浅谈钢筋混凝土排水拱涵结构计算

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1、浅谈钢筋混凝土排水拱涵结构计算【摘要】：涵洞作为选矿厂尾矿库或公路工程的重要组成部分，钢筋混凝土排水拱涵作为涵洞的一种重要形式，对其进行研究具有非常重要的意义，本文以下内容将对钢筋混凝土排水拱涵的结构计算进行简要的分析，仅供参考。【关键词】：钢筋混凝土；排水拱涵；结构计算中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1、前言涵洞作为道路桥梁或选矿厂尾矿库的重要组成部分，其有盖板涵、圆管涵、箱涵和拱涵等不同结构形式，其都有各自适用的范围。攀西地区选矿厂繁多，有选矿厂就有尾矿库的情况，尾矿库大多选在"V”型山谷里，这样就破坏了原有的河流或原排水沟等排水设施，若

2、处理不好，很容易产生地质灾害，一种处理方法就是在库内或尾矿坝下设排水设施,由于尾矿堆积较高，涵洞埋得较深，一般是埋深20-100m,一般采用排水拱涵的设计方案；而对于山区道路桥梁建设来说，由于其填土较厚，也一般采用钢筋混凝土拱涵，钢筋混凝土拱涵将上部填土荷载及活荷载转化成为拱的轴向力，极大的发挥了材料的力学性能，是一种受力合理、经济效益高的结构形式。由以上分析，可知对拱涵的结构计算进行探讨具有非常重要的意义。本文以下内容将对钢筋混凝土排水拱涵的结构计算进行简要的分析，仅供参考。2、钢筋混凝土排水拱涵的荷载分析根据作者多年的实践经验，认为钢筋混凝土排水拱涵

3、的荷载主要包含如下几个方面：第一，车辆荷载及其它活荷载。车辆荷载及其它活荷载在向下传递的过程中会根据土质的类别有一个扩散角，也就是这些荷载是随着拱涵的深度增加而不断减少。在一定的深度范围内，其荷载是可以忽略不计的，所以在进行荷载分析的过程中，要对拱涵的埋置深度综合考虑。另外，还应注意对拱涵顶部产生最不利荷载压力的车型，这些选择好后，可以查结构计算手册，查出在拱涵顶深度范围内，车辆荷载的大小。第二，垂直土压力。首先要明确回填的土质，最好经过试验确定土自重。知道了土重就可以根据规范给出的计算公式：o=YH,进行垂直土压力计算，这个公式直观，但不能反应涵洞真实

4、承受的土压力，这是因为规范规定垂直土压力按涵洞顶面内土柱重量计算，而没有考虑涵洞两侧土体与涵洞顶部土体间的不均匀沉降产生的附加应力，不均匀沉降产生的附加应力对土压力的影响很大，为了消除这一因素的影响，可以参考铁路规范采用土应力集中系数kz来修正规范公式，也就是利用。二kzYH来进行土压力的计算，土应力集中系数一般为1.00^1.45,具体取值方法可参考铁路桥涵设计基本规范，采用修正后的计算公式所得结果经过验证可以完全满足工程需要。第三，涵洞侧面的土压力。由于钢筋混凝土排水拱涵还有两个竖壁，这两个竖壁除了要受到上部拱传下来的荷载外，还要受到周边土的侧压力，

5、在进行土侧压力计算的过程中，除了要根据实际情况选择主动土压力、被动土压力、静止土压力，一般情况下，应按照被动土压力进行计算。选择好了计算公式，还需要注意的是这里需要按照竖壁顶部埋土深度和竖壁底部埋土深度计算两次被动土压力，其被动土压力呈梯形分布，上小下大。土的含水量和粘度系数对土的侧压力影响比较大，在计算的时候要认真的分析地勘报告，确认最不利的地下水位。第四，涵洞底板的受力。如果拱涵上部土比较厚,其竖向土压力比较大，在这种情况下，底板就需要悬臂出来,以提高受力面积，降低压力强度，满足地基受力要求。底板的受力是地基的反力，其可以按照每米长的钢筋混凝土排架进

6、行模型简化，两个竖壁作为两个柱子，底板作为每米宽的两端悬挑的梁，在进行实际的计算中，这种做法可以作为计算的一种校核。第五，地基荷载。地基荷载主要是钢筋混凝土排水拱涵传下来的恒荷载及活荷载，按照地基基础规范进行设计，但是由于拱涵一般适用于高填土的工程条件，这样的话对地基的要求更加严格，在进行设计的时候要采取结构措施也就是增大钢筋混凝土拱涵底板的面积和进行地基处理综合考虑，采取经济合理的方式进行。3、计算手段的选择随着科技的不断发展，现在供选择的计算手段越来越多，若选用传统的手算，也就是采用规范或手册的计算方法,将钢筋混凝土排水拱涵按照弹性地基上的闭合框架来

7、分析，把结构物分厂上部拱圈、中部直墙和下部底板三个部分，用位移法求得结构内力，然后再计算所用的混凝土强度及钢筋的型号，这种计算方法不能真实的反映出钢筋混凝土拱涵的工作状态，只是一种近似的工程计算方法，且工作效率低下、劳动强度高，精确度受到人为的影响大，在计算软件如此普遍的情况下，显然这种计算方法已经不能跟上社会发展的脚部。但是并不是这种计算方法就应该撰弃，有这种思想是错误的，手算的计算方法是一个人设计能力的一个集中体现，也是入门设计所应掌握的最基本的技能，必须引起足够的重视。为了降低劳动强度、提高计算效率，可以采用excel表格的方法，经过总结归纳，将各

8、种计算条件反映在计算表格中，在计算的时候仅仅输入一定的数据或者参数就可以了，其可