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K2+584 1- - 1.5X1.4m 预制钢筋混凝土暗涵结构计算书
1. 设计依据 :
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04-2007
2. 设计资料: :
设计荷载:公路-Ⅱ级
盖板宽b=1 m
涵洞净跨径l0=1.5 m
盖板支点厚度h1=0.25 m
盖板跨中厚度h2=0.25 m
盖板计算跨径lp=l0+h1=1.75 m
管节材料砼标号=C40砼
砼轴心抗拉设计强度ftd=1.65 MPa
砼轴心抗压设计强度Fcd=18.4 MPa
板顶填土高H=0.619 m
土容重γ1=18 kN/m^3
钢筋混凝土容重γ2=25 kN/m^3
土的内摩擦角φ=35度
保护层厚度=0.03 m
主受力钢筋级别=HRB400
主受力钢筋直径=20 mm
主受力钢筋根数=10
钢筋抗拉设计强度Fsd=330 MPa 3. 外力计算: : a.恒载 填土垂直压力q=K*土容重*填土高=12.46 kN/m
板自重垂直压力qz=盖板容重*盖板平均高度=6.25 kN/m
b.活载 纵向分布宽度a=0.915 m
横向分布宽度b=2.615 m
垂直压力P=58.512 kN/m^2 4. 荷载组合及内力计算: : a.跨中弯矩 恒载产生的跨中弯矩M恒=(Q土+Q自)*lp^2/8=7.162 kN.m
活载产生的跨中弯矩M汽=17.299 kN.m b.支点剪力 恒载支点剪力Q恒=(Q土+Q自)*l0/2=14.033 kN
活载支点剪力Q汽=37.209 kN c.荷载组合 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为二级)γ0=1
剪力Qj=γ0*(1.2Q恒+1.8Q汽)=83.815 kN
弯矩Mj=γ0*(1.2M恒+1.8M汽)=39.734 kN.m 5. 截面配筋: :
实际受拉区配筋面积为Ag=31.42 cm^2
截面有效高度h0=20.865 cm
配筋率P=100*Ag/b/h0=1.506
配筋率P >= 45*ftd/fsd=0.225,同时不小于0.2,满足要求 6. 正截面强度验算: :
混凝土受压区高度x=Fsd*Ag/(Fcd*b)=5.6351 cm
混凝土受压区高度界限系数ξjg=0.53
受压区高度x < ξjg*h0=11.058,满足要求
正截面强度=Fcd*b*x*(h0-x/2)=187.127 kN.m
正截面强度 > 设计强度Mj,正截面强度满足要求 7. 斜截面剪切强度验算: :
r0*Qj=83.815 ≤ 0.51*10^-3*sqrt(fcuk)*b*h0=673.005,截面尺寸满足要求
r0*Qj=83.815 ≤ 0.5*10^-3*ftd*b*h0=215.17,斜截面抗剪强度满足要求 8. 裂缝宽度验算: :
作用短期效应组合Ms=1.0*M1+0.7*M2=19.272 kN.m
作用长期效应组合Ml=1.0*M1+0.4*M2=14.082 kN.m
钢筋表面形状影响系数C1 =1
荷载特征影响系数C2 =1.365
构件形式系数C3 =1.15
受拉钢筋的直径d=20 mm
受拉钢筋重心处的应力σg=33.79 MPa
钢筋的弹性模量Es=200000 MPa
配筋率ρ=0.015
最大裂缝宽度δfmax=C1*C2*C3*σg/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.031 mm
δfmax < 0.2,最大裂缝宽度满足要求
******* 钢筋混凝土盖板涵涵台验算 *******
1. 设计依据: :
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 2. 设计资料: :
涵台净高=1.9 m
盖板搁置长=0.3 m
涵台背坡=1:0
铺砌厚度=0.3 m
铺底距台距=0 m
是否为整体式基础:否
基础厚度=0.4 m
基础襟边宽=0.3 m
基础级数=2
是否设置支撑梁=否
支撑梁宽=0.4 m
支撑梁高=0.4 m
路基宽度=6.5 m
涵洞长度=8.5 m
涵台顶宽=0.6 m
涵台材料的长细比修正系数=1
砂浆强度等级=M7.5
涵台容重=23 kN/m^3
铺底容重=23 kN/m^3
基础容重=23 kN/m^3
涵台身抗压强度设计值=4.54 MPa
基底容许应力[σ]=280 kPa
3. 水平土压力计算: :
涵台计算高度=1.875 m
破坏棱体长度=1.52 m
活载土压力换算土层厚=2.409 m
水平土压力q1=15.379 kN/m^2
水平土压力q2=24.524 kN/m^2
支座处反力RA=17.275 kN
支座处反力RB=20.134 kN
最大弯矩所在X=0.777 m
最大弯矩=8.781 kN.m
4. 垂直压力计算: :
在X截面上的垂直力如下:
P(1)=18.265 kN
E(1)=-0.15 m
M(1)=-2.74 kN.m
P(2)=3.344 kN
E(2)=0.15 m
M(2)=0.502 kN.m
P(3)=1.725 kN
E(3)=0.15 m
M(3)=0.259 kN.m
P(4)=10.72 kN
E(4)=-0 m
M(4)=-0 kN.m
ΣP恒=34.054 kN
ΣM恒=-1.98 kN.m
5. 截面强度与稳定验算: :
组合弯矩Mj=13.43 kN.m
组合剪力Nj=107.841 kN
偏心距e0=0.125 m
偏心距e0 ≤ 0.6*y=0.180,偏心距符合要求!
γ0*Nj=107.841 < φ*A*fcd=1793.853,强度满足要求!
6. 基底应力验算: :
基底垂直压力如下:
P(1)=18.265 kN
E(1)=-0.15 m
M(1)=-2.74 kN.m
P(2)=3.344 kN
E(2)=0.15 m
M(2)=0.502 kN.m
P(3)=1.725 kN
E(3)=0.15 m
M(3)=0.259 kN.m
P(4)=26.22 kN
E(4)=-0 m
M(4)=-0 kN.m
P(5)=11.04 kN
E(5)=0 m
M(5)=0 kN.m
P(6)=16.56 kN
E(6)=0 m
M(6)=0 kN.m
P(7)=13.77 kN
E(7)=0.75 m
M(7)=10.327 kN.m
P(8)=3.344 kN
E(8)=0.45 m
M(8)=1.505 kN.m
P(9)=11.61 kN
E(9)=0.45 m
M(9)=5.224 kN.m
P(10)=3.344 kN
E(10)=0.45 m
M(10)=1.505 kN.m
P(11)=28.622 kN
E(11)=-0.15 m
M(11)=-4.293 kN.m
ΣP=137.844 kN
ΣM=12.288 kN.m
A=1.8 m^2
W=0.54
δmax=ΣP/A + ΣM/W=99.336 kPa
δmin=ΣP/A - ΣM/W=53.823 kPa
δmax < 基底容许应力 130.00kPa,满足要求!