立交改造項(xiàng)目沿線雨水箱涵及污水管網(wǎng)建設(shè)工程工程編號(hào):箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書1、工程概況南岸區(qū)內(nèi)環(huán)快速路兩側(cè)，頂板覆土約為0~5.4m，構(gòu)造如下。箱涵（0.9m×0.7m）：鋼筋混凝土閉合箱涵為矩形單箱單室斷面，箱體寬1.5m，高1.3m。箱涵內(nèi)空斷面為0.9m×0.7m，其中頂?shù)装寮皞?cè)墻厚均為0.3m。斷面圖如下。箱涵（1.6m×1.5m）：鋼筋混凝土閉合箱涵為矩形單箱單室斷面，箱體寬2.2m，高2.1m。箱涵內(nèi)空斷面為1.6m×1.5m，其中頂?shù)装寮皞?cè)墻厚均為0.3m，上腋角為0.4m×0.2m，下腋角為0.4m×0.2m。斷面圖如下。900×700箱涵斷面1600×1500箱涵斷面2、設(shè)計(jì)采用的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）2014版（2）《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069-2002）（3）《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50332-2002）（4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）（5）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）（6）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》（JTG3362-2018）3、主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.1設(shè)計(jì)年限：結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)年限為50年。箱涵結(jié)構(gòu)為排水管道，按照GB50332-2002，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0取1.03.2地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）》，場(chǎng)地地震基本烈度為6°（構(gòu)造設(shè)防）。3.3場(chǎng)地類別：II類。3.4箱涵設(shè)計(jì)荷載：900×700：覆土厚度0m≤H≤5.4m（覆土容重γ=20KN/m3）；1600×1500：覆土厚度0m≤H≤0.6m（覆土容重γ=20KN/m3）。4、閉合箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1900×700箱涵計(jì)算4.1.1覆土0m≤H≤5.4m按照等效覆土5.4米計(jì)算，取一米長箱涵為計(jì)算模型，車行荷載等效為1米覆土,箱涵頂板荷載計(jì)算如下：頂板均布荷載為N頂=rH上=20×6.4=128KN/m側(cè)墻荷載為：N側(cè)上=rH上K0=20×6.4×0.333=43KN/mN側(cè)下=rH下K0=20×（6.4+1.3）×0.333=51KN/m底板均布荷載為：N底=rH上+r砼×S斷面/L=20×6.4+26×1.32×1/1.3=154KN/m，計(jì)算簡圖如下：[計(jì)算簡圖]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[計(jì)算條件]----------------------------------------------------------------------[基本參數(shù)]規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)： 砼規(guī)范GB50010-2010承載能力極限狀態(tài)γ0： 1.1襯砌斷面類型： 矩形每段計(jì)算的分段數(shù)： 10計(jì)算迭代次數(shù)： 10抗力驗(yàn)證要求： 高[襯砌參數(shù)]底板半寬： 0.600(m)底板厚度： 0.300(m)側(cè)墻高度： 1.000(m)側(cè)墻厚度： 0.300(m)頂板厚度： 0.300(m)底板圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)側(cè)墻圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)頂板圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)襯砌的彈性模量： 30000.000(MPa)[荷載參數(shù)]底部山巖壓力(側(cè))： 154.000(kN/m)底部山巖壓力(中)： 154.000(kN/m)側(cè)向山巖壓力(上)： 43.000(kN/m)側(cè)向山巖壓力(下)： 51.000(kN/m)頂部山巖壓力(側(cè))： 128.000(kN/m)頂部山巖壓力(中)： 128.000(kN/m)內(nèi)水壓力水頭： 0.850(m)外水壓力水頭： 0.000(m)外水壓力折減系數(shù)(β)： 0.400頂板灌漿壓力： 0.000(kPa)頂板灌漿壓力作用起點(diǎn)距離： 0.000(m)其它段灌漿壓力： 0.000(kPa)襯砌容重： 26.000(kN/m3)[荷載組合參數(shù)] 編號(hào) 荷載名稱 是否計(jì)算 分項(xiàng)系數(shù) 1 襯砌自重 √ 1.20 2 頂巖壓力 √ 1.40 3 底巖壓力 √ 1.40 4 側(cè)巖壓力 √ 1.40 5 內(nèi)水壓力 √ 1.40 6 外水壓力 〤 1.00 7 頂部灌漿壓力 〤 1.00 8 其余灌漿壓力 〤 1.00[配筋參數(shù)]對(duì)稱配筋： 是混凝土等級(jí)： C30縱筋等級(jí)： HRB400(fy=360MPa,fyk=400MPa)拉結(jié)筋計(jì)算： 計(jì)算拉結(jié)筋等級(jí)： HRB400(fy=360MPa,fyk=400MPa)拉結(jié)筋間距： 400(mm)配筋計(jì)算as： 65(mm)配筋調(diào)整系數(shù)： 1.00裂縫計(jì)算： 計(jì)算最大裂縫寬度允許值： 0.20(mm)單側(cè)擬采用縱筋直徑： 14(mm)砼保護(hù)層厚度： 40(mm)----------------------------------------------------------------------[計(jì)算結(jié)果]----------------------------------------------------------------------注：縱筋面積和配筋率結(jié)果中，如果出現(xiàn)紅色數(shù)字，則表示配筋率大于2.5%。----------------------------------------------------------------------[內(nèi)力配筋計(jì)算]----------------------------------------------------------------------計(jì)算結(jié)論:經(jīng)過2次計(jì)算,達(dá)到各點(diǎn)設(shè)定抗力條件和法向位移一致!軸向力剪力彎矩切向位移法向位移轉(zhuǎn)角圍巖抗力單側(cè)縱筋(配筋率)拉結(jié)筋面積截面驗(yàn)算NQMUVWAs（ρ）Av(kN)(kN)(kN.m)(mm)(mm)(度)(kPa)(mm2)(mm2)底板(從中心向左等分10段):0-35.0700.00022.8820.0000.1630.0000.0600.0(0.26%)444.4滿足1-35.07013.41522.4800.0000.1640.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足2-35.07026.83421.2720.0000.1660.0020.0600.0(0.26%)444.4滿足3-35.07040.26219.2590.0000.1690.0030.0600.0(0.26%)444.4滿足4-35.07053.70216.4400.0000.1730.0040.0600.0(0.26%)444.4滿足5-35.07067.15912.815-0.0010.1770.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足6-35.07080.6338.381-0.0010.1830.0060.0600.0(0.26%)444.4滿足7-35.07094.1293.138-0.0020.1890.0060.0600.0(0.26%)444.4滿足8-35.070107.646-2.915-0.0020.1950.0060.0600.0(0.26%)444.4滿足9-35.070121.186-9.780-0.0020.2010.0060.0600.0(0.26%)444.4滿足10-35.070134.746-17.458-0.0020.2060.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足側(cè)墻(從下向上等分10段):0-134.746-35.070-17.458-0.206-0.0020.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足1-133.716-28.498-14.279-0.2080.0050.0030.0600.0(0.26%)444.4滿足2-132.686-21.862-11.760-0.2090.0100.0020.0600.0(0.26%)444.4滿足3-131.657-15.170-9.908-0.2110.0130.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足4-130.627-8.431-8.728-0.2120.0150.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足5-129.598-1.655-8.223-0.2140.0160.0000.0600.0(0.26%)444.4滿足6-128.5685.152-8.398-0.2150.015-0.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足7-127.53811.981-9.254-0.2170.013-0.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足8-126.50918.826-10.795-0.2180.010-0.0020.0600.0(0.26%)444.4滿足9-125.47925.663-13.020-0.2190.005-0.0030.0600.0(0.26%)444.4滿足10-124.45032.358-15.922-0.221-0.002-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足頂板(從左向中心等分10段):0-32.358-124.450-15.9220.002-0.221-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足1-32.358-112.005-8.8280.002-0.226-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足2-32.358-99.560-2.4810.002-0.232-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足3-32.358-87.1153.1190.002-0.237-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足4-32.358-74.6707.9720.001-0.243-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足5-32.358-62.22512.0790.001-0.248-0.0050.0600.0(0.26%)444.4滿足6-32.358-49.78015.4390.000-0.253-0.0040.0600.0(0.26%)444.4滿足7-32.358-37.33518.0530.000-0.256-0.0030.0600.0(0.26%)444.4滿足8-32.358-24.89019.9190.000-0.259-0.0020.0600.0(0.26%)444.4滿足9-32.358-12.44521.0400.000-0.261-0.0010.0600.0(0.26%)444.4滿足10-32.3580.00021.4130.000-0.2610.0000.0600.0(0.26%)444.4滿足----------------------------------------------------------------------[根據(jù)裂縫限制調(diào)整后的縱筋面積]----------------------------------------------------------------------計(jì)算結(jié)論:經(jīng)過2次計(jì)算,達(dá)到各點(diǎn)設(shè)定抗力條件和法向位移一致!軸向力彎矩縱筋面積(配筋率)縱筋直徑裂縫寬度拉筋應(yīng)力NkMk(單側(cè))(單側(cè))Wmaxstress(kN)(kN.m)(mm2)(mm)(mm)(MPa)底板(從中心向左等分10段):0-22.94815.173600.0(0.26%)140.05103.31-22.94814.906600.0(0.26%)140.05101.12-22.94814.106600.0(0.26%)140.0494.73-22.94812.773600.0(0.26%)140.0484.04-22.94810.905600.0(0.26%)140.0369.25-22.9488.503600.0(0.26%)140.0250.26-22.9485.565600.0(0.26%)140.0127.77-22.9482.091600.0(0.26%)140.000.08-22.948-1.919600.0(0.26%)140.000.09-22.948-6.468600.0(0.26%)140.0234.510-22.948-11.555600.0(0.26%)140.0374.3側(cè)墻(從下向上等分10段):0-89.280-11.555600.0(0.26%)140.0238.21-88.500-9.473600.0(0.26%)140.000.02-87.720-7.821600.0(0.26%)140.000.03-86.940-6.601600.0(0.26%)140.000.04-86.160-5.817600.0(0.26%)140.000.05-85.380-5.472600.0(0.26%)140.000.06-84.600-5.569600.0(0.26%)140.000.07-83.820-6.108600.0(0.26%)140.000.08-83.040-7.092600.0(0.26%)140.000.09-82.260-8.520600.0(0.26%)140.000.010-81.480-10.388600.0(0.26%)140.000.0頂板(從左向中心等分10段):0-20.847-10.388600.0(0.26%)140.0366.71-20.847-5.744600.0(0.26%)140.0130.32-20.847-1.588600.0(0.26%)140.000.03-20.8472.078600.0(0.26%)140.000.04-20.8475.256600.0(0.26%)140.0126.75-20.8477.945600.0(0.26%)140.0247.36-20.84710.145600.0(0.26%)140.0364.77-20.84711.856600.0(0.26%)140.0478.48-20.84713.078600.0(0.26%)140.0488.29-20.84713.812600.0(0.26%)140.0494.010-20.84714.056600.0(0.26%)140.0496.0----------------------------------------------------------------------[滿足裂縫限制的配筋結(jié)果]----------------------------------------------------------------------襯砌內(nèi)側(cè)縱筋最大面積As=600.0mm2，外側(cè)縱筋最大面積As1=600.0mm2；拉結(jié)筋最大面積Av=444.4mm2。截面尺寸(抗剪)驗(yàn)算：滿足。4.12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)規(guī)范》第5.2.12條，抗剪截面應(yīng)滿足下列要求：在荷載的作用下箱涵根部截面剪力為107.6KN，截面滿足0.5×10-3×1×1.39×1000×（300-50）=173.75KN＞107.6KN，故截面滿足抗剪要求。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果對(duì)各部位強(qiáng)度和裂縫等方面驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)可行。4.21600×1500箱涵計(jì)算4.2.1覆土0m≤H≤0.6m按照等效覆土0.6米計(jì)算，車行荷載等效為1米覆土,取一米長箱涵為計(jì)算模型，箱涵頂板荷載計(jì)算如下：頂板均布荷載為N頂=rH上=20×1.6=32KN/m側(cè)墻荷載為：N側(cè)上=rH上K0=20×1.6×0.333=11KN/mN側(cè)下=rH下K0=20×（1.6+2.1）×0.333=25KN/m底板均布荷載為：N底=rH上+r砼×S斷面/L=20×1.6+26×2.38×1/2.1=62KN/m，計(jì)算簡圖如下：[計(jì)算條件]----------------------------------------------------------------------[基本參數(shù)]規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)： 砼規(guī)范GB50010-2010結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0： 1.10襯砌斷面類型： 矩形每段計(jì)算的分段數(shù)： 10計(jì)算迭代次數(shù)： 10抗力驗(yàn)證要求： 高[襯砌參數(shù)]底板半寬： 0.950(m)底板厚度： 0.300(m)側(cè)墻高度： 1.800(m)側(cè)墻厚度： 0.300(m)頂板厚度： 0.300(m)底板圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)側(cè)墻圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)頂板圍巖彈抗系數(shù)： 60.000(MN/m3)襯砌的彈性模量： 30000.000(MPa)[荷載參數(shù)]底部山巖壓力(側(cè))： 62.000(kN/m)底部山巖壓力(中)： 62.000(kN/m)側(cè)向山巖壓力(上)： 11.000(kN/m)側(cè)向山巖壓力(下)： 25.000(kN/m)頂部山巖壓力(側(cè))： 32.000(kN/m)頂部山巖壓力(中)： 32.000(kN/m)內(nèi)水壓力水頭： 1.650(m)外水壓力水頭： 0.000(m)外水壓力折減系數(shù)(β)： 0.400頂板灌漿壓力： 0.000(kPa)頂板灌漿壓力作用起點(diǎn)距離： 0.000(m)其它段灌漿壓力： 0.000(kPa)襯砌容重： 26.000(kN/m3)[荷載組合參數(shù)] 編號(hào) 荷載名稱 是否計(jì)算 分項(xiàng)系數(shù) 1 襯砌自重 √ 1.40 2 頂巖壓力 √ 1.40 3 底巖壓力 √ 1.40 4 側(cè)巖壓力 √ 1.40 5 內(nèi)水壓力 √ 1.40 6 外水壓力 〤 1.00 7 頂部灌漿壓力 〤 1.00 8 其余灌漿壓力 〤 1.00[配筋參數(shù)]對(duì)稱配筋： 是混凝土等級(jí)： C30縱筋等級(jí)： HRB400(fy=360MPa,fyk=400MPa)拉結(jié)筋計(jì)算： 計(jì)算拉結(jié)筋等級(jí)： HRB400(fy=360MPa,fyk=400MPa)拉結(jié)筋間距： 100(mm)配筋計(jì)算as： 65(mm)配筋調(diào)整系數(shù)： 1.00裂縫計(jì)算： 計(jì)算最大裂縫寬度允許值： 0.20(mm)單側(cè)擬采用縱筋直徑： 14(mm)砼保護(hù)層厚度： 40(mm)[計(jì)算結(jié)果]注：縱筋面積和配筋率結(jié)果中，如果出現(xiàn)紅色數(shù)字，則表示配筋率大于2.5%。下面內(nèi)力配筋結(jié)果的中內(nèi)力（軸力、剪力、彎矩）未包含γ0，配筋時(shí)乘以此系數(shù)。----------------------------------------------------------------------[內(nèi)力配筋計(jì)算]----------------------------------------------------------------------計(jì)算結(jié)論:經(jīng)過2次計(jì)算,達(dá)到各點(diǎn)設(shè)定抗力條件和法向位移一致!軸向力剪力彎矩切向位移法向位移轉(zhuǎn)角圍巖抗力單側(cè)縱筋(配筋率)拉結(jié)筋面積截面驗(yàn)算NQMUVWAs（ρ）Av(kN)(kN)(kN.m)(mm)(mm)(度)(kPa)(mm2)(mm2)底板(從中心向左等分10段):0-16.3160.00019.4750.0000.3580.00021.5600.0(0.26%)61.5滿足1-16.3167.05719.1400.0000.3590.00221.6600.0(0.26%)61.5滿足2-16.31614.12818.1330.0000.3630.00321.8600.0(0.26%)61.5滿足3-16.31621.22916.4540.0000.3690.00422.2600.0(0.26%)61.5滿足4-16.31628.37214.0990.0000.3780.00622.7600.0(0.26%)61.5滿足5-16.31635.56811.0620.0000.3880.00723.3600.0(0.26%)61.5滿足6-16.31642.8287.339-0.0010.4000.00724.0600.0(0.26%)61.5滿足7-16.31650.1582.923-0.0010.4130.00824.8600.0(0.26%)61.5滿足8-16.31657.562-2.194-0.0010.4260.00825.6600.0(0.26%)61.5滿足9-16.31665.041-8.017-0.0020.4390.00826.3600.0(0.26%)61.5滿足10-16.31672.590-14.554-0.0020.4510.00727.0600.0(0.26%)61.5滿足側(cè)墻(從下向上等分10段):0-72.590-16.316-14.554-0.451-0.0020.0070.0600.0(0.26%)61.5滿足1-70.624-14.039-11.817-0.4520.0160.0050.9600.0(0.26%)61.5滿足2-68.659-11.507-9.515-0.4530.0280.0031.7600.0(0.26%)61.5滿足3-66.693-8.772-7.687-0.4550.0350.0022.1600.0(0.26%)61.5滿足4-64.728-5.879-6.366-0.4560.0380.0012.3600.0(0.26%)61.5滿足5-62.762-2.865-5.578-0.4570.039-0.0002.3600.0(0.26%)61.5滿足6-60.7960.240-5.340-0.4590.037-0.0012.2600.0(0.26%)61.5滿足7-58.8313.408-5.668-0.4600.032-0.0021.9600.0(0.26%)61.5滿足8-56.8656.610-6.569-0.4610.024-0.0031.4600.0(0.26%)61.5滿足9-54.9009.813-8.048-0.4620.013-0.0040.8600.0(0.26%)61.5滿足10-52.93412.820-10.091-0.463-0.001-0.0050.0600.0(0.26%)61.5滿足頂板(從左向中心等分10段):0-12.820-52.934-10.0910.001-0.463-0.0050.0600.0(0.26%)61.5滿足1-12.820-47.641-5.3140.001-0.473-0.0060.0600.0(0.26%)61.5滿足2-12.820-42.347-1.0390.001-0.483-0.0060.0600.0(0.26%)61.5滿足3-12.820-37.0542.7320.000-0.493-0.0060.0600.0(0.26%)61.5滿足4-12.820-31.7606.0010.000-0.503-0.0060.0600.0(0.26%)61.5滿足5-12.820-26.4678.7670.000-0.512-0.0050.0600.0(0.26%)61.5滿足6-12.820-21.17411.0300.000-0.520-0.0040.0600.0(0.26%)61.5滿足7-12.820-15.88012.7900.000-0.527-0.0030.0600.0(0.26%)61.5滿足8-12.820-10.58714.0470.000-0.532-0.0020.0600.0(0.26%)61.5滿足9-12.820-5.29314.8010.000-0.535-0.0010.0600.0(0.26%)61.5滿足10-12.8200.00015.0530.000-0.5360.0000.0600.0(0.26%)61.5滿足----------------------------------------------------------------------[根據(jù)裂縫限制調(diào)整后的縱筋面積]----------------------------------------------------------------------計(jì)算結(jié)論:經(jīng)過2次計(jì)算,達(dá)到各點(diǎn)設(shè)定抗力條件和法向位移一致!軸向力彎矩縱筋面積(配筋率)縱筋直徑裂縫寬度拉筋應(yīng)力NkMk(單側(cè))(單側(cè))Wmaxstress(kN)(kN.m)(mm2)(mm)(mm)(MPa)底板(從中心向左等分10段):0-11.65413.911600.0(0.26%)140.04102.61-11.65413.671600.0(0.26%)140.04100.72-11.65412.952600.0(0.26%)140.0394.83-11.65411.753600.0(0.26%)140.0385.14-11.65410.070600.0(0.26%)140.0371.55-11.6547.901600.0(0.26%)140.0254.06-11.6545.242600.0(0.26%)140.0132.87-11.6542.088600.0(0.26%)140.008.78-11.654-1.567600.0(0.26%)140.005.39-11.654-5.726600.0(0.26%)140.0136.610-11.654-10.395600.0(0.26%)140.0374.1側(cè)墻(從下向上等分10段):0-51.850-10.395600.0(0.26%)140.0246.71-50.446-8.441600.0(0.26%)140.01