4米净跨径20米填土暗盖板涵整体计算.docVIP

4米净跨径20米填土暗盖板涵整体计算 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：L0=4m； 单侧搁置长度：0.40m； 计算跨径：L=4.4m； 填土高：H=20m； 盖板板端厚d1=80cm；盖板板中厚d2=80cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm； 混凝土强度等级为C30； 轴心抗压强度fcd=13.8Mpa； 轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa； 主拉钢筋等级为HRB335； 抗拉强度设计值fsd=280Mpa； 主筋直径为28mm，外径为30mm，共16根，选用钢筋总面积As=0.009853m2 盖板容重γ1=25kN/m3； 土容重γ2=19kN/m3 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 2.外力计算 1) 永久作用 (1) 竖向土压力 q=γ2·H·b=19×20×0.99=376.2kN/m (2) 盖板自重 g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(80+80)×0.99/2 /100=19.80kN/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》(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 La=13+2·H·tan30=13+2×20×0.577=36.09m 车辆荷载垂直板跨长 Lb=5.5+2·H·tan30=5.5+2×20×0.577=28.59m 车轮重 P=1100kN 车轮重压强L p=P/La/Lb=1100/36.09/28.59=1.07kN/m2 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 M1=(q+g)·L2/8=(376.20+19.80)×4.42/8=958.32kNm 边墙内侧边缘处剪力 V1=(q+g)·L0/2=(376.20+19.80)×4/2=792.00kN 2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M2=p·L2·b/8=1.07×4.42×0.99/8=2.55kNm 边墙内侧边缘处剪力 V2=p·L0·b/2=1.07×4.00×0.99/2=2.11kN 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 γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9×(1.2×958.32+1.4×2.55)=1038.20kNm 边墙内侧边缘处剪力 γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9×(1.2×792.00+1.4×2.11)=858.02kN 4.持久状况承载能力极限状态计算 截面有效高度 h0=d1-c-3/2=80-3-1.500=75.5cm=0.755m 1) 砼受压区高度 x=fsd·As/fcd/b=280×0.009853/13.8/0.99=0.202m 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ξb的规定: HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。 x≤ξb·h0=0.56×0.755=0.423m 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 D62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定: P=100·As/b/h0=1.32，不小于45ftd/fsd=0.22,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》(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: fcd·b·x(h0-x/2)=13.8×1000×0.99×0.202(0.755-0.202/2)