管涵涵洞計(jì)算示例

管涵涵洞計(jì)算示例鋼筋混凝土圓管涵直徑1.0米，上部填土高度7.89米，土容重183/m3,管下粘土的［。］=120kPa,管壁厚0.10m,每節(jié)長1m,混凝土C15,y=24kN/m2,0鋼筋為R235，涵洞洞底中心標(biāo)高為26.5米，路線設(shè)計(jì)標(biāo)高為26.5米。恒載計(jì)算填土垂直壓力：q土=yxh=18X1.73=31.14kN/m2管節(jié)垂直壓力：q自=yxt=24x0.10=2.4kN/m2,故q恒=q+q自=33.54kN/m2荷載計(jì)算按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)第4.3.1條和第4.3.2條規(guī)定，本設(shè)計(jì)采用車輛荷載，公路一I級(jí)和公路一II級(jí)荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)，填料厚度等于或大于0.5m的涵洞不計(jì)沖擊力。按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)第4.3.4條規(guī)定計(jì)算荷載分布寬度：一個(gè)后輪單邊荷載橫向分布寬度=(0.6/2+7.89xtan30。)=4.86m>1.3/2=0.65m且>1.8/2=0.9m,各輪垂直荷載分布寬度互相重疊故荷載橫向分布寬度a應(yīng)該按兩輛車后輪外邊全外邊計(jì)算，即a=(06+1.73xtan30。)x2+(1.3+2x1.8)=7.498m2一個(gè)車輪的縱向分布寬度=02+1.73xtan30。=1.099m>1.4=0.7m2 2同理，縱向后輪垂直荷載分布長度互相重疊，荷載縱向分布寬度b按兩輪(后輪）外邊全外邊計(jì)算，即：b=（號(hào)+1.73xtan30。）x2+1.4=3.598mq=2X（2X140）=20.76Nm2汽車7.498x3.598管壁彎矩計(jì)算：忽略管壁環(huán)向壓應(yīng)力及徑向剪應(yīng)力N和吼僅考慮管壁上的彎矩，上部填土重產(chǎn)生的彎矩：M]=M2=M3=0.137q土R2（1-1）管壁自重產(chǎn)生的彎矩：M=0.304qR2;M=0.337qR2;M=0.369qR2;1 自重2 自3 自車輛荷載產(chǎn)生的彎矩：M]=M2=M3=0.137q汽車R2（1—九）式中：q土q自一填土、管壁自重產(chǎn)生的垂直壓力；R一管壁中線半徑；J土的側(cè)壓系數(shù)，X=tan2（45°-—）；2q一汽車荷載產(chǎn)生的垂直壓力；1汽車因此，恒載產(chǎn)生的最大彎矩為：35。M恒=0.137x31.14x0.72[1-tan（45。-項(xiàng)）]+0.369x2.4x0.72=1.443-m35。M汽車=0.137x20.76x0.72[1—tan（45。一虧）]=0.668kN-m荷載組合：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2004）第4.3.6條進(jìn)行作用效應(yīng)組合，則承載能力極限狀態(tài)組合：M=1.2M恒+1.4M汽車=1.2x1.44+1.4x0.668=2.663kNm正常使用狀態(tài)極限狀態(tài)組合：短期組合 M=M恒+0.7M汽車=1.44+0.7x0.668=1.908kN?m長期組合 M=M恒+0.43汽汽車=1.44+0.4x0.668=1.707kNm管節(jié)處預(yù)留接縫寬1cm，故實(shí)際管節(jié)長99cm，承受1m長度內(nèi)的荷載，考察任一位置都可以承受正、負(fù)彎矩，布置雙層鋼筋°10@100cm。由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62—2004)第5.2.2條中公式按單筋截面(不考慮受壓鋼筋)計(jì)算：x="5x('°乂7&5)_22.41mmh=100-25=75mm6.9x990 0h5_75x0.62_46.5>22.41mm00符合《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62—2004)第5.2.2.3條規(guī)定的一x一 一22.41fbx(h0--)_6.9x990x22.41x(75-—^-)=9.77kN-m〉2.663kN-m截面強(qiáng)度滿足要求。由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62—2004)第6.4.3條和第6.4.4條規(guī)定，q=心短_——1.908x106——_3725MPa短0.87Ah。0.87x78.5x10x7510x78.5_0.0106990x754=1.4(光面鋼筋)C2=1+0.5x(1.908/1.707)=1.559C3=1.15C￡C31短(30+d) 1.4x1.559x1.1537.25(30+10)Wtk b = 2.1x105 =0.05mmV0.2Wtk0.28+10p 0.28+10x0.0106滿足規(guī)范第6.4.2條規(guī)定。7.基底應(yīng)力驗(yàn)算：按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62—2004)第2.1.4條，本題地基土承載力不做修正，即[b]=[b0].本題基礎(chǔ)按承受中心荷載計(jì)算：d