根據(jù)附近原有涵洞進(jìn)行調(diào)查

1、根據(jù)附近原有涵洞進(jìn)行調(diào)查，以及收集各方面的因素，現(xiàn)根據(jù)原有涵洞的尺寸，擬定一個新的尺寸，只需驗(yàn)算是否能滿足排水及灌溉所需。一下是具體的設(shè)計(jì)資料。汽車荷載等級：公路-II級；凈跨徑：L0=2m； 單側(cè)擱置長度：0.25m； 計(jì)算跨徑：L=2.32m； 填土高：H=2.5m；蓋板板端厚d1=32cm；蓋板板中厚d2=32cm；蓋板寬b=0.99m；保護(hù)層厚度c=4cm；混凝土強(qiáng)度等級為C30； 軸心抗壓強(qiáng)度；軸心抗拉強(qiáng)度；主拉鋼筋等級為HRB335； 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；主筋直徑為，外徑取22mm， 蓋板容重； 土容重； 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中關(guān)于涵洞結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定：板

2、的長度與寬度的比值等于或大于2時(shí)，可按簡支單向板計(jì)算。 圖9.1外力計(jì)算 （1）永久作用 豎向土壓力 （9-1） 蓋板自重 （9-2） （2） 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)中的規(guī)定： 計(jì)算涵洞頂上車輛荷載引起的豎向土壓力時(shí)，車輪按其著地面積的邊緣向下做30°角分布。當(dāng)幾個車輪的壓力擴(kuò)散線相重疊時(shí)，擴(kuò)散面積以最外面的擴(kuò)散線為準(zhǔn)。 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)中關(guān)于車輛荷載的規(guī)定：順板跨方向的分布寬度 （9-3）橫板跨方向的分布長度 （9-4）式中：-荷載傳到涵頂?shù)姆植紝挾扰c長度（m）; -荷載作用在路

3、面的寬度與長度(m);車輪重 車輛荷載引起的垂直壓力 （9-5）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 （9-6） 式中：-蓋板計(jì)算跨徑（m），； -蓋板凈跨徑（m）； -蓋板厚度（m）。 支點(diǎn)剪力： （9-7） （2） 由車輛荷載引起的內(nèi)力圖9.2 跨中彎矩 （9-8）圖9.3 活載剪力 （9-9） （3） 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)中關(guān)于作用效應(yīng)組合的規(guī)定： 跨中彎矩 （9-10） 支點(diǎn)剪力 （9-11） 式中：-結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，安全等級為三級，取0.9。持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 （1）截面有效高度 （9-12） （2）受拉鋼筋

4、截面計(jì)算鋼筋等級為HRB335， ，查表取，最小配筋率，取，構(gòu)件安全等級為三級，。所以： （9-13）查表得：由式得： （9-14） （9-15） （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)中關(guān)于受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算的規(guī)定:砼受壓區(qū)高度： （9-16） 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)中關(guān)于相對界限受壓區(qū)高度的規(guī)定: HRB335鋼筋的相對界限受壓區(qū)高度。 （9-17） 砼受壓區(qū)高度滿足規(guī)范要求 （9-18） 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

5、土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中關(guān)于抗剪截面驗(yàn)算的規(guī)定: （9-19） 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)中關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的規(guī)定: 對于板式受彎構(gòu)件，公式可乘以1.25提高系數(shù) （9-20） 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)中構(gòu)造要求配置箍筋。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II類環(huán)境，對于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度

6、不應(yīng)超過0.20mm。 作用短期效應(yīng)組合 （9-21） 作用長期效應(yīng)組合 （9-22） 受拉鋼筋的應(yīng)力 （9-23） 作用長期效應(yīng)影響系數(shù) （9-24） 裂縫寬度 （9-25） 裂縫寬度滿足規(guī)范要求。9.4臺身及基礎(chǔ)計(jì)算 設(shè)計(jì)資料 基礎(chǔ)為整體式基礎(chǔ)，根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中關(guān)于涵洞結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定：將臺身簡化為上端鉸支、下端固結(jié)模型，取臺寬b=1m進(jìn)行計(jì)算。 基礎(chǔ)襟邊，臺身寬，基礎(chǔ)寬；背墻寬，搭接寬度，基礎(chǔ)高度為0.4m，鋪底厚為0.30m；涵洞凈高，計(jì)算高度，基礎(chǔ)頂深； 臺身材料為C25片石混凝土，基礎(chǔ)材料為C20片石混凝土，鋪底材料為M7.5漿砌片石；臺身容重為

7、，基礎(chǔ)容重為，鋪底容重為，臺身軸心抗壓強(qiáng)度，臺身彎曲抗拉強(qiáng)度，臺身直接抗剪強(qiáng)度，地基承載力容許值為，回填土的內(nèi)摩擦角為。圖9.4給出了具體尺寸。圖9.4 涵洞截面尺寸臺身驗(yàn)算 （1) 水平力車輛荷載換算土層厚 破壞棱體長度 計(jì)算長度B=11m，土壤容重為。 （9-26） 土的側(cè)壓力系數(shù) （9-27） （9-28） （9-29） A端處彎矩 （9-30） A端處剪力 （9-31） 最大彎矩位置的計(jì)算 （9-32） （9-33） 最大彎矩計(jì)算 （9-34）（2) 豎向力 圖9.5 豎向力計(jì)算圖示 當(dāng)時(shí)，臺身y-y截面上的豎向力、偏心矩及彎矩見表9.1。表9.1 臺身y-y截面上的豎向力、偏心矩及彎

8、矩名稱豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩()P1123.75-0.25-30.9P221.30.1352.87P32.730.1350.37P423.50.000.00P171.28M=-27.6（3）截面驗(yàn)算 作用效應(yīng)組合 偏心矩e （9-35） （4）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)中條文計(jì)算偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)。計(jì)算圖示見圖9.6。 圖9.6 受壓構(gòu)件計(jì)算圖示 彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑 構(gòu)件長細(xì)比，其中長細(xì)比修正系數(shù)取，構(gòu)件計(jì)算長度取。 為構(gòu)件在x方向、y方向的長細(xì)比，按 公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文規(guī)定計(jì)算，當(dāng)小于

9、3時(shí)取3。x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，取0.002。砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)： （9-36） 構(gòu)件截面面積： 由公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文中關(guān)于偏心矩e的規(guī)定，現(xiàn)偏心矩e=-0.1m，小于等于，所以現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-20就是05)中條文4.0.5驗(yàn)算偏心受壓承載力：偏心受壓承載力滿足要求。（5）正截面受彎承載力驗(yàn)算構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩： （9-37）現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文計(jì)算正截面受彎承載力： 正截面受彎承載力滿足要求。 （6）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)中條文計(jì)算直接受剪承載力，其中 直接受剪承載力滿足要求。（7）基底應(yīng)力驗(yàn)算圖9.7基礎(chǔ)底面上的豎向力示意圖基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見下表，其中P8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, 計(jì)算結(jié)果見表9.2。表9.2 基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩名稱分項(xiàng)系數(shù)豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩P11.0123.75-0.25-30.9P21.021.30.1352.87P31.02.730.1350.37P41.017.200