箱涵结构计算书2

1、箱涵结构计算书一、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l0=8.0米，净高h0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度h=3.6米，填土的内摩擦角为24°，土体密度120.2kn/m3，设箱涵采用c25混凝土（fcd=11.5mpa）和hrb335钢筋(fsd=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01.0。地基为泥质粉砂岩，0380kpa，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 d60-20

2、04）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（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）箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度100cm（c1=50cm）侧墙厚度 t100cm （c2=50cm）故 lp=l0+t=8+1=9m hp=h0+=10.5+1=11.5m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p1h+220.2×3.6+25×197.72kn/m2 恒载水平压力 顶板处： ep11htan2(45o-/2) 20.2×3.6×tan2（45o-2

3、4o/2）30.67 kn/m2 底板处：ep21（hh）tan2(45o-/2)20.2×（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2） 137.15kn/m2 2、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0.55一个汽车后轮横向分布宽 1.3m/20.60/2+3.6 tan30o2.38m 1.8m/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=(0.60/2+3.6 tan30o

4、) ×2+2226.76m同理，纵向分布宽度0.25/2+3.6 tan30o=2.2m1.2m/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=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.6m车辆荷载垂直压力 q车=(140×2×7)/(26.76×5.6) ×0.55=7.20 kn/m22) 考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数1.0一个汽车后轮横向分布宽 1.3m/20.60/2+3.6 tan30o2.38m 1.8m/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=(0.60/2+3.

5、6 tan30o) ×2+4.99.66m同理，纵向分布宽度0.25/2+1.6 tan30o=1.05m1.2m/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=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.61m车辆荷载垂直压力 q车=(140×2×2)/(9.66×5.61) ×1.0=10.33 kn/m2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10.33 kn/m2。故，车辆水平压力 e车10.33×tan2（45o-24o/2）4.36 kn/m2(三)内力计算1、构件刚度比

6、(单位长度) k=××1.282、节点弯矩和构件轴力计算（1）a种荷载作用下（图1-2） 涵洞四角节点弯矩： maamabmacmad- na1=na2=0, na3=na4= 恒载（p97.72 kn/m2）maa=-289.30kn·mna3=439.74 kn车辆荷载（pq车= 10.33kn/m2）maa=-30.60kn·mna3=46.49kn（2）b种荷载作用下（图1-3）mbambbmbcmbd-nb1=nb2=, nb3=nb4=0恒载（pep130.67kn/m2）mba=-189.76kn·mnb1=176.35kn（3）

7、c种荷载作用下（图1-4）mcamcdmcbmccnc1=nc2=nc3= nc4=0恒载（pep2-ep1106.48kn/m2）mcamcd-364.5kn·mmcbmcc-294.30kn·mnc1=198knnc2=414.3kn（4）d种荷载作用下（图1-5）mda-·mdb-·mdc-·mdd-·nd1=, nd2=php-, nd3= nd4=-车辆荷载（pe车4.36 kn/m2）0.09360.61160.3884mda-（）·-101.89kn·mmdb-（）·42.59kn·

8、;mmdc-（）·-69.64kn·mmdd-（）·74.84kn·mnd1=12.56knnd2=4.37×11.5-12.56=37.69knnd3= nd4=-12.47kn（5）节点弯矩和轴力计算汇总表如表1-1(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 0sud0（1.2sgk+1.4sqk）(01.0) ma1.2×(-843.56)+1.4×（-132.56）-1197.86kn·m mb1.2×(-773.36)+1.4×（11.92）-

9、911.34kn·mmc1.2×(-773.36)+1.4×（-100.31）-1068.47kn·mmd1.2×(-843.56)+1.4×（44.17）-950.43kn·mn11.2×(374.35)+1.4×（12.56）466.8knn21.2×(590.65)+1.4×（37.69）761.55knn3 n41.2×(439.74)+1.4×（34.5）575.98kn3、构件跨中截面内力计算 （1）顶板（图1-6） x= lp/24.5mp=1.2&#

10、215;97.72+1.4×10.33131.73kn/mnx n1466.8knmxmb+n3x-p-911.34+575.98×4.5-131.73×346.80kn·mvxp·x- n3131.73×4.5-575.9816.805kn（2）底板（图1-7）w1p+ q车-e车1.2×97.72+1.4×（10.33-3/92×4.37×11.52）101.76kn/mw2p+ q车+e车1.2×97.72+1.4×（10.33+3/92×4.36×

11、11.52） 161.69kn/mx= lp/24.5mnx n2761.55knmxma+n3x- w1-(w2-w1)-1197.86+575.98×4.5-101.76× -×（161.69-101.76）262.60kn·mvxw1x+(w2-w1)- n3101.76×4.5+×（161.69-101.76）-575.98 -50.63kn（3）左侧墙（图1-8）w11.2ep1+1.4 e车1.2×30.67+1.4×4.3642.91kn/mw21.2ep2+ 1.4e车1.2×137.15

12、+1.4×4.36 170.68kn/mx= hp/25.75mnx n3575.98knmxmb+n1x- w1-(w2-w1)-911.34+466.8×5.75-42.91×-×（170.68-42.91）711.37kn·mvxw1x+(w2-w1)- n142.91×5.75+×（170.68-42.91）-466.8-36.40kn （4）右侧墙（图1-9）x= hp/25.75mw11.2ep11.2×30.6736.8kn/mw21.2ep21.2×137.15164.58kn/mnxn4

13、575.98knmxmc+n1x- w1-(w2-w1)-1068.47+466.8×5.75-36.8×-×（164.58-36.8） 655.22kn·mvxw1x+(w2-w1)- n136.8×5.75+×（164.58-36.8）-466.8-71.52kn（5）构件内力汇总表（表1-2）(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。(1)跨中 l0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 0.74m0.288731.1717.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.3.

14、10条10.2+2.70.2+2.7×2.321.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.061.0，取21.01+1+1.073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ee0+-a1.073×0.74+-0.061.234m0ndefcdbx（h0-）1.0×466.8×103×123411.5×1000×x×（940）解得x55mmbh00.56×940526.4mm，为大偏心受压构件。as591.78mm2用16100mm，实际as2009.6mm2 0.

15、210.2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5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×9402397kn0vd1.0×16.81kn16.81kn抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kn0vd1.0×16.81kn16.81kn仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=9.0m,h=1.5

16、m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 2.29m0.43320.7917.5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10.2+2.70.2+2.7×4.491.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.091.0，取21.01+1+1.016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ee0+-a1.016×2.29+-0.063.017m0ndefcdbx（h0-）1.0×466.8×103×301711.5×1000×x×（1440）解得x88mmb

17、h00.56×1440806mm，为大偏心受压构件。as1947mm2用20100mm，实际as3140mm2 0.2180.2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5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×14403672kn0vd1.0×575.98kn575.98kn抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×

18、1440 885.6kn0vd1.0×575.98kn575.98kn仅需按构造设置抗剪钢筋。2底板（a-d）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中 l0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 0.345m0.288731.1717.5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10.2+2.70.2+2.7×1.191.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.061.0，取21.01+1+1.16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ee0+-a1.16×0.345+-0

19、.060.84m0ndefcdbx（h0-）1.0×761.55×103×84011.5×1000×x×（940）解得x61mmbh00.56×940526.4mm，为大偏心受压构件。as-214.3mm2按构造配筋用16100mm，实际as2009.6mm2 0.210.2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5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×9402397kn0

20、vd1.0×50.63kn50.63kn抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kn0vd1.0×50.63kn50.63kn仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 1.57m0.43320.7917.5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10.2+2.70.2+2.7×3.141.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.0

21、91.0，取21.01+1+1.024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ee0+-a1.024×1.57+-0.062.30m0ndefcdbx（h0-）1.0×761.55×103×230011.5×1000×x×（1440）解得x108mmbh00.56×1440806mm，为大偏心受压构件。as1716mm2用20100mm，实际as3140mm2 0.2180.2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5.2.9

22、条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×14403672kn0vd1.0×575.98kn575.98kn抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×1440 885.6kn0vd1.0×575.98kn575.98kn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。(1)跨中 l0=11.5m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 1.235

23、m0.288739.8317.5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10.2+2.70.2+2.7×3.751.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.0351.0，取21.01+1+1.072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ee0+-a1.072×1.235+-0.061.764m0ndefcdbx（h0-）1.0×575.98×103×176411.5×1000×x×（940）解得x100mmbh00.56×940526.4mm

24、，为大偏心受压构件。as2050mm2按构造配筋用18100mm，实际as2543mm2 0.270.2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5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×9402397kn0vd1.0×71.52kn71.52kn抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kn0vd1.0×71.52kn71.52kn仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=11.5m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 2.08m0.43326.5617.5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10.2+2.70.2+2.7×4.11.0，取11.021.15-0.011.15-0.01×1.071.0，取21.01+1+1.029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ee0+-a1.029×2.08+-0.062.83m0ndef