渝南大道D段南段（快速路五縱線南段）工程2.5m2.5m拱涵 計(jì)算書

拱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書渝南大道D段南段（快速路五縱線南段）工程2.5m*2.5m拱涵計(jì)算書第一冊(cè)共一冊(cè)計(jì)算內(nèi)容：拱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算共頁附圖張計(jì)算：2020年01月05日復(fù)核：2020年01月05日審核：2020年01月05日二○二○年一月

本冊(cè)目錄1工程概況 12結(jié)構(gòu)計(jì)算 13結(jié)論 16PAGEPAGE101工程概況渝南大道D段南段（快速路五縱線）是重慶市市級(jí)重點(diǎn)工程，全長(zhǎng)2690米，道路為雙向六車道。周邊地塊為待開發(fā)區(qū)域，無現(xiàn)狀綜合管網(wǎng)。渝南大道D段位于重慶職業(yè)技術(shù)教育城內(nèi)，目前該道路無綜合市政管網(wǎng)，即將進(jìn)行道路改造。本排水工程的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為新建渝南大道D段南段區(qū)間道配套的排水管網(wǎng)。本次為排水管網(wǎng)工程中箱涵（2.5m*2.5m）結(jié)構(gòu)計(jì)算；本次計(jì)算為取1標(biāo)準(zhǔn)段為每延米配筋量進(jìn)行計(jì)算，且為受力最不利位置為標(biāo)準(zhǔn)段進(jìn)行計(jì)算。2設(shè)計(jì)依據(jù)《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069-2002）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）《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》（JTG3362-2018）《給水排水工程埋地矩形管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS145：2002）3結(jié)構(gòu)計(jì)算計(jì)算條件涵洞的設(shè)計(jì)安全等級(jí)為三級(jí)，取其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：0.9涵洞樁號(hào):K0+000.00設(shè)計(jì)荷載等級(jí)=公路一級(jí)布載寬度=14(m)拱頂填土高度=9.643(m)土容重=20千牛/立方米土的內(nèi)摩擦角=30度凈跨徑=2.5(m)計(jì)算跨徑=3.30000001192081m洞身長(zhǎng)度42.36489(m)拱圈厚度.8(m)凈拱矢高度1.25(m)矢跨比2拱圈容重=25千牛/立方米拱圈抗壓強(qiáng)度=11.73MPa涵臺(tái)頂寬度=120cm涵臺(tái)底寬度=220cm涵臺(tái)高度=250cm涵臺(tái)容重=25千牛/立方米臺(tái)身抗壓強(qiáng)度=3.09MPa整體式基礎(chǔ)=False基礎(chǔ)級(jí)數(shù)=1每級(jí)基礎(chǔ)高度=80cm基礎(chǔ)容重=25千牛/立方米鋪底厚度=800鋪底容重=25千牛/立方米基底容許應(yīng)力=500每延米鋪底寬度=100cm單側(cè)基礎(chǔ)襟邊總寬=50cm計(jì)算恒載引起的內(nèi)力:土系數(shù)K=1.448398全跨均布荷載拱頂填土壓力=K*土容重*填土高度=279.338kN倒圓弧荷載拱腳與拱頂填土壓力差=拱背填料容重*(計(jì)算矢高+拱圈厚度/2-拱圈厚度/2*Cos(ψ0))=40.99999kN拱圈自重拱圈自重=拱圈容重*拱圈厚度=20kN雙側(cè)水平力拱頂恒載水平推力=土容重*填土高度*Tan(45-土內(nèi)摩擦角/2)^2=64.28661kN恒載產(chǎn)生的內(nèi)力:恒載在拱頂產(chǎn)生的彎矩為47.63517kN·M恒載在拱頂產(chǎn)生的水平力為298.8086kN恒載在左拱腳產(chǎn)生的彎矩為36.47971kN·M恒載在左拱腳產(chǎn)生的水平力為192.7356kN恒載在左拱腳產(chǎn)生的豎直力為527.2618kN恒載在右拱腳產(chǎn)生的彎矩為36.47971kN·M恒載在右拱腳產(chǎn)生的水平力為192.7356kN恒載在右拱腳產(chǎn)生的豎直力為527.2618kN計(jì)算活載引起的內(nèi)力:設(shè)計(jì)荷載引起的內(nèi)力計(jì)算全跨均布荷載=4.309917kN半跨垂直均布荷載=4.309917kN雙側(cè)水平力=1.436638kN左側(cè)水平力=1.436638kN荷載組合恒+A+C內(nèi)力狀態(tài):在拱頂產(chǎn)生的彎矩為52.25981kN·M在拱頂產(chǎn)生的水平力為328.4524kN偏心距e0=.1591092截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.7665145r0*Nj=328.4524kN<φ*A*fcd=7192.972kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在左拱腳產(chǎn)生的彎矩為39.82516kN·M在左拱腳產(chǎn)生的水平力為210.9069kN在左拱腳產(chǎn)生的豎向力為578.4031kN偏心距e0=6.885362E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9461716r0*Nj=578.4032kN<φ*A*fcd=8878.874kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在右拱腳產(chǎn)生的彎矩為39.82516kN·M在右拱腳產(chǎn)生的水平力為210.9069kN在右拱腳產(chǎn)生的豎向力為578.4031kN偏心距e0=6.885362E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9461716r0*Nj=578.4032kN<φ*A*fcd=8878.874kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！荷載組合恒+A+D內(nèi)力狀態(tài):在拱頂產(chǎn)生的彎矩為52.33739kN·M在拱頂產(chǎn)生的水平力為327.8571kN偏心距e0=.1596348截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.7653217r0*Nj=327.8571kN<φ*A*fcd=7181.779kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在左拱腳產(chǎn)生的彎矩為38.39752kN·M在左拱腳產(chǎn)生的水平力為210.3115kN在左拱腳產(chǎn)生的豎向力為578.72kN偏心距e0=6.634903E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9498237r0*Nj=578.7201kN<φ*A*fcd=8913.146kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在右拱腳產(chǎn)生的彎矩為41.90739kN·M在右拱腳產(chǎn)生的水平力為213.2983kN在右拱腳產(chǎn)生的豎向力為578.0861kN偏心距e0=7.249333E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9406766r0*Nj=578.0862kN<φ*A*fcd=8827.309kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！荷載組合恒+B+D內(nèi)力狀態(tài):在拱頂產(chǎn)生的彎矩為51.8529kN·M在拱頂產(chǎn)生的水平力為325.5828kN偏心距e0=.1592618截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.7661684r0*Nj=325.5828kN<φ*A*fcd=7189.724kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在左拱腳產(chǎn)生的彎矩為37.29793kN·M在左拱腳產(chǎn)生的水平力為208.0373kN在左拱腳產(chǎn)生的豎向力為576.8185kN偏心距e0=6.466144E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9522234r0*Nj=576.8187kN<φ*A*fcd=8935.664kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！在右拱腳產(chǎn)生的彎矩為41.92532kN·M在右拱腳產(chǎn)生的水平力為211.0241kN在右拱腳產(chǎn)生的豎向力為571.0273kN偏心距e0=7.342085E-02截面重心至偏心方向邊緣距離s=.400000005960464偏心距e0<=0.6*sφ=.9392416r0*Nj=571.0274kN<φ*A*fcd=8813.843kN。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足要求！涵臺(tái)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算組合恒載+A+CP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19.46kN·MP(5)=55kN彎矩M(5)=55kN·MP(6)=31.25kN彎矩M(6)=31.25kN·MP總=565.2908kNM總=564.8755kN·MEq=213.4666kN,Ceq=1.209335mP總=P總+Eq565.2908kNM總=M總+Eq*CEq=823.0283kN·M計(jì)入恒載載拱腳處產(chǎn)生的反力P總=1092.552kNM總=1393.333kN·M組合內(nèi)力Nj=γs0*ψ*(P總*1.2+拱腳反力V)=1188.917kN組合內(nèi)力彎矩Mjc=γs0*ψ*(M總*1.2+拱腳反力矩M)=1515.957kN容許偏心系數(shù)=.5偏心距<B/2*容許偏心距系數(shù)=.55m,涵臺(tái)底部偏心距符合要求！臺(tái)身強(qiáng)度驗(yàn)算:y=B/2=1.1mrw=0.289*B=.6358a=(1-(E/y)^8)/(1+(E/rw)^2)=.9295207臺(tái)身抗壓強(qiáng)度Raj=3.09MPa.α*A*Raj/γm=2735.447kN>Nj=1188.917kN,涵臺(tái)強(qiáng)度滿足要求!臺(tái)身穩(wěn)定性驗(yàn)算:φ=1/(1+α*B*(B-3)*(1+1.33*(E/rw))^2)=1.006354φ*A*Raj/γm=2752.827kN>Nj=1188.917kN,涵臺(tái)穩(wěn)定性滿足要求!臺(tái)口抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：Nj=1.2*527.2618+1.4*7.111363=642.67kNQj=1.2*192.7356+1.4*2.184426=234.341kN臺(tái)口剪切面接A=1.2+.135*.4平方米μ=0.7臺(tái)身抗剪強(qiáng)度Rjj=.063MPa.ks=臺(tái)口剪切面積*臺(tái)身抗剪強(qiáng)度*1000/2.31+μ*Nj=484.069ks>Qj=234.341臺(tái)口抗剪強(qiáng)度滿足要求！組合恒載+A+DP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19.46kN·MP(5)=55kN彎矩M(5)=55kN·MP(6)=31.25kN彎矩M(6)=31.25kN·MP總=565.2908kNM總=564.8755kN·MEq=213.4666kN,Ceq=1.209335mP總=P總+Eq565.2908kNM總=M總+Eq*CEq=823.0283kN·M計(jì)入恒載載拱腳處產(chǎn)生的反力P總=1092.552kNM總=1393.333kN·M組合內(nèi)力Nj=γs0*ψ*(P總*1.2+拱腳反力V)=1189.234kN組合內(nèi)力彎矩Mjc=γs0*ψ*(M總*1.2+拱腳反力矩M)=1519.479kN容許偏心系數(shù)=.5偏心距<B/2*容許偏心距系數(shù)=.55m,涵臺(tái)底部偏心距符合要求！臺(tái)身強(qiáng)度驗(yàn)算:y=B/2=1.1mrw=0.289*B=.6358a=(1-(E/y)^8)/(1+(E/rw)^2)=.9275478臺(tái)身抗壓強(qiáng)度Raj=3.09MPa.α*A*Raj/γm=2729.641kN>Nj=1189.234kN,涵臺(tái)強(qiáng)度滿足要求!臺(tái)身穩(wěn)定性驗(yàn)算:φ=1/(1+α*B*(B-3)*(1+1.33*(E/rw))^2)=1.006405φ*A*Raj/γm=2747.125kN>Nj=1189.234kN,涵臺(tái)穩(wěn)定性滿足要求!臺(tái)口抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：Nj=1.2*527.2618+1.4*7.362876=643.0222kNQj=1.2*192.7356+1.4*1.711928=233.6795kN臺(tái)口剪切面接A=1.2+.135*.4平方米μ=0.7臺(tái)身抗剪強(qiáng)度Rjj=.063MPa.ks=臺(tái)口剪切面積*臺(tái)身抗剪強(qiáng)度*1000/2.31+μ*Nj=484.3155ks>Qj=233.6795臺(tái)口抗剪強(qiáng)度滿足要求！組合恒載+B+DP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19.46kN·MP(5)=55kN彎矩M(5)=55kN·MP(6)=31.25kN彎矩M(6)=31.25kN·MP總=565.2908kNM總=564.8755kN·MEq=213.4666kN,Ceq=1.209335mP總=P總+Eq565.2908kNM總=M總+Eq*CEq=823.0283kN·M計(jì)入恒載載拱腳處產(chǎn)生的反力P總=1092.552kNM總=1393.333kN·M組合內(nèi)力Nj=γs0*ψ*(P總*1.2+拱腳反力V)=1187.332kN組合內(nèi)力彎矩Mjc=γs0*ψ*(M總*1.2+拱腳反力矩M)=1522.232kN容許偏心系數(shù)=.5偏心距<B/2*容許偏心距系數(shù)=.55m,涵臺(tái)底部偏心距符合要求！臺(tái)身強(qiáng)度驗(yàn)算:y=B/2=1.1mrw=0.289*B=.6358a=(1-(E/y)^8)/(1+(E/rw)^2)=.9242179臺(tái)身抗壓強(qiáng)度Raj=3.09MPa.α*A*Raj/γm=2719.841kN>Nj=1187.332kN,涵臺(tái)強(qiáng)度滿足要求!臺(tái)身穩(wěn)定性驗(yàn)算:φ=1/(1+α*B*(B-3)*(1+1.33*(E/rw))^2)=1.006491φ*A*Raj/γm=2737.497kN>Nj=1187.332kN,涵臺(tái)穩(wěn)定性滿足要求!臺(tái)口抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：Nj=1.2*527.2618+1.4*5.853798=640.9094kNQj=1.2*192.7356+1.4*-9.301341E-02=231.1526kN臺(tái)口剪切面接A=1.2+.135*.4平方米μ=0.7臺(tái)身抗剪強(qiáng)度Rjj=.063MPa.ks=臺(tái)口剪切面積*臺(tái)身抗剪強(qiáng)度*1000/2.31+μ*Nj=482.8366ks>Qj=231.1526臺(tái)口抗剪強(qiáng)度滿足要求！基礎(chǔ)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算組合恒載+A+CP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19.46kN·MP(5)=55kN彎矩M(5)=55kN·MP(6)=31.25kN彎矩M(6)=31.25kN·MP(7)=140.58kN彎矩M(7)=140.58kN·MP(8)=64kN彎矩M(8)=64kN·MP總=1297.133kNM總=1664.813kN·MEq=290.576kN,Ceq=1.581292mP總=P總+Eq1297.133kNM總=M總+Eq*CEq=2124.299kN·M驗(yàn)算基礎(chǔ)在恒載作用下的偏心距:e0=B/2-Mjc/Njρ=W/A+B/6=.5333334me0=-3.768811E-02m<0.75ρ=.400000020861626m驗(yàn)算基礎(chǔ)在恒載與活載共同作用下的偏心距:Nj=P總+拱腳垂直反力=1304.244kNMjc=2134.961kN.me=B/2-Mjc/Nj=3.693419E-02m容許偏心距系數(shù)=.5e=3.693419E-02<B/2*容許偏心距系數(shù)=.8涵臺(tái)底部偏心距符合要求!Mj=Nj*E=48.17119kN.Mσmax=Nj/B+Mj/W=435.8015kPa基礎(chǔ)寬度b=3.2m,基底埋置深度h=12.8m,h/b=4根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）計(jì)算修正后的地基承載力容許值[σ]=[σ0]+k1*r1*(b-2)+k2*r2*(h-3)=1270.4kPa修正后的基底容許應(yīng)力=1270.4kPa>σmax=435.8015kPa,滿足要求!抗傾覆力臂=1.44+29.16667+49.3996+106.7+36.45833+35.145+102.4+1339.245+18.06286+459.4854=2176.063kN.M傾覆力臂=666.7503kN.MK0=Mk/Mq=3.263685>1.3,抗傾覆安全系數(shù)滿足!P=1304.244kN,μ=.4,h=95.65592kN.Kc=P*μ/h=5.453897Kc>1.3,抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)滿足!組合恒載+A+DP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19.46kN·MP(5)=55kN彎矩M(5)=55kN·MP(6)=31.25kN彎矩M(6)=31.25kN·MP(7)=140.58kN彎矩M(7)=140.58kN·MP(8)=64kN彎矩M(8)=64kN·MP總=1297.133kNM總=1664.813kN·MEq=290.576kN,Ceq=1.581292mP總=P總+Eq1297.133kNM總=M總+Eq*CEq=2124.299kN·M驗(yàn)算基礎(chǔ)在恒載作用下的偏心距:e0=B/2-Mjc/Njρ=W/A+B/6=.5333334me0=-3.768811E-02m<0.75ρ=.400000020861626m驗(yàn)算基礎(chǔ)在恒載與活載共同作用下的偏心距:Nj=P總+拱腳垂直反力=1304.495kNMjc=2138.26kN.me=B/2-Mjc/Nj=3.914749E-02m容許偏心距系數(shù)=.5e=3.914749E-02<B/2*容許偏心距系數(shù)=.8涵臺(tái)底部偏心距符合要求!Mj=Nj*E=51.06772kN.Mσmax=Nj/B+Mj/W=437.5773kPa基礎(chǔ)寬度b=3.2m,基底埋置深度h=12.8m,h/b=4根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）計(jì)算修正后的地基承載力容許值[σ]=[σ0]+k1*r1*(b-2)+k2*r2*(h-3)=1270.4kPa修正后的基底容許應(yīng)力=1270.4kPa>σmax=437.5773kPa,滿足要求!抗傾覆力臂=1.44+29.16667+49.3996+106.7+36.45833+35.145+102.4+1339.245+18.7017+459.4854=2176.702kN.M傾覆力臂=664.1218kN.MK0=Mk/Mq=3.277564>1.3,抗傾覆安全系數(shù)滿足!P=1304.495kN,μ=.4,h=96.12842kN.Kc=P*μ/h=5.428137Kc>1.3,抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)滿足!組合恒載+B+DP(1)=434.5808kN彎矩M(1)=434.5808kN·MP(2)=25kN彎矩M(2)=25kN·MP(3)=0kN彎矩M(3)=0kN·MP(4)=19.46kN彎矩M(4)=19