西彭箱涵計(jì)算

1.工程概況1.1.工程概述西彭工業(yè)園區(qū)C3、C4地塊市政道路設(shè)計(jì)項(xiàng)目，縱一路K0+200需設(shè)置排水箱涵，箱涵施作于道路工程之前。最大埋深4.8m，主要尺寸為2m×2m。1.2.卷冊(cè)劃分及本冊(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容本冊(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為西彭工業(yè)園區(qū)C3、C4地塊市政道路設(shè)計(jì)項(xiàng)目排水箱涵部分，主要尺寸為2m×2m。主要設(shè)計(jì)信息如下：箱涵名稱樁號(hào)截面尺寸最大埋置深度（m）壁厚mm全長(zhǎng)m縱一路K0+2002m×2m4.830021.52.設(shè)計(jì)依據(jù)2.1設(shè)計(jì)依據(jù)與建設(shè)方簽定的設(shè)計(jì)合同及建設(shè)方提供的相關(guān)設(shè)計(jì)要求2.2設(shè)計(jì)采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程埋地矩形管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS145-2002）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2008）《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD65-04-2007）《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1－2017/XG1-2012）《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2－2018)《鋼筋混凝土用鋼第3部分:鋼筋焊接網(wǎng)》(GB1499.3－2010)《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107—2016）《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18—2012）《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069-2002）注：采用及參考規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)如有更新，以最新版本為準(zhǔn)。3.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及荷載設(shè)計(jì)值3.1箱涵設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：汽車：20KN/m3；箱涵凈寬，凈空：?jiǎn)慰撞贾茫饕叽鐬?m×2m。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：50年；設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)。設(shè)計(jì)環(huán)境類別：ⅡC類4.項(xiàng)目地區(qū)建設(shè)條件（本節(jié)內(nèi)容摘自工程地質(zhì)勘察報(bào)告）4.1.交通位置擬建道路位于重慶市九龍坡區(qū)西彭鎮(zhèn)西彭工業(yè)園區(qū)C3、C4地塊，園區(qū)毗鄰長(zhǎng)江黃金水道，處在“一帶一路”和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶聯(lián)結(jié)點(diǎn)上，距主城區(qū)35公里，與江津區(qū)隔長(zhǎng)江相望。場(chǎng)地北面與新城北路相接，西面與鋁城大道（白彭路）相接，南面緊鄰森迪大道并經(jīng)西彭互通與成渝環(huán)線高速相接，東面與三環(huán)路相接，交通極為便利。4.2.氣象、水文勘察場(chǎng)地位于九龍坡區(qū)，屬亞熱帶氣候，溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛。具冬暖春早，夏熱秋涼，秋雨連綿，無(wú)霜期長(zhǎng)特點(diǎn)。多年平均氣溫16.5℃～18.5℃，極端最低氣溫為零下3.1℃（1975.2.15）。夏季長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月以上，盛夏多高溫天氣，伏旱突出，十年八遇，7～8月平均氣溫26℃～28℃，最高氣溫為44.5℃（2006.8.16）。多年平均降雨量1163.3mm，歷史最大年降雨量1357.7mm，年最小降雨量740.10mm；多年平均最大日降雨量93.9mm，日最大降雨量256mm（2007.7.17）。降水集中在每年5～9月，約占全年降雨量的70%，7、8月多暴雨。年平均風(fēng)速1.3m/s，最大風(fēng)速（10分鐘平均）26.7m/s（1958年5月10日），實(shí)測(cè)極大風(fēng)速27.0m/s（1961年8月4日），最大靜風(fēng)頻率7%（1月份），平均風(fēng)速3.4m/s。線路勘察范圍內(nèi)未見(jiàn)沖溝、水庫(kù)和河流明顯地表水體，周邊場(chǎng)地可見(jiàn)地表水體主要為填土形成的低洼水凼以及場(chǎng)地東南處的魚塘，各水體之間水力聯(lián)系較差。地表水和地下水主要受地表大氣降水補(bǔ)給，場(chǎng)地總體水文條件較簡(jiǎn)單。4.3.工程地質(zhì)條件(一)地形地貌項(xiàng)目區(qū)屬紅層丘陵地貌，微地貌屬跳蹬河岸坡地貌，斜坡地形，總體地勢(shì)為北東高，南西低。最高點(diǎn)位于西側(cè)南埡田，標(biāo)高為305.48m，最低點(diǎn)為合心村十八組魚塘，高程為291.00m，場(chǎng)地最大高差為14.48m，縱向地形坡角一般5～10°，橫向地形坡度較大，一般15～30°。(二)地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)地表工程地質(zhì)測(cè)繪和鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)分布地層為第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土（Q4el+dl），下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）砂巖、泥巖?，F(xiàn)由新到老分述如下：2.4.1第四系全新統(tǒng)（Q4）（1）人工填土（Q4ml）：場(chǎng)地內(nèi)人工填土根據(jù)填土物質(zhì)成分、密實(shí)程度，大致可分為三種土：①壓實(shí)填土，雜色，主要以粘土夾碎石為主，碎、塊石，母巖成分主要為泥巖、砂巖，次棱角狀，粒徑一般為20～50mm，含量一般為25～30%，壓實(shí)度中密，填筑年限大于20年，主要分布于場(chǎng)地南側(cè)帽九路。鉆探揭露層厚一般為1.10m（ZY09）～8.50m（ZY02）。②素填土，紅褐色，以全風(fēng)化泥巖～強(qiáng)風(fēng)化泥巖碎石為主，碎石粒徑10～30mm，結(jié)構(gòu)松散；局部夾砂巖塊石，塊石直徑可達(dá)800～1200mm，同時(shí)該類大塊石在場(chǎng)地北部地表有堆積；硬雜物含量一般為35～50%；該類填土為周邊場(chǎng)地近幾年修建堆填，堆積年限3～5年，結(jié)構(gòu)松散；主要分布于場(chǎng)地北部和東部。鉆探揭露層厚一般為3.10m（ZY24）～6.70m（ZY38）。③雜填土，雜色，主要為磚塊、塊石、混凝土建筑垃圾組成，厚度約1～2m，經(jīng)調(diào)查為2013年前后當(dāng)定民房拆遷所堆填，堆積年限5～6年，結(jié)構(gòu)松散；主要分布于場(chǎng)地中部和南部靠近帽九路周邊拆遷房屋所在地。（2）粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）：褐～黃褐色，多呈可塑狀，主要由粘粒組成，刀切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等、韌性中等，無(wú)搖振反應(yīng)，表層含少量植物根系。鉆探揭露厚度0.30m（ZY18）～3.20m（ZY51），主要分布于場(chǎng)地東部填土以下和西部地表。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~不整合~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2.4.2侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）砂巖（J2s-Ss）：灰紫色，由長(zhǎng)石、石英及少量云母等礦物組成，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，中厚層～厚層狀構(gòu)造，鈣、泥質(zhì)膠結(jié)。巖芯較完整，多呈短柱～柱狀，節(jié)長(zhǎng)80～150mm，錘擊聲較清脆；鉆探揭露砂巖厚度為3.80m（ZY15）～11.6m（ZY46）。該層在擬建道路沿線部分路段有揭露，為場(chǎng)地主要巖層。泥巖（J2s-Ms）：紫紅色，由粘土礦物組成，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部含砂質(zhì)，中厚層狀構(gòu)造。強(qiáng)風(fēng)化層巖質(zhì)軟，巖芯較破碎，中風(fēng)化層巖質(zhì)較軟，巖芯較完整，呈短柱狀~柱狀；鉆探揭露泥巖厚度為1.50m（ZY50）～8.20m（ZY24）；該層在擬建道路沿線均有分布，為場(chǎng)地次要巖層。工程地質(zhì)層特征與評(píng)價(jià)工程地質(zhì)表3.2.2巖土物理力學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)表巖土分類指標(biāo)人工填土粉質(zhì)粘土強(qiáng)風(fēng)化砂巖強(qiáng)風(fēng)化泥巖中風(fēng)化砂巖中風(fēng)化泥巖壓實(shí)填土素填土雜填土天然重度（kN/m3）20.3*19.7*20.0*19.2①24.9*24.6*24.625.4飽和重度（kN/m3）20.8*20.2*21.0*19.7①25.3*24.9*24.925.5天然抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）//////24.37.1飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）//////18.04.6天然抗剪強(qiáng)度內(nèi)聚力C（kPa）36*//23.99①//700*200*內(nèi)摩擦角Φ（°）30*30*/12.60①//34*29*飽和抗剪強(qiáng)度內(nèi)聚力C（kPa）30*//18.00*////內(nèi)摩擦角Φ（°）24*24*/9.45*////地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk（kPa）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定/300*1200*750*267308520地基極限承載力特征值fak（kPa）/150*400*300*89102811水平抗力系數(shù)k（MN/m3）//////35085水平抗力系數(shù)比例系數(shù)m（MN/m4）25*10*/15*////巖土與錨固體極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）160*100*50*1000*400*基底摩擦系數(shù)μ0.35*0.30*/0.25*0.40*0.40*0.50*0.45*5箱涵計(jì)算5.12.0×2.0m單孔箱涵設(shè)計(jì)參考規(guī)范:《給水排水工程埋地矩形管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS145-2002)，本文簡(jiǎn)稱《矩形管道規(guī)程》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010),本文簡(jiǎn)稱《混凝土規(guī)范》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1基本資料1.1幾何信息對(duì)稱結(jié)構(gòu)√孔凈高H(m)2.000孔凈跨L(m)2.000底板厚d1(mm)300頂板厚d2(mm)300側(cè)墻厚d3(mm)300底板外挑Le(mm)0管道重要性系數(shù)1.0填土標(biāo)高(m)4.800涵內(nèi)設(shè)計(jì)水深(m)1.500涵內(nèi)洪水深(m)1.500地下水標(biāo)高(m)-10.000涵內(nèi)水重(kN/m3)10.001.2地基及荷載信息涵頂汽車荷載20.00kN/m2豎向附加活載0.00kN/m2涵側(cè)汽車荷載等效土厚1.00m水平附加活載0.00kN/m2填土容重20.00kN/m3，填土飽和容重20.50kN/m3，內(nèi)摩擦角30度，垂直土壓力系數(shù)0.92局部作用系數(shù)Kn=1.00地基承載力特征值fa=260.00kPa抗浮安全系數(shù)Kf=1.10是否考慮地震否1.3鋼筋砼信息混凝土等級(jí)C30縱筋級(jí)別HRB400混凝土容重(kN/m3)25.00計(jì)算裂縫規(guī)范給排水規(guī)范裂縫寬度限制(mm)0.20按裂縫控制配筋ㄨ頂板計(jì)算配筋方法按壓彎底板計(jì)算配筋方法按壓彎墻計(jì)算配筋方法按壓彎考慮溫度材料強(qiáng)度折減ㄨ受熱溫度（度）---縱筋保護(hù)層厚度（mm）：頂板（上30，下30），側(cè)壁（內(nèi)30，外30），底板（上30，下40）1.4計(jì)算內(nèi)容（1）荷載計(jì)算（2）地基承載力驗(yàn)算（3）抗浮驗(yàn)算（4）內(nèi)力計(jì)算（5）配筋計(jì)算（6）裂縫驗(yàn)算2計(jì)算過(guò)程及結(jié)果單位說(shuō)明：軸力、剪力：kN/m，彎矩：kN.m/m，應(yīng)力：kPa，鋼筋面積：mm2，裂縫寬度：mm。計(jì)算說(shuō)明：恒荷載：水池結(jié)構(gòu)自重，土的豎向及側(cè)向壓力。活荷載：內(nèi)水壓力，外水壓力，汽車荷載。配筋計(jì)算方法：頂板：按壓彎底板：按壓彎墻：按壓彎彎矩正負(fù)號(hào)規(guī)則：頂板：下側(cè)受拉為正，上側(cè)受拉為負(fù)側(cè)墻：外側(cè)受拉為正，內(nèi)側(cè)受拉為負(fù)底板：下側(cè)受拉為正，上側(cè)受拉為負(fù)軸力受拉為正，受壓為負(fù)2.1構(gòu)件編號(hào)2.2荷載計(jì)算2.2.1荷載組合系數(shù)基本組合系數(shù)表自重土壓內(nèi)水壓洪水外水壓汽車頂板活側(cè)墻活組合11.200.001.270.000.000.000.000.00組合21.201.270.000.001.271.260.000.00組合31.201.271.270.001.271.260.000.00準(zhǔn)永久組合系數(shù)表內(nèi)水壓外水壓汽車頂板活載側(cè)壁活載準(zhǔn)永久值系數(shù)1.001.000.500.500.502.2.2荷載標(biāo)準(zhǔn)值自重土壓力內(nèi)水壓洪水壓汽車荷載2.2.3荷載計(jì)算（基本組合）部位底板頂板側(cè)墻內(nèi)側(cè)墻外上側(cè)下側(cè)上側(cè)下側(cè)上部下部上部下部組合128.0546.509.000.000.0019.050.000.00組合29.00108.3685.510.000.000.0028.3047.77組合328.05123.0185.510.000.0019.0528.3047.77側(cè)墻自重(kN/m)組合118.00組合218.00組合318.002.2.4荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)組合）部位底板頂板側(cè)墻內(nèi)側(cè)墻外上側(cè)下側(cè)上側(cè)下側(cè)上部下部上部下部組合122.5038.087.500.000.0015.000.000.00組合27.5086.9467.900.000.000.0022.3337.67組合322.5098.4867.900.000.0015.0022.3337.67側(cè)墻自重(kN/m)組合115.00組合215.00組合315.002.2.5荷載計(jì)算（準(zhǔn)永久組合）部位底板頂板側(cè)墻內(nèi)側(cè)墻外上側(cè)下側(cè)上側(cè)下側(cè)上部下部上部下部組合122.5038.087.500.000.0015.000.000.00組合27.5076.9457.900.000.000.0019.0034.33組合322.5088.4857.900.000.0015.0019.0034.33側(cè)墻自重(kN/m)組合115.00組合215.00組合315.00注：豎向荷載和水平荷載為除水壓力、地震荷載以外的其他荷載。2.3地基承載力驗(yàn)算基底壓力組合138.08組合286.94組合398.48Pk=98.48（kPa）<fa=260.0（kPa），滿足2.4抗浮驗(yàn)算地下水位位于底板底以下，不需要進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。2.5內(nèi)力，配筋及裂縫計(jì)算2.5.1內(nèi)力計(jì)算組合1(基本組合)桿件截面彎矩軸力剪力右(上)縱筋左(下)縱筋1(底板)左2.96510.806-21.217600600中-9.23610.806-0.000600600右2.96510.80621.2176006002(頂板)左-0.3144.91110.350600600中5.6374.911-0.000600600右-0.3144.911-10.3506006003(側(cè)墻)上0.314-28.3504.911600600中6.518-28.350-0.410600600下2.965-28.350-10.8066006004(側(cè)墻)上0.314-28.350-4.911600600中6.518-28.3500.410600600下2.965-28.35010.806600600組合2(基本組合)桿件截面彎矩軸力剪力右(上)縱筋左(下)縱筋1(底板)左31.232-49.623-114.260600600中-34.468-49.6230.000600600右31.232-49.623114.2606006002(頂板)左-26.282-37.85498.337600600中30.261-37.8540.000600600右-26.282-37.854-98.3376006003(側(cè)墻)上26.282-116.337-37.854600600中3.608-116.3370.286600600下31.232-116.33749.6236006004(側(cè)墻)上26.282-116.33737.854600600中3.608-116.337-0.286600600下31.232-116.337-49.623600600組合3(基本組合)桿件截面彎矩軸力剪力右(上)縱筋左(下)縱筋1(底板)左28.407-36.835-109.204600600中-34.385-36.835-0.000600600右28.407-36.835109.2046006002(頂板)左-25.366-34.92598.337600600中31.178-34.9250.000600600右-25.366-34.925-98.3376006003(側(cè)墻)上25.366-116.337-34.925600600中5.819-116.3371.771600600下28.407-116.33736.8356006004(側(cè)墻)上25.366-116.33734.925600600中5.819-116.337-1.771600600下28.407-116.337-36.8356006002.5.2配筋及裂縫(1)截面計(jì)算部位剪力承載力截面驗(yàn)算1(底板)114.2600255.26滿足2(頂板)98.3369265.27滿足3(側(cè)墻)49.6227265.27滿足4(側(cè)墻)49.6227265.27滿足注：表中剪力值已乘了重要性系數(shù)(2)配筋部位最大計(jì)算面積實(shí)配鋼筋實(shí)配面積1底板左上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015391底板中上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015391底板右上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015392頂板左上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015392頂板中上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015392頂板右上側(cè)600E14@1001539下側(cè)600E14@10015393側(cè)墻上右側(cè)600E14@1001539左側(cè)600E14@10015393側(cè)墻中右側(cè)600E14@1001539左側(cè)600E14@10015393側(cè)墻下右側(cè)600E14@1001539左側(cè)600E14@10015394側(cè)墻上右側(cè)600E14@1001539左側(cè)600E14@10015394側(cè)墻中右側(cè)600E14@1001539左側(cè)600E14