圓管涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

1、圓管涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)項(xiàng)目名稱_日 期_設(shè) 計(jì) 者_(dá)校 對(duì) 者_(dá)一、基本設(shè)計(jì)資料1依據(jù)規(guī)范及參考書(shū)目：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡(jiǎn)稱橋規(guī)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）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 022-85）公路小橋涵設(shè)計(jì)示例（劉培文、周衛(wèi)編著）2計(jì)算參數(shù)：圓管涵內(nèi)徑D = 1000 mm圓管涵壁厚t = 100 mm填土深度H = 1200 mm填土容重1 = 18.00 kN/m3混凝土強(qiáng)度級(jí)別：C15汽車(chē)荷載等級(jí)：公路-級(jí)修正后地基土容許承載力fa = 150.0 kP

2、a管節(jié)長(zhǎng)度L = 1000 mm填土內(nèi)摩擦角 = 35.0 度鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：R235鋼筋保護(hù)層厚度as = 25 mm受力鋼筋布置方案：10100 mm二、荷載計(jì)算1恒載計(jì)算填土垂直壓力：q土 = 1×H = 18.0×1200/1000 = 21.60 kN/m2管節(jié)垂直壓力：q自 = 24×t = 24×1200/1000 = 2.50 kN/m2故：q恒 = q土 + q自 = 21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m22活載計(jì)算按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范第4.3.1條和第4.3.2條規(guī)定，計(jì)算采用車(chē)輛荷載；當(dāng)填土厚度大于或等于0.5m時(shí)，涵

3、洞不考慮沖擊力。按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范第4.3.5條規(guī)定計(jì)算荷載分布寬度。一個(gè)后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.6/2+1200/1000×tan30°=0.99 m由于一個(gè)后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.99 m > 1.8/2 m故各輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度a應(yīng)按兩輛車(chē)后輪外邊至外邊計(jì)算：a=（0.6/2+1200/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=6.89 m一個(gè)車(chē)輪的縱向分布寬度=0.2/2+1200/1000×tan30°=0.79 m由于一個(gè)車(chē)輪單邊的縱向分布寬度

4、=0.79 m > 1.4/2 m故縱向后輪垂直荷載分布長(zhǎng)度互相重疊，荷載縱向分布寬度b應(yīng)按二輪外邊至外邊計(jì)算：b=（0.2/2+1200/1000×tan30°）×2+1.4=2.99 mq汽 = 2×（2×140）/（a×b）= 560/（6.89×2.99） = 27.24 kN/m23管壁彎矩計(jì)算忽略管壁環(huán)向壓力及徑向剪力，僅考慮管壁上的彎矩。管壁中線半徑R = （D/2 + t/2）= （1000/2 + 100/2）/1000 = 0.55 m土的側(cè)壓系數(shù) = tan2（45°- /2 = 0.2

5、71填土重產(chǎn)生的彎矩M1 = 0.137×q土×R2×（1-） = 0.137×21.60×0.552×（1-0.271） = 0.65 kN·m管壁自重產(chǎn)生的彎矩M2 = 0.369×q自×R2 = 0.369×2.50×0.552 = 0.28 kN·m恒載產(chǎn)生的最大彎矩M恒 = M1 + M2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kN·m車(chē)輛荷載產(chǎn)生的彎矩M汽 = 0.137×q汽×R2×（1-） = 0.137×

6、27.24×0.552×（1-0.271） = 0.82 kN·m4荷載組合按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范第4.1.6條進(jìn)行作用效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)組合：Mud = 1.2×M恒 + 1.2×M汽 = 1.2×0.93 + 1.2×0.82 = 2.27 kN·m正常使用極限狀態(tài)組合：短期組合Msd = M恒 + 0.7M汽 = 0.93 + 0.7×0.82 = 1.51 kN·m長(zhǎng)期組合Mld = M恒 + 0.4M汽 = 0.93 + 0.4×0.82 = 1.26 kN·

7、m三、強(qiáng)度驗(yàn)算1材料參數(shù)從公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中表3.1.4查得：C15混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd = 6.9 MPa從公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中表3.2.3-1查得：R235鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd = 195 MPa從公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中表3.2.4查得：R235鋼筋的彈性模量Es = 210000.0×105 MPa從公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中表5.2.1查得：構(gòu)件的正截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度b = 0.622驗(yàn)算結(jié)果管節(jié)處預(yù)留10mm接縫寬度，故實(shí)際管節(jié)長(zhǎng)為1000-10 = 990 mm考慮任意

8、位置都可能承受正、負(fù)彎矩，故管涵內(nèi)、外側(cè)都應(yīng)布置鋼筋。ho = 100-25 = 75 mmx = fsdAs/（fcdb）= 195×11×78.5/（6.9×990） = 24.7 mmho×b = 75×0.62 = 46.5 mm < x = 24.7 mm，滿足要求fcd×b×x×（ho-x/2）×10-6 = 6.90×990×24.7×（75-24.7/2）×10-6= 10.56 kN·m > o×Mud = 0.9&

9、#215;2.27 = 2.04 kN·m故截面強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求！四、裂縫寬度驗(yàn)算由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中第6.4.3條和第6.4.4條規(guī)定：ss = Ms×106/（0.87×As×ho）= 1.51×106/（0.87×11×78.5×75） = 26.75 N/mm2 = As/（b×ho）= 11×78.5/（990×75） = 0.01164 > 0.002時(shí)，取 = 0.002對(duì)于光面鋼筋，取C1 = 1.4C2 = 1+0.5×Mld/

10、Msd = 1+0.5×1.26/1.51 = 1.42當(dāng)為混凝土板式受彎構(gòu)件時(shí)，C3取1.15Wtk = C1×C2×C3×ss/Es×（30+d）/（0.28+）= 1.40×1.42×1.15×26.75/210000×（30+10）/（0.28+0.00200） = 0.04 mmWtk = 0.039 mm 0.2 mm故裂縫寬度驗(yàn)算滿足要求！五、地基應(yīng)力驗(yàn)算當(dāng)基底只承受軸心荷載時(shí)，按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范式4.2.2-1，基底巖土承載力應(yīng)滿足：p = N/A faq恒' = （1200+1000+100×2）/10