跨径8米波纹板拱计算书

YTHG波纹钢拱桥

---结构受力计算书

益通管业股份

波纹钢拱桥涵计算书

参考依据：

本计算书依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60—2004）、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)、《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283—1999)、《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04—2007）《公路桥涵用波形钢板》（JT/T710—2008）《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》（JT/T 791—2010）.蒙《公路波纹钢管（板）桥涵设计与施工规》等规定的原则、有关规定及国外波纹管有关标准进行计算。

项目基本情况如图

本项目为跨径8000mm,矢高4000mm，拱顶半径4000mm的钢波纹板拱桥填土高度8.5-9.5m，

采用波纹剖面：波距*波高 380mm*140mm

活载：汽车I级荷载；地震加速速度峰值0.2

回填土类型：I类

回填土压实度：标准普氏密度的90%-95%；

回填土重度：γ=19KN/m3；

回填土割线模量：Es=12Mpa；

波形钢板材料：Q345，屈服强度fy=310Mpa；

波纹钢板的壁厚：T=7mm

Dh=8000+147=85147mm (中性轴)；

Dv=8000+147==85147mm (中性轴)；

一、保护层最小厚度（Hmm）

取下列各值中的最大值：

（1）0.6m；

（2)Dh

6

(

Dh

Dv

)0.5 =1.36m

(3)0.4(Dh

Dv

)2=0.4m

以上数据表明，最小填土不小于1.36米，本项目填土8.5-9.5米，满足要求二、恒载推力T D

0.5(1.00.1)D s T C W =-=958.85KN/m

回填土重量 W =A f ﹒γ﹒D ﹒(H +0.1075D ) =1606.74KN/m 2

其中：f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数；可按规选用1.2；

γ

——土的容重（kN/m 3）；

H ——波纹钢板桥涵顶部填土高度（m ）； D ——跨径（m ）。

刚度系数

1000C s v

s E D EA

==0.0539

其中：

A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm ，查表得A 为9.08mm 2/mm ，

,s E E ——波纹钢板材和土体的弹性模量200000和12(MPa)；

表1

f

A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数表

三、活载推力TL

0.5L h L T D σ==7.52KN/m

活载的扩散计算采用下式

L

L f t

A m w l σ=

⋅⋅ =1.84KN/m 式中：L σ——活载扩散到拱顶的压力（kPa ）；

A L ——设计车辆荷载后轴轴重（kN ）；550

f m ——多车道折减系数；

t w l ，——沿车轮宽度和长度方向扩散后的尺寸（m ）。

活载扩散方法和折减系数参考《公路桥涵通用设计规》（JTG D60）相关规定。

四、地震推力

E V =124.65KN/m

五、总荷载压力T f(KN/m) 考虑地震

[(1)]/D D L L E V y b

T T E A f f ααμα⋅+++⋅<=1275.28KN/m 不考虑地震

[(1)]/D D L L E V y b

T T E A f f ααμα⋅+++⋅<=1161.15KN/m

以上数据显示，按考虑地震计，T f =1275.28(KN/m)

六、承载能力极限状态的压应力

σ=T f /A=1275.28/9.08=140.44MPa

A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm 得A 为9.08mm 2/mm

七、钢板屈曲验算

为保证承重结构的稳定性，应按式验算钢板的屈曲临界应力。

22

2[{

()}],123,(/)y b t m y e

t m b e

f KR f F f R R E r F E f R R KR r φρφρ⎧=-≤⎪⎪

⎨

⎪=>⎪⎩

由下列各条所知，R=4075>Re=7224 计算钢板的屈曲临界应力。

=.82MPa >σ=T f /A=140.44MPa

满足抗弯屈曲临界应力要求。

式中：t φ——抗力系数，取0.8；

y f ——波纹钢板材屈服强度（MPa ）310；

K ——结构与周围土体相对弯曲刚度系数，1

43

()m EI K E R λ==0.48

R ——结构的曲率半径（mm ）；曲率半径为4075mm ；

e R ——等效半径（mm ），1/26()e y

r E R K f ρ=

=7224 mm E ——波纹钢板材的弹性模量（MPa ）200000；

I--- 波纹板惯性矩I=21291.08mm 4/mm

ρ——屈曲折减系数，ρ=1；

r ——波纹钢板材回转半径（mm ）；r=48.44

λ——计算K 的一个系数，0.25

3

1.22{1.0 1.6(

)}m c

EI E R λ=+=1.76 22

2[{()}],123,(/)y b t m y e t m b e f KR f F f R R E r F E f R R KR r φρφρ⎧=-≤⎪⎪

⎨⎪=>⎪⎩