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1、 4米净跨径0.77米填土暗盖板涵整体计算 4米净跨径0.77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-II级； 环境类别：I类环境； 净跨径：L0=4m； 单侧搁置长度：0.30m； 计算跨径：L=4.3m； 填土高：H=0.77m； 盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm； 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HRB400； 抗拉强度设计值fsd=330Mpa； 主筋直径为25mm，外径为27mm，共10根，选用钢筋总面积As=0
2、.004909m2 盖板容重1=25kN/m3； 土容重2=18kN/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) 竖向土压力 q=2Hb=180.770.99=13.7214kN/m (2) 盖板自重 g=1(d1+d2)b/2/100=25(30+30)0.99/2 /100=7.43kN/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 D60-2015)的规定： 计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向
3、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 D60-2015)中关于车辆荷载的规定： 车辆荷载顺板跨长 La=0.2+2Htan30=0.2+20.770.577=1.09m 车辆荷载垂直板跨长 Lb=1.9+2Htan30=1.9+20.770.577=2.79m 车轮重 P=280kN 车轮重压强L p=P/La/Lb=280/1.09/2.79=92.18kN/m23.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=(13.72+7.43)4.32/8=48.87kNm 边墙内侧边缘处剪
4、力 V1=(q+g)L0/2=(13.72+7.43)4/2=42.29kN2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M2=pLa(L-La/2)b/4=92.181.09(4.30-1.09/2)0.99/4=93.31kNm 边墙内侧边缘处剪力 V2=pLab(L0-La/2)/L0)=92.181.090.99(4.00-1.09/2)/4.00=85.86kN3) 作用效应组合 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)中关于作用效应组合的规定： 跨中弯矩 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9(1.248.87+1.493.31)=170.35kNm 边墙内侧边缘处
5、剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9(1.242.29+1.485.86)=153.85kN4.持久状况承载能力极限状态计算 截面有效高度 h0=d1-c-2.7/2=30-3-1.350=25.7cm=0.257m1) 砼受压区高度 x=fsdAs/fcd/b=3300.004909/13.8/0.99=0.119m 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362-2018)中关于相对界限受压区高度b的规定: HRB400钢筋的相对界限受压区高度b=0.53。 xbh0=0.530.257=0.136m 砼受压区高度满足规范要求2) 最小配筋率 根据公路钢
6、筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362-2018)中关于受弯构件最小配筋百分率的规定: P=100As/b/h0=1.93，不小于45ftd/fsd=0.19,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 3362-2018)中关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定: fcdbx(h0-x/2)=13.810000.990.119(0.257-0.119/2) =319.48kNm0Md=170.35kNm 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
7、范(JTG 3362-2018)中关于抗剪截面验算的规定: 0.5110-3fcu,k0.5bh0=0.5110-3300.5990256.5 =709.34kN0Vd=153.85kN 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 3362-2018)中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 1.250.510-32ftdbh0=1.250.000511.390.9910000.2571000 =220.61kN0Vd=153.85kN 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
8、规范(JTG 3362-2018)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 3362-2018)中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 =1.048.87+0.793.31=114.19kNm 作用长期效应组合 Ml=1.0M1+0.4M2 =1.048.87+0.493.31=86.20kNm 受拉钢筋的应力 ss=Ms/0.87/As/h0=114.19/0.87/0.004909/0.257=104.24Mpa 作用长期
9、效应影响系数 C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.586.20/114.19=1.38 裂缝宽度 Wfk=C1C2C3ss(30+d)/Es/(0.28+10) =11.381.15104.24(30+25)/2.00105/(0.28+100.0193) =0.10mm0.20mm 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=0.50m，台身宽C2=1.43m，基础宽C3=3.43m 背墙宽C4=1.13m，搭接宽度C5=0.30m，基础高度为1.00m，铺底厚为0.40m 涵洞净高H0=4.00m，计算高度H1=4.35m，基础顶深H2=5.47m，基础
10、为2级扩大基础 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30kPa，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 破坏棱体长度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45-30/2)=3.04m 计算长度B=6.39m =560/6.39/3.04/18=1.60m 土的侧压力系数 =tan2(45-30/2)=0.3333 q1=(H+h+
11、d1/2)b18 =(0.77+1.60+0.15)0.990.333318=14.97kN/m q2=(H+h+H0+0.40/2+d1)b18 =(0.77+1.60+4.00+0.20+0.30)0.990.333318=40.81kN/m A端处剪力 =70.03kN 最大弯矩位置x0的计算 =5.94kN/m =2.01m 最大弯矩计算 =66.36kNm2) 竖向力 当x0=2.01m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)P148.64-0.56-27.48P215.510.152.33P37.720.151.16P471.310.
12、000.00P143.17M=-24.003) 截面验算 作用效应组合 0Md=0.9(1.2M+1.4Mmax)=57.70kNm 0Nd=0.91.2P=154.62kN 0Vd=0.91.4QA=88.24kN 偏心矩e e=0Md/0Nd=0.373m (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)中计算偏心受压构件承载力影响系数 弯曲平面内的截面回旋半径 ix=0.289b=0.2861 iy=0.289C2=0.4133 构件长细比，其中长细比修正系数取1.3，构件计算长度l0取1.0H1=4.35m =3.9096 =5.6472 x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 =0.5399 =0.9710 砌体偏心受压构件承载力影响系数 =0.5313 构件截面面积 A=C2*b=1.4157m2 由公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中关于偏心矩e的规定，现偏心矩e=0.373m，小于等于0.60.5C2=0.43m，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 =4415.11kN 0Nd=154.62kN 偏心受压承载力满足要求 (2) 正
