箱涵结构计算书

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lo=8.0米， 净高ho=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度 h冰，填土的 内摩擦角小为24 , 土体密度” = m3,设箱涵采用c25混凝土（fcd=）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，结构重要性系数丫。=。地基为泥质粉砂岩，入=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

2、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 ）1685.00 p一、.一 一,、二屋公处下:w三於然h箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定 ep1顶板、底板厚度6= 100cm （g=50cm）二侧墙厚度 t = 100cm （g=50cm）二故 l p=l）+t=8+1=9m-h p=%+6 =+1=11.5m-ep2 1 l，| -d（二）荷载计算111、包载恒载竖向压力p= 丫1h+丫 2 6 = x +25x 12二m恒载水平压力顶板处：e pi = 丫 ihtan2(45 o-6 /2)=

3、x x tan2 (45o-24o/2 ) = kn/m2底板处：ep2=i (h+ h) tan2(45o-6/2) =x (+) x tan2 (45o-24o/2 )2二m2 、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，横向折减系数一个汽车后轮横向分布宽1.3m/22+ tan30 o= 2.38m1.8m/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=2+ tan30 o) x 2+22= 26.76m同

4、理，纵向分布宽度2+ tan30 o=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=2+ tan30 o) x 2+=5.6m车辆荷载垂直压力2q 车=(140x2x7)/ 义 x = kn/m2) 考虑按两车道( 2 辆车)分布，横向折减系数一个汽车后轮横向分布宽1.3m/22+ tan30 o= 2.38m1.8m/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=2+ tan30 o) x2+= 9.66m同理，纵向分布宽度2+ tan30 o=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=2+ tan30 o)

5、x2+=5.61m车辆荷载垂直压力 ，一 一 一、 .一 .2q车=(140x2x2)/ x x = kn/m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kn/m2 lp - 1.0 1.03 12故，车辆水平压力e 车=乂12口2 (45o-24o/2) = kn/m2(三)内力计算1、构件刚度比(单位长度)131.0 1.0311.5_入一9.02、节点弯矩和构件轴力计算mabi 口口 i i i i 口口 1 口 imac(1) a种荷载作用下(图1-2)涵洞四角节点弯矩:1 (p)l2maa= mb= mc = md= -? (k 112maamadna4n a1 = na

6、2=0,n a3=ni4= 2图1-2恒载(p= kn/m2)ma=197.72 9.02?1.28 11297.72 9.0na3= = knk= i1xhp = 车辆荷载(p= q= m2)_2ma=110.33 9.0？= m11.51.28 112z 10.33 9.0na3=mbbmbc(2) b种荷载作用下(图 1-3)ma= mb= mbc = md=-_2?(p)hp , 12(p)hpni = n2=p , nb3=n)4=0mbambd图1-3恒载(p= ep= m2)一 1.28 八ma=?1.28 130.6711.52 = m12z 30.67 11.5nd1=(3)

7、 c种荷载作用下(图1-4)图1-4m ca m cb hpnd2=p3nd3= nc4=0恒载(p= ep2-e p1 = m2)ma= md= -8 (3 1.28 8) ?011.52(1.28 1) (1.28 3)602106.48 11.52一 m601.28 (2 1.28 7)mb= mc= ?(1.28 1) (1.28 3)n31=106.48 11.56z 106.48 11.5nd2=364.5 294.3 = 198kn11.5364.5 294.3 =11.5（4） d种荷载作用下（图1-5）ma=-k(k 3)-26(k 4k 3)15kphp4mdbmdcmb=

8、-k(k 3)6(k2 4k 3)5k15k 53nd3mc=-k(k 3)6(k2 4k 3)-_ 25k 3 1 php .15k 5mdamd=-k(k 3)-26(k 4k 3)10k 2 1 .15k 5phpnd1=mddmdc , n d2=php- mdd mdc , nd3= nd4=-hphpmdb mdclp车辆荷载（p= 6车=kn/m2）k(k 3)1.28 (1.28 3)6(k2 4k 3)6 (1.2824 1.28 3)10k 210 1.28 2图1-54 nd4口 dmdd15k 55k 315 1.28 55 1.28 315k15 1.28 5ma=-

9、(0.09360.6116) 4.36 11.52mb=-(0.09360.3884) 24.36 11.5mc=-(0.09360.3884) 4.36 11.52md=-(0.09360.6116) 4.36 11.52z 74.84 69.64nji=nl2= x n d4=-42.59 69.649(5)节点弯矩和轴力计算汇总表如表1-1表1-1节点弯矩m(knm)构件轴力(kn)他致神尖abcd1234-289.3-189.76-364.5-289.3-189.76-294.3-289.3-189.76-294.3-289.3-189.76-364.5176.35198176.354

10、14.3439.74439.74-843.56-773.86-773.86-843.56374.35590.65-30.67-30.67-30.67-30.6712.5637.6946.62-12.4746.62-12.47车辆柿我-101.8942.59-69.6474.84-132.5611.92-100.3144.1734.1534.15(6)荷载效应组合，按公路桥涵设计通用规范第 4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合y osud= 丫 0 ( +) ( y 0=ma= x+x () = mmb= x+x () = mmc= x +x () = mmd= x +x () = mni=

11、 x +x ()=n2= x +x ()=n3= n4=x+x ()=3、构件跨中截面内力计算(1)顶板(图1-6)x= lp/2 =4.5mp=x +x = mnx= n1 =q *，*$_*，* n1n1mb bc mc n1xilp一n3n4i m图1-62m=m+nx-p x-= + x24 5245- n3=x (2)底板(图 1-7)232, _2、w=p+ q 车-丁 e 车hp = x+ x (9xx)3车+2- elp车h2 =x+x (+3/92xx)w2w1n2ma a“milx= l p/2 =4.5mn= n2 =n3lpmddn4mm= m+nx- w21 人-23

12、x6lp(w2-w1)_ + x 4.52+入24.53 *6 9图1-7()2 x m= wx+ 2lp(w2-w1)- n4 52x +- x2 9()n3mb(3)左侧墙(图1-8)bn1w= + e 车=x +xw2= + 车=x +xw2x= hp/2 = 5.75mman3图1-8n= n3 =m= m+nx- w2x123 x6hp(w2-w1)235.755.75()l；26 11.52m= wx+(w2-wi)- n2生5 752 i=x+x2 11.5()（4）右侧墙（图1-9）x= hp/2 = 5.75mw2 = = xnx= n =m= m+nx- wx2 x31(w

13、2-wl)2 6hp5 752 =+ x 5.7525 7537 ()6 11.52 x v1000 940满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.1.12条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条:x 10-3 f7 bh0= x 103x v125 x 1000 x 940= 2397kn t 0m=x =抗剪截面尺寸符合规定。x 10-3 a 2 ftd bh0= x 10-3 xxx 1000x 940= 丫 0 vl = x =仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l o=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h o=1.44m。含=m=7= 2.29mnd

14、466.8匠=垣二1 12, 12匕=也=i 0.433由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.10 条1 = + = + xh01.44，取 1 =i0 9.02二，h 1.54=1 +h。11400e0 hd 1.442 = 1+1400 2.29902 1.01.0 =由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.5 条e= e(+ -a = x + = 3.017m 2丫 one= fcdbx (ho- x) 2xx 103x 3017=x 1000x xx ( 1440 x) 2解彳3x = 88mm：七bh0= x 1440=806mm为大偏心受压构件。a= fc

15、d bx 0n d = 11.5 1000 88 1.0 466.8 103 = 1947mm fid280用 20100nmj际 as= 3140mm100as100 3140= bh01000 1440满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.1.12条的规定根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条：x 10-3 /fzt bh0= x 10-3 x 25 x 1000x 1440= 3672kn y om = x = 抗剪截面尺寸符合规定。 33x 10 a2ftdbho= x 10 xxx 1000x 1440= 丫 nd=x =仅需按构造设置抗剪钢筋。2.底板（a-d

16、）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。跨中l o=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h o=0.94m。e0=%nd= w=0.345m761.55._ bh2 = 1.021 一 ,.12 . 129.0i 0.2887由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 5.3.10条1 = +e!= + x 034”，取 尸ho0.94_ i0 9.02 -,h 1.04=1 +ho一 11400e0 h290901.0 1.0 =1.0由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 5.3.5条e= e e0+ -a = x +1 = 0.84m 22x、y ne= f cdbx (h0)2

17、xx 103x 840=x 1000xxx (940-) 2解彳xr x = 61mm：七bh0= x 940=,为大偏心受压构件。afcdbx0nd11.5 1000 61 1.0 761.55 1032a= -cd= -214.3mmfsd280按构造配筋用 16100m，世际a=100as _ 100 2009.6 _bh0 1000 940条的规定满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.1.12根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条：x 10-3 jft bh0= x 10-3 x v125 x 1000 x 940 cu, k= 2397kn t m=x =抗剪截

18、面尺寸符合规定。-3-3x 10 a 2 ftd bh0= x 10 xxx 1000x 940= 丫 0v1 = x =仅需按构造设置抗剪钢筋。节点10=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h 0=1.44m。eo=md1197.86-=1.57mnd761.55=i 0.4331.52 ,12由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.10 条1 = + 包=+ x 1 7 = ，取 1 =1.44l0 9.02二，h 1.54=1 +ho11400e0 hd 1.442 = 1+1400 1.572901.01.51.0 =由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.

19、5 条e= e e0+ -a = x +1.5 = 2.30m22丫 ne= f cdbx (h(r x)2xx 103x 2300=x 1000x xx ( 1440 x)2解彳3x=108mim：七h= x 1440= 806mm为大偏心受压构件。3,_ ，-2=1716mmafcdbxnd 11.5 1000 108 1.0 761.55 10as=fsd2802用 20100mm际 as= 3140mm100as100 3140=bh01000 1440满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.1.12条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条:x 10-3 j

20、f； bho= x 103 x 25 x 1000 x 1440= 3672kn t ovd=x =抗剪截面尺寸符合规定x 10-3 a 2 ftd bh0= x 10-3 xxx 1000x 1440= 丫 0vd = x =仅需按构造设置抗剪钢筋。3.左、右侧墙（b-a、c-d）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。跨中l 0=11.5m,h=1.0m,a=0.06m,h 0=0.94m。e0=mdnd711.37575.98=1.235mi底运=,12, 12l011.5、 i 0.2887由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 5.3.10条1=+且h01.235 _一 十 八一0.

21、94,取io 11.5 2=h 1.0刀=1+近-1400eo2l0d 0.94-1 2=1+h1400 1.23511.51.0 1.0 =1.0由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第 5.3.5条e= e eo+ -a = x +- = 1.764m 22x、丫 0nae= fcdbx （ho）2xx 103x 1764=x 1000x xx （940）2解彳3x = 100mm：己bh= x 940=,为大偏心受压构件。_ _ 3a = fcd bx0nd = 11.5 1000 100 1.0 575.98 10 =2050mmfsd280按构造配筋用 18100mt,他际as=

22、 2543mm100as100 2543 、=bh01000 940满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.1.12条的规定根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条：x 10-3 tfut bho= x 10-3 x 725 x 1000x 940= 2397kn t om=x =抗剪截面尺寸符合规定。x 10-3 a 2 ftd bho= x io-3 xxx 1000x 940= 丫 ovd = x =仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l o=11.5m,h=1.5m,a=0.06m,h o=1.44m。nd1.52 ,12i 二e0=%1197.86575.98=2.08mlo 11.5、i 0.4335.3.10 条由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第i = + = + xho2.08=，取 i =1.44lo 11.52二，h 1.5 e= e eo+ -a = x +!.? = 2.83m4=1 +ho1400e02lod 1.44-12-1+h1400 2.08.21151.01.51.0 =由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.5 条22x 、丫 one= fcdbx (ho-) 2xx 103x 2830=x 1000x xx ( 1440