自己编制的表格-两孔箱涵(结构、配筋、裂缝、基底应力)箱涵结构计算(恒载+活载)

1、第 1 页，共 45 页钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 箱箱 涵涵 结结 构构 设设 计计一 、 设 计 资 料1 1、孔孔径径及及净净空空净净跨跨径径L L0 = = 9.19.1m m净净高高h h0 = = 5.45.4m m孔孔数数m m= =2 22 2、设设计计安安全全等等级级一一级级结结构构重重要要性性系系数数r r0 = =1.11.13 3、汽汽车车荷荷载载荷荷载载等等级级公公路路 级级4 4、填填土土情情况况涵涵顶顶填填土土高高度度H H = =2.12.1m m土土的的内内摩摩擦擦角角 = =3030填填土土容容重重1 = =1818kN/mkN/m3地地基基容容许许承承载

2、载力力0 = =200200kPakPa5 5、建建筑筑材材料料普普通通钢钢筋筋种种类类HRB400HRB400主主钢钢筋筋直直径径2222m mm m钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度设设计计值值f fy = =360360MPaMPa涵涵身身混混凝凝土土强强度度等等级级C C3030涵涵身身混混凝凝土土抗抗压压强强度度设设计计值值f fcd = =14.314.3MPaMPa涵涵身身混混凝凝土土抗抗拉拉强强度度设设计计值值f ftd = =1.431.43MPaMPa钢钢筋筋混混凝凝土土重重力力密密度度2 = =2525kN/mkN/m3基基础础混混凝凝土土强强度度等等级级C C2020混混凝凝土土

3、重重力力密密度度C = =23.523.5kN/mkN/m3二 、 设 计 计 算(一)截面尺寸拟定 ( (见见图图L-01)L-01)顶顶板板厚厚度度11 = =0.80.8m m底底板板厚厚度度11 = =1 1m m第 2 页，共 45 页C C1 = =0.40.4m m侧侧墙墙厚厚度度t t = =1 1m mC C2 = =0.40.4m m中中墙墙厚厚度度tt = =0.80.8m m横横梁梁计计算算跨跨径径L LP = = L L0+ +( (t t+t+t）/2/2 = =1010m mL L = = 2L2L0+2t+t+2t+t = =2121m mL1=L1=1010m

4、 m侧侧墙墙计计算算高高度度h hP = = h h0+ = =6.26.2m mh h = = h h0+ +（1+21+2） = =7.27.2m m基基础础襟襟边边c c = =0.10.1m m基基础础高高度度d d = =0.30.3m m基基础础宽宽度度B B = =21.221.2m m土土压压力力分分项项系系数数3=3=1.11.1自自重重分分项项系系数数4=4=1.051.05(二)荷载计算1 1、恒恒载载恒恒载载竖竖向向土土压压力力q q恒土 =3=3 1H H = =41.5841.58kN/mkN/m2顶顶板板自自重重q q恒自 =4=4 211 = =21.0021.

5、00kN/mkN/m2恒恒载载水水平平压压力力顶顶板板（顶顶板板底底面面）处处e eP1 =3=3 1（H+1H+1）tantan2(45-/2)(45-/2) = =19.1419.14kN/mkN/m2图图 L-01L-01底底板板（底底板板顶顶面面）处处e eP2 =3=3 1(H+h0+1)tan(H+h0+1)tan2(45-/3)(45-/3) = =54.7854.78kN/mkN/m22 2、活活载载汽汽车车后后轮轮着着地地宽宽度度0.6x0.2m,0.6x0.2m,后后轮轮分分布布间间距距1.4x1.8m,1.4x1.8m,由由公公路路桥桥涵涵设设计计通通用用规规范范(JTG

6、(JTG D602004)D602004)第第4.3.44.3.4条条规规定定，按按3030角角向向下下分分布布。一一个个汽汽车车后后轮轮横横向向分分布布宽宽a=2Htan30+a=2Htan30+（0.2+1.40.2+1.4）= =4.0254.025m m同同理理，纵纵向向，汽汽车车后后轮轮纵纵向向分分布布宽宽度度a=2Htan30+a=2Htan30+（0.6+1.80.6+1.8）= =4.8554.855m mG G = =280280kNkN车车辆辆荷荷载载垂垂直直压压力力q q车 = = G/(ab)G/(ab) = =14.3314.33kN/mkN/m2车车辆辆荷荷载载水水

7、平平压压力力e e车 = = q q车tantan2(45-/2)(45-/2) = =4.784.78kN/mkN/m2第 3 页，共 45 页垂垂直直与与顶顶板板的的均均布布荷荷载载总总和和q2=qq2=q恒恒土土+ +q q恒恒自自+ +q q车车= =7 76 6. .9 91 1kN/mkN/m2底底板板底底面面的的均均布布荷荷载载总总和和q1=qq1=q恒恒土土+q+q恒恒自自+q+q车车+ +（2t+t2t+t）*h0*2*h0*2）/L=/L=9 94 4. .9 91 1kN/mkN/m2恒恒载载顶顶板板均均布布荷荷载载q2q2恒恒= =6 62 2. .5 58 8kN/m

8、kN/m底底板板q1q1恒恒=q2=q2恒恒+ +（2t+t2t+t）*h0*2*h0*2）/L=/L=8 80 0. .5 58 8kN/mkN/mq3q3恒恒= =1 19 9. .1 14 4kN/mkN/mq4q4恒恒= =5 54 4. .7 78 8kN/mkN/m恒恒载载+1.2+1.2活活载载顶顶板板均均布布荷荷载载q2q2恒恒+ +活活= =q2q2恒恒+q+q车车7 79 9. .7 78 8kN/mkN/m底底板板q1q1恒恒+ +活活=q=q1 1恒恒+q+q车车9 97 7. .7 78 8kN/mkN/mq3q3恒恒+ +活活= =q3q3恒恒+e+e车车2 24

9、4. .8 87 7kN/mkN/mq4q4恒恒+ +活活= =q4q4恒恒+e+e车车6 60 0. .5 51 1kN/mkN/m恒恒载载计计算算 双双孔孔箱箱涵涵设设计计基基本本资资料料表表底板均布q1顶板均布q2侧墙上 q3 侧墙下 q4板跨长L1(m) 80.5862.5819.1454.7810 墙跨长L2 (m)底板厚d1 (m)顶板厚d2 (m)侧墙厚d3 (m)隔墙厚d4 (m)加腋尺寸6.20.8110.80.4 注注：下下表表计计算算数数据据随随本本表表数数据据改改变变而而改改变变; ;荷荷载载指指向向涵涵内内为为正正。 双双孔孔箱箱涵涵弯弯矩矩分分配配表表 弯矩单位：k

10、Nm 结点D BAC杆端DBBDBAABACCA劲度 K0.0170666670.053763441 0.053763440.033333333分配系数0.240952150.75904785 0.617283950.382716049固端弯矩MF-671.5671.5-129.81188106.97852-521.5521.5127.9387284 255.877457158.644023279.3220116-80.67401428-161.3480286-508.2788198 -254.1394178.43808948 156.87617997.2632309548.63161548-

11、9.449913136-18.89982627-59.53826321 -29.7691329.188003581 18.376007211.393124445.69656222-1.106934607-2.213869214-6.974134368 -3.4870672第 4 页，共 45 页2.152510611.334556577弯矩合计-762.730862489.0382759-489.0382759 252.865065 -252.8650648655.1501893 注注：本本表表数数据据随随基基本本资资料料表表中中数数据据改改变变而而改改变变。 剪力、跨间及加腋起点截面弯矩表Q

12、BDQDBQACQCAQABQBA-375.5307414430.2692586272.6714876-353.1285124-58.069547171.0824534M底左M底右M顶左M顶右M上M下-183.6955087-444.3010551-54.75347478-362.6794281-209.0526-369.2113842Xo1Mo1Xo2Mo2Xo3Mo35.339653247386.01345984.357166628341.17248813.9358649-181.566454注注：本本表表数数据据随随基基本本资资料料表表中中数数据据改改变变而而改改变变；QBD、QDB、Q

13、AC、QCA、QAB、QBA为为杆杆端端剪剪力力，kN；M底左、M底右、M顶左、M顶右、M上、M下为为各各加加腋腋起起点点截截面面弯弯矩矩，kNm；Xo1、Xo2、Xo3为为跨跨间间最最大大弯弯矩矩截截面面位位置置，m；Mo1、Mo2、Mo3为为跨跨间间最最大大弯弯矩矩，kNm 。恒恒载载( (覆覆土土重重+ +自自重重）顶板底底板板侧墙弯矩（KNm）跨间341.17386.01386.01-181.57加腋起点左- -5 54 4. .7 75 5左- -1 18 83 3. .7 70 0上上-209.05右- -3 36 62 2. .6 68 8右- -4 44 44 4. .3 30

14、 0下下-369.21剪力（KN）左2 27 72 2. .6 67 7左- -3 37 75 5. .5 53 3上上-58.07右- -3 35 53 3. .1 13 3右4 43 30 0. .2 27 7下下171.08轴向力（KN）58.07171.08171.08上上272.67272.67下下375.53375.53恒恒载载+ +活活载载计计算算 双双孔孔箱箱涵涵设设计计基基本本资资料料表表底板均布q1顶板均布q2侧墙上 q3 侧墙下 q4板跨长L1(m) 97.7879.7824.8760.5110 墙跨长L2 (m)底板厚d1 (m)顶板厚d2 (m)侧墙厚d3 (m) 隔

15、墙厚d4 (m)加腋尺寸6.210.810.80.4 注注：下下表表计计算算数数据据随随本本表表数数据据改改变变而而改改变变; ;荷荷载载指指向向涵涵内内为为正正。固端弯矩MF第 5 页，共 45 页 双双孔孔箱箱涵涵弯弯矩矩分分配配表表 弯矩单位：kNm 结点D BAC杆端DBBDBAABACCA劲度 K0.0333333330.053763441 0.053763440.017066667分配系数0.3827160490.617283951 0.759047850.24095215固端弯矩MF-814.794112814.794112-148.1726322 125.339272-664.

16、794112664.794112204.7360183 409.472037129.982803364.99140163-166.7412496-333.4824992-537.8749988-268.9375102.0682154 204.13643164.8010685932.4005343-19.53157208-39.06314417-63.00507123 -31.50253611.95596597 23.91193197.5906036763.795301838-2.287870031-4.575740063-7.380225908-3.6901132.800972310.8891

17、40649弯矩合计-1003.354804437.6727285-437.6727285 461.530496 -461.5304958765.9813498 注注：本本表表数数据据随随基基本本资资料料表表中中数数据据改改变变而而改改变变。 剪力、跨间及加腋起点截面弯矩表QBDQDBQACQCAQABQBA-432.3082597545.4446747368.4313818-429.3215526-117.7785146.9104429M底左M底右M顶左M顶右M上M下-88.19428865-598.2871579-192.3134843-411.9009463-375.75719 -329.

18、2621655Xo1Mo1Xo2Mo2Xo3Mo35.578553186518.04126024.618364482389.24470822.80025171 -242.4981715注注：本本表表数数据据随随基基本本资资料料表表中中数数据据改改变变而而改改变变；QBD、QDB、QAC、QCA、QAB、QBA为为杆杆端端剪剪力力，kN；M底左、M底右、M顶左、M顶右、M上、M下为为各各加加腋腋起起点点截截面面弯弯矩矩，kNm；Xo1、Xo2、Xo3为为跨跨间间最最大大弯弯矩矩截截面面位位置置，m；Mo1、Mo2、Mo3为为跨跨间间最最大大弯弯矩矩，kNm 。恒恒载载+ +活活载载第 6 页，共

19、 45 页顶板底底板板侧墙弯矩（KNm）跨间389.24518.04518.04-242.50加腋起点左- -1 19 92 2. .3 31 1左- -8 88 8. .1 19 9上上-375.76右- -4 41 11 1. .9 90 0右- -5 59 98 8. .2 29 9下下-329.26剪力（KN）左3 36 68 8. .4 43 3左- -4 43 32 2. .3 31 1上上-117.78右- -4 42 29 9. .3 32 2右5 54 45 5. .4 44 4下下146.91轴向力（KN）117.78146.91146.91上上368.43368.43下下

20、432.31432.311 1、顶顶板板(A-BB-E)(A-BB-E)钢钢筋筋按按左左、右右对对称称，用用最最不不利利荷荷载载计计算算。( (1)1)跨跨中中l l0 = = 10.0010.00 m m ，h h = = 0.800.80 m m ，a a = = 0.060.06 m m ，h h0 = = 0.740.74 m m ，b b = = 1.001.00 m m ，安安全全系系数数K=K=1 1. .3 35 5M Md = =5 52 25 5. .4 48 8 k kN Nm m ，N Nd = = 159.00159.00 kNkN， V Vd = = -579.58

21、-579.58 kNkNe e0 = = M Md/N/Nd = =3.3053.305m mi i =h/12=h/121/2 = = 0.2310.231m m长长细细比比l l0/i/i = =43.3043.30 17.517.5由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范(JTG(JTG D622004)D622004)第第5.3.105.3.10条条1 = = 0.2+2.7e0.2+2.7e0/h/h0 = =12.27512.275 1.01.0 ，取取1 = = 1.001.002 = = 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h

22、/h = =1.0251.025 1.01.0 ，取取2 = = 1.001.00 = = 1+(l1+(l0/h)/h)212h h0/1400e/1400e0 = =1.0251.025由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范(JTG(JTG D6D622004)22004)第第5.3.55.3.5条条e e = = ee0+h/2-a+h/2-a = =3.7263.726m mr r0N Nde e = = f fcdbx(hbx(h0-x/2)-x/2)6 65 51 1. .7 75 5 = =1 14 43 30 00 0 x x( (

23、 0.74-x/2)0.74-x/2)解解得得x x = =0.0640.064 m mbh h0 = =0 0. .5 53 3 0.740.74 = =0.3920.392 m m故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。 A As = = (f(fcdbx-rbx-r0N Nd)/f)/fsd = =0.002075730.00207573m m2= = 2075.72075.7m mm m2第 7 页，共 45 页 = = 100A100As/(bh/(bh0) ) = =0.280.28 % % 0.20.2 % %符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵

24、设设计计规规范范(JTG(JTG D622004)D622004)第第9.1.129.1.12条条的的要要求求。选选用用 2222 180180 mmmm，实实际际 A As = =2111.82111.8m mm m20.07N+0.7ftbh00.07N+0.7ftbh0 = =750.9750.9 kNkN r r0V Vd = =637.5637.5 kNkN故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范(JTG(JTG D622004)D622004)第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。不不需需要要进进行行抗抗剪剪承

25、承载载力力计计算算(二)基底应力验算1 1、完完建建无无水水无无车车工工况况 荷荷载载计计算算 ( (取取单单位位涵涵长长计计算算) )取取一一个个车车道道宽宽度度3.5m3.5m作作为为分分析析对对象象，一一级级公公路路，一一辆辆车车550KN,550KN,作作用用范范围围15mx2.5m15mx2.5m，箱箱涵涵长长21m21m，最最多多一一辆辆车车加加两两个个后后轴轴重重280280箱箱重重力力P P箱 = = 222(L+0.5h0(2t+t)/2+2C(L+0.5h0(2t+t)/2+2C1C C2) ) = =1402.01402.0kNkN基基础础重重力力P P基 = = 3Bd

26、Bd = =149.5149.5kNkN填填土土重重力力P P土 = = 1HLHL + + 1(H+h)*2c(H+h)*2c = =827.3827.3kNkN基基底底应应力力 = = G/BG/B = =112.2112.2kPakPa2 2、正正常常运运行行期期（常常水水位位1.5m1.5m）车车辆辆荷荷载载P P车车=q=q车车B=B=3 30 03 3. .8 8kNkN箱箱涵涵内内水水重重P P水 = = 水(2L(2L0*3-4C*3-4C1C C2) ) = =5 52 28 8. .8 8kNkN箱箱涵涵浮浮力力P P浮 = = 水hB=hB=8 83 31 1. .0 0

27、kNkN基基底底应应力力 = = G/BG/B = =112.3112.3kPakPa第 8 页，共 45 页第 9 页，共 45 页第 10 页，共 45 页第 11 页，共 45 页第 12 页，共 45 页第 13 页，共 45 页第 14 页，共 45 页承承载载能能力力极极限限状状态态弯矩设计值M（KN*m）轴向力设计值N（KN）K K截面宽度b(mm)5671541.351000砼保护层厚度a0(mm)fc(N/mm2)fy（fy）(N/mm2)钢筋弹性模量Es(N/mm2)5014.3360200000受拉钢筋最小配筋率min(%)受压钢筋最小配筋率min(%)选用受拉钢筋直径（

28、mm）选用受压钢筋直径（mm）0.20.152222asas截面有效高度h0(mm)相对界限受压区计算高度b61619390.517647059截面曲率影响系数1截面曲率影响系数2偏心距增大系数判断大、小偏心受压111大大偏偏心心受受压压1.1.大大偏偏心心受受压压构构件件配配筋筋计计算算第一步轴向力至受拉钢筋距离e（mm）假定砼受压区高度X=bh0sbAs4120.818182486.07058820.38366782-12594.2797按最小配筋率计算As是否满足要求1408.5不满足要求，进行第二步计算第二步实际配筋Assfcbh，须对As进行复核对As进行复核计算实际配筋As1878

29、无需复核-21994.0581514752按规范附录D查XAs0.015482920.2187.8-4469.854954抗抗剪剪承承载载力力验验算算弯矩设计值M（KN*m）轴向力设计值N（KN）K剪力（KN)5671541.35340混凝土的抗剪承载力Vc(KN)0.07N(KN)KV(KN)是否需要抗剪验算9399.3910.78459不需要抗剪验算裂缝宽度允许值0.25截面高度h(mm)杆件长度mm100011100构件计算长度l0（mm）5550轴向力偏心距e0（mm）3681.818182As6136.024221X2as受压钢筋未达到屈服强度10.067947068按最小配筋率配筋

30、As1408.5承承载载能能力力极极限限状状态态1.1.大大偏偏心心受受压压构构件件配配筋筋计计算算第一步第二步2.2.小小偏偏心心受受压压构构件件配配筋筋计计算算对不允许出现裂缝的钢筋混凝土构件进行抗裂验算限裂计算-大偏压（杆件结构）按荷载标准值计算的弯矩Mk（KN*m）按荷载标准值计算的轴力Nk（KN）截面宽度b(mm)5671541000构件计算长度l0（mm）选用受拉钢筋直径d(mm)选用受拉钢筋根数5550256.67砼保护层厚度a0(mm)综合影响系数钢筋弹性模量Es(N/mm2)502.1200000as截面有效高度h0(mm)受拉钢筋截面面积As62.5937.53274.12

31、8538轴向力偏心距e0（mm）偏心距增大系数sNk距受拉钢筋合力点距离e（mm）3681.81818214119.318182有效受拉混凝土截面面积Ate（mm2）As/Ate纵向受拉钢筋最小配筋率te1250000.0261930280.03裂缝宽度允许值0.25截面高度h(mm)钢筋间距按150mm考虑1000纵向受拉钢筋应力sk(N/mm2)192.226529As合力点距受压合力点距离z（mm）809.7980083最大裂缝宽度max（mm）0.2792090330.279209033限裂计算-大偏压（杆件结构）只考虑自重和土重（完建期）配筋裂缝宽度mm基底应力kPa顶板251500.27124.8底板251500.21侧墙251500.18只考虑自重和土重+车辆荷载（正常运行期）配筋裂缝宽度mm基底应力kPa顶板251500.27120.8底板251500.27侧墙251500.21(1)跨中l0 =9.10