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1、2.5米净跨径3.92米填土暗盖板涵整体计算一.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：L0=2.5m ；单侧搁置长度：0.30m ；计算跨径：L=2.8m ；填土高：H=3.92m ；盖板板端厚d1=32cm ；盖板板中厚d2=32cm ；盖板宽b=0.99m ；保护层厚度 c=3cm ；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HRB400 ；抗拉强度设计值fsd=330Mpa ；主筋直径为20mm，外径为22mm，共12根，选用钢筋总面积As=0.003770m2盖板容重y1
2、=25kN/m3 ； 土容重y2=18kN/m3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堂而图2. 外力计算1) 永久作用(1)竖向土压力q=Y2 H b=18x3.92x0.99=69.8544kN/m盖板自重g=Y1 (d1+d2) b/2/100=25x(32+32)x0.99/2 /100=7.92kN/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规范(JTG D60-2004)中4.3.4的规定：计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做 3
3、0角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为 准根据公路桥涵设计通用规范(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=1.6+2 H tan30=1.6+2x3.92x0.577=6.13m 车辆荷载垂直板跨长Lb=5.5+2 H tan30=5.5+2x3.92x0.577=10.03m 车轮重P=560kN车轮重压强LP=P/La/Lb=560/6.13/10.03=9.12kN/m23. 内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g) L2/8=(69.85+7.92)x2.82/8=76.22kNm 边墙
4、内侧边缘处剪力V1=(q+g) L0/2=(69.85+7.92)x2.5/2=97.22kN2）由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p L2 b/8=9.12x2.82x0.99/8=8.84kNm由T砌队i边墙内侧边缘处剪力V2=p L0 b/2=9.12x2.50x0.99/2=11.28kN3) 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Y0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9x(1.2x76.22+1.4x8.84)=93.46kNm边墙内侧边缘处剪力YVd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9x(1.2
5、x97.22+1.4x11.28)=119.21kN4. 持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h0=d1-c-2.2/2=32-3-1.100=27.9cm=0.279m1)砼受压区高度x=fsd As/fcd/b=330x0.003770/13,8/0，99=0.091m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稣的规定：HRB400钢筋的相对界限受压区高度知=0.53。xv0Md=93.46kNm正截面抗弯承载力满足规范要求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)
6、中5.2.9 关于抗剪截面验算的规定：0-51x10-3 fcu,k0.5b h0=0-51x10-3X300.5X990x279=771.56kNy0Vd=119.21kN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1.25x0.5xma 2ftdbh0=1.25x0.0005x1x1.39x0.99x1000x0.279x1000=239.96kNY0Vd=119.21kN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
7、涵设计规范(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋5. 裂缝宣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Ms=1.0M1+0.7M2= 1.0x76.22+0.7x8.84=82.41kNm作用长期效应组合Ml=1.0M1+0.4M2= 1.0x76.22+0.4x8.84=79.76kNm受拉钢筋的应力oss=Ms/0.87/As/h0=82.41/0.87/0.003770/0.279=90.05Mpa作用长期效应
8、影响系数C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.5x79.76/82.41=1.48裂缝宽度Wfk=C1 C2 C3。ss (30+d)/Es/(0.28+10p )=1x1.48x 1.15x90.05x(30+20)/2.00x 105/(0.28+10x0.0137)=0.09mmY0Nd=177.88kN偏心受压承载力满足要求正截面受弯承载力验算构件受拉边缘的弹性抵抗矩W=b 022/6=0.0809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=84.08kNm Y0Md=-6.76kNm正截面受弯承载力满足要求(3)直接受剪承载
9、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pf=0.7 , Nk=193.24kN= 1544.99kN Y0Vd=58.48kN直接受剪承载力满足要求3. 基底应力验算Iif 211脾 fl舟 1Ipf?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组合名称分项系数竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P11.0120.550.000.00P21.027.940.000.00P31.03.170.000.00P51.041.580.000.00P61.055.690.000.00P71.035.500.000.00P81.011.880.000.00P9 A汽0.711.280.000.00EP304.20M=0.00基础底面面积A=b C3=2.2275m2I箜=137kPa 200kPa基底应力满足要求。4. 基底换填计算持力层天然地基承载力为100 kPa ,基底应力为137kPa。通过计算，需换填2m厚垫层，垫层每边超出基础宽度为1.1m。
