礼慈路道路及配套工程箱涵结构计算书

PAGEPAGE65目录10639一、设计资料 219632二、设计依据 226934三、箱涵典型断面计算 231447四、箱涵基底换填计算 4礼慈路道路及配套工程箱涵结构计算书一、设计资料混凝土：C30P10抗渗混凝土；箱涵：覆土厚度≤15.0m，箱涵段位置详水施总平面图。作用在箱涵顶的荷载除覆土外，作用在其上的活荷载按城市-A级考虑。二、设计依据1、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）4、《地基基础设计规范》（GB50007—2011） 5、《土木工程特种结构》 三、箱涵典型断面计算（1）构造型式及尺寸涵洞采用单箱单室箱涵，室内净空为3.5×4.0m，箱涵顶板及底板厚为0.7m，侧墙厚为0.6m，侧墙与顶、底板相交处设置0.35x0.35m的倒角。以使侧墙刚度与顶底板刚度相当。2）设计参数沿箱涵纵向取1m结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型：顶板覆土： 最大覆土厚度为15m，土的容重取20KN/m3:q=20*15=300kN/m2车辆荷载：车辆荷载换算成2.0m厚覆土考虑:q=1.0*20*2.0=40kN/m2土的侧压力：作用在箱涵侧墙的土侧压力按下式计算：q=K（rh1+rh2）其中:K：为土的静止土压力系数,取0.5；r：土的容重(20KN/m2)；h1：计算截面距离地面的深度；h2：车辆荷载的换算覆土厚度；（3）内力计算计算简图及结构内力见下列附图：（4）计算结果根据以上内力计算结果，对弯矩最大、最小截面进行裂缝宽度验算，按裂缝宽度0.2mm进行控制，截面验算结果如下表：截面位置弯矩（kN-m）板厚度(mm)计算配筋面积(mm2)配筋裂缝宽度（mm）顶板跨中322.47004909E25@1000.1支座-3927004909E25@1000.12侧墙跨中1306001900E22@2000.12支座-397.27004909E25@1000.13底板跨中317.27004909E25@1000.1支座-397.27004909E25@1000.13注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。由上述计算可知，设计满足规范要求。四、箱涵基底换填计算计算断面采用箱涵基底换填断面，采用级配碎石换填，换填深度1.5米一、设计资料1.1地基处理方法：换填垫层法1.2基础参数： 基础类型：条形基础 基础宽度B：4.50m 基础覆土容重：20.00kN/m31.3荷载效应组合： 标准组合轴力Fk：100kN/m 标准组合弯矩Mx：0kN·m/m 准永久组合轴力F：100kN/m1.4垫层参数： 垫层厚度：1.50m 顶面宽度B1：4.50m 底面宽度B2：8.00m 承载力特征值：200.00kPa 压缩模量：20.00MPa 垫层的压力扩散角：20.00° 压力扩散角：0.00°1.5地基处理设计依据 《建筑地基处理技术规范》 （JGJ79-2002J220－2002） 《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002）1.6土层参数: 天然地面标高：0.00m 水位标高：-8.00m 基底标高：-5.00m土层参数表格层号土层名称厚度m容重kN/m3压缩模量MPa承载力kPad侧摩阻力kPa桩端阻力kPa1粉质粘土10.0018.0020.00120.001.0020.001000.00注:表中承载力指原始土层承载力特征值(kPa)、d基础埋深的地基承载力修正系数桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)二、垫层地基承载力验算 经处理后的地基，当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时，一般宽度不作修正，即基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础深度的地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后复合地基承载力特征值fa为 fa=fspk+0(d-0.50) 上式中0为基底标高以上天然土层的加权平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度 0=EQ\F(∑ihi,∑hi)=EQ\F(18.00×5.00,5.00)=18.00kN/m3 基础埋深，d=5.00m fspk为垫层的地基承载力特征值，fspk=200.00(kPa) fa=200.00+18.00(5.00-0.50)=281.00kPa 轴心荷载作用时 Gk=GAd=20×1.00×4.50×5.00=450.00kN EQpk=\F(Fk+Gk,A)EQ=\F(100.00+450.00,4.50)=122.22kPa pkfa,满足要求 偏心荷载作用时 EQpkmin=\F(Fk+Gk,A)-\F(Mk,W)EQ=\F(100.00+450.00,4.50)-\F(0.00,3.38)+\F(0.00,0.00)=122.22kPa pkmin>0,满足要求 EQpkmax=\F(Fk+Gk,A)+\F(Mk,W)=122.22kPa pkmax1.2fa,=1.2×281.00=337.20kPa满足要求三、垫层底面处地基承载力验算基础底面的附加压力 基础底面平均压力为： pk=122.22kPa 基础底面自重压力为： ch=0d=18.005.00=90.00kPa 基础底面的附加压力为： p0=pk-ch=122.22-90.00=32.22kPa(1)计算垫层底面处的附加压力 由"基础规范"式5.2.7-2，得 pz=EQ\F(b(pk-pc),(b+2ztan)) =EQ\F(4.50(122.22-90.00),(4.50+21.50tan20.00°)) =EQ\F(145.00,5.59) =25.93kPa(2)计算垫层底面处的自重压力 pcz=0d 上式中0为自天然地面以下深度6.50m范围内天然土层的加权平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度 0=EQ\F(∑ihi,∑hi)=EQ\F(18.00×6.50,6.50)=18.00kN/m3 pcz=18.006.50=117.00kPa(3)垫层底面处经深度修正后复合地基承载力特征值faz为 faz=fspk+0(d-0.50) 垫层底面处埋深，d=6.50m faz=120.00+18.00(6.50-0.50)=228.00kPa pz+pcz=25.93+117.00=142.93kPafaz=228.00kPa 垫层底面处承载力满足要求! 四、垫层尺寸验算 （1）按照构造要求验算垫层顶面宽度 基础宽度B=4.50m 顶面宽度B1=4.50m (B1-B)/2<300mm,不满足构造要求：垫层顶面宽度超出基础底边宽度不小于300mm。 （2）按应力扩散角验算垫层底面宽度 底面宽度B2=8.00m 基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度B+2ztan=4.50+2×1.50×0.00=4.50m 垫层底