涵洞计算书

涵洞计算书

一、计算条件

1、填土高度9米，洞顶至路面高度；

2、填土容重18KN/m3，钢筋混凝土容重25KN/m3；

3、填土内摩擦角取30°；

4、车辆荷载，按照公路一级，按照两车道计算车辆荷载（计算填土高9米的范围）；

二、盖板受力计算

1、盖板上填土重量

q土= r H b=18*9*1=162 KN/m

2、盖板自重

q自= r h b=25*0.52*1=13KN/m

3、车辆荷载

填土厚度大于0.5米，不计汽车冲击力，按照规范涵洞设计，使用车辆荷载计算不使用车道荷载。车辆荷载布置如下：

计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下作用30度角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外边的扩散线为准。

车辆荷载横向分布宽度为：

(0.6/2+9*tan30°)=5.493m>1.8m 车轮的压力扩散线相重叠，按照车轮的压力扩散线相重叠计算车辆荷载横向分布宽度。

a =(0.6/2+9*tan30°)×2+2×1.8+1.3=15.9m

车辆荷载纵向分布长度度为：

(0.2/2+9*tan30°) =5.293 <7m 小于两后轮距离，两后轮车轮的压力线不重叠。车辆荷载分布长度为：

b=(0.2/2+9*tan30°) *2+1.4=11.986 m

车辆荷载分布的压力强度为：

q车=G/a*b=(140+140)*2/15.9*11.986=2.94KN/m2（G为两辆车后轴载总和），填土较高车辆荷载影响不大。

4、盖板设计荷载

q设=1.2（q土+ q自）+1.4 q汽=1.2×（162+13）+1.4×2.94=214.12KN/m （板宽1米）

5、盖板作用于台帽的竖向力计算

N=1/2×L计×q设=1/2×（4+0.3 /2）×214.12=444.30KN

三、台身受力计算

1、土侧压力计算

1）、土体破坏棱体长度计算，按照规范

L0=H*tan(45°-φ/2)=(9+4.77)* tan(45°-30°/2)=7.95 m（大于两后轮距离，车辆两后轮作用于破坏棱体）

2）、车辆荷载换算成土层厚

h0=G/B L0r=2×(140+140+120)/（4.9×7.95×18）=1.14m

3）盖板中心点处土侧压力强度

e A=r ×H A×tan2(tan(45°-φ/2)

H A=9+0.052/2+1.14=10.4

e A=18×10.4×tan2 (45°-30°/2)=62.34KN/m2

4）基础中心点处土侧压力强度

e b=r ×H B×tan2 (45°-φ/2)

H B= H A+0.052/2+0.4+3.1+0.75=14.91

e B=18×14.91×tan2(tan(45°-30°/2)=89.37KN/m2

5）土侧压力作用弯矩计算

计算宽度取1m，受力简图如下：

用迈达斯计算跨中最大弯矩为：200KN M ，最大弯矩处距离A点2.35米。

最大弯矩处截面最大应力为379KN/m2，截面尺寸为1×1.78米。6）台身强度验算

台身按照压弯构件计算。

竖向荷载为盖板传递的竖向荷载、台帽自重及台帽顶土重、台身自重组成。

盖板传递的竖向荷载为：P1=444.3KN

台帽自重及台帽顶土重：P2=1.1×1×(9+1.14) ×18+(1.3×

0.92-0.3×0.52) ×25=200.6+28.45=210.57KN

台身自重：P3=（1.35+1.78）×（2.35-0.4-0.52/2）/2×25=71.40 KN 台身按照压弯构件计算,控制截面的应力为：

σ=P/A±M/W=(444.3+210.57+71.40)/（1×1.78）±379

拉应力为：29 KN/m2

压应力为：787KN/m2=7.87N/mm2

C15砼压应力设计值为6.9 N/mm2

C20砼压应力设计值为9.2 N/mm2

台身承载力不能满足。

四、基础受力计算

σ=P/A=（444.3+210.57+（1.35+2.12）/2×3.1×25+1.5×（2.12+1+1）×25）/((2.12+1+1) ×1)=（444.3+210.57+134+154）/((2.12+1+1) ×1) = 228 KN/m2=2.28 N/mm2C15砼压应力设计值为6.9 N/mm2

基础承载力应该满足要求。铺底作为台身的支撑，其断面尺寸及强度

等级不应减小。