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1、圆管涵结构计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、基本设计资料1依据规范及参考书目：公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ，简称桥规公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004 ）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）公路砖石及混凝土桥涵设计规范 （JTJ 022-85）公路小桥涵设计示例 （刘培文、周卫编著）2计算参数：圆管涵内径 D = 1000 mm 圆管涵壁厚 t = 100 mm填土深度 H = 1200 mm 填土容重 1 = 18.00 kN/m3混凝土强度级别：C15 汽车荷载等级：公路-级修正后地基土容许承载
2、力fa = 150.0 kPa管节长度 L = 1000 mm 填土内摩擦角 = 35.0 度钢筋强度等级：R235 钢筋保护层厚度 as = 25 mm受力钢筋布置方案：10100 mm二、荷载计算1恒载计算填土垂直压力：q 土 = 1H = 18.01200/1000 = 21.60 kN/m2管节垂直压力：q 自 = 24t = 241200/1000 = 2.50 kN/m2故：q 恒 = q 土 + q 自 = 21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m22活载计算按公路桥涵设计通用规范第 4.3.1 条和第 4.3.2 条规定，计算采用车辆荷载；当填土厚度大于或等于 0.5
3、m 时，涵洞不考虑冲击力。按公路桥涵设计通用规范第 4.3.5 条规定计算荷载分布宽度。一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+1200/1000tan30=0.99 m由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99 m 1.8/2 m故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度 a 应按两辆车后轮外边至外边计算：a=（0.6/2+1200/1000tan30）2+1.3+1.82=6.89 m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+1200/1000 tan30=0.79 m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79 m 1.4/2 m故纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度 b
4、 应按二轮外边至外边计算：b=（0.2/2+1200/1000tan30）2+1.4=2.99 mq 汽 = 2（2140）/（a b）= 560/（6.89 2.99） = 27.24 kN/m23管壁弯矩计算忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩。管壁中线半径 R = （D/2 + t/2）= （1000/2 + 100/2）/1000 = 0.55 m土的侧压系数 = tan 2（45- /2 = 0.271填土重产生的弯矩M1 = 0.137q 土 R2（1-） = 0.13721.600.552（1-0.271） = 0.65 kNm管壁自重产生的弯矩M2 = 0.369q
5、自 R2 = 0.3692.500.552 = 0.28 kNm恒载产生的最大弯矩M 恒 = M1 + M2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kNm车辆荷载产生的弯矩M 汽 = 0.137q 汽 R2（1-） = 0.13727.240.552（1-0.271） = 0.82 kNm4荷载组合按公路桥涵设计通用规范第 4.1.6 条进行作用效应组合承载能力极限状态组合：Mud = 1.2M 恒 + 1.2M 汽 = 1.20.93 + 1.20.82 = 2.27 kNm正常使用极限状态组合：短期组合 Msd = M 恒 + 0.7M 汽 = 0.93 + 0.70.82 = 1.5
6、1 kNm长期组合 Mld = M 恒 + 0.4M 汽 = 0.93 + 0.40.82 = 1.26 kNm三、强度验算1材料参数从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 3.1.4 查得：C15 混凝土的轴心抗压强度设计值 fcd = 6.9 MPa从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 3.2.3-1 查得：R235 钢筋的抗拉强度设计值 fsd = 195 MPa从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 3.2.4 查得：R235 钢筋的弹性模量 Es = 210000.0105 MPa从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 5.2.1 查得：构件的正截面
7、相对界限受压区高度 b = 0.622验算结果管节处预留 10mm 接缝宽度，故实际管节长为 1000-10 = 990 mm考虑任意位置都可能承受正、负弯矩，故管涵内、外侧都应布置钢筋。ho = 100-25 = 75 mmx = fsdAs/（f cdb）= 1951178.5/（6.9990） = 24.7 mmhob = 750.62 = 46.5 mm oMud = 0.92.27 = 2.04 kNm故截面强度验算满足要求！四、裂缝宽度验算由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中第 6.4.3 条和第 6.4.4 条规定：ss = Ms106/（0.87Asho）= 1.511
8、06/（0.871178.575） = 26.75 N/mm2 = As/（bho）= 1178.5/（99075） = 0.01164 0.002 时，取 = 0.002对于光面钢筋，取 C1 = 1.4C2 = 1+0.5Mld/Msd = 1+0.51.26/1.51 = 1.42当为混凝土板式受弯构件时，C 3 取 1.15Wtk = C1C2C3ss/Es（30+d）/（0.28+）= 1.401.421.1526.75/210000（30+10 ）/ （0.28+0.00200） = 0.04 mmWtk = 0.039 mm 0.2 mm故裂缝宽度验算满足要求！五、地基应力验算当基底只承受轴心荷载时，按公路桥涵地基与基础设计规范式 4.2.2-1，基底岩土承载力应满足：p = N/A faq 恒 = （1200+1000+100 2）/100018.0+24100/1000 = 51.05 kN/m 2N = （ q 恒 + q 汽 ）A = （51.05 + 27.24）1 = 78.29 kN/m 2max = N/A = 78.29kPa fa=150.00kPa故地基应力验算满足要求！
