S匝道明挖主体计算书改

长沙市南湖路湘江隧道工程施工图设计东岸S1匝道明挖主体结构计算书编写：马军秋复核：王林中铁隧道设计院有限公司工程设计证书甲级编号A112000056二0一一年三月长沙AMD1断面结构计算书一、计算模型及荷载组成分析本计算为南湖路湘江东岸岸上段S1匝道S1K2+347.000~S1K2+410.000处明挖断面框架结构。该里程段属于明挖暗埋浅层地段。结构计算模型取结构中心线矩形框架结构，按纵向每延米计算，其断面计算简图如附图所示。二、计算工况本计算采用高水位，地下水位取至地面，水土分算；工况计算按结构承载能力极限状态和正常使用极限状态进行分析,设计时取其中最不利的工况来设计配筋。承载能力极限状态:结构上填土压力、底板水压力及结构自重取设计值,侧向土压力和侧向水压力取设计值,地面汽车荷载取值分别按照《城市桥梁设计荷载标准cjj77-98》及《建筑结构荷载规范GB50009-2001》取值,根据计算出来的弯矩,按强度来控制配筋.正常使用极限状态:其代表值取标准值,根据计算出来的弯矩,按裂缝来控制配筋(最大裂缝控制:迎土侧0.2mm,背土侧0.3mm).三、计算程序及荷载计算计算采用SAP2000程序,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取1.4,偶然荷载分项系数取1.0，结构重要性系数1.1。计算单位取KN、m。结构尺寸拟定如下图图1结构尺寸模型图（1）土压力：回填土取20KPa/m3，水位取至地面，标高38.899m。水平侧压力系数取0.5，则：隧道顶板上回填土土压力：10*2=20KPa；隧道侧墙土侧压力：(顶板上线处)10*2*0.5=10KPa；(底板中线处)10*8*0.5=40KPa；（2）水压力：隧道顶板上水压力：10*2=10KPa；隧道侧墙水压力：(顶板上线处)10*2=20KPa；(底板下线处)10*8=80KPa；隧道底板水压力：(底板下线处)10*8=80KPa；（3）因底板处于<10>强风化砾岩层，其垂直基床系数Kv=200MPa/m<2>素填土层，其水平基床系数Kv=5.4MPa/m四、地面汽车活载计算（一）对于覆土厚度很小的地下结构（本工程为0.02~0.85m）,按桥涵相关规范进行汽车荷载取值，本工程中路面车辆活载按照城-A级两车道车辆荷载进行设计。横向分析时的活载，根据结构顶板上方路面的宽度直接布置城A级标准车辆荷载《城市桥梁设计荷载标准cjj77-98》，顶板荷载有效分布宽度的计算可按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第4.1.3条来进行计算，然后换算成每延米的集中荷载作用在框架顶板上。1）顶板分布荷载计算——冲击系数，按照《城市桥梁设计荷载标准cjj77-98》第4.1.7.2条：填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.50m的拱桥、涵洞以及重力式墩台可不计汽车荷载冲击力。故本工程中不计汽车荷载冲击力，=1.0查《城市桥梁设计荷载标准cjj77-98》可得，城—A级标准载重车辆荷载分布如下：图2城-A级标准载重车辆荷载平、纵、横向布置图2）顶板荷载有效分布宽度计算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》4.1.3对于板的荷载有效宽度计算如下：a1＝0.2m，b1＝0.6mh=0.5m平行于板的跨径方向的荷载分布宽度两个相同车轮分布荷载在板的跨径中部时（无重叠）两个相同车轮分布荷载在板的跨径中部时（有重叠）两个相同车轮分布荷载在板的支承处（侧墙）时故顶板有效荷载宽度如左图所示：图3顶板荷载有效分布宽度图故计算时取重车车轴4（即图中轴重200KN车轮）和重车车轴2、3（即图中轴重140KN车轮）所在断面，对顶板进行两车道最不利加载，最不利加载位置如下图所示：图4城-A级标准载重车辆荷载最不利加载横向布置图考虑荷载的有效分布宽度，单位延米上的集中力P为：轴4所在断面：轴2、3所在断面：综合比较取车辆荷载侧向压力取10KPa。五、地面汽车活载计算（二）由于顶板覆土浅，按照《建筑结构荷载规范GB50009-2001》，顶板上地面超载按楼面消防车活载，取35KPa，沿板的跨径全跨布置，侧向压力取35*0.5=17.5KPa；六、计算结果分析本计算配筋按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)进行.结构重要性系数1.1.强度配筋时的主筋保护层厚度为:外:50mm、内;40mm;裂缝控制配筋时主筋保护层厚度:外30mm、内侧30mm.计算时板墙节点处的内力均为轴线处的内力，配筋时应换算出结构内边缘的内力控制配筋、并考虑腋角的作用.横向框架承载能力极限状态下内力控制表位置顶板底板侧墙外侧内侧外侧内侧外侧内侧弯矩1439530381450483532556.71687.63432.02528.17570.6827.77轴力13354675982394526.56763.26剪力14635244672627.51665.4526.56横向框架正常使用状态下内力控制表位置顶板底板侧墙外侧内侧外侧内侧外侧内侧弯矩1294354253302328372370.05456.19288.78352.94391.4719.29轴力12253144012262.42352.04477.61剪力13103513142416.67442.97352.04表中1、2分别代表按地面汽车活载计算（一）、（二）所得荷载的内力值横向框架结构最终配筋表（按照地面汽车活载计算二配筋）位置（配筋面积积）顶板外侧顶板内侧底板外侧底板内侧侧墙外侧侧墙内侧结构厚度650700600承载能力横向主主筋10φ227φ289φ209φ229φ25构造配筋正常使用横向主主筋10φ22+22φ258φ2810φ2010φ2210φ25+2φ22构造配筋推荐配筋横向主筋结构顶板外侧：：φ22@100一排通长长，每间隔隔一根端头头弯入内衬衬墙2.22m（实配10φ22+5φ25）结构底板外侧：：φ20@100一排通长长，每间隔隔一根端头头弯入内衬衬墙2.22m结构侧墙外侧：：φ25@100一排通长长，每间隔隔一根端头头弯入顶、底板3m；（实配10φ25+5φ22）结构顶板内侧：：φ28@1000一排通长。（实实配10φ28）结构底板内侧：：φ22@1000一排通长。结构侧墙内侧：：φ18@1000一排通长长。（实配10φ18）分布钢筋φ18@150φ18@150φ18@150附图：（一）承载能力极限状态弯矩图（KN.m）承载能力极限状态剪力图（KN.m）承载能力极限状态轴力图（KN.m）正常使用极限状态弯矩图（KN.m）正常使用极限状态剪力图（KN.m）正常使用极限状态轴力图（KN.m）附图：（二）承载能力极限状态弯矩图（KN.m）承载能力极限状态剪力图（KN.m）承载能力极限状态轴力图（KN.m）正常使用极限状态弯矩图（KN.m）正常使用极限状态剪力图（KN.m）正常使用极限状态轴力图（KN.m）CKD4断面结构计算书里程S1K2+410.000~S1K2+438.000一、计算模型及荷载组成分析本计算为营南湖路湘江东岸岸上段S1匝道S1K2+410.000~S1K2+438.000处明挖断面敞口段结构。结构计算模型取结构中心线框架结构，按纵向每延米计算，其断面计算简图如附图所示。二、计算工况本计算采用高水水位，地下下水位取至至地面，水水土分算；；工况计算按结构构承载能力力极限状态态和正常使使用极限状状态进行分分析,设计时取取其中最不不利的工况况来设计配配筋。承载能力极限状状态:结构上填填土压力、底底板水压力力及结构自自重取设计计值,侧向土压压力和侧向向水压力取取设计值,地面超载载取设计值值20KPPa,根据据计算出来来的弯矩,按强度来来控制配筋筋.正常使用用极限状态态:其代表值值取标准值值,根据计算算出来的弯弯矩,按裂缝来来控制配筋筋(最大裂缝缝控制:迎土侧0..2mm,,背土侧0..3mm)).三、计算程序及及荷载计算算计算采用SAPP20000程序,永久荷载载分项系数数取1.355,可变荷载载分项系数数取1.4,偶然荷载载分项系数数取1.0，结构重重要性系数数1.1。计算单单位取KN、m。结构尺寸拟定如如下图（1）土压力：回填填土取20KPaa/m33，水位取取至地面，标标高38.899m。水平侧侧压力系数数取0.5，则：公路侧墙土侧压压力：(顶板上线处)0KPa；；(底板中线处)100*6.335*0..5=311.75KPa；；（2）水压力：公路侧墙水压力力：(顶板上线线处)0KPa；；(底板下线处)10*66.35=63..5KPPa；公路底板水压力力：(底板下线线处)100*6.335=63..5KPPa；（3）地面超载取220KPa，侧侧向压力取取20*00.5=110KPPa；（4）因底板处于<<10>强风化砾岩岩层，其垂垂直基床系系数Kv=2000MPaa/m四、计算结果分分析根据承载载能力极限限状态与正正常使用极极限状态的的弯矩、轴轴力、剪力力计算结果果,绘制控制制配筋点的的弯矩、剪剪力及轴力力图，列表表再进行配配筋计算。本本计算配筋筋按《混凝凝土结构设设计规范》(GB5500100-20002)进行.结构重要要性系数1.1.强度配筋筋时的主筋筋保护层厚厚度为:外:50mmm、内;40mmm;裂缝控制制配筋时主主筋保护层层厚度:外30mmm、内侧300mm.计算时板板墙节点处处的内力均均为轴线处处的内力，配配筋时应换换算出结构构内边缘的的内力控制制配筋、并并考虑腋角角的作用.（注：配配筋轴力取取计算轴力力的0.7倍）横向框架承载能能力极限状状态下内力力控制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩1189.766—1058.499—轴力546.99180.25剪力551.15486.5横向框架正常使使用状态下下内力控制制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩793.92—706.22—轴力365.92129.54剪力367.81365.92横向框架结构最最终配筋表表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧结构厚度800800承载能力横向主主筋10φ28+44φ22构造10φ22+55φ28构造正常使用横向主主筋10φ28+66φ22构造10φ22+66φ28构造推荐配筋横向主筋结构底板外侧110φ28，上甩到到侧墙内2.4mm~3.00m，底板板外侧利用用侧墙甩筋筋；底板内内侧配置10φ18构造钢筋筋。结构侧墙外侧110Φ22，下端均均伸入结构构底板外侧侧3.5mm，侧墙外外侧利用底底板甩筋；；侧墙内侧侧配置10φ18构造钢筋筋。分布钢筋φ18@150φ18@150附图：正常使用极限状状态弯矩图图（KN.m）正常使用极限状状态剪力图图（KN.m）正常使用极限状状态轴力图图（KN.m）承载能力极限状状态弯矩图图（KN.m）承载能力极限状状态剪力图图（KN.m）承载能力极限状状态轴力图图（KN.m）CKD3断面结结构计算书书里程S1K2++438..000～S1K22+4600.5000一、计算模型及及荷载组成成分析本计算为营南湖湖路湘江东东岸岸上段段S1匝道S1KK2+4338.0000～S1K22+4600.5000处明挖断断面敞口段段结构。结构构计算模型型取结构中中心线框架架结构，按按纵向每延延米计算，其断面计算简图如附图所示。二、计算工况本计算采用高水水位，地下下水位取至至地面，水水土分算；；工况计算按结构构承载能力力极限状态态和正常使使用极限状状态进行分分析,设计时取取其中最不不利的工况况来设计配配筋。承载能力极限状状态:结构上填填土压力、底底板水压力力及结构自自重取设计计值,侧向土压压力和侧向向水压力取取设计值,地面超载载取设计值值20KPPa,根据据计算出来来的弯矩,按强度来来控制配筋筋.正常使用用极限状态态:其代表值值取标准值值,根据计算算出来的弯弯矩,按裂缝来来控制配筋筋(最大裂缝缝控制:迎土侧0..2mm,,背土侧0..3mm)).三、计算程序及及荷载计算算计算采用SAPP20000程序,永久荷载载分项系数数取1.355,可变荷载载分项系数数取1.4,偶然荷载载分项系数数取1.0，结构重重要性系数数1.1。计算单单位取KN、m。结构尺寸拟定如如下图（1）土压力：回填填土取20KPaa/m33，水位取取至地面，标标高38.899m。水平侧侧压力系数数取0.5，则：公路侧墙土侧压压力：(顶板上线处)0KPa；；(底板中线处)100*5.115*0..5=255.75KPa；；（2）水压力：公路侧墙水压力力：(顶板上线线处)0KPa；；(底板下线处)10*55.15=51..5KPPa；公路底板水压力力：(底板下线线处)100*5.115=51..5KKPa；（3）地面超载取220KPa，侧侧向压力取取20*00.5=110KPPa；（4）因底板处于<<10>强风化砾岩岩层，其垂垂直基床系系数Kv=2000MPaa/m四、计算结果分分析根据承载载能力极限限状态与正正常使用极极限状态的的弯矩、轴轴力、剪力力计算结果果,绘制控制制配筋点的的弯矩、剪剪力及轴力力图，列表表再进行配配筋计算。本本计算配筋筋按《混凝凝土结构设设计规范》(GB5500100-20002)进行.结构重要要性系数1.1.强度配筋筋时的主筋筋保护层厚厚度为:外:50mmm、内;40mmm;裂缝控制制配筋时主主筋保护层层厚度:外30mmm、内侧300mm.计算时板板墙节点处处的内力均均为轴线处处的内力，配配筋时应换换算出结构构内边缘的的内力控制制配筋、并并考虑腋角角的作用.（注：配配筋轴力取取计算轴力力的0.7倍）横向框架承载能能力极限状状态下内力力控制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩666.99—591.55—轴力374.70136.51剪力342.66331.17横向框架正常使使用状态下下内力控制制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩444.23—394.07—轴力260.4291.93剪力228.26221.23横向框架结构最最终配筋表表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧结构厚度700700承载能力横向主主筋11φ22构造10φ22构造正常使用横向主主筋12φ22构造10φ22构造推荐配筋横向主筋结构底板外侧110φ22，上甩到到侧墙内1.8~~2.4mm，底板外外侧利用侧侧墙甩筋；；底板内侧侧配置10φ18构造钢筋筋。结构侧墙外侧110φ22，下甩到到底板内33.4m，侧侧墙外侧利利用底板甩甩筋；侧墙墙内侧配置置10φ18构造钢筋筋。分布钢筋φ18@150φ18@150附图：正常使用极限状状态弯矩图图（KN.m）正常使用极限状状态剪力图图（KN.m）正常使用极限状状态轴力图图（KN.m）承载能力极限状状态弯矩图图（KN.m）承载能力极限状状态剪力图图（KN.m）承载能力极限状状态轴力图图（KN.mm）CKD2断面结结构计算书书里程S1K2++460..500～S1K22+4877.0000一、计算模型及及荷载组成成分析本计算为营南湖湖路湘江东东岸岸上段段S1匝道S1KK2+4660.5000～S1K22+4877.0000处明挖断断面敞口段段结构。结构构计算模型型取结构中中心线框架架结构，按按纵向每延延米计算，其断面计算简图如附图所示。二、计算工况本计算采用高水水位，地下下水位取至至地面，水水土分算；；工况计算按结构构承载能力力极限状态态和正常使使用极限状状态进行分分析,设计时取取其中最不不利的工况况来设计配配筋。承载能力极限状状态:结构上填填土压力、底底板水压力力及结构自自重取设计计值,侧向土压压力和侧向向水压力取取设计值,地面超载载取设计值值20KPPa,根据据计算出来来的弯矩,按强度来来控制配筋筋.正常使用用极限状态态:其代表值值取标准值值,根据计算算出来的弯弯矩,按裂缝来来控制配筋筋(最大裂缝缝控制:迎土侧0..2mm,,背土侧0..3mm)).三、计算程序及及荷载计算算计算采用SAPP20000程序,永久荷载载分项系数数取1.355,可变荷载载分项系数数取1.4,偶然荷载载分项系数数取1.0，结构重重要性系数数1.1。计算单单位取KN、m。结构尺寸拟定如如下图（1）土压力：回填填土取20KPaa/m33，水位取取至地面，标标高38.899m。水平侧侧压力系数数取0.5，则：公路侧墙土侧压压力：(顶板上线处)0KPa；；(底板中线处)100*4*0.55=20KPaa；（2）水压力：公路侧墙水压力力：(顶板上线线处)0KPa；；(底板下线处)10*44=40KPa；；公路底板水压力力：(底板下线线处)100*4=40KPa；；（3）地面超载取220KPa，侧侧向压力取取20*00.5=110KPPa；（4）因底板处于<<10>强风化砾岩岩层，其垂垂直基床系系数Kv=2000MPaa/m四、计算结果分分析根据承载载能力极限限状态与正正常使用极极限状态的的弯矩、轴轴力、剪力力计算结果果,绘制控制制配筋点的的弯矩、剪剪力及轴力力图，列表表再进行配配筋计算。本本计算配筋筋按《混凝凝土结构设设计规范》(GB5500100-20002)进行.结构重要要性系数1.1.强度配筋筋时的主筋筋保护层厚厚度为:外:50mmm、内;40mmm;裂缝控制制配筋时主主筋保护层层厚度:外30mmm、内侧300mm.计算时板板墙节点处处的内力均均为轴线处处的内力，配配筋时应换换算出结构构内边缘的的内力控制制配筋、并并考虑腋角角的作用.（注：配配筋轴力取取计算轴力力的0.7倍）横向框架承载能能力极限状状态下内力力控制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩335.36—296.42—轴力239.8090.88剪力187.98210.12横向框架正常使使用状态下下内力控制制表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧弯矩222.87—197.06—轴力16061.20剪力124.89140.13横向框架结构最最终配筋表表位置底板侧墙外侧内侧外侧内侧结构厚度600600承载能力横向主主筋7φ20构造6φ20构造正常使用横向主主筋8φ20构造7φ20构造推荐配筋横向主筋结构底板外侧110φ20；底板内内侧配置10φ16构造钢筋筋。结构侧墙外侧110φ20；侧墙内内侧配置10φ16构造钢筋筋。分布钢筋φ16@150φ16@150附图：正常使用极限状状态弯矩图图（KN.m）正常使用极限状状态剪力图图（KN.m）正常使用极限状状态轴力图图（KN.m）承载能力极限状状态弯矩图图（KN.m）承载能力极限状状态剪力图图（KN.m）承载能力极限状状态轴力图图（KN.mm）CKD1断面结结构计算书书里程S1K2++487..000～S1K22+5100.0000一、计算模型及及荷载组成成分析本计算为营南湖湖路湘江东东岸岸上段段S1匝道S1KK2+4887.0000~S1K22+5100.0000处明挖断断面敞口段段结构。结构构计算模型型取结构中中心线框架架结构，按按纵向每延延米计算，其断面计算简图如附图所示。二、计算工况本计算采用高水水位，地下下水位取至至地面，水水土分算；；工况计算按结构构承载能力力极限状态态和正常使使用极限状状态进行分分析,设计时取取其中最不不利的工况况来设计配配筋。承载能力极限状状态:结构上填填土压力、底底板水压力力及结构自自重取设计计值,侧向土压压力和侧向向水压力取取设计值,地面超载载取设计值值20KPPa,根据据计算出来来的弯矩,按强度来来控制配筋筋.正常使用用极限状态态:其代表值值取标准值值,根据计算算出来的弯弯矩,按裂缝来来控制配筋筋(最大裂缝缝控制:迎土侧0..2mm,,背土侧0..3mm)).三、计算程序及及荷载计算算计算采用SAPP20000程序,永久荷载载分项系数数取1.355,可变荷载载分项系数数取1.4,偶然荷载载分项系数数取1.0，结构重重要性系数数1.1。计算单单位取KN、m。结构尺寸拟定如如下图（1）土压力：回填填土取20KPaa/m33，水位取取至地面，标标高38.899m。水平侧侧压力系数数取0.5，则：公路侧墙土侧压压力：(顶板上线处)0KPa；；(底板中线处)100*2.66*0.55=13KPa；；（2）水压力：公路侧墙水压力力：(顶板上线线处)0KPa；；(底板下线处)10*22.6==26KPa；；公路底板水压力力：(底板下线线处)100*2.66=26KPa；；（3）地面超载取220KPa，侧侧向压力取取20*00.5=110KPPa；（4）因底板处于<<2>素填土层，其其垂直基床床系数Kv=5MPa//m四、计算结果分分析根据承载载能力极限限状态与正正常使用极极限状态的的弯矩、轴轴力、剪力力计算结果果,绘制控制制配筋点的的弯矩、剪剪力及轴力力图，列表表再进行配配筋计算。本本计算配筋筋按《混凝凝土结构设设计规范》(GB5500100-20002)进行.结构重要要性系