4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算

1、4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算4. 5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算一.蓋板計(jì)算1. 設(shè)計(jì)資料汽車荷載等級(jí)：公路-I級(jí)；環(huán)境類別：I類環(huán)境；凈跨徑：Lo=4.5m； 單側(cè)擱置長(zhǎng)度：0.25m；計(jì)算跨徑：L=4.75m；蓋板板端厚di=33cm蓋板板中厚d2=33cm蓋板寬b=0.99m；保護(hù)層厚度c=3cm混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30;軸心抗壓強(qiáng)度 J=13.8Mpa；軸心抗拉強(qiáng)度ftd=1.39Mpa；主拉鋼筋等級(jí)為HRB335抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280Mpa主筋直徑為25mm共9根，選用鋼筋總面積 A=0.0044179m蓋板容重丫 1=25kN/m ； 涵頂結(jié)構(gòu)容重丫 3=23kN/m根據(jù)公路圬工

2、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=(y + Y H2) b=0kN/m(2) 蓋板自重g=y (d 1+d2) b/2/100=25 >(33+33) >0.99/2 /100=8.17kN/m2) 由車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431關(guān)于車輛荷載的規(guī)定：車輛荷載順板跨長(zhǎng)La=1.6+2Htan30 °3.9m車輛荷載垂直板跨長(zhǎng)Lb=5+2H tan30 

3、6;7.3m車輪重P=560kN根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)中432關(guān)于汽車荷載沖擊力的規(guī)定:汽車荷載的局部加載，沖擊系數(shù)采用1.3車輪重壓強(qiáng)p=P/La/Lb= 19.68kN/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=20.68kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力V 1=(q+g) Lo/2=12.25kN2) 由車輛荷載引起的內(nèi)力跨中彎矩M2=pL2b/8=49.32kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力V2=p L0b/2=29.22kN3) 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

4、: 跨中彎矩7)M=0.9(1.2M 1+I.4M2)=84.465kNm邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力YVd=0.9(1.2V 1+1.4V2)=50.05341kN4. 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算截面有效高度 h o=d-c-2.4/2=0.2875m1)砼受壓區(qū)咼度x=fsd A/f cd/b=0.091m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E b的規(guī)定：HRB335鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度E b=0.56。x <E b ho=O.56 >0.288=0.161m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

5、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/b/h 0=1.352，不小于 45ftd/f sd=0.22,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：fcd bx（h 0-x/2）=299.637kNm丫 0Md=84.47kN.m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

6、的規(guī)定：0.51X10-3 fcu,k0.5 b h0=795.07kN> 丫 0Vd=50.05kN抗剪截面滿足規(guī)范要求4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(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提高系數(shù)31.25>0.5 X10- -2atd bho=1.25 >0.0005 XX1.39 >0.99 X000>0.288 XI000=247.70kN丫 oVd=5O.O5kN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

7、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)境類別為I類環(huán)境，對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度不應(yīng)超過0.20mm作用短期效應(yīng)組合M s=1.0Mi+0.7M2=55.19kNm作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合M i=1.0Mi+0.4M2=40.4kNm受拉鋼筋的應(yīng)力c?s=M/0.87/A s/h 0=49.95Mpa4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)C 2=1+0.5M/Ms=1+0.5 >40.4/55.19=1.37裂縫寬度W fk=

8、C GG sso(30+d)/E s/(0.28+10 - )p=1>.37 >.15 >43.58 >30+25)/2.00 >05/(0.28+10 X).O12O)=0.052mm< 0.20mm裂縫寬度滿足規(guī)范要求1.設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)為分離式，基礎(chǔ)襟邊 C1=0.25m臺(tái)身寬C2=0.75m 基礎(chǔ)寬C3=1.75m背墻寬C4=0.50m 搭接寬度C5=0.25m 基礎(chǔ)高度為0.60m,鋪底厚為0.40m涵洞凈高H0=3.0m計(jì)算高度H1=3.57m基礎(chǔ)頂深H2=3.73m基礎(chǔ)為2級(jí)擴(kuò)大基礎(chǔ)臺(tái)身容重為24.5kN/m3 ,基礎(chǔ)容重為24.5kN/m3 ,鋪

9、底容重為23kN/mi臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度fcd=5.87Mpa,臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度ftmd=0.66Mpa,臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度fvd=1.32Mpa地基承載力容許值為200kPa,回填土的內(nèi)摩擦角為30°將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上下端鉸支模型，取臺(tái)寬b=0.99m進(jìn)行計(jì)算4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算2.臺(tái)身驗(yàn)算1）水平力車輛荷載等代土層厚4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算破壞棱體長(zhǎng)度 I o=(H1+d/2+O.1O+O.O9)*tan(45 。-30 °/2)=1.923m計(jì)算長(zhǎng)度B=7.30m=560/7.30/1.923/18=1.735m土的側(cè)壓力系數(shù)=

10、tan2 (45°-)2=tan(45。-30 72)=0.3333q i=(0.10+0.09+h+d i/2) b 18 =(0.10+0.09+1.735+0.17)>0.99 >0.3333 X8=14.42kN/mq 2=(0.10+0.09+h+H0+0.40/2+d 1) b 偲=(0.10+0.09+1.735+2.50+0.20+0.33)>0.99 >.3333 >8=38.44kN/mA端處剪力Qa =2 6=-34.21kN最大彎矩位置X0的計(jì)算4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算=7.578kN/m2?=1.886m最大彎矩計(jì)算Mjm

11、k 工 QaS 2X0 +坊=17.23kNm2)豎向力佗!屈I旳ILP4Ti力jy當(dāng)xo=1.886m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(kN.m)P165.7-0.25-16.42P29.70.1251.22P34.00.1250.50P420.2600"P99.67"M=-14.73)截面驗(yàn)算作用效應(yīng)組合7)M=0.9 X (1.2 X" M+1.4X Mnaj=5.83kNm7)N=0.9 X 1.2 X" P=107.6kNyV=0.9 X1.4 XQ=74.4kN偏心矩ee= M/ 7)Nd=0.0

12、54m(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)4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑i x=0.289 >b=0.2861i y=0.289 >C2=0.217構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，其中長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù)丫B取1.3，構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度I。取1.0H仁2.219m=3.807=2.884x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0.0021 +(魚尸 1+(A-3)1+133C)3=0.9411+(A-3)1+133C)3I,.=1砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)皺

13、0=0.94構(gòu)件截面面積2A=C2*b=0.7425m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=0.394m,大于0.6 X 0.5 x C2=0.28m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=4097.99kN 丫 oN=107.6kN4.5米凈跨徑明蓋板涵整體計(jì)算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 C2/6=O.O93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=61

14、.256kNm丫 oM=5.83kNm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，其中卩 f=0.7, M=134kN+盲旳=1047.09kN丫 0Vd=74.4kN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、偏心矩及彎矩見下表，其中P9汽是由車輛荷載所產(chǎn)生的蓋板支點(diǎn)反力，豎向力及彎矩進(jìn)行作用短期效應(yīng)組合名稱分項(xiàng)系數(shù)豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩(kN.m)P1'119.40-0.25-4.85P219.70.1251.22P314.00.1250.50P5154.5700P6128