蓋板涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、精品4.8米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算一. 蓋板計(jì)算1. 設(shè)計(jì)資料汽車(chē)荷載等級(jí)：公路 -I 級(jí)； 環(huán)境類(lèi)別： I 類(lèi)環(huán)境；凈跨徑： L0=4.8m； 單側(cè)擱置長(zhǎng)度： 0.30m； 計(jì)算跨徑： L=5.1m；蓋板板端厚 d1=40cm；蓋板板中厚 d2=40cm；蓋板寬 b=6.60m；保護(hù)層厚度 c=4cm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30； 軸心抗壓強(qiáng)度 f cd=13.8Mpa； 軸心抗拉強(qiáng)度 f td =1.39Mpa；主拉鋼筋等級(jí)為 HRB335； 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f sd=280Mpa；主筋直徑為 25mm，外徑為 27mm，共 45 根，選用鋼筋總面積 As=0.022091m2涵頂鋪裝厚 H

2、1=15cm； 涵頂表處厚 H2=1cm；蓋板容重 1=25kN/m3； 涵頂鋪裝容重 2=25kN/m3； 涵頂鋪裝容重 3 =1kN/m3根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005) 中 7.0.6關(guān)于涵洞結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定：蓋板按兩端簡(jiǎn)支的板計(jì)算，可不考慮涵臺(tái)傳來(lái)的水平力2. 外力計(jì)算 1) 永久作用(1) 涵頂鋪裝及涵頂表處自重q=(2 H1+ 3H2) b=(25 0.15+1 0.01) 6.60=24.82kN/m(2) 蓋板自重g=1 (d 1+d2) b/2/100=25 (40+40) 6.60/2 /100=66.00kN/m2) 由車(chē)輛荷載引起的垂直壓力（可變作用）

3、根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004) 中 4.3.1 關(guān)于車(chē)輛荷載的規(guī)定：車(chē)輛荷載順板跨長(zhǎng)感謝下載載精品La=0.2m車(chē)輪重P=280kN根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTG D60-2004) 中 4.3.2 關(guān)于汽車(chē)荷載沖擊力的規(guī)定：汽車(chē)荷載的局部加載，沖擊系數(shù)采用1.3車(chē)輪重壓強(qiáng)p=1.3P/L a=1.3 280/0.20=1820.00kN/m3. 內(nèi)力計(jì)算及荷載組合1) 由永久作用引起的內(nèi)力跨中彎矩M 1=(q+g) L2/8=(24.82+66.00) 5.1 2/8=295.27kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 4.8/2=217.96kNV1=(q+g) L /2=(2

4、4.82+66.00)02) 由車(chē)輛荷載引起的內(nèi)力跨中彎矩M2 =pLa (L/2-0.7)=1820.000.20 (5.10/2-0.7)=673.40kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力+pL (L-1.5)/LV2=pL (L-L /2)/L00a0aa0=1820.00 0.20 (4.80-0.20/2)/4.80+1820.000.20 (4.80-1.5)/4.80=606.67kN3) 作用效應(yīng)組合根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004) 中 4.1.6關(guān)于作用效應(yīng)組合的規(guī)定：跨中彎矩 0Md=0.9(1.2M 1+1.4M2)=0.9(1.2 295.27+1.4 673.

5、40)=1167.37kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 0Vd=0.9(1.2V 1+1.4V2)=0.9(1.2 217.96+1.4 606.67)=999.80kN4. 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算截面有效高度 h 0 =d1-c-2.7/2=40-4-1.350=34.7cm=0.347m感謝下載載精品1) 砼受壓區(qū)高度x=fsd As /fcd/b=280 0.022091/13.8/6.60=0.068m根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中 5.2.1關(guān)于相對(duì)界限受壓區(qū)高度b 的規(guī)定 :HRB335 鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度b=0.56 。x b h0

6、=0.56 0.347=0.194m砼受壓區(qū)高度滿足規(guī)范要求2) 最小配筋率根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D62-2004) 中 9.1.12 關(guān)于受彎構(gòu)件最小配筋百分率的規(guī)定 :P=100 As/b/h 0=0.97 ，不小于 45f td /f sd=0.22, 同時(shí)不小于 0.2 主筋配筋率滿足規(guī)范要求3) 正截面抗彎承載力驗(yàn)算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中 5.2.2關(guān)于受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算的規(guī)定 :fcdbx(h 0 -x/2)=13.8 10006.60 0.068(0.347-0.068/2)=1933

7、.19kNm M=1167.37kNm0 d正截面抗彎承載力滿足規(guī)范要求4) 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中 5.2.9關(guān)于抗剪截面驗(yàn)算的規(guī)定 :0.51 10-3 f cu,k0.5 bh0=0.51 10-3 300.5 6600 346.5=6388.19kN 0Vd=999.80kN抗剪截面滿足規(guī)范要求。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004) 中 5.2.10 關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的規(guī)定:對(duì)于板式受彎構(gòu)件，公式可乘以 1.25提高系數(shù)1.25 0.5 10-3 2 f td b

8、h0=1.25 0.0005 11.39 6.60 10000.3471000=1986.74kN V =999.80kN0 d可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，只需按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D62-2004) 中 9.3.13 構(gòu)造要求配置箍筋5. 裂縫寬度計(jì)算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D62-2004)中 6.4 關(guān)于裂縫寬度驗(yàn)算的規(guī)定 :環(huán)境類(lèi)別為 I 類(lèi)環(huán)境，對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò) 0.20mm 作用短期效應(yīng)組合Ms =1.0M1+0.7M2=1.0 295.27+0.7 673.40=766.65kNm作用長(zhǎng)

9、期效應(yīng)組合Ml =1.0M1+0.4M2=1.0 295.27+0.4 673.40=564.63kNm受拉鋼筋的應(yīng)力感謝下載載精品 ss =Ms/0.87/A s/h 0=766.65/0.87/0.022091/0.347=115.12Mpa作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)C 2 =1+0.5Ml /Ms=1+0.5 564.63/766.65=1.37裂縫寬度W fk =C1 C2C3 ss (30+d)/E s/(0.28+10 )=11.37 1.15 115.12 (30+25)/2.00 105/(0.28+10 0.0097)=0.13mm0.20mm裂縫寬度滿足規(guī)范要求二. 臺(tái)身及基礎(chǔ)計(jì)

10、算1. 設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)為分離式，基礎(chǔ)襟邊 C1=0.35m，臺(tái)身寬 C2=1.00m，基礎(chǔ)寬 C3=2.40m 背墻寬 C4=0.70m，搭接寬度 C5=0.30m，基礎(chǔ)高度為 0.40m，鋪底厚為 1.00m涵洞凈高 H0=2.80m，計(jì)算高度 H1=3.50m，基礎(chǔ)頂深 H2=4.36m，基礎(chǔ)為 2 級(jí)擴(kuò)大基礎(chǔ)臺(tái)身容重為 25kN/m3，基礎(chǔ)容重為 25kN/m3，鋪底容重為 18kN/m3臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn) cd=11.73Mpa，臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度f(wàn) tmd=1.04Mpa，臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度f(wàn) vd=2.09Mpa地基承載力容許值為180kPa，回填土的內(nèi)摩擦角為30將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上下端鉸支

11、模型，取臺(tái)寬b=6.60m進(jìn)行計(jì)算2. 臺(tái)身驗(yàn)算 1) 水平力感謝下載載精品車(chē)輛荷載等代土層厚破壞棱體長(zhǎng)度 l 0=(H1+d1 /2+0.15+0.01)*tan(45 -30 /2)=2.23m 計(jì)算長(zhǎng)度 B=5.50m=560/5.50/2.23/18=2.54m土的側(cè)壓力系數(shù)=tan2 (45 -30 /2)=0.3333q1=(0.15+0.01+h+d1/2) b 18=(0.15+0.01+2.54+0.20) 6.60 0.3333 18=114.77kN/m q 2=(0.15+0.01+h+H0+1.00/2+d 1) b 18=(0.15+0.01+2.54+2.80+0

12、.50+0.40)6.60 0.3333 18=253.37kN/mA 端處剪力=362.55kN最大彎矩位置 x0 的計(jì)算=39.60kN/m感謝下載載精品=1.64m最大彎矩計(jì)算=282.96kNm2) 豎向力當(dāng) x0=1.64m 時(shí)，臺(tái)身 y-y 截面上的豎向力、偏心矩及彎矩名稱豎向力 (kN)偏心矩 e(m)彎矩 (kNm)P1245.20-0.35-85.82P217.370.152.61P346.200.156.93P4273.660.000.00P582.43M=-76.293) 截面驗(yàn)算作用效應(yīng)組合 0Md=0.9 (1.2 M+1.4 Mmax)=274.14kNm 0Nd=

13、0.9 1.2 P=629.03kN 0Vd=0.9 1.4 QA=456.81kN偏心矩 ee=0Md/ 0 Nd=0.436m(1) 偏心受壓承載力驗(yàn)算現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D61-2005) 中條文 4.0.6 、4.0.7 計(jì)算偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)感謝下載載精品彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑ix=0.289 b=1.9074iy=0.289 C2=0.2890構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，其中長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù) 取 1.3 ，構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度l 0 取 1.0H1=3.50m=4.4983=0.6816x方向和 y 方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)，其中m取 8.0 ，a 取 0.002=0.19

14、32=1.0032砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)感謝下載載精品=0.1933構(gòu)件截面面積A=C2*b=6.6000m 2由公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D61-2005) 中條文 4.0.9 中關(guān)于偏心矩 e 的規(guī)定，現(xiàn)偏心矩 e=0.436m，大于 0.6 0.5 C2=0.30m，所以現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D61-2005) 中條文 4.0.10 驗(yàn)算偏心受壓承載力構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩2=821.71kN 0 Nd=629.03kN偏心受壓承載力滿足要求(2) 正截面受彎承載力驗(yàn)算構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩2W=b C2/6=1.1000現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (J

15、TG D61-2005) 中條文 4.0.12 計(jì)算正截面受彎承載力W f tmd=1144.00kNm 0Md=274.14kNm正截面受彎承載力滿足要求(3) 直接受剪承載力驗(yàn)算現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D61-2005) 中條文 4.0.13 計(jì)算直接受剪承載力，其中 f =0.7 ， Nk=853.27kN=14220.64kN 0Vd=456.81kN直接受剪承載力滿足要求3. 基底應(yīng)力驗(yàn)算感謝下載載精品基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見(jiàn)下表，其中 P9 汽是由車(chē)輛荷載所產(chǎn)生的蓋板支點(diǎn)反力，豎向力及彎矩進(jìn)行作用短期效應(yīng)組合名稱分項(xiàng)系數(shù)豎向力 (kN)偏心矩 e(m)彎矩(kNm)P11.0245.20-0.35-85.82P21.017.370.152.61P31.046.200.156.93P51.0627.000.000.00P61.0270.600.0