1.5m盖板涵结构计算书

1.5m盖板涵结构计算书 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 1.5米净跨径盖板涵结构计算 1 盖板计算 1.1资料 汽车荷载等级:公路-?级, 环境类别:?类环境, 净跨径:L=1.5m, 单侧搁置长度:0.20m, 计算跨径:L=1.7m, 0 填土高:H=0.8m, 盖板板端厚d=20cm,盖板板中厚d=20cm,盖板宽b=0.50m,保12 护层厚度c=3cm, 混凝土强度等级为B350, 轴心抗压强度f=13.8Mpa, 轴心抗拉cd 强度f=1.39Mpa, td 主拉钢筋等级为HRB335, 抗拉强度设计值f=280Mpa, sd 主筋直径为18mm，外径为18mm，共5根，选用钢筋总面积 22A=3.14x0.009x5=0.001272m s 3 盖板容重γ=0.2x0.5x1.9x2.62x9.8=4.88kN/m, 土容重1 3γ=3.60kN/m 2 根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定:盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力 RN2-Butembo项目技术部 1 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 1.2外力计算 1) 永久作用 (1) 竖向土压力 q=γ〃H〃b=3.6×0.8×0.50=1.44kN/m 2 (2) 盖板自重 g=γ〃(d+d)〃b/2/100=4.88×(20+20)×0.5/2 /100=0.5kN/m 112 2) 由车辆荷载引起的垂直压力,可变作用, 根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.4的规定: 计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时～车轮按其着地面积的边缘向下做30?角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时～扩散面积以最外面的扩散线为准 根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定: 车辆荷载顺板跨长 L=1.6+2〃H〃tan30=1.6+2×0.8×0.577=2.52m a 车辆荷载垂直板跨长 RN2-Butembo项目技术部 2 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 L=5.5+2〃H〃tan30=5.5+2×0.8×0.577=6.42m b 车轮重 P=588kN 车轮重压强L 2 p=P/L/L=560/2.52/6.42=36.34kN/m ab 1.3内力计算及荷载组合 1) 由永久作用引起的内力 跨中弯矩 22 M=(q+g)〃L/8=(1.44+0.5)×1.7/8=0.70kNm 1 边墙内侧边缘处剪力 V=(q+g)〃L/2=(1.44+0.5)×1.5/2=1.46kN 10 2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M=p〃L〃(L-L/2)〃b/4=36.34×2.52×(1.7-2.52/2)×2aa 0.50/4=5.04kNm 边墙内侧边缘处剪力 RN2-Butembo项目技术部 3 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 V=p〃L〃b〃(L-L/2)/L)=36.34×2.52×0.50×2a0a0 (1.5-2.52/2)/1.5=7.33kN 3) 作用效应组合 根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定: 跨中弯矩 γM=0.9(1.2M+1.4M) 0d12 =0.9×(1.2×0.7+1.4×5.04)=7.11kNm 边墙内侧边缘处剪力 γV=0.9(1.2V+1.4V) 0d12 =0.9×(1.2×1.46+1.4×7.33)=10.81kN 1.4持久状况承载能力极限状态计算 截面有效高度 h=d-c-2.2/2=20-3-1.100=0.159m 01 1) 砼受压区高度 x=f〃A/f/b=280×0.001272/13.8/0.50=0.052m sdscd 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξ的规定: b HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξ=0.56。 b x?ξ〃h=0.56×0.159=0.089m b0 砼受压区高度满足规范要求 2) 最小配筋率 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG RN2-Butembo项目技术部 4 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 D62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定: P=100〃A/b/h=1.6～不小于45f/f=0.22,同时不小于0.2 s0tdsd 主筋配筋率满足规范要求 3) 正截面抗弯承载力验算 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定: f〃b〃x(h-x/2)=13.8×1000×0.50×0.052(0.159-0.052/2) cd0 =47.72kNm?γM=7.11kNm 0d 正截面抗弯承载力满足规范要求 4) 斜截面抗剪承载力验算 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定: -30.5-30.5 0.51×10〃f〃b〃h=0.51×10×30×500×159 cu,k0 =222.074kN?γV=10.81kN 0d 抗剪截面满足规范要求。 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定: 对于板式受弯构件～公式可乘以1.25提高系数 -3 1.25×0.5×10〃α〃f〃b〃h=1.25×0.0005×1×1.39×2td0 0.50×1000×0.159×1000 =69.07kN?γV=10.81kN 0d 可不进行斜截面抗剪承载力的验算～只需按照《公路钢筋混凝土及RN2-Butembo项目技术部 5 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋 箍筋间距为20cm～满足规范要求。 1.5裂缝宽度计算 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中6.4关于裂缝宽度验算的规定: 环境类别为?类环境～对于钢筋混凝土构件～最大裂缝宽度不应超过0.20mm 作用短期效应组合 M=1.0M+0.7M s12 =1.0×0.7+0.7×5.04=4.23kNm 作用长期效应组合 M=1.0M+0.4M i12 =1.0×0.7+0.4×5.04=2.72kNm 受拉钢筋的应力 σ=M/0.87/A/h=4.23/0.87/0.001272/0.159=24.04Mpa ssss0 作用长期效应影响系数 C=1+0.5M/M=1+0.5×2.72/4.23=1.32 2is 裂缝宽度 W=C〃C〃C〃σ〃(20+d)/E/(0.28+10〃ρ) fk123sss 5 =1×1.32×1.15×24.04×(20+13)/2.00×10/(0.28+10×0.016) RN2-Butembo项目技术部 6 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 =0.025mm?0.20mm 裂缝宽度满足规范要求 2.台身及基础计算 2.1设计资料 基础为整体式～基础襟边C1=0.05m～台身宽C2=0.40m～基础宽C3=2.40m 背墙宽C4=0.20m～搭接宽度C5=0.20m～基础高度为0.20m 涵洞净高H0=1.50m～计算高度H1=1.60m～基础顶深H2=2.50m 33 台身容重=21.5kN/m～基础容重为21.5kN/m～ 台身轴心抗压强度f=4.23Mpa～台身弯曲抗拉强度f=0.45Mpa～台cdtmd身直接抗剪强度f=1.08Mpa vd 地基承载力容许值为250kPa～回填土的内摩擦角为30? 将台身简化为上端铰支、下端固结模型～取台宽b=0.49m进行计算 RN2-Butembo项目技术部 7 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 2.2台身验算 1) 水平力 车辆荷载等代土层厚 破坏棱体长度l=(H1+d/2+H)*tan(45?-30?/2)=1.50m 01 计算长度B=14m RN2-Butembo项目技术部 8 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 33板总自重 ?G=21.5KN/m×5.32m=114.38KN =114.38/14/1.5/3.6=1.51m 土的侧压力系数 2 =tan(45?-30?/2)=0.3333 q=(H+h+d/2)〃b〃λ〃γ 11 =(1.7+1.51+0.10)×0.49×0.3333×3.6=1.94kN/m q=(H+h+H+d/2)〃b〃λ〃γ 201 =(0.8+1.51+1.5+0.10)×0.49×0.3333×3.6=2.30kN/m A端处弯矩 =-0.12kNm A端处剪力 =2.31kN 最大弯矩位置x的计算 0 =0.212kN/m RN2-Butembo项目技术部 9 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 =1.06m 最大弯矩计算 =1.08kNm 2) 竖向力 当x=1.06m时～台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩 0 名 称 竖向力(kN) 偏心矩e(m) 弯 矩(kNm) P1 90.28 -0.10 -9.03 P2 21.34 0.10 2.13 P3 0.62 0.10 0.06 P4 2.64 0.00 0.00 ?P 114.88 ?M=-6.84 3) 截面验算 RN2-Butembo项目技术部 10 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 作用效应组合 γM=0.9×(1.2×?M+1.4×M)=-6.03kNm 0dmax γN=0.9×1.2×?P=124.07kN 0d γV=0.9×1.4×Q=2.92kN 0dA 偏心矩e e=γM/γN=-0.05m 0d0d (1) 偏心受压承载力验算 现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.6、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数 弯曲平面内的截面回旋半径 i=0.289×b=0.2861 x i=0.289×C2=0.1156 y 构件长细比～其中长细比修正系数γ取1.3～构件计算长度l取β00.7H1=1.12m RN2-Butembo项目技术部 11 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 =3.60 =0.12 x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数～其中m取8.0～a取0.002 =0.9161 =1.0037 砌体偏心受压构件承载力影响系数 =0.9192 构件截面面积 2 A=C2*b=0.396m 由《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定～现偏心矩e=-0.071m～小于等于0.6×0.5×C2=0.24m～所以现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 中条文4.0.5验算偏心受压承载力 RN2-Butembo项目技术部 12 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 =1539.73kN ?γN=124.07kN 0d 偏心受压承载力满足要求 (2) 正截面受弯承载力验算 构件受拉边缘的弹性抵抗矩 2 W=b〃C/6=0.0264 2 现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力 W〃f=11.88kNm ?γM=-6.03kNm tmd0d 正截面受弯承载力满足要求 (3) 直接受剪承载力验算 现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力～其中μ=0.7～N=225.56kN fk =113.21kN ?γV=2.92kN 0d 直接受剪承载力满足要求 2.3基底应力验算 RN2-Butembo项目技术部 13 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表～其中P9是由车辆荷汽 载所产生的盖板支点反力～竖向力及弯矩进行作用短期效应组合 名 称 分项系数 竖向力(kN) 偏心矩e(m) 弯 矩(kNm) P1 1.0 90.28 0.00 0.00 P2 1.0 21.34 0.00 0.00 P3 1.0 0.62 0.00 0.00 P5 1.0 2.64 0.00 0.00 P6 1.0 28.65 0.00 0.00 P7 1.0 18.91 0.00 0.00 P8 1.0 10.34 0.00 0.00 P9 0.7 13.22 0.00 0.00 汽 ?P 186.00 ?M=0.00 RN2-Butembo项目技术部 14 刚果，金，RN2-BUTEMBO市政道路工程 桥梁结构计算书 基础底面面积 2 A=b〃C3=1.176m =158.16kPa ?200kPa 基底应力满足要求 RN2-Butembo项目技术部 15