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箱涵结构计算书

箱涵结构计算书

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L=8.0米，

0

净高h=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

0

土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ

＝20.2KN/m3，设箱涵采用C25混凝土

1

（f=11.5MPa）和HRB335钢筋(f=280MPa)。桥涵设计荷载为城-A级，用车辆

cd sd

荷载加载验算。结构安全等级二级，结构重要性系数γ＝1.0。地基为泥质粉砂

0

岩，［σ］＝380kPa，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。

0

（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》（JTGD60-2004）

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）

二、设计计算

1685.00P

1685.00

P

ep1

H

δ

C1

C2

t

L0h

0

t

h

ph

C2

C1

δ

ep2

d

箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度δ＝100cm（C=50cm）

侧墙厚度

1

t＝100cm（C=50cm）

2

故 L=L+t=8+1=9m

P 0

h=h+δ=10.5+1=11.5m

p 0

(二)荷载计算1、恒载

恒载竖向压力

P＝γH+γδ＝20.2×3.6+25×1

1 2

＝97.72kN/m2

恒载水平压力

L

Lp

图1-1

顶板处：e

＝γHtan2(45o-φ/2)

p1 1

底板处：e

＝20.2×3.6×tan2（45o-24o/2）＝30.67kN/m2

＝γ（H＋h）tan2(45o-φ/2)＝20.2×（3.6+12.5）×tan（2

45o-24o/2）

p2 1

＝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》4.1.3条确定，参照《公路桥涵设计通用规范》第4.3.4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。

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

0.60/2+3.6tan30o＝2.38m

＞1.3m/2

＞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+3.6tan30o)×2+22＝26.76m

同理，纵向分布宽度

0.25/2+3.6tan30o=2.2m＞1.2m/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+3.6tan30o)×2+1.2=5.6m

车辆荷载垂直压力

q=(140×2×7)/(26.76×5.6)×0.55=7.20kN/m2

车

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

0.60/2+3.6tan30o＝2.38m

＞1.3m/2

＞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+3.6tan30o)×2+4.9＝9.66m

同理，纵向分布宽度

0.25/2+1.6tan30o=1.05m＞1.2m/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+3.6tan30o)×2+1.2=5.61m

车辆荷载垂直压力

q=(140×2×2)/(9.66×5.61)×1.0=10.33kN/m2

车

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＝10.33×tan2（45o-24o/2）＝4.36kN/m2

车

(三)内力计算

1、构件刚度比(单位长度)

1

I hp

K=1× ＝

I Lp

2

?1.0?1.03

112

1

?1.0?1.03

12

×11.5

9.0

＝1.28

P

2、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：

MaB 1

B C

MaC

M＝M

＝M＝M＝- 1

(P)L2

?P

?

Na3 3 a 4 N

aA aB ac aD

K?1 12 a4

N=N

=0, N

=N=

(P)L

P A D

a1 a2

a3 a4 2

MaA

2

P MaD

恒载（P＝97.72kN/m2）

图1-2

M＝ ?1 ?97.72?9.02

=-289.30kN·m

aA 1.28?1 12

N=97.72?