6米净跨径明盖板涵整体计算

1、6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/20136米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1. 设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：Lo=6m 单侧搁置长度：0.40m；计算跨径：L=6.4m；盖板板端厚di=50cm盖板板中厚d2=50cm盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=6cm混凝土强度等级为C30;轴心抗压强度fcd=13.8Mpa；轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa； 主拉钢筋等级为HRB335抗拉强度设计值fsd=280Mpa主筋直径为28mm外径为30mm共12根，选用钢筋总面积 A=0.007390m2涵顶铺装厚Hi=10cm 涵顶表处厚Hj=10cm333盖

2、板容重丫 1=25kN/m ； 涵顶铺装容重丫 2=25kN/m ； 涵顶铺装容重丫 3=23kN/m根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定: 盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力2. 外力计算1) 永久作用(1) 涵顶铺装及涵顶表处自重q=(yH+yHQ b=(25 >0.10+23 >0.10) X).99=4.75kN/m(2) 盖板自重g=y (d 1+ck) b/2/100=25 >50+50) >0.99/2 /100=12.38kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)根据公路桥涵设计通用

3、规范(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定: 车辆荷载顺板跨长La=0.2m车轮重P=70kN根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中432关于汽车荷载冲击力的规定: 汽车荷载的局部加载，冲击系数采用1.3车轮重压强p=1.3P/La=1.3 X70/0.20=455.00kN/m3. 内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M 1=(q+g) L2/8=(4.75+12.38)>6.4 2/8=87.69kNm边墙内侧边缘处剪力V 1=(q+g) LJ2=(4.75+12.38)>6/2=51.38kN2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯

4、矩M2=p La (L/2-0.7)=455.00X).20 >6.40/2-0.7)=227.50kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p La (LoLa/2)/L 0+p La (L 0-1.5)/L 0=455.00X).20 >6.00-0.20/2)/6.00+455.00X).20 X；6.00-1.5)/6.00=157.73kN3) 作用效应组合根据公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定:跨中弯矩Yd=0.9(1.2M 1+1.4M2)=0.9>1.2 >87.69+1.4 X227.50)=381.36kNm边墙内侧

5、边缘处剪力Yd=0.9(1.2V 1+1.4V2)=0.9>1.2 >51.38+1.4 X157.73)=254.24kN4. 持久状况承载能力极限状态计算截面有效咼度 h o=d1-c-3/2=50-6-1.500=42.5cm=0.425m1）砼受压区咼度x=fsd A/f cd/b=280 >0.007390/13.8/0.99=0.151m根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中5.2.1关于相对界限受压区高度E b的规定：HRB335钢筋的相对界限受压区高度E b=0.56。x <E b ho=0.56 X）.425=0.23

6、8m砼受压区高度满足规范要求2）最小配筋率根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定：P=100As/b/h 0=1.76，不小于 45ftd/f sd=0.22,同时不小于 0.2主筋配筋率满足规范要求3）正截面抗弯承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定：fcd b x（ho-x/2）=13.8 X1000X）.99 >0.151（0.425-0.151/2）=722.68kNm丫 oM=381.36kNm正截面抗弯承载

7、力满足规范要求4）斜截面抗剪承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中5.2.9关于抗剪截面验算的规定：0.51X0-3 f cu,k0.5 b ho=0.51 X0-3 X30°.5 X990X425=1175.32kN丫 oVd=254.24kN抗剪截面满足规范要求。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定：对于板式受弯构件，公式可乘以1.25提高系数1.25X0.5 X10-3 - 2*td b ho=1.25 X0.0005 X1X1.39 X0.99 X

8、1000X0.425 X1000=365.53kN丫 oVd=254.24kN可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中9.3.13构造要求配置箍筋5. 裂缝宽度计算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004）中6.4关于裂缝宽度验算的规定：环境类别为I类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mm作用短期效应组合M s=1.0Mi+0.7M2=1.0X87.69+0.7 X227.50=246.94kNm作用长期效应组合M i=1.0Mi+0.4M2=1.0X87.69+0.4 X227

9、.50=178.69kNm受拉钢筋的应力s=M/0.87/A s/h °=246.94/0.87/0.007390/0.425=90.38Mpa作用长期效应影响系数C 2=1+0.5M/Ms=1+0.5 X178.69/246.94=1.36裂缝宽度W fk=G C2G ssr(30+d)/E s/(0.28+10 )p5=1X1.36 X1.15 >90.38 30+28)/2.00 ><10/(0.28+10 >0.0176)=0.09mm< 0.20mm裂缝宽度满足规范要求二.台身及基础计算1. 设计资料基础为整体式，基础襟边 C1=0.20m台身

10、宽C2=1.15m 基础宽C3=4.35m 背墙宽C4=0.75m 搭接宽度C5=0.40m 基础高度为0.60m,铺底厚为0.00m 涵洞净高H0=5.00m 计算高度H1=5.25m 基础顶深H2=5.70m台身容重为23kN/m3 ,基础容重为23kN/mi，铺底容重为23kN/mi台身轴心抗压强度fcd=5.87Mpa,台身弯曲抗拉强度ftmd=0.66Mpa,台身直接抗剪强度 fvd=1.32Mpa地基承载力容许值为150kPa,回填土的内摩擦角为30°将台身简化为上端铰支、下端固结模型，取台宽b=0.99m进行计算第5页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/2013第

11、#页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/20132. 台身验算1）水平力第#页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/2013第6页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/2013第#页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/2013第#页共9页6米净跨径明盖板涵整体计算4/17/2013车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度 I o=(H1+d/2+O.1O+O.1O)*tan(45。-30 °/2)=3.29m计算长度B=5.50mBi.y=560/5.50/3.29/18=1.72m土的侧压力系数A = tan(45°-2=tan2(45。-30 72)=0.33

12、33q 1=(0.10+0.10+h+d 1/2)b 18-=(0.10+0.10+1.72+0.25)X).99 >0.3333 X18=12.88kN/mq 2=(0.10+0.10+h+H0+0.00/2+d 1) b 18 =(0.10+0.10+1.72+5.00+0.00+0.50)X).99 X).3333 X8=44.07kN/mA端处弯矩虫厂竺(盹乃J=-101.69kNmA端处剪力Qa =如禺_ (如-如)禺_A =(初+16如)码26 瓦""40=107.76kN最大弯矩位置X0的计算=5.94kN/m"P=3.09m最大弯矩计算胚MK

13、 ="上+QAXg -号卅+ 8爲"君=50.12kNm2)竖向力当xo=3.O9m时，台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩名称竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P158.23-0.38-21.84P23.560.200.71P38.540.201.71P450.070.000.00E P120.40E M=-19.423) 截面验算 作用效应组合YM=0.9 X (1.2 XEM+1.4X Mk)=42.18kNm讥=0.9 X 1.2 XE P=130.03kNYd=0.9 X1.4 X=135.78kN偏心矩ee= yM/ y)M=0.324m(1) 偏心受

14、压承载力验算现根据公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）中条文4.0.6、4.0.7 计算偏心受 压构件承载力影响系数弯曲平面内的截面回旋半径i x=0.289 >4）=0.2861i y=0.289 XC2=0.3324构件长细比，其中长细比修正系数丫B取1.3，构件计算长度I。取0.7H仁3.68m=4.1071=4.7709x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中m取8.0 , a取0.002典=71十（亠尸1 +曲（氏-3）1+1一第（宀许=0.4967趴=71 +1 +昭（0厂现1+1一第（丿0幼几=0.9834砌体偏心受压构件承载力影响系数+一1=0.4925

15、构件截面面积 2A=C2*b=1.1385m由公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定, 现偏心矩e=0.324m,小于等于0.6 X 0.5 x C2=0.34m,所以现根据公路圬工桥涵设计 规范(JTG D61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力=3291.49kN 丫 oN=130.03kN偏心受压承载力满足要求(2) 正截面受弯承载力验算构件受拉边缘的弹性抵抗矩W=b C力6=0.2182现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承 载力W ftmd=144.02kNm丫 oM=42.18kNm正截面受弯承载力满足要求(3) 直接受剪承载力验算现根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载 力，其中卩 f=0.7, M=201.26kN必十肓均=1603.45kN 丫 0Vd=135.78kN直接受剪承载力满足要求3. 基底应力验算基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表，其中P9汽是由车辆荷载所产生的盖板支 点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应