1、 蓋板涵整體計(jì)算一.蓋板計(jì)算1.設(shè)計(jì)資料 汽車(chē)荷載等級(jí)：公路-i級(jí)； 環(huán)境類(lèi)別：i類(lèi)環(huán)境； 凈跨徑：l0=1.8m； 單側(cè)擱置長(zhǎng)度：0.20m； 計(jì)算跨徑：l=2m； 填土高：h=.6m； 蓋板板端厚d1=30cm；蓋板板中厚d2=30cm；蓋板寬b=0.99m；保護(hù)層厚度c=3cm； 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c30； 軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd=13.8mpa； 軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)td=1.39mpa； 主拉鋼筋等級(jí)為hrb335； 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280mpa； 主筋直徑為16mm 蓋板容重1=25kn/m3； 土容重2=18kn/m3 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中7.0.6關(guān)

2、于涵洞結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定：蓋板按兩端簡(jiǎn)支的板計(jì)算，可不考慮涵臺(tái)傳來(lái)的水平力2.外力計(jì)算1) 永久作用 (1) 豎向土壓力 q=2hb=18.60.99=10.692kn/m (2) 蓋板自重 g=1(d1+d2)b/2/100=25(30+30)0.99/2 /100=7.43kn/m2) 由車(chē)輛荷載引起的垂直壓力（可變作用） 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d60-2004)中4.3.4的規(guī)定： 計(jì)算涵洞頂上車(chē)輛荷載引起的豎向土壓力時(shí)，車(chē)輪按其著地面積的邊緣向下做30角分布。當(dāng)幾個(gè)車(chē)輪的壓力擴(kuò)散線(xiàn)相重疊時(shí)，擴(kuò)散面積以最外面的擴(kuò)散線(xiàn)為準(zhǔn) 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d60-2004)中4.

3、3.1關(guān)于車(chē)輛荷載的規(guī)定： 車(chē)輛荷載順板跨長(zhǎng) la=0.2+2htan30=0.2+2.60.577=0.89m 車(chē)輛荷載垂直板跨長(zhǎng) lb=1.9+2htan30=1.9+2.60.577=2.59m 車(chē)輪重 p=280kn 車(chē)輪重壓強(qiáng)l p=p/la/lb=280/0.89/2.59=120.95kn/m23.內(nèi)力計(jì)算及荷載組合1) 由永久作用引起的內(nèi)力 跨中彎矩 m1=(q+g)l2/8=(10.69+7.43)22/8=9.06knm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 v1=(q+g)l0/2=(10.69+7.43)1.8/2=16.31kn2) 由車(chē)輛荷載引起的內(nèi)力 跨中彎矩 m2=pla(l-l

4、a/2)b/4=120.950.89(2.00-0.89/2)0.99/4=41.52knm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 v2=plab(l0-la/2)/l0)=120.950.890.99(1.80-0.89/2)/1.80=80.40kn3) 作用效應(yīng)組合 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d60-2004)中4.1.6關(guān)于作用效應(yīng)組合的規(guī)定： 跨中彎矩 0md=0.9(1.2m1+1.4m2) =0.9(1.29.06+1.441.52)=62.10knm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 0vd=0.9(1.2v1+1.4v2) =0.9(1.216.31+1.480.40)=118.91kn4.持久狀況

5、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 截面有效高度 h0=d1-c-1.75/2=30-3-0.875=26.1cm=0.261m1) 砼受壓區(qū)高度 x=fsdas/fcd/b=2800.002815/13.8/0.99=0.058m 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中5.2.1關(guān)于相對(duì)界限受壓區(qū)高度b的規(guī)定: hrb335鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度b=0.56。 xbh0=0.560.261=0.146m 砼受壓區(qū)高度滿(mǎn)足規(guī)范要求2) 最小配筋率 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中9.1.12關(guān)于受彎構(gòu)件最小配筋百分率的規(guī)定: p

6、=100as/b/h0=1.09，不小于45ftd/fsd=0.22,同時(shí)不小于0.2 主筋配筋率滿(mǎn)足規(guī)范要求3) 正截面抗彎承載力驗(yàn)算 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中5.2.2關(guān)于受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算的規(guī)定: fcdbx(h0-x/2)=13.810000.990.058(0.261-0.058/2) =183.20knm0md=62.10knm 正截面抗彎承載力滿(mǎn)足規(guī)范要求4) 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中5.2.9關(guān)于抗剪截面驗(yàn)算的規(guī)定: 0.5110-3fcu,k0.

7、5bh0=0.5110-3300.5990261.25 =722.47kn0vd=118.91kn 抗剪截面滿(mǎn)足規(guī)范要求。 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中5.2.10關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的規(guī)定: 對(duì)于板式受彎構(gòu)件，公式可乘以1.25提高系數(shù) 1.250.510-32ftdbh0=1.250.000511.390.9910000.2611000 =224.69kn0vd=118.91kn 可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，只需按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中9.3.13構(gòu)造要求配置箍筋5.裂縫寬度計(jì)算

8、 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d62-2004)中6.4關(guān)于裂縫寬度驗(yàn)算的規(guī)定: 環(huán)境類(lèi)別為i類(lèi)環(huán)境，對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.20mm 作用短期效應(yīng)組合 ms=1.0m1+0.7m2 =1.09.06+0.741.52=38.13knm 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 ml=1.0m1+0.4m2 =1.09.06+0.441.52=25.67knm 受拉鋼筋的應(yīng)力 ss=ms/0.87/as/h0=38.13/0.87/0.002815/0.261=59.58mpa 作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù) c2=1+0.5ml/ms=1+0.525.67/38.13=1.34

9、裂縫寬度 wfk=c1c2c3ss(30+d)/es/(0.28+10) =11.341.1559.58(30+16)/2.00105/(0.28+100.0109) =0.05mm0.20mm 裂縫寬度滿(mǎn)足規(guī)范要求二.臺(tái)身及基礎(chǔ)計(jì)算1.設(shè)計(jì)資料 基礎(chǔ)為分離式，基礎(chǔ)襟邊c1=0.30m，臺(tái)身寬c2=0.45m，基礎(chǔ)寬c3=1.05m 背墻寬c4=0.25m，搭接寬度c5=0.20m，基礎(chǔ)高度為0.40m，鋪底厚為0.00m 涵洞凈高h(yuǎn)0=1.40m，計(jì)算高度h1=1.55m，基礎(chǔ)頂深h2=2.30m 臺(tái)身容重為23kn/m3，基礎(chǔ)容重為23kn/m3，鋪底容重為23kn/m3 臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度

10、fcd=5.87mpa，臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度f(wàn)tmd=0.66mpa，臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度f(wàn)vd=1.32mpa 地基承載力容許值為150kpa，回填土的內(nèi)摩擦角為30 將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上下端鉸支模型，取臺(tái)寬b=0.99m進(jìn)行計(jì)算2.臺(tái)身驗(yàn)算1) 水平力 車(chē)輛荷載等代土層厚 破壞棱體長(zhǎng)度l0=(h1+d1/2+h)*tan(45-30/2)=1.33m 計(jì)算長(zhǎng)度b=6.19m =280/6.19/1.33/18=1.89m 土的側(cè)壓力系數(shù) =tan2(45-30/2)=0.3333 q1=(h+h+d1/2)b18 =(.6+1.89+0.15)0.990.333318=15.69kn/m q2=(h+h

11、+h0+0.00/2+d1)b18 =(.6+1.89+1.40+0.00+0.30)0.990.333318=24.90kn/m a端處剪力 =16.92kn 最大彎矩位置x0的計(jì)算 =5.94kn/m =0.75m 最大彎矩計(jì)算 =6.10knm2) 豎向力 當(dāng)x0=0.75m時(shí)，臺(tái)身y-y截面上的豎向力、偏心矩及彎矩名稱(chēng)豎向力(kn)偏心矩e(m)彎矩(knm)p119.93-0.13-2.49p22.670.100.27p31.710.100.17p46.700.000.00p31.01m=-2.053) 截面驗(yàn)算 作用效應(yīng)組合 0md=0.9(1.2m+1.4mmax)=5.47kn

12、m 0nd=0.91.2p=33.49kn 0vd=0.91.4qa=21.32kn 偏心矩e e=0md/0nd=0.163m (1) 偏心受壓承載力驗(yàn)算 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.6、4.0.7計(jì)算偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù) 彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑 ix=0.289b=0.2861 iy=0.289c2=0.1301 構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，其中長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù)取1.3，構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度l0取1.0h1=1.55m =4.4269 =2.0122 x方向和y方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)，其中m取8.0，a取0.002 =0.3443 =1.0040 砌體偏心受壓

13、構(gòu)件承載力影響系數(shù) =0.3448 構(gòu)件截面面積 a=c2*b=0.4455m2 由公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.9中關(guān)于偏心矩e的規(guī)定，現(xiàn)偏心矩e=0.163m，大于0.60.5c2=0.13m，所以現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.10驗(yàn)算偏心受壓承載力 構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩 w=bc22/6=0.0334 =86.00kn 0nd=33.49kn 偏心受壓承載力滿(mǎn)足要求 (2) 正截面受彎承載力驗(yàn)算 構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩 w=bc22/6=0.0334 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.12計(jì)算正截面受彎承載力 wftmd=22.05knm 0md=5.47knm 正截面受彎承載力滿(mǎn)足要求 (3) 直接受剪承載力驗(yàn)算 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.13計(jì)算直接受剪承載力，其中f=0.7，nk=38.65kn =607.39kn 0vd=21.32kn 直接受剪承載力滿(mǎn)足要求3.基底應(yīng)力驗(yàn)算 基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見(jiàn)下表，其中p9汽是由車(chē)輛荷載所產(chǎn)生的蓋板支點(diǎn)反力，豎向力及彎矩進(jìn)行作用短期效應(yīng)組合名稱(chēng)分項(xiàng)系數(shù)豎向力(kn)偏心矩e(m)彎矩(knm)p11.019.93-0.13-2.49p21.02.670.100.