力满足要求(2) 正截面受弯承载力验算构件受拉边缘的弹性抵抗矩W=b C22/6=0.2182现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力W-ftmd = 144.02kNm >y0Md=42.18kNm正截面受弯承载力满足要求(3) 直接受剪承载力验算现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力，其中片=0.7 , Nk=201.26kN44? +两为拉艮= 1603.45kN >Y0Vd=135.78kN直接受剪承载力满足要求3. 基底应力验算基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表，其中P9 *是由车辆荷载所产生的盖板 汽支点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应组合名称分项系数竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P11.058.230.000.00P21.03.560.000.00P31.08.540.000.00P51.0130.930.000.00P61.059.430.000.00P71.020.310.000.00P81.00.000.000.00P9汽0.7157.730.000.00391.42，M=0.00基础底面面积A=b C3=4.3065m2=91kPa <150kPa基底应力满足要求
