箱涵结构计算介绍模板之令狐文艳创作
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一、设计资料
令狐文艳
（一）概况：***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L0=8.0米，净高h0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=3.6米，填土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ1＝20.2KN/m3，设箱涵采用C25混凝土（f cd=11.5MPa）和HRB335钢筋(f sd=280MPa)。桥涵设计荷载为城-A级，用车辆荷载加载验算。结构安全等级二级，结构重要性系数γ0＝1.0。地基为泥质粉砂岩，［σ0］＝380kPa，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
（二）依据及规范
1、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
二、设计计算
（一）截面尺寸拟定（见图1-1 Array顶板、底板厚度δ＝100cm（C1
侧墙厚度 t＝100cm （C2
故 L P=L0+t=8+1=9m
h p=h0+δ=10.5+1=11.5m
(二)荷载计算
1、恒载
恒载竖向压力
P＝γ1H+γ2δ＝20.2×3.6+25×1
＝97.72kN/m2
恒载水平压力
顶板处： e p1＝γ1Htan2(45o-φ/2)
＝20.2×3.6×tan2（45o-24o/2）＝30.67kN/m2底板处：e p2＝γ1（H＋h）tan2(45o-φ/2)＝20.2×
（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2）
＝137.15kN/m2
2、活载
城-A级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确
定，参照《公
路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款，计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。
1)先考虑按六车道（7辆车）分布，横向折减系数0.55
一个汽车后轮横向分布宽
＞1.3m/2
0.60/2+3.6tan30o＝2.38m
＞1.8m/2
故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度
a=(0.60/2+3.6tan30o)×2+22＝26.76m
同理，纵向分布宽度
0.25/2+3.6tan30o=2.2m＞1.2m/2
故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6tan30o)×2+1.2=5.6m
车辆荷载垂直压力
q车=(140×2×7)/(26.76×5.6)×0.55=7.20kN/m2
2)考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数1.0
一个汽车后轮横向分布宽
＞1.3m/2
0.60/2+3.6tan30o＝2.38m
＞1.8m/2
故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=(0.60/2+3.6tan30o)×2+4.9＝9.66m
同理，纵向分布宽度
0.25/2+1.6tan30o=1.05m＞1.2m/2
故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6tan30o)×2+1.2=5.61m
车辆荷载垂直压力
q车=(140×2×2)/(9.66×5.61)×1.0=10.33kN/m2
根据上述计算，车辆荷载垂直压力取大值按两车道布置计算取值10.33kN/m2。
故，车辆水平压力
P
1
243
B
A
D
C
P
图1-2
M aB
M aC
M aA
M aD
N a3N a4
a
P 1
2
4
3
B A
D
C
M bB
M bC
M bA
N b1b
P
e 车＝10.33×tan 2（45o -24o /2）＝4.36kN/m 2
(三)内力计算
1、构件刚度比(单位长度)
K=21I I ×Lp hp ＝3
30
.10.112
10.10.112
1
⨯⨯⨯⨯×0.95
.11＝1.28
2、节点弯矩和构件轴力计算 （1）a 种荷载作用下（图1-2）
涵洞四角节点弯矩：
M aA ＝M aB ＝M ac ＝M aD ＝-12)(112P L P K •+
N a1=N a2=0, N a3=N a4=2)(P
L P
恒载（P ＝97.72kN/m 2
）
M aA ＝120.972.971
28.112
⨯•
+-=-289.30kN ·m
N a3=20
.972.97⨯=439.74kN
车辆荷载（P ＝q 车=10.33kN/m 2
）
M aA ＝
120.933.10128.11
2
⨯•
+-=-30.60kN ·m
N a3=20.933.10⨯=46.49kN
（2）b 种荷载作用下（图1-3）
M bA ＝M bB ＝M bc ＝M bD ＝-12)(12P
h P K K
•
+