1[1].5m盖板涵结构计算书共11页

1.5米净跨径盖板涵结构计算

1 盖板计算

1.1设计资料

汽车荷载等级：公路-Ⅱ级； 环境类别：Ⅱ类环境；

净跨径：L 0=1.5m ； 单侧搁置长度：0.20m ； 计算跨径：L=1.7m ； 填土高：H=0.8m ；

盖板板端厚d 1=20cm ；盖板板中厚d 2=20cm ；盖板宽b=0.50m ；保护层厚度c=3cm ；

混凝土强度等级为B350； 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18mm ，外径为18mm ，共5根，选用钢筋总面积A s =3.14x0.0092x5=0.001272m 2

盖板容重γ1=0.2x0.5x1.9x2.62x9.8=4.88kN/m 3； 土容重γ2=3.60kN/m 3 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 1.2外力计算 1) 永久作用 (1) 竖向土压力

q=γ2·H ·b=3.6×0.8×0.50=1.44kN/m (2) 盖板自重

g=γ1·(d 1+d 2)·b/2/100=4.88×(20+20)×0.5/2 /100=0.5kN/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 =1.6+2·H ·tan30=1.6+2×0.8×0.577=2.52m 车辆荷载垂直板跨长

L b =5.5+2·H ·tan30=5.5+2×0.8×0.577=6.42m 车轮重 P=588kN 车轮重压强L

p=P/L a /L b =560/2.52/6.42=36.34kN/m 2 1.3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)·L 2/8=(1.44+0.5)×1.72/8=0.70kNm 边墙内侧边缘处剪力

V 1=(q+g)·L 0/2=(1.44+0.5)×1.5/2=1.46kN

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=36.34×2.52×(1.7-2.52/2)×0.50/4=5.04kNm 边墙内侧边缘处剪力

V 2=p ·L a ·b ·(L 0-L a /2)/L 0)=36.34× 2.52×0.50×(1.5-2.52/2)/1.5=7.33kN 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×(1.2×0.7+1.4×5.04)=7.11kNm 边墙内侧边缘处剪力 γ0V d =0.9(1.2V 1+1.4V 2)

=0.9×(1.2×1.46+1.4×7.33)=10.81kN 1.4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-2.2/2=20-3-1.100=0.159m 1) 砼受压区高度

x=f sd ·A s /f cd /b=280×0.001272/13.8/0.50=0.052m

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ξb 的规定:

HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξ

b

=0.56。

x≤ξ

b ·h

=0.56×0.159=0.089m

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

=1.6，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)=13.8×1000×0.50×0.052(0.159-0.052/2)

=47.72kNm≥γ

0M

d

=7.11kNm

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,k 0.5·b·h

=0.51×10-3×300.5×500×159

=222.074kN≥γ

0V

d

=10.81kN

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·α

2·f

td

·b·h

=1.25×0.0005×1×1.39×0.50

×1000×0.159×1000

=69.07kN≥γ

0V

d

=10.81kN

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

箍筋间距为20cm，满足规范要求。

1.5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Ⅱ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

=1.0×0.7+0.7×5.04=4.23kNm 作用长期效应组合

M

i =1.0M

1

+0.4M

2

=1.0×0.7+0.4×5.04=2.72kNm 受拉钢筋的应力

σ

ss =M

s

/0.87/A

s

/h

=4.23/0.87/0.001272/0.159=24.04Mpa

作用长期效应影响系数

C

2=1+0.5M

i

/M

s

=1+0.5×2.72/4.23=1.32