箱涵结构计算书

1、一、设计资料（一）概况：*道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L0=8.0米，净高h0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=3.6米，填土的内摩擦角为24°，土体密度120.2KN/m3，设箱涵采用C25混凝土（fcd=11.5MPa）和HRB335钢筋(fsd=280MPa)。桥涵设计荷载为城-A级，用车辆荷载加载验算。结构安全等级二级，结构重要性系数01.0。地基为泥质粉砂岩，0380kPa，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。（二）依据及规范1、城市桥梁设计荷载标准（CJJ77-98）2、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3、公路

2、钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）4、公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）二、设计计算（一）截面尺寸拟定（见图1-1）箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度100cm（C1=50cm）侧墙厚度 t100cm （C2=50cm）故 LP=L0+t=8+1=9m hp=h0+=10.5+1=11.5m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P1H+220.2×3.6+25×197.72kN/m2 恒载水平压力 顶板处： ep11Htan2(45o-/2) 20.2×3.6×tan2（45o-24o/2）30

3、.67 kN/m2 底板处：ep21（Hh）tan2(45o-/2)20.2×（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2） 137.15kN/m2 2、活载 城-A级车辆荷载轴重按城市桥梁设计荷载标准条确定，参照公路桥涵设计通用规范第条2款，计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。1) 先考虑按六车道（7辆车）分布，横向折减系数0.55一个汽车后轮横向分布宽 1.3m/20.60/2+3.6 tan30o2.38m 1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=(0.60/2+3.6 tan30o) ×2+2226.76

4、m同理，纵向分布宽度0.25/2+3.6 tan30o=2.2m1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.6m车辆荷载垂直压力 q车=(140×2×7)/(26.76×5.6) ×0.55=7.20 kN/m22) 考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数1.0一个汽车后轮横向分布宽 1.3m/20.60/2+3.6 tan30o2.38m 1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=(0.60/2+3.6 tan30o) ×2

5、+4.99.66m同理，纵向分布宽度0.25/2+1.6 tan30o=1.05m1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.61m车辆荷载垂直压力 q车=(140×2×2)/(9.66×5.61) ×1.0=10.33 kN/m2根据上述计算，车辆荷载垂直压力取大值按两车道布置计算取值10.33 kN/m2。故，车辆水平压力 e车10.33×tan2（45o-24o/2）4.36 kN/m2(三)内力计算1、构件刚度比(单位长度) K=×&#

6、215;1.282、节点弯矩和构件轴力计算（1）a种荷载作用下（图1-2） 涵洞四角节点弯矩： MaAMaBMacMaD- Na1=Na2=0, Na3=Na4= 恒载（P97.72 kN/m2）MaA=-289.30kN·mNa3=439.74 kN车辆荷载（Pq车= 10.33kN/m2）MaA=-30.60kN·mNa3=46.49kN（2）b种荷载作用下（图1-3）MbAMbBMbcMbD-Nb1=Nb2=, Nb3=Nb4=0恒载（Pep130.67kN/m2）MbA=-189.76kN·mNb1=176.35kN（3）c种荷载作用下（图1-4）McAM

7、cDMcBMcCNC1=NC2=NC3= NC4=0恒载（Pep2-ep1106.48kN/m2）McAMcD-364.5kN·mMcBMcC-294.30kN·mNC1=198kNNC2=414.3kN（4）d种荷载作用下（图1-5）MdA-·MdB-·MdC-·MdD-·Nd1=, Nd2=Php-, Nd3= Nd4=-车辆荷载（Pe车4.36 kN/m2）0.09360.61160.3884MdA-（）·-101.89kN·mMdB-（）·42.59kN·mMdC-（）·-69

8、.64kN·mMdD-（）·74.84kN·mNd1=12.56kNNd2=4.37×11.5-12.56=37.69kNNd3= Nd4=-12.47kN（5）节点弯矩和轴力计算汇总表如表1-1(6)荷载效应组合，按公路桥涵设计通用规范第条进行承载能力极限状态效应组合 0Sud0（1.2SGK+1.4SQK）(01.0) MA1.2×(-843.56)+1.4×（-132.56）-1197.86kN·m MB1.2×(-773.36)+1.4×（11.92）-911.34kN·mMC1.2&#

9、215;(-773.36)+1.4×（-100.31）-1068.47kN·mMD1.2×(-843.56)+1.4×（44.17）-950.43kN·mN11.2×(374.35)+1.4×（12.56）466.8kNN21.2×(590.65)+1.4×（37.69）761.55kNN3 N41.2×(439.74)+1.4×（34.5）575.98kN3、构件跨中截面内力计算 （1）顶板（图1-6） x= LP/24.5mP=1.2×97.72+1.4×10.

10、33131.73kN/mNx N1466.8kNMxMB+N3x-P-911.34+575.98××346.80kN·mVxP·x- N3131.73×4.5-575.9816.805kN（2）底板（图1-7）w1P+ q车-e车1.2×97.72+1.4×（10.33-3/92×4.37×11.52）101.76kN/mw2P+ q车+e车1.2×97.72+1.4×（10.33+3/92×4.36×11.52） 161.69kN/mx= LP/24.5mNx N

11、2761.55kNMxMA+N3x- w1-(w2-w1)-1197.86+575.98×4.5-101.76× -×（161.69-101.76）262.60kN·mVxw1x+(w2-w1)- N3101.76×4.5+×（161.69-101.76）-575.98 -50.63kN（3）左侧墙（图1-8）w11.2ep1+1.4 e车1.2×30.67+1.4×4.3642.91kN/mw21.2ep2+ 1.4e车1.2×137.15+1.4×4.36 170.68kN/mx= hP/2

12、5.75mNx N3575.98kNMxMB+N1x- w1-(w2-w1)-911.34+466.8×5.75-42.91×-×（170.68-42.91）711.37kN·mVxw1x+(w2-w1)- N142.91×5.75+×（）-466.8-36.40kN （4）右侧墙（图1-9）x= hP/25.75mw11.2ep11.2×30.6736.8kN/mw21.2ep21.2×137.15164.58kN/mNxN4575.98kNMxMC+N1x- w1-(w2-w1)-1068.47+466.8&#

13、215;5.75-36.8×-×（164.58-36.8） 655.22kN·mVxw1x+(w2-w1)- N136.8×5.75+×（）-466.8-71.52kN（5）构件内力汇总表（表1-2）(四)截面设计1.顶板（B-C）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中 l0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 0.74m0.288731.1717.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×2.321.0，取11.02×1.061.0，取21.01+1+

14、1.073由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.073×0.74+-0.061.234m0Ndefcdbx（h0-）1.0×466.8×103×123411.5×1000×X×（940）解得x55mmbh00.56×940526.4mm，为大偏心受压构件。AS591.78mm2用16100mm，实际AS2009.6mm2 0.210.2满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.2.9条：0.51×10-3bh00.51

15、×10-3××1000×9402397kN0Vd1.0×16.81kN16.81kN抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kN0Vd1.0×16.81kN16.81kN仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=9.0m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 2.29m0.43320.7917.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×4.491

16、.0，取11.02×1.091.0，取21.01+1+1.016由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.016×2.29+-0.063.017m0Ndefcdbx（h0-）1.0×466.8×103×301711.5×1000×X×（1440）解得x88mmbh00.56×1440806mm，为大偏心受压构件。AS1947mm2用20100mm，实际AS3140mm2 0.2180.2满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

17、第5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×14403672kN0Vd1.0×575.98kN575.98kN抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×1440 885.6kN0Vd1.0×575.98kN575.98kN仅需按构造设置抗剪钢筋。2底板（A-D）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中 l0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 0.345m0

18、.288731.1717.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×1.191.0，取11.02×1.061.0，取21.01+1+1.16由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.16×0.345+-0.060.84m0Ndefcdbx（h0-）1.0×761.55×103×84011.5×1000×X×（940）解得x61mmbh00.56×940526.4mm，为大偏心受压构件。AS-214.3mm2按构造配筋用16100mm，实际

19、AS2009.6mm2 0.210.2满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×9402397kN0Vd1.0×50.63kN50.63kN抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kN0Vd1.0×50.63kN50.63kN仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=9.

20、0m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 1.57m0.43320.7917.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×3.141.0，取11.02×1.091.0，取21.01+1+1.024由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.024×1.57+-0.062.30m0Ndefcdbx（h0-）1.0×761.55×103×230011.5×1000×X×（1440）解得x108mmbh00.56×1440806m

21、m，为大偏心受压构件。AS1716mm2用20100mm，实际AS3140mm2 0.2180.2满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×14403672kN0Vd1.0×575.98kN575.98kN抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32bh00.5×10-3×1.0×1.23×1000×1440 885.6kN0Vd1.0×57

22、5.98kN575.98kN仅需按构造设置抗剪钢筋。3左、右侧墙（B-A、C-D）钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中 l0=11.5m,h=1.0m,a=0.06m,h0=0.94m。e0 1.235m0.288739.8317.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×3.751.0，取11.02×1.0351.0，取21.01+1+1.072由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.072×1.235+-0.061.764m0Ndefcdbx（h0-）1.0×575.98×

23、103×176411.5×1000×X×（940）解得x100mmbh00.56×940526.4mm，为大偏心受压构件。AS2050mm2按构造配筋用18100mm，实际AS2543mm2 0.270.2满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条的规定。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第5.2.9条：0.51×10-3bh00.51×10-3××1000×9402397kN0Vd1.0×71.52kN71.52kN抗剪截面尺寸符合规定。0.5×10-32b

24、h00.5×10-3×1.0×1.23×1000×940 578.1kN0Vd1.0×71.52kN71.52kN仅需按构造设置抗剪钢筋。(2)节点l0=11.5m,h=1.5m,a=0.06m,h0=1.44m。e0 2.08m0.43326.5617.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条10.2+2.70.2+2.7×4.11.0，取11.02×1.071.0，取21.01+1+1.029由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第条ee0+-a1.029×2.08+-0.062.83m0Ndefcdbx（h0-）1.0