圆管涵结构计算书

1、管涵结构计算书 项目名称日期 设计者校对者 、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 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004 ) 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007 )公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTJ 022-85) 公路小桥涵设计示例 2 计算参数： 圆管涵内径D = 1000 mm填 土深度H = 1200 mm混凝土 强度级别：C15修正后地基 土容许承载力管节长度L = 1000 mm钢筋强度等级： R235 刘培文、周卫编著) 圆管涵壁厚t= 100 mm 填土容重丫 i=

2、 18.00 kN/m3 汽车荷载等级：公路级 fa = 150.0 kPa 填土内摩擦角0= 35.0度 钢筋保护层厚度as = 25 mm 受力钢筋布置方案：0 10100mm 荷载计算 1恒载计算填 土垂直压力： q = 丫用=18.0 1200/1000 = 21.60 kN/m 2 管节垂直压力： q 自=24 末=24 1200/1000 = 2.50 kN/m 2 故： q 恒=q 土 + q 自=21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m 2 2活载计算按公路桥涵设计通用规范第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

3、虑冲击力。按公路桥涵设计通用规范第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+1200/1000 x tan30 =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+1200/1000 xtan30) x 2+1.3+1.8x2=6.89 m 一个车轮的纵向分布宽度 =0.2/2+1200/1000 xtan30 =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，

4、荷载纵向分布宽度b应按二轮外边至外边 计算： b=(0.2/2+1200/1000 xtan30) x 2+1.4=2.99 m q 汽=2x( 2 x 140)/(ax b) =560/ (6.89X 2.99)= 27.24 kN/m 2 3.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 + V2 ) = ( 1000/2 + 100/2 ) /1000 = 0.55 m 土的侧压系数入 =ta/(45 $ /2 = 0.271 填土重产生的弯矩 Mi= 0.137 qxx R2X (1-A) =0.137 X 21.60X 0.552X (1

5、-0.271) = 0.65 kN管壁自重产 生的弯矩 M2 = 0.369 qXX R2 = 0.369 2X0 X.552 = 0.28 kN m - 恒载产生的最大弯矩 M 恒=1/1 1 + M 2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kN m 车辆荷载产生的弯矩 M 汽=0.137(X 汽XR?X (1-A) =0.137 X 27.24 X 0.552X (1-0.271) = 0.82 kN 4.荷 载组合 按公路桥涵设计通用规范第4.1 .6条进行作用效应组合承载能力极限状态组合： Mud =1.2 MX 恒+ MX 1.2 0X.93 +O.X82=2.27 m 正常使

6、用极限状态组合： 短期组合 Msd= M 1 + 0.7M = 0.93 + 0.7 0.8X2= 1-51m UM 长期组合 Mid= M 恒 + 0.4M = 0.93 + 0.4 0.8X2 1.26 kN m 三、强度验算 3.1.4查得： 3.2.3-1 查得: 1材料参数 从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 C15混凝土的轴心抗压强度设计值fed = 6.9 MPa 从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 R235钢筋的抗拉强度设计值 fsd= 195 MPa 3.2.4查得: 从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表 R235钢筋的弹性模量Es= 210

7、000.0 105 MPa 从公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中表5.2.1查得： 构件的正截面相对界限受压区高度Eb = 0.62 2.验算结果 管节处预留10mm接缝宽度，故实际管节长为100010 = 990 mm考虑任意位置都可能承受正、负弯 矩，故管涵内、外侧都应布置钢筋。ho = 100-25 = 75 mm X = fsdAs/ (fedb) =195X 11 X 78(6.9X 990)= 24.7 mm ho XE= 75 X 0.62 = 46.5 mm Y oX Mud = 0.9 X 2.27 = 2.04 kN -m 故截面强度验算满足要求! 四、裂缝宽度验算

8、 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中第6.4.3条和第6.4.4条规 定：css = M sX106/ ( 0.87X As X ho) =1.51 1X6/ (0.87 X 11 X 78.5 X 75)= 26.75 N/mm 2 p = & (b X ho) = 11 X 78.5/ (990 X 75)= 0.01164 p 0.002 时，取 p = 0.002 对于光面钢筋，取Ci = 1.4 C2 = 1 +0.5 MXid/M sd = 1 +0.5 1 X.26/1.51 = 1.42 当为混凝土板式受弯构件时,C3 取 1.15 Wtk= CiXC2XC3Xcss/EsX( 30+d) /( 0.28+p) =0.04 mm =1.40 X 1.42X 1.15X 26.75/210000 X ( 30+10) /(0.28+0.00200) Wtk = 0.039 mm 0.2 mm 故裂缝宽度验算满足要求! 五、地基应力验算 当基底只承受轴心荷载时，按公路桥涵地基与基础设计规范式4.2.2-1, 基底岩土承载力应满足：p = N/A fa qti = (1200+1000+100 X 2)/1000X 1