顶板35mm钢筋混凝土箱涵结构设计
钢筋混凝土箱涵结构计算书
钢筋混凝土箱涵结构计算书钢筋混凝土箱涵结构计算书1. 引言1.1 目的1.2 背景1.3 参考文献2. 施工条件2.1 工程地点2.2 地质条件2.3 设计标准3. 结构荷载3.1 车辆荷载3.2 流体压力3.3 水压力3.4 附加荷载4. 结构设计参数4.1 基本参数4.2 箱涵尺寸4.3 壁厚和筋筒4.4 强度设计4.5 钢筋数量和布置4.6 预应力设计5. 结构稳定性分析5.1 稳定性检查5.2 基准状态分析5.3 极限状态分析5.4 不均衡荷载分析6. 结构承载力分析6.1 截面抗弯承载力 6.2 截面抗剪承载力 6.3 截面承载力验算6.4 管道斜向荷载分析7. 结构变形与开裂分析7.1 变形分析7.2 开裂控制7.3 变位控制8. 结构施工图设计8.1 平面布置图8.2 纵断面图8.3 标准截面图8.4 细部结构图8.5 基础设计图9. 验证与检查9.1 工程验收标准 9.2 施工过程监控 9.3 结构验收测试9.4 结构完整性检查10. 附件附件A:结构计算表格附件B:设计图纸11. 法律名词及注释- 标准:为保证工程安全、可靠并推进工程质量合理提高,国家制定的统一、强制性要求。
- 设计标准:根据工程特点和设计要求制定的合用于该工程的技术规格和措施。
- 施工图设计:根据设计图纸和要求合理选定方案、编制图纸,为实施施工提供依据的过程。
- 结构验收测试:对已完工的结构进行力学性能、几何形态等各项检测,以证明其符合设计要求。
钢筋混凝土箱涵
钢筋混凝土箱涵在现代的基础设施建设中,钢筋混凝土箱涵是一种常见且重要的结构形式。
它广泛应用于道路、铁路、水利等工程领域,发挥着不可或缺的作用。
钢筋混凝土箱涵,简单来说,就是一个由钢筋和混凝土制成的空心箱体结构。
它通常是长方形或正方形的截面,内部为中空,用于通水、排水、过人或者过车等。
其结构坚固,能够承受较大的荷载和外部压力。
从设计的角度来看,钢筋混凝土箱涵的设计需要综合考虑多个因素。
首先是流量的大小,这决定了箱涵的尺寸和横截面面积,以确保水或其他流体能够顺畅通过,不会造成堵塞和积水。
其次是荷载情况,包括车辆荷载、行人荷载以及可能的堆积荷载等,这些都直接影响到箱涵的结构强度和稳定性。
此外,地质条件也是一个重要的考量因素。
不同的地质条件会对箱涵的基础设计产生影响,比如在软弱地基上,就需要采取特殊的基础处理措施,以防止不均匀沉降导致箱涵结构的破坏。
在施工过程中,钢筋混凝土箱涵的制作有着严格的要求和规范。
首先是钢筋的布置和绑扎。
钢筋就像是箱涵的“骨架”,要按照设计要求进行精确的布置和牢固的绑扎,以保证在混凝土浇筑后能够有效地承受拉力和压力。
混凝土的浇筑也是关键环节之一。
混凝土的配合比要经过严格的试验和计算,以确保其强度和耐久性符合设计要求。
浇筑过程中要注意振捣密实,避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
箱涵的模板安装也至关重要。
模板不仅要保证箱涵的形状和尺寸准确,还要具有足够的强度和刚度,以承受混凝土浇筑时的压力而不变形。
而且,模板的表面要光滑平整,这样浇筑出来的混凝土表面才会光滑美观。
施工中的每一个环节都需要严格的质量控制。
从原材料的检验,到施工过程中的旁站监督,再到成品的验收,每一步都不能马虎。
只有这样,才能确保钢筋混凝土箱涵的质量和安全性。
钢筋混凝土箱涵在使用过程中也需要定期的维护和检查。
比如,要检查混凝土表面是否有裂缝、剥落等现象,钢筋是否有锈蚀,以及箱涵内部是否有淤积和堵塞等。
对于发现的问题,要及时进行修复和处理,以延长箱涵的使用寿命。
箱涵高支模专项方案
一、编制依据1. 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2008;2. 《城镇道路工程施工与质量验收规范》JJC1-2008;3. 施工图纸及有关设计文件。
二、工程概况本工程为某城市道路箱涵施工项目,箱涵采用钢筋混凝土结构,分为顶板、底板和侧墙三部分。
箱涵高支模施工主要针对顶板部分,其结构形式为单孔箱涵,顶板厚度为30cm,底板厚度为40cm,侧墙厚度为30cm。
三、专项方案1. 支模材料(1)模板:采用组合钢模板,模板尺寸为1200mm×2400mm,满足施工要求。
(2)支撑体系:采用48钢管作为支撑,间距为1.5m,水平支撑采用50mm厚木板。
(3)剪刀撑:剪刀撑间距为2m,采用φ48mm钢管,斜杆与地面夹角为45°。
2. 施工工艺(1)测量放线:根据设计图纸,放出箱涵中心线、边线和中轴线,并用墨斗弹出边、轴墨线。
(2)模板安装:按照放线结果,安装顶板模板,确保模板平整、牢固。
(3)支撑体系搭建:按照模板尺寸,搭建支撑体系,确保支撑间距符合要求。
(4)剪刀撑设置:在支撑体系上设置剪刀撑,保证结构稳定性。
(5)混凝土浇筑:浇筑混凝土前,检查模板、支撑体系和剪刀撑,确保其符合要求。
浇筑过程中,注意控制混凝土坍落度,防止产生裂缝。
3. 质量控制(1)模板安装:确保模板平整、牢固,无变形。
(2)支撑体系:确保支撑间距、剪刀撑设置符合要求,保证结构稳定性。
(3)混凝土浇筑:控制混凝土坍落度,防止产生裂缝。
(4)施工过程中,加强监督检查,发现问题及时整改。
4. 安全措施(1)施工人员必须佩戴安全帽、安全带等防护用品。
(2)施工区域设置安全警示标志,防止无关人员进入。
(3)施工过程中,注意高空作业安全,防止物体坠落。
(4)混凝土浇筑过程中,防止水泥浆溅入眼睛。
四、进度安排(1)模板安装:3天(2)支撑体系搭建:2天(3)剪刀撑设置:1天(4)混凝土浇筑:3天(5)养护:7天总计:15天五、总结本专项方案针对箱涵高支模施工,从材料、工艺、质量控制和安全措施等方面进行了详细阐述。
箱涵结构和配筋计算
1、孔径及净空净跨径L 0 = 1.9m 净高h 0 =2m孔数m=12、设计安全等级二级结构重要性系数r 0 = 1.03、汽车荷载荷载等级公路 —Ⅱ级4、填土情况涵顶填土高度H =7.3m 土的内摩擦角Φ =30°填土容重γ1 =19kN/m 3地基容许承载力[σ0] =300kPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径25mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =330MPa涵身混凝土强度等级C 25涵身混凝土抗压强度设计值f cd =11.5MPa 涵身混凝土抗拉强度设计值f td = 1.23MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m 3基础混凝土强度等级C 20混凝土重力密度γ3 =23.5kN/m 3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.5m C 1 =0.5m钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算侧墙厚度t =0.6m C 2 =0.6m 横梁计算跨径L P = L 0+t = 2.5m L = 3L 0+4t =8.1m 侧墙计算高度h P = h 0+δ = 2.5m h = h 0+2δ =3m 基础襟边 c =0m 基础高度 d =0m 基础宽度 B =8.1m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ =151.20kN/m 2恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) =46.23kN/m 2图 L-01底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/3) =65.23kN/m 22、活载汽车后轮着地宽度0.6m,由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定,按30°角向下分布。
一个汽车后轮横向分布宽>1.3/2m >1.8/2m故横向分布宽度a = 1.8+1.3 =3.100m同理,纵向,汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30°= 4.315 m >1.4/2m故b = 1.400m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车 = ∑G/(a³b) =32.26kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2) =10.75kN/m 2(三)内力计算1、构件刚度比4.51 m0.6/2+Htan30°=K = (I1/I2)³(h P/L P) =0.58u=2K+1= 2.162、节点弯矩和轴向力计算(1)a种荷载作用下 (图L-02)涵洞四角节点弯矩M aA = M aC = M aE = M aF =-1/u²pL P2/12M BA = M BE = M DC = M DF =-(3K+1)/u²pL P2/12M BD = M DB =0横梁内法向力N a1 = N a2 = Na1' = Na2'=0侧墙内法向力N a3 = N a4 =(M BA-M aA+pL p2/2)/LpNa5=-(N a3+N a4)恒载p = p恒 =151.20kN/m2M aA = M aC = M aE = M aF =-36.50kN²mM BA = M BE = M DC = M DF =-99.87kN²mN a3 = N a4 =163.65kNNa5=-327.30kN车辆荷载p = q车 =32.26kN/m2M aA = M aC = M aE = M aF =-7.79kN²m图 L-02M BA = M BE = M DC = M DF =-21.31kN²mN a3 = N a4 =34.91kNNa5=-69.83kN(2)b种荷载作用下 (图L-03)M bA = M bC = M bE = M bF =-K²ph P2/6uM BA = M BE = M DC = M DF =K²ph P2/12uM BD = M DB =0N b1 = N b2 = Nb1' = Nb2'=ph P/2N b3 = N b4 =(M BA-M bA)/L pN b5=-(N b3+N b4)恒载p = e P1 =46.23kN/m2M bA = M bC = M bE = M bF =-12.92kN²mM BA = M BE = M DC = M DF = 6.46kN²m图 L-03N b1 = N b2 = N b1' = N b2'=57.79kNN b3 = N b4 =-7.75kNN b5=15.50kN(3)c种荷载作用下 (图L-04)Φ=20u(K+6)/K=490.51M cA = M cE =-(8K+59)²ph P2/6ΦM cC = M cF =-(12K+61)²ph P2/6ΦM BA = M BE =(7K+31)²ph P2/6ΦM DC = M DF =(3K+29)²ph P2/6ΦM BD = M DB =0N c1 = N c1'=ph P/6+(M cC-M cA)/h PN c2 = N c2'=ph P/3-(M cC-M cA)/h PN c3 = N c4 =(M BA-M cA)/L pN c5 =-(N c3+N c4)恒载p = e P2-e P1 =19.00kN/m2M cA = M cE =-2.57kN²mM cC = M cF =-2.74kN²mM BA = M BE = 1.41kN²m图 L-04M DC = M DF = 1.24kN²mN c1 = N c1'=7.85kNN c2 = N c2'=15.90kNN c3 = N c4 = 1.59kNN c5 =-3.19kN(4)d种荷载作用下 (图L-05)Φ1=20(K+2)(6K2+6K+1)=334.28Φ2=u/K= 3.73Φ3=120K3+278K2+335K+63=373.22Φ4=120K3+529K2+382K+63=484.48Φ5=360K3+742K2+285K+27=510.20Φ6=120K3+611K2+558K+87=637.80M dA =(-2/Φ2+Φ3/Φ1)²ph P2/4M dE =(-2/Φ2-Φ3/Φ1)²ph P2/4M dC =-(2/Φ2+Φ5/Φ1)²ph P2/24M dF =-(2/Φ2-Φ5/Φ1)²ph P2/24M BA =-(-2/Φ2+Φ4/Φ1)²ph P2/24M BE =-(-2/Φ2-Φ4/Φ1)²ph P2/24M DC =(1/Φ2+Φ6/Φ1)²ph P2/24M DF =(1/Φ2-Φ6/Φ1)²ph P2/24M BD =-Φ4²ph P2/12Φ1M DB =Φ6²ph P2/12Φ1N d1 =(M dC+ph P2/2-M dA)/h P图 L-05N d2 =ph p-N d1N d1' =(M dF-M dE)/h PN d2' =ph p-N d1'N d3 =(M BA+M BD-M dA)/L PN d4 =(M BE+M BD-M dE)/L PN d5 =-(N d3+N d4)车辆荷载p = e车 =10.75kN/m2M dA =9.74kN²mM dE =-27.77kN²mM dC =-5.78kN²mM dF = 2.77kN²mM BA =-5.56kN²mM BE = 2.56kN²mM DC = 6.09kN²mM DF =-4.59kN²mM BD =-8.12kN²mM DB =10.69kN²mN d1 =-19.65kNN d2 =46.53kNN d1' =0.09kNN d2' =26.80kNN d3 =-9.37kNN d4 =8.88kNN d5 =0.48kN(5)节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合3、构件内力计算(跨中截面内力)(1)顶板1 (图L-06)x =L P/2P = 1.2p恒+1.4q车 =226.60kNN x = N1 =64.39kNM x = M A+N3x-Px2/2 =39.63kN²mV x = Px-N3 =59.73kN顶板1'x =L P/2P = 1.2p恒+1.4q车 =226.60kNN x = N1' =92.01kNM x = M E+N4x-Px2/2 =19.05kN²mV x = Px-N4 =34.17kN(2)底板2 (图L-07)ω1 =1.2p恒+1.4(q车+3e车H P2/4L P2)=237.89kN/m2ω2 =1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m2x =L P/2N x = N2 =168.32kNM x =M C+N3x-ω2²x2/2-5x3(ω1-ω2)/12L P=13.98kN²mV x =ω2x+3x2(ω1-ω2)/2L P-N3=70.31kN底板2'ω1 =1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m2ω2 =1.2p恒+1.4(q车-3e车H P2/4L P2)=215.31kN/m2x =L P/2图 L-07图 L-06N x = N2' =140.69kNM x =M F+N4x-ω2²x2/2-x3(ω1-ω2)/6L P=68.92kN²mV x =ω2x+x2(ω1-ω2)/2L P-N4=27.12kN(3)左侧墙 (图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e车=79.78kN/m2ω2 =1.4e P2+1.4e车106.38kN/m2x =h P/2N x = N3 =223.52kNM x =M A+N1x-ω1²x2/2-x3(ω2-ω1)/6h P=-48.05kN²mV x =ω1x+x2(ω2-ω1)/2h P-N1=43.65kN(4)右侧墙 (图L-09)ω1 = 1.4e P1 =64.73kN/m2ω2 = 1.4e P2 =91.33kN/m2x =h P/2N x = N4=249.08kNM x =M E+N1'x-ω1²x2/2-x3(ω2-ω1)/6h P=-54.28kN²mV x =ω1x+x2(ω2-ω1)/2h P-N1'=-2.79kN(5)中间墙 (图L-10)x =h P/2N x = N5=-472.60kNM x =M BD+(N1+N1')x=184.14kN²m 图 L-08图 L-09V x =-(N1+N1')图 L-10=-156.40kN(5)构件内力汇总表(四)截面设计1、顶板(A-B\B-E)钢筋按左、右对称,用最不利荷载计算。
箱涵设计计算书
一. 设计资料地下通道净跨径L0=6m ,净高h0=3.5m ,箱顶填土厚为3m ,土的内摩擦角φ为30°,填土的密度γ1=20KN/m3。
箱涵主体结构混凝土强度等级为C30,箱涵基础垫层混凝土强度等级为C15,纵向受力钢筋采用HRB335钢筋。
地基为强风化砂岩。
汽车荷载等级为城-A 级。
二. 设计计算 (一)尺寸拟定顶板、底板厚度δ=50cm 侧墙厚度t=50cm故计算长度 m t L l 5.65.060=+=+=m H h 0.45.05.30=+=+=δ(二)荷载计算 1.恒载竖向恒载标准值 221/5.725.025320m KN H q v =×+×=•+•=δγγ水平恒载标准值顶板处22121/20320)23045()245(m KN tg H tg q h =××−=••−=oooγφ底板处22122/50)5.43(20)23045()()245(m KN tg h H tg q h =+××−=++••−=oooδγφ2.活载一个汽车后轮荷载横向扩散长度28.103.230326.0fo =×+tg ,故两辆车相邻车轴由荷载重叠;一个汽车后轮荷载纵向扩散长度2.626.386.1303225.0p f o =×+tg 。
按两辆车相邻计算车轴荷载扩散面积横向分布长m tg a 96.83.12)8.130326.0(=+×+×+=o 。
纵向分布长分两种情况,第一种情况考虑1、2、3轴荷载重叠,此时纵向分布长m tg b 52.82.16.32)303225.0(=++××+=o ;第二种情况只考虑4轴荷载,此时纵向分布长m tg b 72.32)303225.0(=××+=o 。
车辆荷载垂直压力,按纵向分布第一种情况计算,2/91.852.896.8)14014060(2m KN q v =×++×=车;按纵向分布第二种情况计算,2/0.1272.396.82002m KN q v =××=车。
钢筋混凝土箱涵施工组织设计方案
钢筋混凝土箱涵施工组织设计方案1.测量与放样在施工前,需要用全站仪放出箱涵中心线和道路中心线,并使用水准仪测出地面高程。
同时,核对设计提供的地质资料,决定开挖坡度、排水方案和支护方案,定出开挖范围。
根据箱涵中心线和道路中心线,使用全站仪和钢尺放出基坑底线和基坑上口开挖线,并引出护桩。
2.基础施工1)基坑开挖在基坑开挖时,需要设立基坑开挖边坡,坡度采用1:0.5.基底四周设有0.5米宽的排水沟和0.5米宽的工作面。
基坑采用人工配合挖掘机进行开挖,挖掘机开挖基坑,挖至距坑底30cm时,报请监理工程师,将地基承载力检测部位挖至设计标高进行检测。
地基承载力符合要求后,人工按设计标高清理基坑,在基底四周人工挖排水沟,挖至标高的基坑,及时检查基坑尺寸、高程,符合要求后,立即进行下道工序施工。
2)砂砾垫层施工基坑开挖完成后,需要铺筑40cm厚的砂砾垫层,分两层填筑,并使用压路机压实,压实度达到96%以上。
3)垫层混凝土施工在垫层施工中,垫层支模采用5cm*10cm(宽*高)钢模板,短钢筋打入砂砾垫层固定。
模板安装位置、平面尺寸、轴线偏位、相邻模板高差需满足设计和施工技术规范及JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》相关要求。
经现场技术人员自检合格后,上报监理工程师检验,验收合格后进行混凝土浇筑。
混凝土浇筑前需要检查其坍落度、均匀性等指标,合格后方可使用。
垫层采用C20混凝土,由2号混凝土拌和站供应。
采用平板振动器振捣实,浇筑完成后先用刮杠刮平,再用木抹子搓平。
混凝土施工中,按施工规范及质量检验评定标准相关要求,每工作班制取2组混凝土试件,同时多制取1-2组标养。
混凝土表面二次压光以后及时用土工布覆盖,洒水养生,养护过程中,基坑四周开挖排水沟,防止雨水进入基坑内。
模板拆除在混凝土强度达到80%设计强度后方可进行,模板拆除时,报请监理工程师检查外观质量、几何尺寸并签认,以便进行下道工序施工。
基础检查项目在基础施工过程中,需要进行混凝土强度、平面尺寸、土质、基础底面高程、石质和基础顶面高程的检查。
新规范箱涵结构设计(2010年7月)
1、孔径及净空约定:净跨径L 0 = 3.0m 1、轴向力以杆件受压为正。
净高h 0 = 2.5m2、弯矩以使箱涵内框一侧受拉为正。
2、设计安全等级三级3、截面剪力:使计算截面逆时针转动为正。
结构重要性系数r 0 =0.9前提条件:1)支座在杆件下方;3、汽车荷载2)x为计算截面距左端支座之距离。
荷载等级公路 —Ⅰ级4、支座反力以受压为正。
4、填土情况5、以梁为隔离体,固端梁简化为简支梁时,涵顶填土高度H =0.8m 图中所加的杆端力(轴力、弯矩)及支反力均为正值,土的内摩擦角Φ =30°若计算得到的值为负值,则表示实际方向与图中所示填土容重γ1 =18kN/m 3的方向相反。
地基容许承载力[σ0] =200kPa6、本表格默认箱涵内水深为满水,也可以修改表格,5、建筑材料先不考虑水压力得到涵洞基底应力σmax,普通钢筋种类HRB335最后要求的基底应力为:σmax+h 水*10KPa。
主钢筋直径12mm 钢筋弹性模量Es =200000MPa 钢筋抗拉强度设计值f sd =280MPa7、本表格未考虑砼收缩、温度变化的影响。
涵身混凝土强度等级C 208、本表格已考虑涵洞设计细则中竖向土压力系数的影响。
涵身混凝土抗压强度设计值f cd =9.2MPa 9、本表格已考虑偏心受压构件裂缝宽度验算。
涵身混凝土抗拉强度设计值f td = 1.06MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25.0kN/m 3基础混凝土强度等级C 15混凝土重力密度γ3 =24.0kN/m 3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.3m C 1 =0.3m 侧墙厚度t =0.28m C 2 =0.5m 横梁计算跨径L P = L 0+t = 3.28m L = L 0+2t = 3.56m 侧墙计算高度h P = h 0+δ = 2.8m h = h 0+2δ =3.1m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.4m 基础宽度B = 3.96m[JTG/T D65-04--2007表9.2.2]h/D =0.22竖向土压力系数Ks =1.09图 L-01(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = Ks γ1H+γ2δ =23.19kN/m 2恒载水平压力钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) = 4.80kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/2) =23.40kN/m 22、活载汽车后轮着地宽度0.6m,由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定,按30°角向下分布。
箱涵设计计算精选全文完整版
)203(45h)tg (H e 21p2-+γ=可编辑修改精选全文完整版箱涵结构计算一、设计资料净跨径L 0为4.5m ,净高位2m ,箱涵填土高H 为0.7m ,土的摩擦角ϕ为30,土的容重γ1=19KN/m ³,设箱涵采用C20砼和HRB335钢筋。
二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1) 顶板、底板厚度δ=40cm (C 1=15cm )侧墙厚度 t=36cm (C 2=15cm ) 故 L p =L 0+t=4.5+0.36=4.86mh p =h o +δ=2.0+0.4=2.4m(二)荷载计算 1.恒载 恒载竖向压力P =γ1 H+γ2δ=19×0.7+25×0.4 = 23.2 KN/㎡ 恒载水平压力 顶板处=19×0.7×tg ²30º=4.43 KN/㎡底板处:=19 ×(0.7+2.8)×tg ²30 =22.16 KN/㎡2.活载公里-Ⅱ级车辆荷载由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.4条计算 一个汽车后轮横向分布宽>1.32m 0.62+0.7tg30°=0.704m <1.82m 故,两列车相邻车轴有荷载重叠,应按如下计算横向分布宽度a=(0.62+0.7tg30°)×2+1.3=2.708 m 同理,纵向:0.22+0.7tg30°=0.504<1.4/2m 故b=(0.22+ 0.7tg30°)×2=1.008m车辆荷载垂直压力q 车= 1402.708×1.008= 51.29 KN/㎡车辆荷载水平压力e 车=51.29tg ²30°=17.10 KN/㎡ )203(45h)tg (H e 21p2-+γ=三、 内力计算 1 .构件刚度比677.086.44.236.011214.01121I e 22121p1=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=p L h I2 .节点弯矩和轴向力计算 (1)α种荷载作用下(图2) 涵洞四角节和弯矩: M aA =M aB =M aC =M aD = - 1K+1 · PLp²12N a1=N a2=0 N a3= N a4= PLp2恒载(p=P )M aA = -10.677+1 · 23.3×4.86²12 = -27.351 KN ·mN a3= 23.3×4.862 = 56.62KN车辆荷载(p=q 车)M aA = -10.677+1 · 51.29×4.86²12 = 60.56 KN ·mN a3= 51.29×4.862 = 124.63KN(2)b 种荷载作用下(图3) M aA =M aB =M aC =M aD = -K K+1 · Php²12N b1=N b2= Php2N a3= N a4=0 恒载(p=eP1) M bA = -0.6770.677+1 ·4.43×2.4²12=-0.858 KN ·mN b1= 4.43×2.42 =5.316KN(3)C 种荷载作用下(图4)60Ph )3K )(1K ()8K 3(K M M 2p cD cA •+++-== 60Ph )3K )(1K ()7K 2(K M M 2p cC cB •+++-== p cBcA p 1h M M 6Ph Nc -+=pcBcA p 2h M M 3Ph Nc --=恒载(p=ep2-ep1=22.16-4.43=17.73 KN )604.273.17)3677.0)(1677.0()8677.03(677.0M M 2cD cA ⨯⨯+++⨯-== = -1.875 KN ·m604.273.17)3677.0)(1677.0()7677.02(677.0M M 2cC cB ⨯⨯+++⨯-== = -1.561 KN ·mKN 96.64.2561.1875.164.273.17Nc 1=+-+⨯=KN 315.144.2561.1875.134.273.17Nc 2=+--⨯=(4)d 种荷载作用下(图5)4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA ⋅++++++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dB ⋅++-+++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dC ⋅++++++-= 4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA⋅++-+++-= pDCdD d1h M M N -=pDCdD p d2h M M Ph N -=-车辆荷载(P=e 车=17.10 KN/m ²)0673.05677.0153677.05)3677.04677.0(6)3677.0(677.05K 153K 5)3K 4K (6)3K (K 22=+⨯+⨯++⨯++=++++++5797.05677.0152677.0105K 152K 10=+⨯+⨯=++4213.05677.0153677.055K 153K 5=+⨯+⨯=++m KN 932.1544.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅-=⨯⨯+-=m KN 717.844.210.17)4213.00673.0(M 2dB ⋅=⨯⨯--=m KN 113.2544.210.17)4213.00673.0(M 2dC ⋅-=⨯⨯+-=pCdB d4d3h M d M N N --==m KN 617.1244.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅=⨯⨯--=KN 72.154.2113.25617.12N d1=+=KN 32.2572.154.210.17N d2=-⨯=KN 96.686.4113.25717.8N N d4d3-=+-==(5)节点弯矩和和轴力计算汇总表(6)荷载效应组合。
(完整版)新规范双孔箱涵结构设计
1、孔径及净空净跨径L 0 = 6.9m 净高h 0 =3m孔数m=22、设计安全等级二级结构重要性系数r 0 =1.03、汽车荷载荷载等级公路 —Ⅰ级4、填土情况涵顶填土高度H =0.55m 土的内摩擦角Φ =35°填土容重γ1 =18kN/m 3地基容许承载力[σ0] =200kPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径28mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =280MPa 涵身混凝土强度等级C 30涵身混凝土抗压强度设f cd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设f td = 1.39MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m 3基础混凝土强度等级C 15混凝土重力密度γ3 =24kN/m 3钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料(一)截面尺寸拟定 (见顶板、底板厚度δ =0.55m C 1 =0.3m 侧墙厚度t =0.45m C 2 =0.3m 横梁计算跨径L P = L 0+t=7.35m L =2L 0+3t =15.15m 侧墙计算高度h P = h 0+δ = 3.55m h = h 0+2δ = 4.1m 基础襟边 c =0.15m 基础高度 d =0.15m 基础宽度 B =15.45m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ23.65kN/m2恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(45 2.68kN/m 2图 L-01底板处e P2 = γ1(H+h)tan22.68kN/m 22、活载汽车后轮着地宽度一个汽车后轮横向分布<1.3/2 m <1.8/2m故横向分布宽度 a =(0.6/2+Ht2.535m同理,纵向,汽车后0.2/2+Htan30°=0.418 m <1.4/2m0.62 m0.6/2+Htan30°=二 、 设 计 计 算故b =(0.2/2+Ht 0.835m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车 = ∑G/(a×b)66.13kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°17.92kN/m 2(三)内力计算1、构件刚度比K =(I 1/I 2)×0.88u=2K+1=2.762、节点弯矩和轴向力计(1)a种荷载作用下 (图涵洞四角节点弯矩M aA = M aC = M aE =-1/u ·pL P 2/12M BA = M BE= M DC =-(3K+1)/u ·pL P 2/12M BD = M DB =0横梁内法向力N a1= N a2= Na1' =0侧墙内法向力N a3 = N a4=(M BA -M aA +pL p 2/2Na 5=-(N a3+N a4)恒载p = p 恒 =23.65kN/m2M aA = M aC= M aE =-38.52kN ·mM BA= MBE= M DC =-140.44kN ·m N a3 = N a4=73.05kN Na 5=-146.09kN车辆荷载p = q 车 =66.13kN/m 2M aA = M aC= M aE =-107.72kN ·m 图 L-02M BA= MBE= M DC =-392.71kN ·m N a3 = N a4=204.26kN Na 5=-408.52kN (2)b种荷载作用下 (图M bA = M bC = M bE =-K ·ph P 2/6u M BA = M BE = M DC =K ·ph P 2/12uM BD = M DB=0N b1 = N b2= Nb1' =ph P /2N b3 = N b4=(M BA -M bA )/L pN b5=-(N b3+N b4)恒载p = e P1 = 2.68kN/m2M bA = M bC= M bE =-1.80kN ·m M BA= MBE= M DC =0.90kN ·m N b1 = N b2= N b1' = 4.76kN N b3 = N b4=-0.37kN N b5=0.73kN图 L-03(3)c种荷载作用下 (图Φ=20u(K+6)431.35M cA = M cE =-(8K+59)·ph P 2/6ΦM cC = M cF=-(12K+61)·ph P 2/6ΦM BA= M BE=(7K+31)·ph P 2/6ΦM DC = M DF =(3K+29)·ph P 2/6ΦM BD = M DB=0N c1 =N c1'=ph P /6+(M cC -M cA )/h P N c2=N c2'=ph P/3-(M cC -N c3= Nc4=(M BA -M cA )/L pN c5 =-(N c3+N c4)恒载p = e P2-e P1 =20.00kN/m 2M cA = M cE=-6.43kN ·mM cC= M cF=-6.97kN ·m M BA = M BE=3.62kN ·m 图 L-04M DC= M DF= 3.08kN ·m N c1 =N c1'=11.68kN N c2 =N c2'=23.82kN N c3 = N c4=1.37kNN c5 =-2.74kN(4)d种荷载作用下 (图Φ1=20(K+2)631.52Φ2=u/K= 3.13Φ3=120K3+2656.90Φ4=120K 3+5893.53Φ5=360K3+71102.22Φ6=120K 3+61136.50M dA =(-2/Φ2+Φ3/Φ1)·M dE =(-2/Φ2-Φ3/Φ1)·M dC =-(2/Φ2+Φ5/Φ1)·M dF =-(2/Φ2-Φ5/Φ1)·M BA =-(-2/Φ2+Φ4/Φ1)·M BE =-(-2/Φ2-Φ4/Φ1)·M DC =(1/Φ2+Φ6/Φ1)·M DF =(1/Φ2-Φ6/Φ1)·M BD =-Φ4·ph P 2/12Φ1M DB =Φ6·ph P 2/12Φ1N d1 =(M dC +ph P 2/2-M dA )/h P图 L-05N d2 =ph p -N d1N d1' =(M dF -M dE )/h P N d2' =ph p -N d1'N d3 =(M BA +M BD -M dA )/L P N d4 =(M BE+M BD-M dE )/L P N d5 =-(N d3+N d4)车辆荷载p = e 车 =17.92kN/m 2M dA =22.70kN ·m M dE =-94.76kN ·m M dC =-22.43kN ·mM dF =10.42kN·mM BA =-19.32kN·mM BE =7.31kN·mM DC =19.94kN·mM DF =-13.93kN·mM BD =-26.63kN·mM DB =33.87kN·mN d1 =-44.52kNN d2 =108.14kNN d1' =0.88kNN d2' =62.74kNN d3 =-9.34kNN d4 =10.26kNN d5 =-0.92kN (5)节点弯矩、轴力计算按《公路桥涵设计通用3、构件内力计算(跨中截(1)顶板1(图L-06)x =L P/2P = 1.2p 恒+1.4q 车120.96kNN x = N 1 =-39.31kN M x=M A +N 3x-336.51kN ·m V x = Px-N 3 =82.60kN顶板1'x =L P/2P = 1.2p 恒+1.4q 车120.96kN N x = N 1' =24.25kN M x=M E +N 4x-272.93kN ·m V x = Px-N 4 =55.15kN(2)底板2(图L-07)ω1 =1.2p 恒+1.4(q 车=125.35kN/m 2ω2 =1.2p 恒+1.4q 车图 L-07=120.96kN/m2x =L P /2N x = N 2 =191.41kNM x =M C +N 3x-ω2·x 2/2-=260.23kN ·mV x =ω2x+3x 2(ω=94.70kN底板2'ω1 =1.2p 恒+1.4q 车=120.96kN/m 2ω2 =1.2p 恒+1.4(q 车-=116.57kN/m 2x =L P /2N x = N 2' =127.85kNM x =M F +N 4x-ω2·x 2/2-=444.13kN ·mV x =ω2x+x 2(ω1-=47.09kN(3)左侧墙(图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e 车=28.85kN/m 2ω2 =1.4e P2+1.4e 车56.84kN/m 2x =h P /2N x = N 3 =361.94kNM x =M A +N 1x-ω1·x 2/2-=-299.35kN ·mV x =ω1x+x 2(ω2-=102.93kN(4)右侧墙(图L-09)图 L-08图 L-09ω1 =1.4e P1 = 3.76kN/m 2ω2=1.4e P2 =31.75kN/m2x =h P /2N x = N 4=389.39kNM x =M E +N 1'x-ω1·x 2/2-=-311.46kN ·mV x =ω1x+x 2(ω2-=-5.16kN(5)中间墙(图L-10)x =h P /2N x = N 5=-751.33kNM x =M BD +(N1+N 1')x=-64.02kN ·m V x =-(N 1+N 1')=15.06kN(5)构件内力汇总表图 L-10(四)截面设计1、顶板(A-B\B-E)钢筋按左、右对称,用(1)跨中l 0 =7.35 m ,h =0.55 m , a =0.04 m ,h 0 =0.51 m ,b =1.00 m ,M d =336.51 kN ·m ,N d =-39.31 kN , V d =82.60 kNe 0 = M d /N d=-8.561m i =h/121/2=0.159m 长细比l 0/i =46.29> 17.5由《公路钢筋混凝土及ξ1 =0.2+2.7e 0-45.120≤ 1.0,取ξ1 =-45.12ξ2=1.15- 1.016> 1.0 ,取ξ2 =1.00η =1+(l 0/h)2ξ1ξη = 1.343由《公路钢筋混凝土及e = ηe 0+h/2-a -11.261m r 0N d e =f cd bx(h 0-x/2)442.66 =13800x(0.51-x/2)解得x =0.067 m ≤ξb h 0 =0.56×0.51 =0.286 m故为大偏心受压构件。
钢筋砼框架箱涵施工工艺
钢筋砼框架箱涵作业指导书一、框架箱涵的设计概况本段设计为1-1.5m~1-6.0m框架箱涵,有高边墙与低边墙,一般为3~5m涵节,特殊为8~9m涵节,纵向钢筋间距一般为20cm,在钝角处顶板顶面及底板底面设加强钢筋。
加强范围约为跨长的1/5,出入口涵节按涵身一致配筋,其长度在斜交角35°及以下用2.5m,在斜交35°以上采用3.0m,涵节端两边墙仍采用斜面。
钢筋骨架沿涵轴1/cosα来配臵8排,钢筋净保护层厚度为5cm,纵向钢筋按构造布臵。
涵身基础出入口节:设计为砼基础防渗作用,基础埋臵深度(流水面至基底)为冻结线以下不少于0.25m,基础厚度不小于1m。
中间涵节设计为无基础,其使用条件及基底处理措施。
为保证底板面平整,及砼灌注质量,基底均铺设10cm厚C20砼垫层。
翼墙采用分离式基础八字式,翼墙在平面上敞开斜度为1:6左右,八字墙斜坡段的斜坡率按边坡设计基础厚度采用1.25m。
①排洪涵洞出入口沟床铺砌及边墩防护参照(89)8011。
小桥涵出入口铺砌适用于出口流速小于6m/s。
②交通涵取消出入口沟床铺砌,锥体护坡改作干砌片石。
防止底板磨损,在涵内作路面铺装,铺装厚度为0.25mC30混凝土。
二、各部材料1、涵身砼根据《铁路砼结构耐久性设计暂行规定》采用C35砼。
2、设计配臵受力钢筋,纵向辅助钢筋均采用,HRB335钢筋,单肋箍筋等采用Q235钢筋。
3、出入口涵节基础采用C20砼,中间涵节砼垫层C20砼,涵内防磨层采用C30砼。
4、帽石采用C25砼。
三、框架涵施工1、施工放样按设计框架涵工点图进行测量放样,放出涵洞中心点纵横轴线及出入口的纵线桩,然后埋设护桩,并进行保护。
因测放8个桩是施工时的常用桩,施工中严禁毁桩,高程压放在出入口以外不会掉的地方。
2、施工开挖依设计工点图定位于框架涵,进行基础开挖,现设计的涵洞基础路基段地基加固都已施工完,涵基开挖采用机械开挖,人工配合,运输车配合的办法尽量采用小型挖掘机挖基,以防地基加固桩断桩或毁桩。
钢筋混凝土闭合箱涵分析
钢筋混凝土闭合箱涵分析在现代工程建设中,钢筋混凝土闭合箱涵是一种常见且重要的结构形式。
它广泛应用于道路、桥梁、水利等领域,承担着排水、通道等重要功能。
本文将对钢筋混凝土闭合箱涵进行深入分析,探讨其设计、施工以及应用中的关键问题。
一、钢筋混凝土闭合箱涵的结构特点钢筋混凝土闭合箱涵通常由顶板、底板、侧板以及内部的钢筋骨架组成。
其结构具有以下显著特点:1、整体性能好:由于箱涵是一个闭合的箱体结构,能够有效地抵抗外部荷载,如土压力、车辆荷载等,具有良好的整体稳定性。
2、空间利用率高:内部为空心的箱体,可以提供较大的过水面积或通行空间,在有限的空间内实现高效的功能。
3、适应性强:可以根据不同的工程需求,灵活调整箱涵的尺寸、形状和配筋,适应各种复杂的地形和地质条件。
二、钢筋混凝土闭合箱涵的设计要点1、荷载计算在设计过程中,准确计算作用在箱涵上的荷载至关重要。
这些荷载包括恒载(结构自重、填土重量等)、活载(车辆荷载、行人荷载等)以及偶然荷载(地震作用、洪水冲击力等)。
根据不同的荷载组合,确定箱涵结构的受力情况,从而进行合理的配筋设计。
2、结构尺寸确定箱涵的尺寸主要取决于过水流量、通行要求以及地质条件等因素。
顶板、底板和侧板的厚度应根据结构受力和耐久性要求进行合理选择,同时要考虑施工的便利性和经济性。
3、配筋设计钢筋的配置是保证箱涵结构强度和稳定性的关键。
根据计算得到的内力,确定钢筋的直径、间距和布置方式。
在受力较大的部位,如顶板和底板的跨中、侧板的转角处等,应适当增加钢筋的数量和规格。
4、抗裂和防渗设计为了防止箱涵在使用过程中出现裂缝和渗漏,需要采取有效的抗裂和防渗措施。
在混凝土中添加适量的外加剂,提高混凝土的抗裂性能;合理设置伸缩缝和止水带,保证结构的防水效果。
三、钢筋混凝土闭合箱涵的施工工艺1、基础处理首先要对箱涵的基础进行处理,确保基础具有足够的承载力和稳定性。
通常需要进行地基加固、换填等处理措施,以满足设计要求。
箱涵结构设计
η = 1.013
由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条 e = ηe0+h/2-a = 3.594 m r0Nde = fcdbx(h0-x/2)
基础混凝土强度等级 混凝土重力密度
二、设 计 计 算
L0 =
5
m
h0 = 2.2 m
二级
r0 = 1.0
公路 — Ⅰ级
H= 4 m
Φ = 30 °
γ1 =
18
kN/m3
[σ0] = 200 kPa
fsd =
C fcd = ftd = γ2 =
C γ3 =
HRB335 28 280
30 13.8 1.39 25
解得
211.18 = 13800x( 0.47-x/2)
x = 0.034 m
≤
ξbh0 =
0.56× 0.47 = 0.263 m
第4页
故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.0014547 m2
μ = 100As/(bh0) = 0.31 %
>
= 1454.7 mm2 0.2 %
由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条
0.50×10-3α2ftdbh0 = 326.7 kN
>
r0Vd = 0.6 kN
故可不进行斜截面抗剪承载力的验算,仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。
钢筋砼结构箱涵施工技术方案
1.工程概况K19+170涵式通道为单跨4m(跨径)×2.5m(净高)钢筋砼结构箱涵,涵身长36.75m,与主线交角100°。
涵身基础采用40cm砂砾垫层+10cmC20砼基础,基础两端各2m范围内砂砾垫层厚度为75cm;涵身结构采用C30钢筋砼,洞内在小里程侧砌筑高80cm、上口宽35cm、底口宽68cm的梯形挡墙,挡墙外60cm净空为排水沟,挡墙内为50cm高路面;洞内挡墙及路面、洞口锥坡及锥坡基础、挡墙和洞口铺砌均采用M7.5浆砌片石。
涵洞在涵身中部连同基础设变形缝1道,再向两侧每隔5m布置,但最外侧不得小于4m,涵洞基底承载力要求不低于105Kpa。
2.施工准备2.1测量控制水准基点复测合格的后,利用往返测量将水准点引至涵洞施工地点附近一稳固处,做好桩位的埋设并经复核符合精度要求后,作为涵洞施工标高控制点。
利用经监理测量工程师复核批准的导线网进行平面控制,测设纵横轴线等并设置牢固标志。
2.2技术准备项目部技术人员按设计图纸进行现场复核,涵洞位置及涵底标高基本符合当地群众农作过人及行车要求。
详细分析施工图,结合现场的地形、便道、天气等施工条件以及考虑与其它施工工序的干扰等因素制订详细可行的施工方案,具体安排施工计划。
项目部总工程师组织工程部所有技术人员及施工队作业班组所有人员进行了工程技术交底,安全质量部进行了工前安全教育及安全技术交底,各班组第一次施工,另行进行现场技术、安全交底。
2.3材料准备根据施工图设计和《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)的规定选定涵洞施工所需水泥、砂、碎石、片石和钢筋等材料的品种和规格,项目部试验室取样进行原材料检验,经检验合格的原材料报监理批准,然后分期采购送往施工现场。
砂浆及混凝土配合比由项目部试验室进行试配,同时监理试验室做平行试验,砼工作性能及抗压强度经检验满足设计及规范要求,报监理批准后方可投入使用。
2.4现场准备施工现场已经达到“三通一平”,施工便道由砼拌和站至宝通街修筑在路线的右侧红线外,从宝通街至施工现场修筑在路线的左侧红线外,便道宽4m,采用30cm石灰土+10cm碎砾石结构,便道用推土机平整,压路机压实,做到平坦、密实、不积水、不扬尘。
混凝土箱涵设计规范
混凝土箱涵设计规范一、前言混凝土箱涵是一种常见的桥涵结构,主要用于地道、涵洞和隧道等工程中,它具有结构简单、施工方便、维护成本低等优点。
本文将从设计、施工、监理等多个方面对混凝土箱涵进行详细介绍。
二、设计要求1. 设计荷载混凝土箱涵的设计荷载应考虑车辆荷载、水压力、土压力、地震荷载等因素。
其中,车辆荷载应根据当地道路交通规模来确定,水压力应考虑河流水位、洪水位和设计排水水位,土压力应根据填土的性质、厚度、斜坡倾角等因素来确定,地震荷载应根据当地地震活动情况来确定。
2. 结构设计混凝土箱涵的结构设计应符合国家和地方相关规范要求,应考虑结构的安全性、承载能力、使用寿命等因素。
其中,箱涵的墙体应采用双曲面拱形结构,顶部应采用平顶或拱形顶,底部应设置防渗层和排水系统。
3. 施工要求混凝土箱涵的施工应符合国家和地方相关规范要求,应考虑施工的安全性、质量控制等因素。
其中,施工过程中应保证混凝土的强度、密实性和均匀性,应注意混凝土的浇筑和养护,以确保混凝土结构的稳定性和耐久性。
4. 监理要求混凝土箱涵的监理应符合国家和地方相关规范要求,应考虑监理的全面性、质量控制等因素。
其中,监理人员应对施工过程进行全面监管,检查施工质量,对施工过程中的问题及时处理并提出改进意见,以确保混凝土箱涵的质量和安全。
三、结构设计1. 箱涵的类型混凝土箱涵根据其形状和结构形式可以分为矩形箱涵、圆形箱涵和拱形箱涵。
其中,矩形箱涵适用于较小的桥涵,圆形箱涵适用于较大的桥涵,拱形箱涵适用于长跨径的桥涵。
2. 箱涵的尺寸混凝土箱涵的尺寸应根据设计荷载、地质条件、工程要求等因素来确定。
其中,矩形箱涵的宽度和高度应根据车辆荷载和道路宽度来确定,圆形箱涵的直径应根据设计荷载和桥涵跨度来确定,拱形箱涵的半径应根据桥涵跨度和荷载来确定。
3. 箱涵的墙厚混凝土箱涵的墙厚应根据设计荷载、混凝土强度、土压力等因素来确定。
其中,矩形箱涵的墙厚应大于等于150mm,圆形箱涵的墙厚应大于等于200mm,拱形箱涵的墙厚应大于等于250mm。
钢筋混凝土箱涵结构计算书
钢筋混凝土箱涵结构计算书一、设计资料1、孔径及净空净跨径Lo=9.5 m净高Ho=4.95 m2、设计安全等级二级结构重要性系数ro=13、汽车荷载荷载等级公路-Ⅰ级4、填土情况涵顶填土高度H=0.8 m土的内摩擦角φ=30 °填土容重γ1=18 KN/m^3地基容许承载力[σo]=230 KPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径25 mm钢筋抗拉强度设计值fsd=330涵身砼强度等级C40涵身砼抗压强度设计值fcd=18.4 MPa涵身砼抗拉强度设计值ftd=1.65 MPa钢筋砼重力密度γ2=25 KN/m^3基础砼强度等级C20混凝土重力密度γ3=24 KN/m^3二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图01)顶板、底板厚度δ=0.8 mC1=0.3 m侧墙厚度t =0.8 mC2=0.3 m横梁计算跨径Lp=Lo+t=10.3 m L =Lo+2t=11.1 m侧墙计算高度hp=ho+δ=5.75 h =ho+2δ=6.55 m基础襟边c=0.2 m基础高度d=0.4 m基础高度B=11.5 m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p恒=34.4 kN/m^2恒载水平压力顶板处:ep1=4.8 kN/m^2底板处:ep2=44.1 kN/m^22、活载汽车后轮着地宽度0.6 m,由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.4条规定,按30°角方向分布。
一个后轮横向分布宽度a=2.824 m同理,纵箱,汽车后轮着地宽度0.2 m,则b=1.124 m∑G =140 kN车辆荷载垂直压力 q 车=44.1 kN/m^2车辆荷载水平压力 e 车=14.7 kN/m^2(三)内力计算1、构件刚度比 K=0.562、节点弯矩和轴向力计算计算结果见《荷载效应组合汇总表》,相关图示见图02~图053、构件内力计算(跨中截面内力)(1)顶板(见图06)x=Lp/2P=1.2P 恒+1.4q 车=103.02kNNx=N1=100.8kNMx=740.66kN.mVx=14.3kN(2)底板(见图07)ω1=83.78kN/m^2ω2=122.26kN/m^2x=5.15Nx=N3=516.25kNMx=735.88kN.mVx=-35.24kN(3)左侧墙(图08)ω1=27.3kN/m^2ω2=82.32kN/m^2x=2.875Nx=N3=516.25kNMx=-412.77kN.mVx=17.23kN(4)右侧墙(见图09)ω1=6.72kN/m^2ω2=61.74kN/m^2x=2.875Nx=N4=544.84kNMx=-474.97kN.mVx=-41.93kN(5)构件内力见《构件内力汇总表》构件内力汇总表(四)截面设计1、顶板(B-C)钢筋按左右对称,用最不利荷载计算。
钢筋混凝土箱涵结构计算
箱涵结构尺寸顶板厚度δ1=0.50m 底板厚度δ2=0.41m 左右侧墙厚度 t=1.19m 竖直方向倒角宽c1=0.20m 水平方向倒角宽c2=0.20m 箱涵净跨lo=3.80m 计算跨径lp=4.99m 箱涵净高ho=2.28m计算高度hp=2.78m箱涵全高h=3.28m填料容重r1=25KN/m3钢筋砼容重r2=25KN/m3填土厚度H=1.41m 土的摩擦角φ=30°一、荷载计算(一)恒载1、恒载竖直压力P=r1.H+r2.δ1=2、恒载水平压力顶板处ep1=r1.H.TAN 2(45°-φ/2)=钢筋混凝土箱涵结构计算47.75KN/m211.75KN/m2底板处ep2=r1(H+h)TAN2(45°-φ/2)=(二)活载1、活载竖直压力q活=2、活载水平压力e活=q活TAN2(45°-φ/2)=二、框架内力1、构件刚度比b=1mK=I1.hp/I2.lp=0.042、节点弯矩与杆件轴向力计算(1)a种荷载作用下恒载p=MaA=MaB=MaC=MaD=Na1=Na2=Na3=Na4=活载p=MaA=MaB=MaC=MaD=Na1=Na2=Na3=Na4=(2)b种荷载作用下0.00KN119.14KN229.42KN/m2-457.74KN.m0.00KN572.40KN-95.27KN.m229.42KN/m276.47KN/m2 47.75KN/m239.08KN/m2恒载e=ep1=MaA=MaB=M aC=MaD=Nb1=Nb2=Nb3=Nb4=(3)c种荷载作用下恒载e'=ep2-ep1=McA=McD=McB=McC=Nc1=Nc2=Nc3=Nc4=(4)d种荷载作用下e"=e正=MdA=MdB=MdC=MdD=Nd1=Nd2=Nd3=-Nd4=内力汇三、荷11.75KN/m2-0.29KN.m 16.33KN 0.00KN27.33KN/m20.00KN76.47KN/m2-64.27KN.m 83.48KN.m -0.36KN.m -0.32KN.m 12.65KN 25.34KN -85.37KN.m 62.37KN.m 53.14KN 159.44KN -33.84KN五、构件内力1、顶板(B-C)恒载p=MB=MC=N1=N3=N4=跨中截面NL/2=ML/2=QL/2=活载p=MB=MC=N1=N3=N4=跨中截面NL/2=ML/2=QL/2=2、底板(A-D)恒载w1=p=47.75w2=p=47.75N2=41.67N3=119.14119.14KN -95.88KN.m 28.98KN 47.75KN/m2119.14KN28.98KN 52.75KN.m 0.00KN-95.88KN.m 538.56KN 606.24KN53.14KN 255.37KN.m 229.42KN/m2-374.26KN.m -543.11KN.m 53.14KN 33.84KNMA=-95.92MD=-95.92NL/2=41.67ML/2=52.71QL/2=0.00活载w1=158.22w2=300.62N2=159.44N3=538.56N4=606.24MA=-522.01MD=-395.37NL/2=159.44ML/2=255.37QL/2=-54.983、左侧墙(B-A)恒载w1=w2=N3=N1=N2=MB=MA=NL/2=ML/2=QL/2=活载w1=w2=N3=N1=N2=MB=NL/2=ML/2=QL/2=76.47KN/m2-374.26KN.m11.75KN/m2119.14KN 28.98KN 41.67KN -95.88KN.m -95.92KN.m119.14KN 538.56KN -374.27KN.m 53.15KN39.08KN/m276.47KN/m2538.56KN 53.14KN -71.35KN.m -3.15KN159.44KN 内力4、右侧墙(C-D)恒载w1=w2=N1=N2=N4=MC=NL/2=ML/2=QL/2=活载w1=w2=N1=N2=N4=MC=NL/2=ML/2=QL/2=各构件计算内五、截面设计41.67KN 119.14KN 39.08KN/m20.00KN/m20.00KN/m253.14KN -95.88KN.m119.14KN -71.35KN.m -3.15KN11.75KN/m228.98KN -469.25KN.m -53.14KN159.44KN 606.24KN -543.11KN.m606.24KN混凝土标号R=混凝土抗压强度Ra=砼抗拉设计强度R1=混凝土弹性模量Eh=选用的主筋为II级Φ28其单截面积:钢筋抗拉设计强度受拉钢筋弹性模量混凝土安全系数rc=钢筋安全系数rs=构件工作条件系数混凝土保护层厚度计算宽度取 b=1000mm当需要设置箍筋以满足斜截面抗剪强度时,采用的箍筋型号及相关参数如下:箍筋型号φ12单肢筋截面积:131.1mm2ft=1.43MPa 见《混凝土结构设计规范》P17 表4.1.4fyv=210MPa 见《混凝土结构设计规范》P20 表4.2.3-1沿长度方向间距 s=150mm1、顶板(B-C)跨中δ1=Mj=Nj=Ih=Eh=lp/h=9.98>8eo=Mj/Nj=eo/h=Mj/Nj.h=7.80≥1,取αe=0.2200.50m459.75KN.m117.92KN50mm340MPa30MPa17.50MPa1.75MPa30000MPa1.04E+10mm43899mm1.251.250.95615.7mm2 30000MPa210000MPa偏心距增大系数η=1.0057e=4121mm ho=450mm计算钢筋面积A=13300B=450C=4.86E+08X1=810mm X=90mm ξ=0.20≤ ζjg =0.55340MPaAg=7根钢筋。
钢筋混凝土箱涵结构设计(新规范)
>
r0Vd = 151.6 kN
(1)跨中 l0 = 2.78 m , Md =
h = 0.30 m ,
43.80 kN ·em0 = ,Md/Nd =
a = 0.03 m , Nd = 95.85 kN 0.457 m
, h0 V=d 0.27 m , = 45.05 kN
b = 1.00 m ,
解得 故为大偏心 受压构件。
符合《公路 钢筋混凝土 选用 φ12 @ 180 mm ,
故抗剪截面 符 由合《《公公路路钢 筋混凝土及
故可不进行 斜截面抗剪
56.79 = 11500x( 0.27-x/2)
x = 0.019 m
≤
ξbh0 =
0.56× 0.27 =
As = (fcμdbx=- 0.000605 m2
= -45.05 kN
MD -5.73 -6.88 -2.59 -6.46 -12.66 -11.55 20.75 12.88 -6.67
图 L-05
N1 0 0 7.92 11.49 27.18 0 12.13 16.99 44.16
N (kN)
N2
N3
0
30.44
0
36.53
7.92
0
24.15
一、设 计 资 料 1、孔径及净 空 净跨径
净高 2、设计安全 等 结级构重要性 系数
3、汽车荷载
荷载等级
4涵、顶填填土土情高况 度 土的内摩擦 角 填 地土基容容重许承 载力
5普、通建钢筑筋材种料 类
主 钢钢筋筋抗直拉径强 度设计值 涵身混凝土 强 涵度身等混级凝土 抗 涵压身强混度凝设土 抗 钢拉筋强混度凝设土 重 基力础密混度凝土 强 混度凝等土级重力 密度
钢筋混凝土箱涵结构设计
钢筋混凝土箱涵结构设计摘要:钢筋混凝土箱涵是涵洞构造里一种常用的结构形式,多用于软土地基时,其整体性强。
本文作者结合实际工程实例,就钢筋混凝土箱涵的结构设计做一个简单清晰的演算,为设计者提供设计依据。
关键词:钢筋混凝土箱涵;车辆荷载;截面设计;基底应力中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:Abstract: the reinforced concrete box culverts is culvert structures a common structure form, more for soft soil foundation, its integrity is strong. This paper based on an engineering example, reinforced concrete box of han structure design of a simple, clean calculations, to provide design basis for designers.Keywords: reinforced concrete box culverts; Vehicle load; Section design; Basal stress本算例作者以参与的某项目箱涵设计为背景,给出设计所需要的基础资料。
在其他的计算过程中,设计人员可根据项目具体情况更换设计基础资料,代入公式中,逐步验算。
本算例详细介绍箱涵的设计过程。
设计资料计算荷载:公路-Ⅰ级;净跨径:;净高:;填土厚度:;建筑材料:涵身混凝土为C30,;钢筋为HRB335级钢筋,;涵身基础混凝土为C20;材料容重:填土;钢筋混凝土;混凝土;土的内摩擦角基底置于中密砂土上,结构重要性系数,查看《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04-2007)截面尺寸拟定(见图1)顶板、底板厚度侧墙厚度故;图13、荷载计算1)恒载恒载竖直压力(取1m为计算单元)恒载水平压力顶板处底板处2)活载公路-Ⅰ级车辆荷载由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第 4.3.4条计算一个汽车后轮横向分布宽:内力计算钢筋混凝土箱涵按照矩形框架计算,框架的轴线以构件混凝土断面的重心轴线为准。
- 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)。
钢筋混凝土箱涵结构设计工程设计一、设计资料箱涵净跨径L。
=2×4m,净高H。
=2.5m,箱涵底面铺装砼0.1m+级配砂砾层0.8m(平均),两端填土r=18KN/m3,Φ=16.8°,箱涵主体结构砼强度等级为C30,箱涵基础垫层采用C15砼,受力钢筋采用HRB335钢筋,地基为细砂。
截面尺寸见图L-01。
图L-01二、设计依据《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTG D62-2004)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)三、荷载计算1、恒载恒载竖向压力 p恒=γ1H+γ2δ=63.47kN/m2顶板处 e p1=γ1Htan2(45°-Φ/2)= 30.18 kN/m2底板处 e p2= γ1(H+h)tan2(45°-Φ/3)= 61.95 kN/m22、活载水荷载垂直压力q车= ∑G/(a×b) = 32.26 kN/m2水荷载水平压力e车= q车tan2(45°-φ/2) = 17.79 kN/m2四、内力计算1、构件刚度比 K=(I1/I2)×(hp/L p)=0.43u=2K+1=1.872、节点弯矩和轴向力计算截面构造如图L-02。
图L-02①a种荷载作用下(图L-03)图L-03涵洞四角节点弯矩 M aA=M aC=M aE=M aF= -1/u·pL p2/12M BA=M BE=M DC=M DF= -(3K+1)/u·pL p2/12M BD=M DB=0横梁内法向力 N a1=N a2=N a1'=N a2'=0侧墙内法向力 N a3=N a4=(M BA-M aA+pL p2/2)/L pN a5= -(N a3+N a4)恒载 P=P恒 =63.47kN/m2M aA=M aC=M aE=M aF= -54.82 kN·m M BA=M BE=M DC=M DF= -126.19 kN·mN a3=N a4=123.41 kN·mN a5= -246.83kN2 水荷载p = q车= 32.26 kN/mM aA = M aC = M aE = M aF = -27.86 kN·mM BA = M BE = M DC = M DF = -64.13 kN·mN a3 = N a4 = 62.72 kNN a5= -125.45 kN② b种荷载作用下(图L-04)图L-04 M bA=M bC=M bE=M bF=-K·/ph p2/6uM BA=M BE=M DC=M DF=K·/ph p2/12u M BD=M DB=0N b1=N b2=N b1'=N b2'=ph p/2N b3=N b4=(M BA-M bA)/L pN b5=-(N b3+N b4)恒载 p=e p1= 30.18 kN/m2M bA=M bC=M bE=M bF=-9.49 kN·m M BA=M BE=M DC=M DF= 4.75 kN·m N b1=N b2=N b1'=N b2'= 43.01 kN N b3=N b4=-3.24 kNN b5= 6.47 kN③c种荷载作用下(图L-05)图L-05Φ=20u(K+6)/K=553.90M cA=M cE=-(8K+59)·ph p2/6ΦM cC=M cF=-(12K+61)·ph p2/6ΦM BA=M BE=(7K+31)·ph p2/6ΦM DC=M DF=(3K+29)·ph p2/6ΦM BD=M DB=0N c1=N c1'=ph p/6+(M cC-M cA)/h pN c2=N c2'=ph p/3-(M cC-M cA)/h pN c3=N c4=(M BA-M cA)/L pN c5=-(N c3+N c4)恒载 p=e p2- e p1= 31.77 kN·m2 Mc A=M cE=-4.85 kN·mM cC=M cF=-5.14 kN·mM BA=M BE= 2.64 kN·mM DC=M DF= 2.35 kN·mN c1=N c1'=14.99 kNN c2=N c2'= 30.28 kNN c3=N c4= 1.70 kNN c5=-3.41 kN④d种荷载作用下(图L-06)L-06Φ1=20(K+2)(6K2+6K+1)=230.41Φ2=u/K=4.30Φ3=120K3+278K2+335K+63=270.52Φ4=120K3+529K2+382K+63=338.17Φ5=360K3+742K2+285K+27=319.80Φ6=120K3+611K2+558K+87=453.98M dA=(-2/Φ2+Φ3/Φ1)·ph p2/4M dE=(-2/Φ2-Φ3/Φ1)·ph p2/4M dC=-(2/Φ2+Φ5/Φ1)·ph p2/24M dF=-(2/Φ2-Φ5/Φ1)·ph p2/24M BA=-(-2/Φ2+Φ4/Φ1)·ph p2/24M BE=-(-2/Φ2-Φ4/Φ1)·ph p2/24M DC=(1/Φ2+Φ6/Φ1)·ph p2/24M DF=(1/Φ2-Φ6/Φ1)·ph p2/24M BD=-Φ4 ·ph p2/12Φ1M DB=Φ6·ph p2/12Φ1N d1=(M dC+ph p2/2-M dA)/h pN d2=ph p-N d1N d1'=(M dF-M dE)/h pN d2'=ph p-N d1'N d3=(M BA+M BD-M dA)/L pN d4=(M BE+M BD-M dE)/L pN d5=-(N d3+N d4)2水荷载p = e水= 17.79 kN/mM dA = 25.63 kN·mM dE = -59.20 kN·mM dC = -11.16 kN·mM dF = 5.56 kN·mM BA = -11.64 kN·mM BE = 6.04 kN·mM DC = 13.26 kN·mM DF = -10.47 kN·mM BD = -17.68 kN·mM DB = 23.73 kN·mN d1 = -38.26 kNN d2 = 88.97 kNN d1' = -0.17 kNN d2' = 50.88 kNN d3 = -12.49 kNN d4 = 10.81 kNN d5 = 1.68 kN⑤节点弯矩、轴力计算机荷载效应组合汇总表按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D60-2004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合。
3、构件内力计算(跨中截面内力)(1)顶板1(图L-07)L-07x=L p /2P=1.2p 恒+1.4q 水= 121.33 kN N x =N 1= 27.63 kN M x =M A +N 3x -P x 2/2= 93.23 kN ·m V x =P x -N 3= 50.63 kN 顶板1' x=L p /2P=1.2p 恒+1.4q 水= 121.33 kN N x =N 1'= 80.96 kN M x =M E +N 4x -P x 2/2= 46.22 kN ·m V x =P x -N 4= 18.01 kN ② 底板2(图L-08)图L-08ω1=1.2p 恒+1.4(q 水+3e 水H P 2/4L P 2)= 129.16 kN ·m 2ω2=1.2p 恒+1.4q 水= 121.33 kN ·m 2x=L p /2N x =N 2= 227.16 kNM x =M C +N 3x -ω2·X 2/2-5x 3(ω1-ω2)/12L p = 33.42 kN ·mV x =ω2x+3x 2(ω1-ω2)/2L p -N 3= 63.56 kN 顶板2'ω1=1.2p 恒+1.4q 水= 121.33 kN ·m 2ω2=1.2p 恒+1.4(q 水-3e 水H P 2/4L P 2)= 113.49 kN ·m 2x=L p /2N x =N 2'= 173.83 kNM x =M F +N 4x -ω2·X 2/2-x 3(ω1-ω2)/6L p = 152.29 kN ·m V x =ω2x+x 2(ω1-ω2)/2L p -N 4= 9.39 kN ③ 左侧墙(图L-09)图L-09ω1=1.4e p1+1.4e 水= 67.16 kN ·m 2ω1=1.4e p2+1.4e 车= 111.64 kN ·m 2 x=h p /2 N x =N 3= 216.28 kNM x =M A +N 1x-ω1·x 2/2-x 3(ω2-ω1)/6h p= -125.33 kN ·mV x =ω1x+x 2(ω1-ω2)/2h p -N 1= 83.92 kN ④ 右侧墙(图L-10)图L-10ω1=1.4e p1= 42.25 kN ·m 2ω1=1.4e p2= 86.73 kN·m2x=h p/2N x=N4= 248.90 kNM x=M E+N1'x-ω1·x2/2-x3(ω2-ω1)/6h p= -142.82 kN·mV x=ω1x+x2(ω2-ω1)/2h p-N1'= -4.90 kN⑤中间墙(图L-11)图L-11x=h p/2N x=N5= -465.19 kNM x=M BD+(N1+N1')x = 129.99 kN·mV x=-(N1+N1')= -108.59 kN⑥构件内力汇总表构件M d N d V d M d N d V d M d N d V dA A -B BA - B-88.99 27.63 216.28 93.23 27.63 50.63 -247.16 27.63 -465.19B B - E EB - E-222.41 80.96 -465.19 46.22 80.96 18.01 -207.76 80.96 248.90C C-D DC - D-140.90 227.16 216.28 33.42 227.16 63.56 -212.70 227.16 -465.19D D-F FD - F-245.92 173.83 -465.19 152.29 173.83 9.39 -117.49 173.83 248.90A A-C CA - C-88.99 216.28 27.63 -125.33 216.28 83.92 -140.90 216.28 227.16E E-F FE - F-207.76 248.90 80.96 -142.82 248.90 -4.90 -117.49 248.90 173.83B B-D DB - D-24.75 -465.19 108.59 129.99 -465.19 -108.59 33.22 -465.19 400.99(四)截面设计1、顶板(A—B\B—E)钢筋按左、右对称,用最不利荷载计算。