3明涵新规范箱涵结构设计

1、孔径及净空净跨径L 0 =6m 净高

h 0 =

3m

2、设计安全等级三级结构重要性系数r 0 =0.9

3、汽车荷载荷载等级公路 —

Ⅰ级

4、填土情况涵顶填土高度H =0.2m 土的内摩擦角Φ =30°填土容重γ1 =18kN/m 3地基容许承载力[σ0] =

200

kPa

5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径20mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =

330MPa

涵身混凝土强度等级C 30涵身混凝土抗压强度设计值f cd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设计值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 =

24

kN/m 3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.45m C 1 =0.05m 侧墙厚度t =0.45m C 2 =

0.05m 横梁计算跨径L P = L 0+t = 6.45m L = L 0+2t = 6.9m 侧墙计算高度h P = h 0+δ = 3.45m h = h 0+2δ =

3.9m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.1m 基础宽度 B =

7.3

m

图 L-01

(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ =

14.85

kN/m 2

恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) = 1.20kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/3) =

24.60

kN/m 2

2、活载

钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计

一 、 设 计 资 料

二 、 设 计 计 算

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

< 1.3/2 m < 1.8/2 m

故横向分布宽度

a = (0.6/2+Htan30°)×2+1.3 =

9.200

m

同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m

0.2/2+Htan30°=

0.215 m < 1.4/2 m 故

b = (0.2/2+Htan30°)×2 =

0.600m ∑G =

280kN 车辆荷载垂直压力

q 车 = ∑G /(a×b) =

65.94kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2) =28.57

kN/m 2

(三)内力计算1、构件刚度比

K = (I 1/I 2)×(h P /L P ) =

0.53

2、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 aB = M aC = M aD =-1/(K+1)·pL P 2/12

横梁内法向力N a1 = N a2 =0侧墙内法向力N a3 = N a4 =pL P /2恒载

p = p 恒 =

14.85kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =

-33.54kN ·m N a3 = N a4 =

47.89kN 车辆荷载

p = q 车 =65.94kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =-148.94

kN ·m 图 L-02

N a3 = N a4 =

212.66

kN

(2)b种荷载作用下 (图L-03)

M bA = M bB = M bC = M bD =-K/(K+1)·ph P 2/12

N b1 = N b2 =ph P /2N b3 = N b4 =

0恒载

p = e P1 =

1.20kN/m 2M bA = M bB = M bC = M bD =

-0.41kN ·m N b1 = N b2 =

2.07

kN

(3)c 种荷载作用下 (图L-04)

图 L-03

M cA = M cD =-K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]·ph P 2/60M cB = M cC =-K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]·ph P 2

N c1 =ph P /6+(M cA -M cB )/h P N c2 =ph P /3-(M cA -M cB )/h P

N c3 = N c4 =

0恒载

p = e P2-e P1 =23.40kN/m 2M cA = M cD =-4.40kN ·m M cB = M cC =

-3.69kN ·m N c1 =13.25kN N c2 =

27.11

kN

图 L-04

(4)d 种荷载作用下 (图L-05)

M dA =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)]·ph P 2/4

0.42 m

0.6

/2+Htan30°=