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 ）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） 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
P 1243
B A D
C
P
图1-2
M aB
M aC M aA
M aD
N a3
N a4
a
＞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
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 ＝97.72 kN/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 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） 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 ＝60
5
.1148.106)328.1()128.1()728.12(28.12
⨯•
+⨯++⨯⨯＝-294.30kN ·m