双孔钢筋混凝土箱涵设计.docxVIP

2013年第3期（总191期）安徽建筑双孔钢筋混凝土箱涵设计Box-CulvertDesignofDiploporeReinforcedConcrete程扬（安徽省安庆市城乡规划设计院，安徽安庆246000）摘要：以怀宁新县城E区还建点箱涵工程设计为例，拟对双孔钢筋混凝土箱涵的进行荷载分析及结构计算，为双孔箱涵的设计提供一定的参考。关键词：双孔钢筋混凝土箱涵；荷载分析；结构计算。中图分类号：U449.82文献标识码：B文章编号：1007-7359(2013)03-0156-050前言图1涵洞工程的规模相对较小，结构型式比较简单，在道路跨越小型渠道时常用；而箱涵作为涵洞的一种，一般为矩形断面现浇整体式钢筋混凝土结构，具有结构承载力高、防渗性能好、适用于软土地基的特点，流量及洞径较大或内水压力较大的涵洞多采用箱涵结构，每孔的宽度可达到6m，2孔或3孔一联。本文以怀宁新县城E区还建点箱涵工程设计为例，拟对双孔钢筋混凝土箱涵的进行荷载分析及结构计算。q2q2q3q3AACCBDBD交通工程研究与应用q4q4q1q1L1=4.3L1=4.3L1=4.3图21工程概况本工程还建点位于怀宁新县城沪蓉高速公路南侧，经一路和经二路之间，占地面积约22hm2。小区内有一条河道由南自北穿过小区内道路景观节点，河道水面宽为8m，为保证此处河道的通畅，需设置一过水涵洞。综合考虑河道宽度、地质情况及工程结构的安全性，确定采用双孔钢筋混凝土箱涵。根据河道规划资料和防洪标准，确定本箱涵单孔截面尺寸为B×H=4.0×3.5m，长度为85m。0.25×0.25d3=0.3B=4.0L1=4.3d3=0.3B=4.0L1=4.3d4=0.32设计参数的确定b1=8.9如图1、2所示，路面至顶板的填土高度Hd=2.0m，填土内摩擦角φ=30°，洞身每孔净宽B=4.0m，净高H=3.5m，顶板及底板厚度d1=d2=0.4m，侧墙厚度d3=d4=0.3m，加腋尺寸0.25×0.25m，洞身混凝土采用C30，填土重度γ=18kN/m3,混凝土重度γc=25kN/m3。图3双孔箱涵计算简图力。本箱涵为无压涵洞，在过水情况下，侧向水压力将抵消部分作用于侧墙外侧的土压力，对结构受力有利，因此结构计算时不考虑水压力的作用。3.1土压力计算洞顶垂直土压力的大小不仅取决于填土高度，还与涵洞的埋设方式、基底宽度、地基刚度及填土性质等有关；本箱涵为上埋式涵洞，单位长度洞顶的垂直土压力强度标准值按（1）式计算。3荷载计算安徽建筑作用于涵洞的主要荷载有：土压力、水压力、车辆荷载及洞身自重等。其中土压力包括洞顶垂直土压力及侧向水平土压qt2=KsγHd=1.04×18×2=37.44kN/m（1）式中：qt2为洞顶垂直土压力强度标准值（kN/m）；Ks为垂直土压力系数，根据地基刚度及比值Hd/B（1B1为洞身总宽）由表1查取；Hd为洞顶以上填土高度（m）。收稿日期：2013-03-21作者简介：程扬（1982-），女，安徽安庆人，工程师。156L2=3.93.52.0L2=3.9L2=3.9H=3.5d1=0.4d2=0.4安徽建筑2013年第3期（总191期）图43.2侧向水平土压力计算作用于洞身侧墙外侧的水平土压力按朗肯主动土压力公式计算，呈梯形分布，分别按下式计算：当计算用于承载能力极限状态计算所需的内力时，以上各节荷载计算公式的计算值均应乘以相应荷载的作用分项系数。按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定，永久作用效应分项系数中土的重力取1.2，土的侧压力取1.4，混凝土自重取1.2，汽车荷载分项系数取1.4。即作用于箱涵洞顶均布荷载总和的设计值为：q2=1.2qt2+1.2q自2+1.4Q汽=1.2×37.44+1.2×10+1.4×10.65=71.838kN/m作用于侧墙的水平土压力设计值：q3=1.4×qt3=1.4×14.4=20.16kN/mq4=1.4×qt4=1.4×35.4=49.56kN/m作用于底板底面的垂直均布荷载总和设计值：q1=q2+1.2γ（c2d3+Nd4)H/B1=71.838+1.2×25(2×0.3+0.3)×3.5/8.9=82.46kN/mqt3=γ(Hd+d2)tg2(45°-φ)=18×(2+0.4)×tg2(45°-30°)=14.4kN/m（2）22qt4=γ(Hd+d2+H)tg2(45°-φ)=18×(2+0.4+3.5)×tg2(45°-30°)=35.4kN/m（3）22式中：qt3、qt4分别为顶板底面处及底面顶面处的水平土压力标准值（kN/m）；d2为顶板厚度（m）；H为洞身净高度（m）；φ为填土内摩擦角。3.3汽车荷载计算根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定，四级公路重型车辆较小时，车