8米净跨径1米填土暗盖板涵整体计算.docx
8米净跨径1米填土暗盖板涵整体计算一.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：Lo=8m单侧搁置长度：0.50m；计算跨径：L=8.5m;填土高：H=1m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=3cm混）疑土强度等级为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20mm外径为22mm共18根，选用钢筋总面积A=0.005656m2盖板容重丫 1=25kN/nf ； 土容重 丫 2=18kN/m根据公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005冲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*岂XIWSHJ/ / Z / rl I2. 外力计算1）永久作用（1）翌向土压力q= y Hb=18X >0.99=17.82kN/m盖板自重g= y (d 1+d2) b/2/100=25 >50+50) >0.99/2 /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4.3.4的规定:计算涵洞顶上车辆荷载引起的翌向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004冲431关于车辆荷载的规定：车辆荷载 顺板跨长L a=0.2+2 Htan30=0.2+2 X X).577=1.35m车辆荷载垂直板跨长L b=1.9+2 H tan30=1.9+2 X X).577=3.05m车轮重P=280kN车轮重压强LP=P/La/L b=280/1.35/3.05=67.66kN/m 23. 内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M 1=(q+g) L2/8=(17.82+12.38)>8.5 2/8=272.70kNm边墙内侧边缘处剪力V 1=(q+g) LJ2=(17.82+12.38)>8/2=120.78kN2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M 2=p La(L-L a/2) b/4=67.66 X.35 >8.50-1.35/2)X).99/4=177.47kNm( Li , IL J t 一 L1.A-.乜血四边墙内侧边缘处剪力V 2=p Lab (Lo-La/2)/L 0)=67.66 X.35 >0.99 >8.00-1.35/2)/8.00=83.06kN3) 作用效应组合30根据公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004冲4.1.6关于作用效应组合的规定: 跨中弯矩Yd=0.9(1.2M 1+1.4M2)=0.9>1.2 >272.70+1.4 X77.47)=518.12kNm边墙内侧边缘处剪力Yd=0.9(1.2V1+1.4V2)=09>1.2 X20.78+1.4 >83.06)=235.10kN4. 持久状况承载能力极限状态计算截面有效周度 h 0=d1-c-2.2/2=50-3-1.100=45.9cm=0.459m1) 砼受压区周度° 1x=fsd A/f cd/b=280 >0.005656/13.8/0.99=0.116m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E b的规定：HRB335钢筋的相对界限受压区高度E b=0.56。x <E bho=0.56 X) .459=0.257m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=1.24，不小于 45ftd/f sd=0.22,同时不小于 0.2主筋配筋率满足规范要求'S3) 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：f cdb x (ho-x/2) =13.8 X1000X) .99 >0.116 (0.459-0.116/2)=635.08kNm丫 °M=518.12kNm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：0.51>0-3 fcuk0.5 b ho=0.51 >0-3 >300.5 >990X459=1269.34kN丫 V=235.10kNod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1.25>0.5 X10-3 -fftdb ho=1.25 >0.0005 Xi X1.39 >0.99>000X) .459 X10000=394.77kN丫 oVd=235.10kN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5. 裂缝宽度计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M =1.0M |+0.7M S2=1.0>272.70+0.7 >77.47=396.93kNm作用长期效应组合M =1.0MI+0.4M I2=1.0>272.70+0.4 >77.47=343.69kNm受拉钢筋的应力s=M/0.87/A s/h o=396.93/0.87/0.005656/0.459=175.75Mpa作用长期效应影响系数C 2=1+0.5M/Ms=1+0.5 >343.69/396.93=1.43裂缝宽度sW fk=G C2Gssr(30+d)/E(0.28+10 )p5=1>.43 >.15 >75.75 >30+20)/2.00 >0/(0.28+10 >0.0124)=0.18mm< 0.20mm裂缝宽度满足规范要求二.台身及基础计算1.设计资料基础为分离式，基础襟边C1=0.40m台身宽C2=1.00m基础宽C3=1.80m背墙宽 C4=0.50m搭接宽度C5=0.50m基础高度为1.00m,铺底厚为0.40m涵洞净高H0=3.40m计算高度H1=3.85m基础顶深H2=5.30m台身容重为23kN/m3，基础容重为23kN/mi，铺底容重为23kN/mi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400kPa,回填土的内摩擦角为30°将台身简化为上下端铰支模型，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0棱体长度 I o=(H1+d/2+H)*tan(45 -30 °/2)=2.94m 计算长度 B=6.65m=560/6.65/2.94/18=1.59m土的侧压力系数2=tan 2(45。-30 72)=0.3333q 1=(H+h+di/2) b W=(1+1.59+0.25)>0.99 >0.3333 X8=16.86kN/mq2=(H+h+H0+0.40/2+d1)b 偲 - =(1+1.59+3.40+0.20+0.50)>0.99 >.3333 >8=39.73kN/mA端处剪力c i _ m -扣珞三 i=61.80kN最大弯矩位置X0的计算=5.94kN/m=1.80m最大弯矩计算监厂S厂警昭+纬据 2EH】=52.65kNm2)翌向力当xo=1.8Om台身y-y截面上的翌向力、偏心矩及弯矩时，。名称翌向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P1135.88-0.25-33.97P28.910.252.23P35.690.251.42P441.050.000.00e P191.53E M=-30.323) 截面验算作用效应组合Ym=0.9 X (1.2 xEm+1.4X Mna)=33.60kNm丫 2=0.9 x 1.2 XE P=206.86kNY =0.9 X.4 XQ=77.86kN d偏心矩ee= yM/ Y)M=0.162m(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冲条文4.0.6、4.0.7压构 计算偏心受 件承载力影响系数弯曲平面内的截面回旋半径i x=0.289 >b=0.2861i =0.289 >C2=0.2890构件长细比，其中长细比修正系数丫 B取1.3,构件计算长度10取1.0H仁3.85m=4.9481=4.9981x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0.002=0.73961_乌）握弘=1+j 1+如，（易一3）1 +1翁（上）金丁=0.9804砌体偏心受压构件承载力影响系数=0.7288构件截面面积A=C2*b=0.9900m 2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e的规定，现偏 心矩e=0.162m,小于等于0.6 X 0.5 x C2=0.30m所以现根据公路圬工桥涵设计 规范 (JTG D61-2005冲条文4.0.5验算偏心受压承载力=4235.53kN丫 oN=206.86kN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 C 力 6=0.1650现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005冲条文4.0.12计算正截面受弯承 载力W ftmd=108.90kNmY °M=33.60kNm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冲条文4.0.13计算直接受剪承载力，其中 f f=0.7, N<=232.45kN=1423.03kN丫 oVd=77.86kN直接受剪承载力满足要求3.基底应力验算基础底面上的翌向力、偏心矩及弯矩见下表，其中P9汽是由车辆荷载所产生的盖板支点反力，翌 向 力及弯矩进行作用 短期效 应 组 合名称分项系数翌向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P11.0135.88-0.25-33.97P21.08.910.252.23P31.05.690.251.42P51.086.530.000.00P61.040.990.000.00P71.037.780.7026.44P81.036.43-0.70-25.50P9汽0.783.06-0.25-20.77 汽刀P410.35刀 M=-43.91基础底面面积A=b C3=1.7820m2基础底面处弹性抵抗矩W=b C 才/6=0.5346 基底应力最大值=312kPa<400kPa基底应力满足要求
