盖板涵计算书

TJ1-9φ813天然气管道保护涵整体计算

一.盖板计算

1.设计资料

汽车荷载等级：公路-I级

净跨径：L

=2.1m；单侧搁置长度：0.25m；计算跨径：L=2.35m；填土高：H=0.5m；

盖板板端厚d

1=30cm；盖板板中厚d

2

=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f

cd =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11根，选用钢筋总面积A

s

=0.002212m2

盖板容重γ

1=25kN/m3；土容重γ

2

=18kN/m3

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) 竖向土压力

q=γ

2

·H·b=18×0.5×0.99=8.91kN/m

(2) 盖板自重

g=γ

1·(d

1

+d

2

)·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4.3.4的规定：

计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长

L

a

=0.2+2·H·tan30=0.2+2×0.5×0.577=0.78m

车辆荷载垂直板跨长

L

b

=1.9+2·H·tan30=1.9+2×0.5×0.577=2.48m

车轮重

P=280kN

车轮重压强L

p=P/L

a /L

b

=280/0.78/2.48=145.40kN/m2

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=(8.91+7.43)×2.352/8=11.28kNm 边墙内侧边缘处剪力

V

1=(q+g)·L

/2=(8.91+7.43)×2.1/2=17.15kN

2) 由车辆荷载引起的内力

跨中弯矩

M

2=p·L

a

·(L-L

a

/2)·b/4=145.40×0.78×(2.35-0.78/2)×0.99/4=54.87kNm

边墙内侧边缘处剪力

V

2=p·L

a

·b·(L

-L

a

/2)/L

)=145.40×0.78×0.99×(2.10-0.78/2)/2.10=91.18kN

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定：跨中弯矩

γ0M

d

=0.9(1.2M

1

+1.4M

2

)

=0.9×(1.2×11.28+1.4×54.87)=81.31kNm 边墙内侧边缘处剪力

γ0V

d

=0.9(1.2V

1

+1.4V

2

)

=0.9×(1.2×17.15+1.4×91.18)=133.42kN 4.持久状况承载能力极限状态计算

截面有效高度 h

0=d

1

-c-1.75/2=30-3-0.875=26.1cm=0.261m

1) 砼受压区高度

x=f

sd ·A

s

/f

cd

/b=280×0.002212/13.8/0.99=0.045m

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ξ

b

的规定:

HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξ

b

=0.56。

x≤ξ

b ·h

=0.56×0.261=0.146m

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

s /b/h

=0.86，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(h

-x/2)=13.8×1000×0.99×0.045(0.261-0.045/2)

=147.77kNm≥γ

0M

d

=81.31kNm

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:

0.51×10-3·f cu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×300.5×990×261.25

=722.47kN≥γ

0V

d

=133.42kN

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

1.25×0.5×10-3·α2·f td·b·h0=1.25×0.0005×1×1.39×0.99×1000×0.261×1000

=224.69kN≥γ

0V

d

=133.42kN

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 =1.0M

1

+0.7M

2

=1.0×11.28+0.7×54.87=49.68kNm 作用长期效应组合

M

l =1.0M

1

+0.4M

2

=1.0×11.28+0.4×54.87=33.22kNm 受拉钢筋的应力

σ

ss =M

s

/0.87/A

s

/h

=49.68/0.87/0.002212/0.261=98.81Mpa