鋼圓管涵結(jié)構(gòu)驗(yàn)算書.doc

鋼圓管涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書一、基本設(shè)計(jì)資料1依據(jù)規(guī)范及參考書目：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡(jiǎn)稱橋規(guī)公路小橋涵設(shè)計(jì)示例（劉培文、周衛(wèi)編著）公路小橋涵勘測(cè)設(shè)計(jì)（孫家駟主編）第三版建筑施工計(jì)算手冊(cè)2計(jì)算參數(shù)： 圓管內(nèi)徑D =820 mm 外徑828mm 圓管壁厚t = 8mm填土深度H = 1200 mm 填土容重1 = 18.00 kN/m3碳素鋼容重=7.85g/cm3汽車荷載等級(jí)：公路-級(jí)管節(jié)長(zhǎng)度L = 12000 mm 填土內(nèi)摩擦角 = 35.0 度鋼管強(qiáng)度等級(jí)：Q235二、荷載計(jì)算1恒載計(jì)算填土產(chǎn)生的垂直壓力：q土 = 1H = 18.01200/1000 = 21.60 kN/m2管節(jié)自重產(chǎn)生的垂直壓力：q自 =7.85t =7.850.810 = 62.80 kN/m2故：q恒 = q土 + q自 = 21.60 + 62.80 =84.40 kN/m22活載計(jì)算按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（D60）第4.3.1條和第4.3.2條規(guī)定，計(jì)算采用車輛荷載；當(dāng)填土厚度大于或等于0.5m時(shí)，涵洞不考慮沖擊力。按（D60）第4.3.5條規(guī)定計(jì)算荷載分布寬度。一個(gè)后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.6/2+1200/1000tan30=0.99 m由于一個(gè)后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.99 m 1.8/2 m故各輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度a應(yīng)按兩輛車后輪外邊至外邊計(jì)算：a=（0.6/2+1200/1000tan30）2+1.3+1.82=6.89 m一個(gè)車輪的縱向分布寬度=0.2/2+1200/1000tan30=0.79 m由于一個(gè)車輪單邊的縱向分布寬度=0.79 m 1.4/2 m 故縱向后輪垂直荷載分布長(zhǎng)度互相重疊，荷載縱向分布寬度b應(yīng)按二輪外邊至外邊計(jì)算：b=（0.2/2+1200/1000tan30）2+1.4=2.99 m q汽 = 2（2140）/（ab）= 560/（6.892.99） = 27.24 kN/m23管壁彎矩計(jì)算忽略管壁環(huán)向壓力及徑向剪力，僅考慮管壁上的彎矩。管壁中線半徑R = （D/2 + t/2）= （820/2 + 8/2）/1000 = 0.41m土的側(cè)壓系數(shù) = tan2（45- /2 ）= 0.271（1）填土在管壁截面上產(chǎn)生的彎矩 M1 = 0.137qR2（1-） = 0.13721.600.412（1-0.271） = 0.36 kNm（2）管壁自重在截面上產(chǎn)生的彎矩=0 .304qR2 =0 .337qR2 =0 .369qR2 M = 0.369q自R2 = 0.36962.800.412 = 3.89 kNm 恒載產(chǎn)生的最大彎矩 M恒 = M1 + M2 = 0.36 + 3.89= 4.25 kNm（3）車輛荷載在截面上產(chǎn)生的彎矩 M汽 = 0.137q汽R2（1-） = 0.13727.240.552（1-0.271） = 0.82 kNm4荷載組合按（D60）第4.1.6條進(jìn)行作用效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)組合：Mud = 1.2M恒 + 1.4M汽 = 1.24.25+ 1.40.82 =6.25 kNm正常使用極限狀態(tài)組合：短期組合M= M恒 + 0.7M汽 = 4.25 + 0.70.82 = 4.82 kNm長(zhǎng)期組合M = M恒 + 0.4M汽 = 4.25 + 0.40.82 = 4.58kNm 5.應(yīng)力計(jì)算 空心圓鋼管的截面抵抗矩W=0.0021 則空心圓鋼管各截面所受應(yīng)力=1.4*（M/W）=1.4*（6.25/0.0021）=4166KN/m2=4.2MP三、強(qiáng)度驗(yàn)算1材料參數(shù)從建筑施工計(jì)算手冊(cè)中查的，Q235鋼管的界面抗壓強(qiáng)度為210MP.2驗(yàn)算結(jié)果管節(jié)長(zhǎng)度按照12000mm計(jì)算，即路面寬度內(nèi)再?zèng)]有接縫，則截面的極限抗壓強(qiáng)度4.2MP210MP鋼管的截面抗壓強(qiáng)度。故截面強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求！四、地基應(yīng)力驗(yàn)算 以上地基按照剛性地基考慮，當(dāng)?shù)鼗鶠槿嵝缘鼗鶗r(shí)