蓋板涵整體計算0305

1、蓋板涵整體計算一.蓋板計算1.設計資料 汽車荷載等級：公路-I級； 環(huán)境類別：I類環(huán)境； 凈跨徑：L0=1.8m； 單側擱置長度：0.20m； 計算跨徑：L=2m； 填土高：H=.6m； 蓋板板端厚d1=30cm；蓋板板中厚d2=30cm；蓋板寬b=0.99m；保護層厚度c=3cm； 混凝土強度等級為C30； 軸心抗壓強度fcd=13.8Mpa； 軸心抗拉強度ftd=1.39Mpa； 主拉鋼筋等級為HRB335； 抗拉強度設計值fsd=280Mpa； 主筋直徑為16mm 蓋板容重1=25kN/m3； 土容重2=18kN/m3 根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中關于涵洞結構的

2、計算假定：蓋板按兩端簡支的板計算，可不考慮涵臺傳來的水平力2.外力計算1) 永久作用 (1) 豎向土壓力 q=2·H·b=18×.6×0.99=10.692kN/m (2) 蓋板自重 g=1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+30)×0.99/2 /100=7.43kN/m2) 由車輛荷載引起的垂直壓力（可變作用） 根據公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004)中的規(guī)定： 計算涵洞頂上車輛荷載引起的豎向土壓力時，車輪按其著地面積的邊緣向下做30°角分布。當幾個車輪的壓力擴散線相重疊時，擴

3、散面積以最外面的擴散線為準 根據公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004)中關于車輛荷載的規(guī)定： 車輛荷載順板跨長 La=0.2+2·H·tan30=0.2+2×.6×0.577=0.89m 車輛荷載垂直板跨長 Lb=1.9+2·H·tan30=1.9+2×.6×0.577=2.59m 車輪重 P=280kN 車輪重壓強L p=P/La/Lb=280/0.89/2.59=120.95kN/m23.內力計算及荷載組合1) 由永久作用引起的內力 跨中彎矩 M1=(q+g)·L2/8=(10.69+7.4

4、3)×22/8=9.06kNm 邊墻內側邊緣處剪力 V1=(q+g)·L0/2=(10.69+7.43)×1.8/2=16.31kN2) 由車輛荷載引起的內力 跨中彎矩 M2=p·La·(L-La/2)·b/4=120.95×0.89×(2.00-0.89/2)×0.99/4=41.52kNm 邊墻內側邊緣處剪力 V2=p·La·b·(L0-La/2)/L0)=120.95×0.89×0.99×(1.80-0.89/2)/1.80=80.40kN

5、3) 作用效應組合 根據公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004)中關于作用效應組合的規(guī)定： 跨中彎矩 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9×(1.2×9.06+1.4×41.52)=62.10kNm 邊墻內側邊緣處剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9×(1.2×16.31+1.4×80.40)=118.91kN4.持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算 截面有效高度 h0=d1-c-1.75/2=30-3-0.875=26.1cm=0.261m1) 砼受壓區(qū)高度 x=fsd·As/fcd/b=

6、280×0.002815/13.8/0.99=0.058m 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中關于相對界限受壓區(qū)高度b的規(guī)定: HRB335鋼筋的相對界限受壓區(qū)高度b=0.56。 xb·h0=0.56×0.261=0.146m 砼受壓區(qū)高度滿足規(guī)范要求2) 最小配筋率 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中關于受彎構件最小配筋百分率的規(guī)定: P=100·As/b/h0=1.09，不小于45ftd/fsd=0.22,同時不小于0.2 主筋配筋率滿足規(guī)范要求3) 正截面抗彎承載力驗算

7、 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中關于受彎構件正截面抗彎承載力計算的規(guī)定: fcd·b·x(h0-x/2)=13.8×1000×0.99×0.058(0.261-0.058/2) =183.20kNm0Md=62.10kNm 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算 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中關于抗剪截面驗算的規(guī)定: 0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×

8、;300.5×990×261.25 =722.47kN0Vd=118.91kN 抗剪截面滿足規(guī)范要求。 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中關于受彎構件斜截面抗剪承載力驗算的規(guī)定: 對于板式受彎構件，公式可乘以1.25提高系數 1.25×0.5×10-3·2·ftd·b·h0=1.25×0.0005×1×1.39×0.99×1000×0.261×1000 =224.69kN0Vd=118.91kN 可不進行斜

9、截面抗剪承載力的驗算，只需按照公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中構造要求配置箍筋5.裂縫寬度計算 根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中6.4關于裂縫寬度驗算的規(guī)定: 環(huán)境類別為I類環(huán)境，對于鋼筋混凝土構件，最大裂縫寬度不應超過0.20mm 作用短期效應組合 Ms=1.0M1+0.7M2 =1.0×9.06+0.7×41.52=38.13kNm 作用長期效應組合 Ml=1.0M1+0.4M2 =1.0×9.06+0.4×41.52=25.67kNm 受拉鋼筋的應力 ss=Ms/0.8

10、7/As/h0=38.13/0.87/0.002815/0.261=59.58Mpa 作用長期效應影響系數 C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.5×25.67/38.13=1.34 裂縫寬度 Wfk=C1·C2·C3·ss·(30+d)/Es/(0.28+10·) =1×1.34×1.15×59.58×(30+16)/2.00×105/(0.28+10×0.0109) =0.05mm0.20mm 裂縫寬度滿足規(guī)范要求二.臺身及基礎計算1.設計資料 基礎為分離式，基礎襟邊C1=

11、0.30m，臺身寬C2=0.45m，基礎寬C3=1.05m 背墻寬C4=0.25m，搭接寬度C5=0.20m，基礎高度為0.40m，鋪底厚為0.00m 涵洞凈高H0=1.40m，計算高度H1=1.55m，基礎頂深H2=2.30m 臺身容重為23kN/m3，基礎容重為23kN/m3，鋪底容重為23kN/m3 臺身軸心抗壓強度fcd=5.87Mpa，臺身彎曲抗拉強度ftmd=0.66Mpa，臺身直接抗剪強度fvd=1.32Mpa 地基承載力容許值為150kPa，回填土的內摩擦角為30° 將臺身簡化為上下端鉸支模型，取臺寬b=0.99m進行計算2.臺身驗算1) 水平力 車輛荷載等代土層厚

12、破壞棱體長度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45°-30°/2)=1.33m 計算長度B=6.19m =280/6.19/1.33/18=1.89m 土的側壓力系數 =tan2(45°-30°/2)=0.3333 q1=(H+h+d1/2)·b··18 =(.6+1.89+0.15)×0.99×0.3333×18=15.69kN/m q2=(H+h+H0+0.00/2+d1)·b··18 =(.6+1.89+1.40+0.00+0.30)×0.99&

13、#215;0.3333×18=24.90kN/m A端處剪力 =16.92kN 最大彎矩位置x0的計算 =5.94kN/m =0.75m 最大彎矩計算 =6.10kNm2) 豎向力 當x0=0.75m時，臺身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)P119.93-0.13-2.49P22.670.100.27P31.710.100.17P46.700.000.00P31.01M=-2.053) 截面驗算 作用效應組合 0Md=0.9×(1.2×M+1.4×Mmax)=5.47kNm 0Nd=0.9×1.2

14、×P=33.49kN 0Vd=0.9×1.4×QA=21.32kN 偏心矩e e=0Md/0Nd=0.163m (1) 偏心受壓承載力驗算 現根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中條文、4.0.7計算偏心受壓構件承載力影響系數 彎曲平面內的截面回旋半徑 ix=0.289×b=0.2861 iy=0.289×C2=0.1301 構件長細比，其中長細比修正系數取1.3，構件計算長度l0取1.0H1=1.55m =4.4269 =2.0122 x方向和y方向偏心受壓構件承載力影響系數，其中m取8.0，a取0.002 =0.3443 =

15、1.0040 砌體偏心受壓構件承載力影響系數 =0.3448 構件截面面積 A=C2*b=0.4455m2 由公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中條文中關于偏心矩e的規(guī)定，現偏心矩e=0.163m，大于0.6×0.5×C2=0.13m，所以現根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.10驗算偏心受壓承載力 構件受拉邊緣的彈性抵抗矩 W=b·C22/6=0.0334 =86.00kN 0Nd=33.49kN 偏心受壓承載力滿足要求 (2) 正截面受彎承載力驗算 構件受拉邊緣的彈性抵抗矩 W=b·C22/6=0.0334 現根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中條文計算正截面受彎承載力 W·ftmd=22.05kNm 0Md=5.47kNm 正截面受彎承載力滿足要求 (3) 直接受剪承載力驗算 現根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005)中條文計算直接受剪承載力，其中f=0.7，Nk=38.65kN =607.39kN 0Vd=21.32kN 直接受剪承載力滿足要求3.基底應力驗算 基礎底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見下表，其中P9汽是由車輛荷載所產生的蓋板支點反力，豎向力及彎矩進行作用短期效應組合名稱分項系數豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩(kNm)P1