珊瑚大道（新森大道-科学大道段）道路工程-地通道结构计算书

目录一、工程概况 1二、设计依据及设计规范 12.1设计依据 12.2设计遵循的主要规范及标准 3三、设计参数 4四、地通道计算 54.1设计原则 54.2结构构造设计要点 54.3结构设计 54.4主要材料特性 64.51#人行地通结构计算 64.5.1荷载的确定与组合 74.5.2主通道B×H=4.0×3.95m内力计算 8（1）荷载取值 8（2）内力计算 8（3）截面计算 10（4）地基承载力计算 11（5）抗浮计算 114.5.3梯道封闭段B×H=2.5×3.2m内力计算 12（1）荷载取值 12（2）内力计算 12（3）截面计算 14（4）地基承载力计算 15（5）抗浮计算 154.5.4梯道敞开段U型槽计算 16（1）荷载取值 16（2）内力计算 16（3）截面计算 18（4）顶部位移计算 18（5）地基承载力计算 224.5.5端部顶板计算 234.6曲石路还建地通结构计算 284.6.1荷载的确定与组合 284.6.2内力计算 29（1）荷载取值 29（2）内力计算 29（3）截面计算 32（4）地基承载力计算 33五、结论 33

一、工程概况本项目人行地通道1座，位于珊瑚大道K3+580.0处，主通道长约45.0m，两侧出入口梯道段长约79.4m。人行地通道封闭段采用箱形结构，敞开段采用钢筋混凝土U形槽结构。本次地下通道，具体布置详下表。人行地下通道布置表编号桩号里程跨径布置（m）长度（m）结构形式1珊瑚大道K3+580.01-4.0×3.9545.0单洞闭合箱型框架二、设计依据及设计规范2.1设计依据（1）与建设单位签订的设计合同及设计任务书（2）《重庆市城乡总体规划(2007-2020年)》2014年深化【重庆市规划和自然资源局2014】（3）《重庆市主城区综合交通规划(2007-2020年)》2014年深化【重庆市规划和自然资源局2014】（4）《重庆市九龙坡区分区规划》【九龙坡区规划和自然资源局分局2012】（5）《重庆市九龙坡区现状路网结构图》【九龙坡区规划和自然资源局分局2014】（6）建设方提供的项目沿线1：500实测地形图及管线图（7）《重庆市发展和改革委员会关于启动珊瑚大道东延伸线项目前期工作的函》（渝发改投资函[2020]144号）【重庆市发展和改革委员2020】（8）重庆交通大学双福校区总图等相关资料【重庆交通大学2020】（9）金曾路南延伸段施工图设计资料【重庆市市政设计研究院2019】（10）快速路一纵线施工图设计资料【重庆市设计院2020】（11）《重庆高新区规划和自然资源局关于珊瑚大道东延伸线工程方案咨询意见的复函》（渝高新规资函[2020]130号）【重庆高新区规划和自然资源局2020】（12）重庆交通大学关于珊瑚大道东延伸线项目设计方案的函（交大函[2019]4号）【重庆交通大学2019】（13）珊瑚大道东延伸线工程规划方案研究会会议纪要（市政字[2017]133号）（14）规划轨道十九号线平面、纵断面资料（重庆市轨道办提供）（15）重庆市住房和城乡建设委员会关于珊瑚大道东延伸线工程方案设计对轨道交通影响的专项审查意见（渝建轨控审[2021]117号）【重庆市住房和城乡建设委员会2021】（16）重庆市九龙坡区规划和自然资源局关于确认珊瑚大道东延伸线工程设计方案成果的说明【重庆市九龙坡区规划和自然资源局2019】（17）珊瑚大道东延伸线工程岩土工程勘察报告(详细勘察)【重庆中科勘测设计有限公司2023】（18）一纵线石坝立交至巴福立交段道路工程工程地质勘察报告（详细勘察）【重庆市设计院2017】2.2设计遵循的主要规范及标准（1）《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69-95)；（2）《城市地下道路工程设计规范》（CJJ221-2015）（3）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）（2015版）；（4）《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)；（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）；（6）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）；（7）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）；（8）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；（9）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；（10）《建筑与市政地基基础通用规范》（GB55003-2021）；（11）《混凝土结构通用规范》(GB55008-2021)；（12）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）；（13）《工程结构通用规范》（GB55001-2021）；（14）相关国家工程建设技术标准强制性条文。三、设计参数金曾路及珊瑚大道K0+620-K3+691.225岩土体设计参取值建议一览岩土类型岩土参数素填土粉质粘土砂质泥岩砂岩中等风化强风化中等风化强风化重度(kN/m3)天然20*19.725.9*25.0*25.2*24.2*饱和20.5*19.926.3*25.4*25.6*24.6*粘聚力kPa)5*（天然）25.71（天然）53733*126935*2*（饱和）18.21（饱和）内摩擦角(°)30*（天然）12.03（天然）3325*3726*22*（饱和）9.54（饱和）岩体破裂角(°)61.563.5地基承载力基本容许值[](kPa)120*150*500*300*1000*400*地基承载力特征值[ƒak](kPa)130*150*26905626抗压强度(MPa)天然7.4321.07饱和4.4115.50抗拉强度(kPa)160*500*860*82*2900*88*1100*3500*0.36*0.13*[](kPa)500*980*挡墙基底的摩擦系数0.25*0.30*0.45*0.55*土体水平抗力系数的比例系数MN/m414*25*岩体水平抗力系数MN/m370*20*320*40*注:1）带“*”者为查表或经验值；2）结构面的抗剪强度标准值：裂隙面结合差，粘聚力c取50kPa，内摩擦角φ取180；层面结合差，粘聚力c取50kPa，内摩擦角φ取180注：1）岩土与锚固体极限粘结强度标准值适用于注浆强度等级为M30，施工时应通过试验验证；2）桩的极限侧阻力标准值按泥浆护壁钻（冲）孔桩考虑；桩的极限端阻力标准值按泥浆护壁钻（冲）孔桩、桩长按5m～10m考虑；3）表中填土参数为现状填土的参数，后期填土和处理后填土相关参数通过相关测试获取；4）地基承载力特征值[ƒak]：为根据《建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2013第4.2.6条取值；地基承载力基本容许值[]，为根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2019)取值。四、地通道计算4.1设计原则1、结构安全等级：二级。2、结构设计使用年限：50年。3、设计荷载：填土荷载：填土容重按20KN/m3计算。车辆荷载等级：城－A级。人群荷载：4kN/m2。4、地震设防措施烈度：6度。5、防水等级：二级。6、防渗等级：≥P8。7、在正常使用荷载作用下，钢筋混凝土结构裂缝宽度不得大于0.2mm。4.2结构构造设计要点1#人行地通道：1#主通道净宽4m，净高≥2.7m（吊顶后）。4.3结构设计结合到本工程地质条件及地通道结构跨度，人行地通道封闭段采用箱形结构，敞开段采用钢筋混凝土U形槽结构。人行地通道封闭结构、U型槽均采用C40防水钢筋混凝土现浇施工。4.4主要材料特性1、混凝土人行地通道封闭段及人行地通U型槽采用C40防水钢筋混凝土。混凝土强度等级强度种类单位C40轴心抗压强度设计值fcMpa19.1轴心抗拉强度设计值ftMpa1.71弹性模量EcMpa3.25x1042、普通钢筋设计采用的HRB400、HRB300普通钢筋，特性如下表：钢筋种类强度种类单位HRB300HRB400抗拉强度设计值fyMpa270360弹性模量EsMpa2.1×1052.0×1054.51#人行地通结构计算1#人行地通道主通道、梯道封闭段采用闭合箱型框架结构，梯道敞开段采用U型槽结构，计算模型荷载简图如下：本次设计计算时将模型分为主通道、梯道封闭段以及梯道敞开段进行计算。主通道B×H(净宽×净高)=4.0×3.95m，梯道封闭段B×H(净宽×净高)=2.0×3.2m，覆土荷载按覆土深度H≤4.0m进行计算。4.5.1荷载的确定与组合计算荷载包括结构自重、覆土重力、土侧压力及可变荷载。荷载组合：按照承载能力极限状态设计时，荷载组合及荷载安全系数按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）进行组合为:Su=1.2Sg+1.4Sq。按照正常使用极限状态内力时，荷载组合及荷载安全系数按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）进行组合为:Su=Sg+Sq。4.5.2主通道B×H=4.0×3.95m内力计算计算采用MIDAS/GTS有限元分析软件，计算结构所受荷载标准值如下表所示：（1）荷载取值①结构自重：按γ=26kN/m³计（程序自动加载）②竖向压力：土层容重γ=20kN/m³计，覆土重力根据覆土高度计算，H≤4m，gk=20×4=80kPa；qk=20kPa；③水平土压力：水平土压力=Ka×γ×h,Ka取0.333。（2）内力计算基本组合内力弯矩计算值简图（H≤4m）轴力计算值简图（H≤4m）剪力计算值简图（H≤4m）标准组合内力弯矩计算值简图（H≤4m）轴力计算值简图（H≤4m）剪力计算值简图（H≤4m）结构断面控制位置内力详见下表结构内力表计算项目类别位置基本（标准）组合内力弯矩（kN·m）剪力max（kN）侧墙轴力max（kN）箱型框架覆土H≤4m顶板跨中196（156）317.6（258）379.2（309.4）左支座122（102）右支座122（102）（3）截面计算采用理正工具箱7.0梁截面模块对各位置进行配筋计算，经计算，截面配筋面积均由裂缝控制，裂缝限值0.2mm，计算结果如下：截面强度及裂缝宽度验算表类比验算位置计算截面高度（mm）计算内力裂缝控制所需钢筋面积（mm2）裂缝计算宽度（mm）实际配筋（mm2）弯矩（KN·m）覆土H≤4m顶板跨中500196（156）21990.1902534（φ22@150）左支座500122（102）15210.1602534（φ22@150）右支座500122（102）15210.1602534（φ22@150）斜截面抗剪验算：根据混凝土规范6.3.3，当V≤0.7βh·ft·b·ho时，板类受弯构件可不配置箍筋和弯起钢筋。经验算，本断面H≤4m支座处最大剪力Vmax=317.6kN＜0.7×1×1.43×1000×650×0.001=650.7kN，满足要求；（4）地基承载力计算H≤4m段：pk=20*4+9.11*25/5+20+4+15=164.6kPa注：以上计算中，结构顶板覆土计算厚度为4.0m，结构混凝土体积9.11㎥，结构容重25kN/m³，通道结构上方道路车辆等效荷载取20kPa，通道结构内人群等效荷载取4kPa，通道内铺装及装修荷载取15kPa。通道结构底板施工前应对地基承载能力进行现场载荷试验，地基承载能力须满足≥200kpa方可施工。（5）抗浮计算根据地勘报告，土层水量大小受季节、气候影响大，无统一地下水位，除雨季外一般无地下水，为保证结构安全，此次验算地下水位按最不利考虑，即地下水位位于顶板以上，结构断面选取覆土深度最小断面（最不利断面）。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.4.3条，H≤4m段：Gk=25*9.1+（20-10）*4*5=427.5kN，Nw,k=103*10*24.75*10-3=247.5kN，Gk/Nw,k=1.72＞1.05，满足要求。4.5.3梯道封闭段B×H=2.5×3.6m内力计算计算采用MIDAS/GTS有限元分析软件，计算结构所受荷载标准值如下表所示：（1）荷载取值①结构自重：按γ=26kN/m³计（程序自动加载）②竖向压力：土层容重γ=20kN/m³计，覆土重力根据覆土高度计算，H≤4m，gk=20×4=80kPa；qk=20kPa；③水平土压力：水平土压力=Ka×γ×h,Ka取0.333。（2）内力计算基本组合内力弯矩计算值简图（H≤4m）轴力计算值简图（H≤4m）剪力计算值简图（H≤4m）标准组合内力弯矩计算值简图（H≤4m）轴力计算值简图（H≤4m）剪力计算值简图（H≤4m）结构断面控制位置内力详见下表结构内力表计算项目类别位置基本（标准）组合内力弯矩（kN·m）剪力max（kN）侧墙轴力max（kN）箱型框架覆土H≤4m顶板跨中111（96）238.2（193.5）297.5（243）左支座90（82）右支座90（82）（3）截面计算采用理正工具箱7.0梁截面模块对各位置进行配筋计算，经计算，截面配筋面积均由裂缝控制，裂缝限值0.2mm，计算结果如下：截面强度及裂缝宽度验算表类比验算位置计算截面高度（mm）计算内力裂缝控制所需钢筋面积（mm2）裂缝计算宽度（mm）实际配筋（mm2）弯矩（KN·m）覆土H≤4m顶板跨中500111（96）12720.1962001（φ20@150）左支座50090（82）12570.1382001（φ20@150）右支座50090（82）12570.1382001（φ20@150）斜截面抗剪验算：根据混凝土规范6.3.3，当V≤0.7βh·ft·b·ho时，板类受弯构件可不配置箍筋和弯起钢筋。经验算，本断面H≤4m支座处最大剪力Vmax=238.2kN＜0.7×1×1.43×1000×650×0.001=650.7kN，满足要求；（4）地基承载力计算pk=20*4+6.76*25/3.5+4+4+15=153.3kPa注：以上计算中，结构顶板覆土计算厚度为4.0m，结构混凝土体积6.76㎥，结构容重25kN/m³，通道结构上方人群等效荷载取4kPa，通道结构内人群等效荷载取4kPa，通道内铺装及装修荷载取15kPa。通道结构底板施工前应对地基承载能力进行现场载荷试验，地基承载能力须满足≥200kpa方可施工。（5）抗浮计算根据地勘报告，土层水量大小受季节、气候影响大，无统一地下水位，除雨季外一般无地下水，为保证结构安全，此次验算地下水位按最不利考虑，即地下水位位于顶板以上，结构断面选取覆土深度最小断面（最不利断面）。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.4.3条，H≤4m段：Gk=25*6.78+（20-10）*4*3=289.5kN，Nw,k=103*10*14.7*10-3=147kN，Gk/Nw,k=1.97＞1.05，满足要求。4.5.4梯道敞开段U型槽计算计算采用MIDAS/GTS有限元分析软件，计算结构所受荷载标准值如下表所示：（1）荷载取值①结构自重：按γ=26kN/m³计（程序自动加载）②水平土压力：水平土压力=Ka×γ×h,Ka取0.333。（2）内力计算基本组合内力弯矩计算值简图(悬臂高度≤5.5m)剪力计算值简图(悬臂高度≤5.5m)标准组合内力弯矩计算值简图(悬臂高度≤5.5m)剪力计算值简图(悬臂高度≤5.5m)结构断面控制位置内力详见下表结构内力表计算项目类别位置基本（标准）组合内力弯矩（kN·m）剪力max（kN）U型槽悬臂高度H≤5.5m侧墙支座408（321.5）186（149）（3）截面计算采用理正工具箱7.0梁截面模块对各位置进行配筋计算，经计算，截面配筋面积均由裂缝控制，裂缝限值0.2mm，计算结果如下：截面强度及裂缝宽度验算表类别验算位置计算截面高度（mm）计算内力裂缝控制所需钢筋面积（mm2）裂缝计算宽度（mm）实际配筋（mm2）弯矩（KN·m）悬臂高度H≤5.5m侧墙支座500408（321.5）45800.1915069（双层φ22@150）斜截面抗剪验算：根据混凝土规范6.3.3，当V≤0.7βh·ft·b·ho时，板类受弯构件可不配置箍筋和弯起钢筋。经验算，本断面悬臂高度≤5.5m支座处最大剪力Vmax=186kN＜0.7×1×1.71×1000×450×0.001=538.7kN，满足要求.（4）顶部位移计算将U型槽简化为悬臂梁构件，采用理正工具箱7.0连续梁设计模块对其顶部位移进行计算，计算结果如下，配筋信息忽略悬臂高度H≤5.5m执行规范:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),本文简称《混凝土规范》《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF5001计算简图：2计算条件：荷载条件:均布恒载标准值:0.00kN/m 活载准永久值系数:0.50均布活载标准值:0.00kN/m 支座弯矩调幅幅度:0.0%梁容重:25.00kN/m3 计算时考虑梁自重:不考虑恒载分项系数:1.20 活载分项系数:1.40活载调整系数:1.00 配筋条件:抗震等级:不设防 纵筋级别:HRB400混凝土等级:C40 箍筋级别:HPB300配筋调整系数:1.0 上部纵筋保护层厚:50mm面积归并率:30.0% 下部纵筋保护层厚:50mm最大裂缝限值:0.200mm 挠度控制系数C:200截面配筋方式:单筋 按裂缝控制配筋计算3计算结果：单位说明:弯矩:kN.m 剪力:kN纵筋面积:mm2 箍筋面积:mm2/m裂缝:mm 挠度:mm梁号1:跨长=5500B×H=1000×500左中右弯矩(-):-365.086-63.291-0.000弯矩(+):0.0000.0000.000剪力:173.45956.2050.000上部as:353535下部as:353535上部纵筋:243110691000下部纵筋:106910691069箍筋Asv:152015201520上纵实配:10E20(3142)10E20(3142)10E20(3142)下纵实配:4E20(1257)4E20(1257)4E20(1257)箍筋实配:4d8@100(2011)4d8@100(2011)4d8@100(2011)腰筋实配:(0)(0)(0)上实配筋率:0.63%0.63%0.63%下实配筋率:0.25%0.25%0.25%箍筋配筋率:0.20%0.20%0.20%裂缝:0.1970.0130.000挠度:-0.0007.36819.846最大裂缝:0.197mm<0.200mm最大挠度19.846mm<55.000mm(2×5500/200悬挑)本跨计算通过.4所有简图：（5）地基承载力计算悬臂高度≤5.5m段：pk=5.29*25/3.5+4+15=56.8kPa注：以上计算中，结构顶板覆土计算厚度为4.0m，结构混凝土体积5.29㎥，结构容重25kN/m³，通道结构内人群等效荷载取4kPa，通道内铺装及装修荷载取15kPa。通道结构底板施工前应对地基承载能力进行现场载荷试验，地基承载能力须满足≥150kpa方可施工。4.5.5端部顶板计算执行规范:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500按弹性板计算:1计算条件计算跨度:Lx=5.000mLy=3.500m 板厚h=500mm 板容重=25.00kN/m3；板自重荷载标准值=12.50kN/m2恒载分项系数γG=1.30；活载分项系数γQ=1.50活载调整系数γl=1.00；准永久系数ψq=0.80荷载标准值:均布恒载q=80.00kN/m2(不包括自重荷载)均布活载q=20.00kN/m2 砼强度等级:C40,fc=19.10N/mm2,Ec=3.25×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2 纵筋混凝土保护层=50mm,配筋计算as=55mm,泊松比=0.20 支撑条件=四边 上:简支 下:简支 左:简支 右:简支角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.21%弯矩计算方法:双向板查表挠度计算方法:双向板查表。 2.1荷载设计值:计算公式：荷载设计值=γG×恒载+γQ×γl×活载均布荷载=1.30×92.50+1.50×1.00×20.00=150.252.2荷载准永久值:计算公式：荷载准永久值=恒载+ψq×活载均布荷载=92.50+0.80×20.00=108.50 2.3跨中:[水平][竖向] 均布荷载弯矩系数:0.04350.0743 弯矩设计值:79.991136.677 面积:1069(0.21%)1069(0.21%) 实配:E18@230(1106)E14@140(1100) 2.4四边:[上]