箱涵结构计算书
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
L p 图1-1一、设计资料
(一)概况:***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵,箱涵净跨L 0=8.0米,净高h 0=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/m 3,设箱涵采用C25混凝土(f cd =11、5MPa)与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) 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供,拟定
顶板、底板厚度δ＝100cm(C 1=50cm) 侧墙厚度 t ＝100cm (C 2=50cm)
故 L P =L 0+t=8+1=9m
h p =h 0+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/m 2
恒载水平压力
顶板处: e p1＝γ1Htan 2(45o -φ/2)
＝20、2×3、6×tan 2(45o -24o /2)＝30、67 kN/m 2
底板处:e p2＝γ1(H ＋h)tan 2(45o -φ/2)＝20、2×(3、6+12、5)×tan 2(45o -24o /2) ＝137、15kN/m 2 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、6 tan30o ＝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、6 tan30o ) ×2+22＝26.76m 同理,纵向分布宽度
0、25/2+3、6 tan30o =2.2m ＞1.2m/2
P 1243
B A D
C
P
图1-2
M aB
M aC M aA
M aD
N a3
N a4
a
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、6 tan30o ) ×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、20 kN/m 2 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、6 tan30o ＝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、6 tan30o ) ×2+4、9＝9.66m 同理,纵向分布宽度
0、25/2+1、6 tan30o
=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、6 tan30o ) ×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、33 kN/m 2
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、33 kN/m 2。
故,车辆水平压力
e 车＝10、33×tan 2(45o -24o /2)＝4、36 kN/m 2
(三)内力计算
1、构件刚度比(单位长度)
K=21I I ×Lp hp ＝3
3
0.10.112
10.10.1121
⨯⨯⨯⨯×0.95
.11＝1、28
2、节点弯矩与构件轴力计算
(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、72 kN/m 2
)
M aA ＝12
0.972.97128.112
⨯•+-=-289、30kN ·m
N a3=
2
.972.97⨯=439、74 kN 车辆荷载(P ＝q 车= 10、33kN/m 2)
P 1
2
4
3
B A
D
C
图1-3
M bB
M bC
M bA
M bD
N b1N b2b
P
P 1
2
4
3
B A
D
C
图1-4
M cB
M cC
M cA
M cD
N c1
N c2
c
P
M dC
N d1
M aA ＝12
0.933.10128.112
⨯•+-=-30、60kN ·m
N a3=
2
.933.10⨯=46、49kN (2)b 种荷载作用下(图1-3) M bA ＝M bB ＝M bc ＝M bD ＝-12
)(12
P h P K K •+ N b1=N b2=
2
)(P
h P , N b3=N b4=0 恒载(P ＝e p1＝30、67kN/m 2
)
M bA ＝12
5
.1167.30128.128.12
⨯•+-=-189、76kN ·m
N b1=
2
5
.1167.30⨯=176、35kN (3)c 种荷载作用下(图1-4) M cA ＝M cD ＝60)()3)(1()
83(2
p h P K K K K ⨯•
+++ M cB ＝M cC ＝60)()3)(1()
72(2
p h P K K K K ⨯•
+++ N C1=
P cB
cA p
h M M h P -+
⨯6 N C2=P
cB
cA p
h M M h P --
⨯3
N C3= N C4=0
恒载(P ＝e p2-e p1＝106、48kN/m 2)
M cA ＝M cD ＝605
.1148.106)328.1()128.1()828.13(28.12
⨯•
+⨯++⨯⨯＝-364、5kN ·m M cB ＝M cC ＝605
.1148.106)328.1()128.1()728.12(28.12
⨯•
+⨯++⨯⨯＝-294、30kN ·m N C1=
5
.113
.2945.36465.1148.106+-+⨯＝198kN
N C2=5
.113
.2945.36435.1148.106+--⨯＝414、3kN
(4)d 种荷载作用下(图1-5)