钢圆管涵结构验算书

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1、钢圆管涵结构计算书一、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》（JTGD60-2004），简称《桥规》《公路小桥涵设计示例》（刘培文、周卫编著）《公路小桥涵勘测设计》（孙家驷主编）第三版《建筑施工计算手册》2．计算参数：圆管内径D=820mm外径828mm圆管壁厚t=8mm填土深度H=1200mm填土容重γ1=18.00kN/m3碳素钢容重=7.85g/cm3汽车荷载等级：公路-Ⅱ级管节长度L=12000mm填土内摩擦角φ=35.0度钢管强度等级：Q235二、荷载计算1．恒载计算填土产生的垂直

2、压力：q土=γ1×H=18.0×1200/1000=21.60kN/m2管节自重产生的垂直压力：q自=7.85×t=7.85×0.8×10=62.80kN/m2故：q恒=q土+q自=21.60+62.80=84.40kN/m22．活载计算按《公路桥涵设计通用规范》（D60）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0.5m时，涵洞不考虑冲击力。按（D60）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+1200/1000×tan30°=0.99m由于

3、一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99m>1.8/2m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+1200/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=6.89m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+1200/1000×tan30°=0.79m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79m>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b应按二轮外边至外边计算：b=（0.2/2+1200/1000×tan30°）×2+1.4=2.99mq汽

4、=2×（2×140）/（a×b）=560/（6.89×2.99）=27.24kN/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）=（820/2+8/2）/1000=0.41m土的侧压系数λ=tan2（45°-φ/2）=0.271（1）填土在管壁截面上产生的弯矩M1=0.137×q×R2×（1-λ）=0.137×21.60×0.412×（1-0.271）=0.36kN·m（2）管壁自重在截面上产生的弯矩=0.304qR2=0.337qR2=0.369qR2M=

5、0.369×q自×R2=0.369×62.80×0.412=3.89kN·m恒载产生的最大弯矩M恒=M1+M2=0.36+3.89=4.25kN·m（3）车辆荷载在截面上产生的弯矩M汽=0.137×q汽×R2×（1-λ）=0.137×27.24×0.552×（1-0.271）=0.82kN·m4．荷载组合按（D60）第4.1.6条进行作用效应组合承载能力极限状态组合：Mud=1.2×M恒+1.4×M汽=1.2×4.25+1.4×0.82=6.25kN·m正常使用极限状态组合：短期组合M=M恒+0.7M汽=4.25

6、+0.7×0.82=4.82kN·m长期组合M=M恒+0.4M汽=4.25+0.4×0.82=4.58kN·m5.应力计算空心圆钢管的截面抵抗矩W==0.0021则空心圆钢管各截面所受应力=1.4*（M/W）=1.4*（6.25/0.0021）=4166KN/m2=4.2MP三、强度验算1．材料参数从《建筑施工计算手册》中查的，Q235钢管的界面抗压强度为210MP.2．验算结果管节长度按照12000mm计算，即路面宽度内再没有接缝，则截面的极限抗压强度4.2MP<210MP钢管的截面抗压强度。故截面强度验算满足

7、要求！四、地基应力验算以上地基按照刚性地基考虑，当地基为柔性地基时，钢管截面上受到的应力比刚性地基时小，所以该地基采用柔性地基。软弱地基采用大块石回填后上铺碎石垫层的方法进行处理，坚硬地基时，开挖面上铺碎石垫层即可。故地基应力验算满足要求！