箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

一、設(shè)計(jì)資料之勘阻及廣創(chuàng)作（一）概況：***道路工程經(jīng)過(guò)水庫(kù)溢洪道處設(shè)置箱涵，箱涵凈跨L0=8.0米，凈高h(yuǎn)0=10.5米，路基紅線范圍內(nèi)長(zhǎng)49米，箱涵頂最大填土厚度H=3.6米，填土的內(nèi)摩擦角φ為24°，土體密度γ13，設(shè)箱涵采取C25混凝土（fcd=11.5MPa）和HRB335鋼筋(fsd=280MPa)。橋涵設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí)，用車輛荷載加載驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)平安等級(jí)二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0＝1.0。地基為泥質(zhì)粉砂巖，［σ0］＝380kPa，本計(jì)算書(shū)主要內(nèi)容為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基應(yīng)力驗(yàn)算。（二）依據(jù)及規(guī)范1、《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載尺度》（CJJ77-98）2、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）3、《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》（JTGD62-2004）4、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）二、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）截面尺寸擬定（見(jiàn)圖1-1）箱涵過(guò)流斷面尺寸由水利部分提供，擬定頂板、底板厚度δ＝100cm（C1=50cm）側(cè)墻厚度t＝100cm（C2=50cm）故LP=L0+t=8+1=9mhp=h0+δ(二)荷載計(jì)算1、恒載恒載豎向壓力P＝γ1H+γ2δ×3.6+25×12恒載水平壓力頂板處：ep1＝γ1Htan2(45o-φ/2)××tan2（45o-24o2底板處：ep2＝γ1（H＋h）tan2(45o-φ×（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2）22、活載城-A級(jí)車輛荷載軸重按《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載尺度》4.1.3條確定，參照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》第4.3.4條2款，計(jì)算涵洞頂車輛荷載引起的豎向土壓力,車輪擴(kuò)散角30o。一個(gè)汽車后輪橫向分布寬o故，兩列車相鄰車軸有荷載重疊，按如下計(jì)算橫向分布寬度o)×同理，縱向分布寬度o故，同列車相鄰車軸有荷載重疊，縱向分布寬度按如下計(jì)算o)×車輛荷載垂直壓力q車=(140×2××5.6)×2一個(gè)汽車后輪橫向分布寬o故，兩列車相鄰車軸有荷載重疊，按如下計(jì)算橫向分布寬度o)×同理，縱向分布寬度o故，同列車相鄰車軸有荷載重疊，縱向分布寬度按如下計(jì)算o)×車輛荷載垂直壓力q車=(140×2××5.61)×22。故，車輛水平壓力e車×tan2（45o-24o2(三)內(nèi)力計(jì)算1、構(gòu)件剛度比(單位長(zhǎng)度)K=×＝×2、節(jié)點(diǎn)彎矩和構(gòu)件軸力計(jì)算（1）a種荷載作用下（圖1-2）涵洞四角節(jié)點(diǎn)彎矩：MaA＝MaB＝Mac＝MaD＝-Na1=Na2=0,Na3=Na4=2）MaA＝·mNa3=車輛荷載（P＝q車2）MaA＝·mNa3=（2）b種荷載作用下（圖1-3）MbA＝MbB＝Mbc＝MbD＝-Nb1=Nb2=,Nb3=Nb4=0恒載（P＝ep12）MbA＝·mNb1=（3）c種荷載作用下（圖1-4）McA＝McD＝McB＝McC＝NC1=NC2=NC3=NC4=0恒載（P＝ep2-ep12）McA＝McD＝·mMcB＝McC＝·mNC1=＝198kNNC2=（4）d種荷載作用下（圖1-5）MdA＝-[]·MdB＝-[]·MdC＝-[]·MdD＝-[]·Nd1=,Nd2=Php-,Nd3=Nd4=-車輛荷載（P＝e車2）＝＝＝MdA＝-（）··mMdB＝-（）··mMdC＝-（）··mMdD＝-（）··mNd1=Nd2×Nd3=Nd4=-（5）節(jié)點(diǎn)彎矩和軸力計(jì)算匯總表如表1-1γ0Sud＝γ0GKQK）(γ0＝1.0)MA××·mMB××·mMC××·mMD××·mN1××N2××N3＝N4××3、構(gòu)件跨中截面內(nèi)力計(jì)算（1）頂板（圖1-6）x=LP××Nx＝N1Mx＝MB+N3x-P××·mVx＝P·x-N3×（2）底板（圖1-7）w1＝P+q車-e車××2××2）w2＝P+q車+e車××（10.33+3/92××2）x=LPNx＝N2Mx＝MA+N3x-w1-(w2-w1)××-×·mVx＝w1x+(w2-w1)-N3×4.5+×（3）左側(cè)墻（圖1-8）w1p1車××w2p2車××x=hPNx＝N3Mx＝MB+N1x-w1-(w2-w1)××-×（170.68-42.91）·mVx＝w1x+(w2-w1)-N1×5.75+×＝-36.40kN（4）右側(cè)墻（圖1-9）x=hPw1p1×w2p2×Nx＝N4Mx＝MC+N1x-w1-(w2-w1)××-×（164.58-36.8）·mVx＝w1x+(w2-w1)-N1×5.75+×（5）構(gòu)件內(nèi)力匯總表（表1-2）(四)截面設(shè)計(jì)1.頂板（B-C）鋼筋按左右對(duì)稱，用最晦氣荷載計(jì)算。(1)跨中l(wèi)0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0＝＝＝＝＝1×＝2.32＞1.0，取12×＝1.06＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×0.74+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（940－）解得x＝55mm＜ξbh0×940＝526.4mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝2用Ф16@100mm，實(shí)際AS2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×940＝2397kN＞γ0Vd×抗剪截面尺寸符合規(guī)定?！?0-3α2bh0×10-3×××1000×940＝578.1kN＞γ0Vd×僅需按構(gòu)造設(shè)置抗剪鋼筋。(2)節(jié)點(diǎn)l0=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0＝＝＝＝＝1×＝4.49＞1.0，取12×＝1.09＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×2.29+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（1440－）解得x＝88mm＜ξbh0×1440＝806mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝＝1947mm2用Ф20@100mm，實(shí)際AS＝3140mm2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×1440＝3672kN＞γ0Vd×kN＝kN抗剪截面尺寸符合規(guī)定。×10-3α2bh0×10-3×××1000×1440＝885.6kN＞γ0Vd×kN＝kN僅需按構(gòu)造設(shè)置抗剪鋼筋。2．底板（A-D）鋼筋按左右對(duì)稱，用最晦氣荷載計(jì)算。(1)跨中l(wèi)0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0＝＝＝＝＝1×＝1.19＞1.0，取12×＝1.06＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×0.345+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（940－）解得x＝61mm＜ξbh0×940＝526.4mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝2按構(gòu)造配筋用Ф16@100mm，實(shí)際AS2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×940＝2397kN＞γ0Vd×抗剪截面尺寸符合規(guī)定。×10-3α2bh0×10-3×××1000×940＝578.1kN＞γ0Vd×僅需按構(gòu)造設(shè)置抗剪鋼筋。(2)節(jié)點(diǎn)l0=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0＝＝＝＝＝1×＝3.14＞1.0，取12×＝1.09＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×1.57+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（1440－）解得x＝108mm＜ξbh0×1440＝806mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝＝1716mm2用Ф20@100mm，實(shí)際AS＝3140mm2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×1440＝3672kN＞γ0Vd×kN＝kN抗剪截面尺寸符合規(guī)定?！?0-3α2bh0×10-3×××1000×1440＝885.6kN＞γ0Vd×kN＝kN僅需按構(gòu)造設(shè)置抗剪鋼筋。3．左、右側(cè)墻（B-A、C-D）鋼筋按左右對(duì)稱，用最晦氣荷載計(jì)算。(1)跨中l(wèi)0=11.5m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0＝＝＝＝＝1×＝3.75＞1.0，取12×＝1.035＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×1.235+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（940－）解得x＝100mm＜ξbh0×940＝526.4mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝＝2050mm2按構(gòu)造配筋用Ф18@100mm，實(shí)際AS＝2543mm2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×940＝2397kN＞γ0Vd×抗剪截面尺寸符合規(guī)定?！?0-3α2bh0×10-3×××1000×940＝578.1kN＞γ0Vd×僅需按構(gòu)造設(shè)置抗剪鋼筋。(2)節(jié)點(diǎn)l0=11.5m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0＝＝＝＝＝1×＝4.1＞1.0，取12×＝1.07＞1.0，取2η＝1+＝1+e＝ηe0+×2.08+γ0Nde＝fcdbx（h0-）××103××1000×X×（1440－）解得x＝104mm＜ξbh0×1440＝806mm，為大偏心受壓構(gòu)件。AS＝＝＝2214mm2用Ф20@100mm，實(shí)際AS＝3140mm2＝滿足《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》第9.1.12條的規(guī)定。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》第5.2.9條：×10-3bh0×10-3××1000×1440＝3672kN＞γ0Vd×抗剪截面尺寸符合規(guī)定?！?0-3α2bh0×10-3×××1000×1440