2米净跨径明盖板涵整体计算.docx
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2米净跨径明盖板涵整体计算
2米净跨径明盖板涵整体计算
一.盖板计算
1.设计资料
汽车荷载等级:
公路-I级;环境类别:
I类环境;
净跨径:
Lo=2m单侧搁置长度:
0.30m;计算跨径:
L=2.3m;
盖板板端厚di=30cm盖板板中厚d2=30cm盖板宽b=0.99m;保护层厚度c=3cm;
混凝土强度等级为C25;轴心抗压强度fcd=11.5Mpa;轴心抗拉强度ftd=1.23Mpa;主拉钢筋等级为HRB335抗拉强度设计值fsd=280Mpa
主筋直径为20mm外径为22mm共14根,选用钢筋总面积A=0.004399m
涵顶铺装厚H=.001cm;涵顶表处厚H2=.001cm;
盖板容重丫1=25kN/n{;涵顶铺装容重丫2=25kN/nf;涵顶铺装容重丫3=23kN/m
根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)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
丄
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2.外力计算
1)永久作用
(1)涵顶铺装及涵顶表处自重
q=(yH+y“)b=(25>0.00+23>0.00)X).99=0.00kN/m
(2)盖板自重
g=y(d1+d2)b/2/100=25>30+30)X).99/2/100=7.43kN/m
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》(JTGD60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定:
车辆荷载顺板跨长
La=0.2m
车轮重
P=70kN
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中432关于汽车荷载冲击力的规定:
汽车荷载的局部加载,冲击系数采用1.3
车轮重压强
p=1.3P/La=1.3X70/0.20=455.00kN/m
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
Mi=(q+g)L2/8=(0.00+7.43)>2.32/8=4.91kNm
边墙内侧边缘处剪
Vi=(q+g)Lo/2=(0.00+7.43)>2/2=7.43kN
2)由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩
M2=pLa(L-La/2)/4=455.00>0.20>2.30-0.20/2)/4=50.05kNm
|旳.1」皐丄|
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边墙内侧边缘处剪力
V2=pLa(L0-La/2)/L0+pLa(Lo-1.5)/L0
=455.00>0.20>2.00-0.20/2)/2.00+455.00X).20>2.00-1.5)/2.00
=109.20kN
3)作用效应组合
根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定:
跨中弯矩
7|Md=0.9(1.2M1+1.4M2)
=0.9>1.2>4.91+1.4X50.05)=68.37kNm
边墙内侧边缘处剪力
YVd=0.9(1.2V1+1.4V2)
=0.9>1.2X7.43+1.4X09.20)=145.61kN
4.持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度h0=d1-c-2.2/2=30-3-1.100=25.9cm=0.259m
1)砼受压区咼度
x=fsdA/fcd/b=280X).004399/11.5/0.99=0.108m
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004)中5.2.1关于
相对界限受压区高度Eb的规定:
HRB335钢筋的相对界限受压区高度Eb=0.56。
x 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》(JTGD62-2004)中9.1.12关 于受弯构件最小配筋百分率的规定: P=100As/b/h0=1.72,不小于45ftd/fsd=0.20,同时不小于0.2 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》JTGD62-2004)中5.2.2关于 受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定: fcdbx(h0-x/2)=11.5X1000X).99>0.108(0.259-0.108/2) =252.38kNm》丫oM=68.37kNm 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》JTGD62-2004)中5.2.9关于 抗剪截面验算的规定: 0.51X0-3fcu,k0.5bho=0.51X0-3X250.5X990X259 =653.85kN》丫oVd=145.61kN 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》JTGD62-2004)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 1.25X0.5>0-2Mtdbho=1.25X0.0005XX1.23X0.99X1000XD.259>000 =197.12kN》丫oVd=145.61kN 可不进行斜截面抗剪承载力的验算,只需按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范》JTGD62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋 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》JTGD62-2004)中6.4关于裂 缝宽度验算的规定: 环境类别为I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 Ms=1.0Mi+0.7M2 =1.0X4.91+0.7X50.05=39.95kNm 作用长期效应组合 Mi=1.0Mi+0.4M2 =1.0X4.91+0.4X50.05=24.93kNm 受拉钢筋的应力 @s=M/0.87/As/ho=39.95/0.87/0.004399/0.259=40.30Mpa 作用长期效应影响系数 C2=1+0.5M/Ms=1+0.5X24.93/39.95=1.31 裂缝宽度 Wfk=GC2G•ssr(30+d)/Es/(0.28+10-p =1X1.31X1.15M0.30>(30+20)/2.00x105/(0.28+10>0.0172) =0.03mm<0.20mm 裂缝宽度满足规范要求 二.台身及基础计算 1.设计资料 基础为整体式,基础襟边C1=0.25m台身宽C2=1.00m基础宽C3=2.25m背墙宽C4=0.70m搭接宽度C5=0.30m基础高度为0.50m,铺底厚为0.40m涵洞净高H0=2.00m计算高度H1=2.35m基础顶深H2=2.70m 台身容重为23kN/m3,基础容重为23kN/mi,铺底容重为23kN/mi 台身轴心抗压强度J=5.87Mpa,台身弯曲抗拉强度ftmd=0.66Mpa,台身直接抗剪强度fvd=1.32Mpa 地基承载力容许值为125kPa,回填土的内摩擦角为30° 2.台身验算 1)水平力 车辆荷载等代土层厚 破坏棱体长度Io=(H1+di/2+O.OO+O.OO)*tan(45。 -30°/2)=1.44m 计算长度B=5.50m 亠 =560/5.50/1.44/18=3.92m 土的侧压力系数 A=tan3(45°-纟) 2 2 =tan(45。 -3072)=0.3333 qi=(0.00+0.00+h+di/2)b•18- =(0.00+0.00+3.92+0.15)>0.99>0.3333X18=24.17kN/m q2=(0.00+0.00+h+H0+0.40/2+d1)b•18•=(0.00+0.00+3.92+2.00+0.20+0.30)».99X).3333>8=38.13kN/m A端处弯矩 Ma=^- 120 =-21.82kNm A端处剪力 =48.62kN 最大弯矩位置Xo的计算 =5.94kN/m xF =1.44m 最大弯矩计算 叽•见+0族■警琉+尘評玩 2EH】 =11.61kNm 2)竖向力 当xo=1.44m时,台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩 名称 竖向力(kN) 偏心矩e(m) 弯矩(kNm) P1 9.65 -0.35 -3.38 P2 0.00 0.15 0.00 P3 4.78 0.15 0.72 P4 17.40 0.00 0.00 EP 31.84 EM=-2.66 3)截面验算 作用效应组合 YM=0.9X(1.2XEM+1.4XMk9=11.76kNm 卫2=0.9X1.2XEP=34.38kN Yd=0.9X.4X=61.26kN 偏心矩e e=^M/Yd=0.342m (1)偏心受压承载力验算 现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)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 ix=0.289>43=0.2861 iy=0.289>02=0.2890 构件长细比,其中长细比修正系数丫B取1.3,构件计算长度l0取0.7H1=1.64m =2.1142 =2.1355 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 轧=—f— 1十(工尸"昭(易—可[1+1戒今] %5 =0.4009 经=~f— 1十(工尸H^(A-35[l+1.33(-^a] =1.0037 砌体偏心受压构件承载力影响系数 =0.4015 构件截面面积 2 A=C2*b=0.9900m 由《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定,现偏心矩e=0.342m,大于0.6X0.5xC2=0.30m所以现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.10验算偏心受压承载力 构件受拉边缘的弹性抵抗矩 W=bC2/6=0.1650 =249.34kN》丫°N=34.38kN 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 W=bc2/6=0.1650 现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力 Wftmd=108.90kNm》丫°M=11.76kNm 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》(JTGD61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力,其中卩f=0.7,N=69.08kN =1341.34kN》丫oVd=61.26kN 直接受剪承载力满足要求 3.基底应力验算 f2 0 fl 1 11 tps 伙i 基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表,其中P9汽是由车辆荷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 9.65 0.00 0.00 P2 1.0 0.00 0.00 0.00 P3 1.0 4.78 0.00 0.00 P5 1.0 54.65 0.00 0.00 P6 1.0 25.62 0.00 0.00 P7 1.0 12.03 0.00 0.00 P8 1.0 9.11 0.00 0.00 P9汽 0.7 109.20 0.00 0.00 刀P 192.28 刀M=0.00 基础底面面积 A=b。 3=2.2275吊 c_EP —~T~ =86kPa<125kPa 基底应力满足要求
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- 米净跨径明 盖板 整体 计算