蓋板涵整體計算

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7.0.6關

2、于涵洞結構的計算假定：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=2hb=18.60.99=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4.3.4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4.

3、3.1關于車輛荷載的規(guī)定： 車輛荷載順板跨長 la=0.2+2htan30=0.2+2.60.577=0.89m 車輛荷載垂直板跨長 lb=1.9+2htan30=1.9+2.60.577=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+7.43)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=pla(l-l

4、a/2)b/4=120.950.89(2.00-0.89/2)0.99/4=41.52knm 邊墻內側邊緣處剪力 v2=plab(l0-la/2)/l0)=120.950.890.99(1.80-0.89/2)/1.80=80.40kn3) 作用效應組合 根據公路橋涵設計通用規(guī)范(jtg d60-2004)中4.1.6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(1.29.06+1.441.52)=62.10knm 邊墻內側邊緣處剪力 0vd=0.9(1.2v1+1.4v2) =0.9(1.216.31+1.480.40)=118.91kn4.持久狀況

5、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=fsdas/fcd/b=2800.002815/13.8/0.99=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5.2.1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。 xbh0=0.560.261=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9.1.12關于受彎構件最小配筋百分率的規(guī)定: p

6、=100as/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 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5.2.2關于受彎構件正截面抗彎承載力計算的規(guī)定: fcdbx(h0-x/2)=13.810000.990.058(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5.2.9關于抗剪截面驗算的規(guī)定: 0.5110-3fcu,k0.

7、5bh0=0.5110-3300.5990261.25 =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5.2.10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 1.250.510-32ftdbh0=1.250.000511.390.9910000.2611000 =224.69kn0vd=118.91kn 可不進行斜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9.3.13構造要求配置箍筋5.裂縫寬度計算

8、 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 =1.09.06+0.741.52=38.13knm 作用長期效應組合 ml=1.0m1+0.4m2 =1.09.06+0.441.52=25.67knm 受拉鋼筋的應力 ss=ms/0.87/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+0.525.67/38.13=1.34

9、裂縫寬度 wfk=c1c2c3ss(30+d)/es/(0.28+10) =11.341.1559.58(30+16)/2.00105/(0.28+100.0109) =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=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

10、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 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)b18 =(.6+1.89+0.15)0.990.333318=15.69kn/m q2=(h+h

11、+h0+0.00/2+d1)b18 =(.6+1.89+1.40+0.00+0.30)0.990.333318=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(1.2m+1.4mmax)=5.47kn

12、m 0nd=0.91.2p=33.49kn 0vd=0.91.4qa=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4.0.6、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=0.289b=0.2861 iy=0.289c2=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 =1.0040 砌體偏心受壓

13、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4.0.9中關于偏心矩e的規(guī)定，現偏心矩e=0.163m，大于0.60.5c2=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=bc22/6=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=bc22/6=0.0334 現根據公路圬工橋涵設計規(guī)范(jtg d61-2005)中條文4.0.12計算正截面受彎承載力 wftmd=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4.0.13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)p11.019.93-0.13-2.49p21.02.670.100.