涵洞内力计算范例.doc

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1、3米净跨径1.65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：II类环境；净跨径：L0=3m；单侧搁置长度：0.2m；计算跨径：L=3.3m；填土高：H=1.65m；盖板板端厚d=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=25mm；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Q235；抗拉强度设计值fsd=195Mpa；盖板容重γ1=26kN/m3；路面结构和填土的平均容重γ2=20kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005

2、)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=γ2·H·b=20×1.6×0.99=31.68kN/m(2)盖板自重g=γ1·d·b/100=26×30×0.99/100=7.722kN/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》(JTGD60-2004)中4.3.4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

3、》(JTGD60-2004)中4.3.1和4.3.2关于车辆荷载的规定，填料厚度等于或大于0.5m的涵洞不不计冲击力：一个后轮单边荷载横向分布宽度=0.6/2+1.65tan30o=1.25m＞1.3/2m（1.8/2m）故后轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度La应按二辆车后轮外边至外边计算，即：La=（0.6/2+1.65tan30）*2+（1.3+2*1.8）=7.41m＞lo一个车轮单边荷载纵向分布宽度=0.2/2+1.65tan30o=1.05m＞1.4/2m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Lb应按二轮（后轴）外

4、边至外边计算，即：Lb=（0.2/2+1.65tan30）*2+1.4=3.51m车轮重P=2*（2*140）=560kN车轮重压强Lq汽=P/La/Lb=560/7.41/3.51=21.53kN/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=(31.68+7.722)×3.32/8=53.64kN·m边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L0/2=(31.68+7.722)×3/2=59.10kN2)由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=q汽·L2·b/8=21.53×3.32×0.99/8=29.01kN·m边

5、墙内侧边缘处剪力V2=q汽·L0·b/2=21.53×3.0×0.99/2=31.97kN3)作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩（安全等级为三级）γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×53.64+1.4×29.01)=94.48kN·m边墙内侧边缘处剪力γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×59.10+1.4×31.97)=104.11kN4.持久状况承载能力极限状态计算1)钢筋用量计算（正截面强度计算）根据《公路钢筋混凝土及预

6、应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.2式得最小钢筋截面积As:γ0Md=fsdAs（ho-）钢筋直径d=20mm，混凝土净保护层厚度25mm，则截面有效高度h0=d1-c-2.0/2=30-2.5-1.0=26.5cm=265mm故94.48*106=195*As*（265-）解得As=1929mm2实际As=2200mm2，配置7Φ20砼受压区高度x=fsd·As/fcd/b=195×2200/13.8/0.99=31.4mm＜ξb·h0=0.56×265=148.4mm砼受压区高度满足规范要求2)斜截面抗剪承载力验算根据《

7、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定:0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×300.5×990×265=732.84kN≥γ0Vd=104.11kN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》(JTGD62-2004)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1.25×0.5×10-3·α2·ftd·b·h0=1.25×0.0005×1×1.39×990×265=227.91

8、kN≥γ0Vd=104.11kN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