倒虹吸管结构计算
1、基本资料
洞顶填土高度 4.3m
回填土容重19.1kN/m3
顶板厚度0.4m
底板厚度0.5m
侧墙厚度0.4m
砼容重25kN/m3
2、计算依据
（1）、《水工建筑物荷载设计规范》 DL 5077-1997；（2）、《水工混凝土结构设计规范》 SL191-2008；（3）、《涵洞》取水输水建筑物丛书 P130；
3、荷载计算
取单宽1m计算永久荷载标准值
作用于顶板的垂直均布荷载总和q 2计算
考虑最不利情况，洞内无水，则作用于顶板的荷载为顶板自重及洞上填土重（1）顶板自重
0.4*25=
10
kN/m
（2）洞上填土重计算
(5-3)(5-1）
式中：
q t2—洞顶垂直土压力强度标准值，kN/m；H d —洞顶以上填土高度，m；γ—洞顶填土重度，kN/m3；
K g —垂直土压力系数，根据填土种类及比值Hd/B由表5-2查取；K s —垂直土压力系数，根据地基刚度及比值Hd/B1由表5-1查取；B 1—洞身总宽，m；B 0—洞顶处槽宽，m；因H d /Bc=4.3/16.9=0.254
查表5-2得Kg=1
Kg
γ
H d
B 0(m)
B 1(m)
q t2
H d /B 1
q t2
洞顶垂直土压力计算表
1
1022)
(B B B H
k q d
g t +=γd
t H Ks q γ=2
119.1
4.312.6 3.8177.23 1.1382.13
按公式5-3计算的垂直土压力强度标准值大于按式5-1计算值，则土压力强度为82.13kN/m
（3）作用于底板底面垂直均布荷载总和q 1计算
作用于底板底面垂直均布荷载总和q 1为地基反力与洞内水重之和，因地基反力按均匀分布考虑，底板自重及洞内水重均与其产生的地基反力相抵消，计算地基反力时只考虑顶板及侧墙重。
侧墙厚(m)侧墙高(m)
侧墙重(kN)
L(m)化为q 侧墙(kN/m)
q 1(kN/m)0.4
3
60
3.8
15.79
107.92
（4）水平土压力计算采用《砼重力坝设计规范》B.2
作用于底板均布荷载计算表
)
2
45(tan 2
s
s s h r P ?-=
土土
P s—土压力强度(kN/m))
h s—填土高度(m)
φs—填土的内摩擦角
水平土压力计算表
γ土hs上hs下фs(°)45°-φ/2tan(45°-φ/2)P顶土P下土
19.10 4.308.2026.00320.6232.0761.15永久荷载设计值
(1)顶板自重 1.05*10=10.50kN/m
(2)顶板填土自重 1.05*82.13=86.24kN/m
(3)底板底面均布荷载 1.05*107.92=113.32kN/m
(4)土压力设计值 1.2*32.07=38.48kN/m（侧墙上）
1.2*57.8=73.38kN/m（侧墙下）
四、内力计算
底板均布
q 1顶板均布q 2
侧墙上 q 3 侧墙下 q 4
加腋尺寸113.3296.7438.4873.380.25半板跨长 L 1
墙跨长 L 2
底板厚 d 1
顶板厚 d 2
1.7
3.45
0.5
0.4
0.4
注：下表数据随本表数据改变而改变;荷载指向涵内为正; 尺寸单位为 m ; 荷载单位为 kN 及 kN/m .
结点D C
杆端DB
BD BA AB AC CA
劲度 K 0.0060.0060.0060.003分配系数μ
0.4980.5020.6630.33754.580
109.161
-58.94152.017-93.189-46.59513.657
27.31413.858
-13.858
31.793-31.793-32.084
-16.042
A
单孔箱涵弯矩分配表 弯矩单位：kN ?m
箱涵设计基本资料表
MF
B
5.321
10.642 5.399-5.399
2.648
-2.648
-2.673-1.3360.443
0.8870.450-0.450
0.221
-0.221
-0.223
-0.1110.074
0.037弯矩合计89.24274.499-74.49973.445
-73.445
-66.302
注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变； 杆端DB 即底板跨中；杠端CA 即顶板跨中。
Q BD Q BA Q AB Q AC
注：本表数据随基本资料表数据改变而改变；-192.636
106.826
-86.146
164.452
Q BD 、Q BA 、Q AB 、Q AC 为杆端剪力，kN；M 1
M o1
M 2
M o2
M 1及Mo 1 为顶板加腋起点及跨中弯矩，kN ·m；-9.236
-66.302
0.714
89.242
M 2及Mo 2 为底板加腋起点及跨中弯矩，kN ·m；M 3
M 4
x o
M o3
M 3及M 4 为侧墙上、下加腋起点弯矩，kN ·m；-38.729
-30.048
1.641
9.444
M o3 为侧墙跨间最大弯矩，kN ·m； xo 为侧墙跨间最大弯矩位置，m 。
固端弯矩MF
弯矩(kN.m)
跨中（间）66.30289.242加腋起点
-9.2360.714-38.729-30.048164.452192.636-86.146106.82686.146
106.826
164.452
192.636
注：表中弯矩符号以使洞壁内侧受拉为正，外侧受拉为负；轴向力以压力为正，拉力为负。
以底板为例进行结构计算
e 0=M/N=0.835>
0.3h0=
0.135
属大偏心受压构件，计算如下(1)η值计算
9.444
剪力(kN)项目部位顶板底板轴向力(kN)
侧墙10.5c d f A N
ζγ=
2
100
01400
11ξξη???
??+
=h l h e
5、配筋计算
取1米板宽计算
式中
K —安全系数，取1.15；
f c —混凝土轴心抗压强度设计值，C25砼取12.5N/mm 2；f y —钢筋强度设计值，取300N/mm 2
；ξ—相对受压区计算高度；
顶部跨中配筋
底部跨中配筋
y
c s f bh f A 0
ξ=
5Φ16