管涵涵洞计算示例

管涵涵洞计算示例钢筋混凝土圆管涵直径1.0米，上部填土高度7.89米，土容重183/m3,管下粘土的［。］=120kPa,管壁厚0.10m,每节长1m,混凝土C15,y=24kN/m2,0钢筋为R235，涵洞洞底中心标高为26.5米，路线设计标高为26.5米。恒载计算填土垂直压力：q土=yxh=18X1.73=31.14kN/m2管节垂直压力：q自=yxt=24x0.10=2.4kN/m2,故q恒=q+q自=33.54kN/m2荷载计算按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)第4.3.1条和第4.3.2条规定，本设计采用车辆荷载，公路一I级和公路一II级荷载采用相同的车辆荷载标准，填料厚度等于或大于0.5m的涵洞不计冲击力。按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)第4.3.4条规定计算荷载分布宽度：一个后轮单边荷载横向分布宽度=(0.6/2+7.89xtan30。)=4.86m>1.3/2=0.65m且>1.8/2=0.9m,各轮垂直荷载分布宽度互相重叠故荷载横向分布宽度a应该按两辆车后轮外边全外边计算，即a=(06+1.73xtan30。)x2+(1.3+2x1.8)=7.498m2一个车轮的纵向分布宽度=02+1.73xtan30。=1.099m>1.4=0.7m2 2同理，纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b按两轮(后轮）外边全外边计算，即：b=（号+1.73xtan30。）x2+1.4=3.598mq=2X（2X140）=20.76Nm2汽车7.498x3.598管壁弯矩计算：忽略管壁环向压应力及径向剪应力N和吼仅考虑管壁上的弯矩，上部填土重产生的弯矩：M]=M2=M3=0.137q土R2（1-1）管壁自重产生的弯矩：M=0.304qR2;M=0.337qR2;M=0.369qR2;1 自重2 自3 自车辆荷载产生的弯矩：M]=M2=M3=0.137q汽车R2（1—九）式中：q土q自一填土、管壁自重产生的垂直压力；R一管壁中线半径；J土的侧压系数，X=tan2（45°-—）；2q一汽车荷载产生的垂直压力；1汽车因此，恒载产生的最大弯矩为：35。M恒=0.137x31.14x0.72[1-tan（45。-项）]+0.369x2.4x0.72=1.443-m35。M汽车=0.137x20.76x0.72[1—tan（45。一亏）]=0.668kN-m荷载组合：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）第4.3.6条进行作用效应组合，则承载能力极限状态组合：M=1.2M恒+1.4M汽车=1.2x1.44+1.4x0.668=2.663kNm正常使用状态极限状态组合：短期组合 M=M恒+0.7M汽车=1.44+0.7x0.668=1.908kN・m长期组合 M=M恒+0.43汽汽车=1.44+0.4x0.668=1.707kNm管节处预留接缝宽1cm，故实际管节长99cm，承受1m长度内的荷载，考察任一位置都可以承受正、负弯矩，布置双层钢筋°10@100cm。由《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)第5.2.2条中公式按单筋截面(不考虑受压钢筋)计算：x="5x('°乂7&5)_22.41mmh=100-25=75mm6.9x990 0h5_75x0.62_46.5>22.41mm00符合《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)第5.2.2.3条规定的一x一 一22.41fbx(h0--)_6.9x990x22.41x(75-—^-)=9.77kN-m〉2.663kN-m截面强度满足要求。由《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)第6.4.3条和第6.4.4条规定，q=心短_——1.908x106——_3725MPa短0.87Ah。0.87x78.5x10x7510x78.5_0.0106990x754=1.4(光面钢筋)C2=1+0.5x(1.908/1.707)=1.559C3=1.15C£C31短(30+d) 1.4x1.559x1.1537.25(30+10)Wtk b = 2.1x105 =0.05mmV0.2Wtk0.28+10p 0.28+10x0.0106满足规范第6.4.2条规定。7.基底应力验算：按《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)第2.1.4条，本题地基土承载力不做修正，即[b]=[b0].本题基础按承受中心荷载计算：d