4米净跨径明涵盖板计算

4米净跨径明涵盖板计算
1.设计资料
汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；
净跨径：L o=4m 单侧搁置长度：0.20m；计算跨径：L=4.2m；
盖板板端厚d i=30cm盖板板中厚d2=30cm盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm
混凝土强度等级为C30轴心抗压强度J=13.8Mpa；轴心抗拉强度f td=1.39Mpa；主拉钢筋等级为HRB335抗拉强度设计值f sd=280Mpa
主筋直径为16mm外径为17.5mm共16根，选用钢筋总面积A=0.003218mf
涵顶铺装厚H=10cm 涵顶表处厚H=20cm
盖板容重丫1=25kN/m ；涵顶铺装容重丫2=25kN/m ；涵顶铺装容重丫a=23kN/ni
根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力
2.外力计算
1) 永久作用
(1)涵顶铺装及涵顶表处自重
q=( 丫 2 旧+ 丫3 •")・b=(25 >0.10+23 >0.20) X).99=7.03kN/m
(2) 盖板自重
g= Y -(d i+d2)-b/2/100=25 ^30+30) >0.99/2 /100=7.43kN/m
2) 由车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中431关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长
L a=0.2m
车轮重
P=70kN
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中432关于汽车荷载冲击力的
规定：
汽车荷载的局部加载，冲击系数采用 1.3
车轮重压强
p=1.3 ・P/L a=1.3 X70/0.20=455.00kN/m
3.内力计算及荷载组合
1) 由永久作用引起的内力
跨中弯矩
M 1=(q+g) ・L2/8=(7.03+7.43) >4.2 2/8=31.87kNm
边墙内侧边缘处剪力
V 1=(q+g) -L Q/2=(7.03+7.43) >4/2=28.91kN
2) 由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩
M 2=p ・L a ・(L/2-0.7)=455.00 ».20 >4.20/2-0.7)=127.40kNm
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004)中9.1.12
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9/21/2016
边墙内侧边缘处剪力
V 2=p ・L a ・(L o -L a /2)/L 0+p L ・(L o -1.5)/L 0
=455.00
».20 >4.00-0.20/2)/4.00+455.00 ».20 >4.00-1.5)/4.00 =145.60kN
3) 作用效应组合
根据《公路桥涵设计通用规范》
JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规
疋:
跨中弯矩
Y M=0.9(1.2M 1+1.4M 2) X(1.2 X31.87+1.4 xl27.40)=194.94kNm 边墙内侧边缘处剪力
Y (M=0.9(1.2V 1+I.4V 2)
X 1.2 >28.91+1.4 X 45.60)=214.68kN
4. 持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度 h o =d 1-c-1.75/2=30-3-0.875=26.1cm=0.261m
1) 砼受压区咼度
x=f sd ・A/f cd /b=280 ».003218/13.8/0.99=0.066m
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
(JTG D62-2004)中5.2.1
关于相对界限受压区高度E b 的规定： HRB335钢筋的相对界限受压区高度E b =0.56。

x <E b ・h o =0.56 X
0.261=0.146m
=0.9
=0.9
砼受压区高度满足规范要求
2) 最小配筋率
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中9.1.12
关于受弯构件最小配筋百分率的规定：
P=100 A/b/h 0=1.24，不小于45f td/f sd=0.22,同时不小于0.2
主筋配筋率满足规范要求
3) 正截面抗弯承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定：
f cd -b ・x(hcrx/2)=13.8 X1000X0.99 >0.066(0.261-0.066/2)
=205.66kNm 》丫o M=194.94kNm
正截面抗弯承载力满足规范要求
4) 斜截面抗剪承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定：
305 3 05
0.51 X10- -f cu.k . -b ・h o=0.51 X10-X30.X990X261.25
=722.47kN 》丫o V d=214.68kN
抗剪截面满足规范要求。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定：
对于板式受弯构件，公式可乘以1.25提高系数
1.25 X0.5 X0-3-牯仏・b・h o=1.25 X0.0005 X X1.39 X0.99 X1000X0.261
X000
=224.69kN 》丫o V d=214.68kN
可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土
桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋
5. 裂缝宽度计算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004)中6.4关
于裂缝宽度验算的规定：
环境类别为I类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mm 作用短期效应组合
M s=1.0 M汁0.7Mb
=10 X31.87+0.7 xl27.40=121.05kNm
作用长期效应组合
M i=1.0 M汁0.4Mb
=1.0 X31.87+0.4 xl27.40=82.83kNm
受拉钢筋的应力
®=M/0.87/A s/h 0=121.05/0.87/0.003218/0.261=165.52Mpa
作用长期效应影响系数
C 2=1+0.5M/M s=1+0.5 >82.83/121.05=1.34
裂缝宽度
W fk=C • s i ・(30+d)/E s/(0.28+10 - P
=1 X1.34 X1.15 X165.52 >^30+16)/2.00 X105/(0.28+10 X0.0124)
=0.15mm < 0.20mm
裂缝宽度满足规范要求。