1、.2 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 =2m ； 單側(cè)擱置長(zhǎng)度： 0.30m ； 計(jì)算跨徑： L=2.3m ；蓋板板端厚 d 1 =30cm ；蓋板板中厚 d 2 =30cm ；蓋板寬 b=0.99m ；保護(hù)層厚度c=3cm ；混 凝 土 強(qiáng)度 等級(jí) 為C25 ；軸 心抗 壓強(qiáng) 度f(wàn) cd =11.5Mpa；軸 心抗 拉強(qiáng) 度f(wàn) td =1.23Mpa；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 20mm ，外徑為 22mm ，共 14 根，選用鋼筋總面積A s=

2、0.004399m2涵頂鋪裝厚 H 1 =.001cm； 涵頂表處厚 H 2 =.001cm ；蓋 板容 重 1 =25kN/m3 ； 涵 頂 鋪 裝 容重 2 =25kN/m3 ；涵 頂鋪 裝容 重 3 =23kN/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=( 2H 1 + 3H 2 )b=(25 0.00+230.00) 0.99=0.00kN/m(2) 蓋板自重g= 1(d 1 +d 2) b/2/100=25(30+30

3、)0.99/2 /100=7.43kN/m2) 由車(chē)輛荷載引起的垂直壓力（可變作用）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)La =0.2m車(chē)輪重P=70kN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=1.3 P/L a=1.3 70/0.20=455.00kN/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=(0.00+7.43)2.3 2/8=4.91kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪V 1=

4、(q+g)L0 /2=(0.00+7.43)2/2=7.43kN2) 由車(chē)輛荷載引起的內(nèi)力跨中彎矩M 2 =p La(L-L a /2)/4=455.000.20 (2.30-0.20/2)/4=50.05kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力V 2=p La (L 0 -L a /2)/L 0+p La(L 0-1.5)/L0=455.000.20 (2.00-0.20/2)/2.00+455.000.20 (2.00-1.5)/2.00.=109.20kN3) 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0M d =0.9(1.2M1

5、 +1.4M2 )=0.9 (1.2 4.91+1.450.05)=68.37kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力0V d =0.9(1.2V1 +1.4V2)=0.9 (1.2 7.43+1.4109.20)=145.61kN4. 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算截面有效高度 h 0 =d 1-c-2.2/2=30-3-1.100=25.9cm=0.259m1)砼受壓區(qū)高度x=f sd A s/f cd /b=280 0.004399/11.5/0.99=0.108m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

6、筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度 b =0.56 。x bh0 =0.56 0.259=0.145m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 A s/b/h 0=1.72 ，不小于 45f td /f sd =0.20, 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:f cd b x(h 0 -x/2)=11.51000 0.

7、99 0.108(0.259-0.108/2)=252.38kNm0M d =68.37kNm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 fcu,k 0.5 bh0 =0.51 10 -3 25 0.5 990 259=653.85kN0Vd =145.61kN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

8、系數(shù)1.25 0.5 10 -3 2ftd bh 0=1.25 0.0005 1 1.23 0.99 1000 0.259 1000=197.12kN0Vd =145.61kN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M s=1.0M 1 +0.7M 2=1.0 4.91+0.

9、750.05=39.95kNm作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合M l=1.0M1+0.4M2=1.0 4.91+0.450.05=24.93kNm受拉鋼筋的應(yīng)力ss=Ms/0.87/As/h 0=39.95/0.87/0.004399/0.259=40.30Mpa作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)C2 =1+0.5Ml /M s=1+0.524.93/39.95=1.31裂縫寬度W fk =C 1 C2C3 ss(30+d)/Es/(0.28+10)=1 1.31 1.15 40.30 (30+20)/2.0010 5 /(0.28+100.0172)=0.03mm0.20mm裂縫寬度滿足規(guī)范要求二.臺(tái)身及基礎(chǔ)計(jì)算.1.

10、設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)為整體式，基礎(chǔ)襟邊 C1=0.25m ，臺(tái)身寬 C2=1.00m ，基礎(chǔ)寬 C3=2.25m背墻寬 C4=0.70m ，搭接寬度 C5=0.30m ，基礎(chǔ)高度為 0.50m ，鋪底厚為 0.40m涵洞凈高 H0=2.00m ，計(jì)算高度 H1=2.35m ，基礎(chǔ)頂深 H2=2.70m臺(tái)身容重為 23kN/m 3 ，基礎(chǔ)容重為 23kN/m 3 ，鋪底容重為 23kN/m3臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度 f cd =5.87Mpa ，臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度 f tmd =0.66Mpa，臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度 f vd =1.32Mpa地基承載力容許值為 125kPa ，回填土的內(nèi)摩擦角為 30 將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上

11、端鉸支、下端固結(jié)模型，取臺(tái)寬b=0.99m進(jìn)行計(jì)算2. 臺(tái)身驗(yàn)算1) 水平力.車(chē)輛荷載等代土層厚破壞棱體長(zhǎng)度l0=(H1+d1/2+0.00+0.00)*tan(45-30 /2)=1.44m計(jì)算長(zhǎng)度 B=5.50m=560/5.50/1.44/18=3.92m土的側(cè)壓力系數(shù)=tan 2 (45 -30 /2)=0.3333q 1 =(0.00+0.00+h+d1/2) b18=(0.00+0.00+3.92+0.15)0.99 0.3333 18=24.17kN/mq 2 =(0.00+0.00+h+H0+0.40/2+d1 ) b18=(0.00+0.00+3.92+2.00+0.20+0

12、.30)0.99 0.3333 18=38.13kN/mA 端處彎矩.=-21.82kNmA 端處剪力=48.62kN最大彎矩位置 x 0 的計(jì)算=5.94kN/m=1.44m最大彎矩計(jì)算=11.61kNm2) 豎向力.當(dāng) x0 =1.44m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)P19.65-0.35-3.38P20.000.150.00P34.780.150.72P417.400.000.00P31.84M=-2.663) 截面驗(yàn)算作用效應(yīng)組合0M d =0.9 (1.2 M+1.4 M max )=11.76kNm0N d =0.9

13、 1.2 P=34.38kN0Vd =0.9 1.4 QA=61.26kN偏心矩 e.e= 0M d / 0N d =0.342m(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)彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑i x=0.289 b=0.2861i y=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 0.7H1=1.64m=2.1142=2.1355x 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.=0.4009=1.0

14、037砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)=0.4015構(gòu)件截面面積A=C2*b=0.9900m2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=0.342m，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W=b C2 2 /6=0.1650=249.34kN0N d =34.38kN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W=b C2 2 /6=0.1650現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文 4.0.12計(jì)算正截面受彎承載力W ftmd =108.90kNm0M d =11.76kNm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 ，N k =69.08kN=1341.34kN0Vd =61.26kN直接受剪承載力滿足要求3. 基底應(yīng)力驗(yàn)算.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