钢圆管涵结构验算书.doc

钢圆管涵结构计算书一、基本设计资料1依据规范及参考书目：公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），简称桥规公路小桥涵设计示例（刘培文、周卫编著）公路小桥涵勘测设计（孙家驷主编）第三版建筑施工计算手册2计算参数： 圆管内径D =820 mm 外径828mm 圆管壁厚t = 8mm填土深度H = 1200 mm 填土容重1 = 18.00 kN/m3碳素钢容重=7.85g/cm3汽车荷载等级：公路-级管节长度L = 12000 mm 填土内摩擦角 = 35.0 度钢管强度等级：Q235二、荷载计算1恒载计算填土产生的垂直压力：q土 = 1H = 18.01200/1000 = 21.60 kN/m2管节自重产生的垂直压力：q自 =7.85t =7.850.810 = 62.80 kN/m2故：q恒 = q土 + q自 = 21.60 + 62.80 =84.40 kN/m22活载计算按公路桥涵设计通用规范（D60）第4.3.1条和第4.3.2条规定，计算采用车辆荷载；当填土厚度大于或等于0.5m时，涵洞不考虑冲击力。按（D60）第4.3.5条规定计算荷载分布宽度。一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+1200/1000tan30=0.99 m由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99 m 1.8/2 m故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度a应按两辆车后轮外边至外边计算：a=（0.6/2+1200/1000tan30）2+1.3+1.82=6.89 m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+1200/1000tan30=0.79 m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79 m 1.4/2 m 故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应按二轮外边至外边计算：b=（0.2/2+1200/1000tan30）2+1.4=2.99 m q汽 = 2（2140）/（ab）= 560/（6.892.99） = 27.24 kN/m23管壁弯矩计算忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩。管壁中线半径R = （D/2 + t/2）= （820/2 + 8/2）/1000 = 0.41m土的侧压系数 = tan2（45- /2 ）= 0.271（1）填土在管壁截面上产生的弯矩 M1 = 0.137qR2（1-） = 0.13721.600.412（1-0.271） = 0.36 kNm（2）管壁自重在截面上产生的弯矩=0 .304qR2 =0 .337qR2 =0 .369qR2 M = 0.369q自R2 = 0.36962.800.412 = 3.89 kNm 恒载产生的最大弯矩 M恒 = M1 + M2 = 0.36 + 3.89= 4.25 kNm（3）车辆荷载在截面上产生的弯矩 M汽 = 0.137q汽R2（1-） = 0.13727.240.552（1-0.271） = 0.82 kNm4荷载组合按（D60）第4.1.6条进行作用效应组合承载能力极限状态组合：Mud = 1.2M恒 + 1.4M汽 = 1.24.25+ 1.40.82 =6.25 kNm正常使用极限状态组合：短期组合M= M恒 + 0.7M汽 = 4.25 + 0.70.82 = 4.82 kNm长期组合M = M恒 + 0.4M汽 = 4.25 + 0.40.82 = 4.58kNm 5.应力计算 空心圆钢管的截面抵抗矩W=0.0021 则空心圆钢管各截面所受应力=1.4*（M/W）=1.4*（6.25/0.0021）=4166KN/m2=4.2MP三、强度验算1材料参数从建筑施工计算手册中查的，Q235钢管的界面抗压强度为210MP.2验算结果管节长度按照12000mm计算，即路面宽度内再没有接缝，则截面的极限抗压强度4.2MP210MP钢管的截面抗压强度。故截面强度验算满足要求！四、地基应力验算 以上地基按照刚性地基考虑，当地基为柔性地基时