新规范箱涵结构设计

钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料

1、孔径及净空 净跨径 净高 2、设计安全等级 结构重要性系数 3、汽车荷载 荷载等级 4、填土情况 涵顶填土高度 土的内摩擦角 填土容重 地基容许承载力 5、建筑材料 普通钢筋种类 主钢筋直径 钢筋抗拉强度设计值 涵身混凝土强度等级 涵身混凝土抗压强度设计值 涵身混凝土抗拉强度设计值 钢筋混凝土重力密度 基础混凝土强度等级 混凝土重力密度 二 、 设 计 计 算

L0 = h0 = r0 = 公路 — H = Φ = γ 1 = [σ 0] =

3 2.5 三级 0.9

m m

Ⅰ级 0.8 30 18 200 m ° kN/m3 kPa

HRB335 fsd = fcd γ γ C = = C = 12 280 20 9.2 1.06 25 15 24 mm MPa MPa MPa kN/m3 kN/m3

ftd =2

3

(一)截面尺寸拟定 (见图L-01) 顶板、底板厚度 侧墙厚度 横梁计算跨径 侧墙计算高度 基础襟边 基础高度 基础宽度 (二)荷载计算 1、恒载 恒载竖向压力 恒载水平压力 顶板处 底板处 2、活载 p恒 = γ 1H+γ 2δ = eP1 = γ 1Htan2(45°-φ /2) = eP2 = γ 1(H+h)tan2(45°-φ /3) = 21.90 4.80 23.40 kN/m2 kN/m2 kN/m2 δ = C1 = t = C2 = LP = L0+t = L = L0+2t = hP = h0+δ = h = h0+2δ = c = d = B = 0.3 0.3 0.28 0.5 3.28 3.56 2.8 3.1 0.2 0.4 3.96 m m m m m m m m m m m 图 L-01

设计: 李海川

2014-11-28

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钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计

一 、 设 计 资 料

1、孔径及净空净跨径L0 =3m净高

h0 =2.5m

2、设计安全等级三级结构重要性系数r0 =0.9

3、汽车荷载荷载等级公路 —

Ⅰ级4、填土情况涵顶填土高度H =0.8m土的内摩擦角Φ =30°填土容重γ1 =18kN/m3地基容许承载力[σ0] =

200

kPa

5、建筑材料普通钢筋种类HRB335

主钢筋直径

12mm钢筋抗拉强度设计值fsd =280MPa涵身混凝土强度等级

C20涵身混凝土抗压强度设计值fcd =9.2MPa涵身混凝土抗拉强度设计值ftd =1.06MPa钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m3基础混凝土强度等级C15混凝土重力密度γ3 =

24

kN/m3

二 、 设 计 计 算

(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.3mC1 =0.3m侧墙厚度t =0.28mC2 =

0.5m横梁计算跨径LP = L0+t =3.28mL = L0+2t =3.56m侧墙计算高度hP = h0+δ =2.8mh = h0+2δ =

3.1m基础襟边c =0.2m基础高度d =0.4m基础宽度B =

3.96

m

(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p恒 = γ1H+γ2δ =

21.90kN/m

2

恒载水平压力顶板处e2P1 = γ1Htan(45°-φ/2) =4.80kN/m2底板处eP2 = γ1(H+h)tan2(45°-φ/3) =

23.40

kN/m2

2、活载

图 L-01

汽车后轮着地宽度0.6m,由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。 一个汽车后轮横向分布宽 0.6/2+Htan30°= 故横向分布宽度 a = (0.6/2+Htan30°)³2+1.3 = 同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m 0.2/2+Htan30°= 0.562 m < 1.4/2 m 故 车辆荷载垂直压力 b = (0.2/2+Htan30°)³2 = ∑G = q车 = ∑G/(a³b) =2

0.76 m

> 1.3/2 m < 1.8/2 m

2.824

m

1.124 140 44.12 14.71

m kN kN/m kN/m2 2

车辆荷载水平压力 e车 = q车tan (45°-φ /2) = (三)内力计算 1、构件刚度比 K = (I1/I2)³(hP/LP) = 2、节点弯矩和轴向力计算

1.05

(1)a种荷载作用下 (图L-02) 涵洞四角节点弯矩 MaA = MaB = MaC = MaD = -1/(K+1)²pLP2/12 横梁内法向力 侧墙内法向力 恒载 Na1 = Na2 = Na3 = Na4 = p = p恒 = MaA = MaB = MaC = MaD = Na3 = Na4 = 车辆荷载 p = q车 = Na3 = Na4 = 0 pLP/2 21.90 -9.58 35.92 44.12 72.36 kN/m2 kN²m kN kN/m2 kN²m kN 图 L-02

MaA = MaB = MaC = MaD = -19.30

(2)b种荷载作用下 (图L-03) MbA = MbB = MbC = MbD = -K/(K+1)²phP2/12 Nb1 = Nb2 = phP/2 Nb3 = Nb4 = 恒载 p = eP1 = MbA = MbB = MbC = MbD = Nb1 = Nb2 = (3)c种荷载作用下 (图L-04) McA = McD = -K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]²phP /60 McB = McC = -K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]²phP2/60 Nc1 = phP/6+(McA-McB)/hP Nc2 = phP/3-(McA-McB)/hP Nc3 = Nc4 = 恒载 p = eP2-eP1 = McA = McD = McB = McC = Nc1 = Nc2 = (4)d种荷载作用下 (图L-05) MdA = -[K(K+3)/6(K2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)]²phP2/4 0 18.60 -3.43 -2.80 8.45 17.59 kN/m2 kN²m kN²m kN kN 图 L-042

0 4.80 -1.61 6.72 kN/m2 kN²m kN 图 L-03

设计: 李海川

2014-11-28

第 2 页

汽车后轮着地宽度0.6m，由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。一个汽车后轮横向分布宽

0.6

/2+Htan30°=

故横向分布宽度

a = (0.6/2+Htan30°)³2+1.3 =

同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m

0.2/2+Htan30°=0.562 m< 1.4/2 m

故

车辆荷载垂直压力

b = (0.2/2+Htan30°)³2 =

∑G =

q车 = ∑G/(a³b) =

2

0.76 m

> 1.3/2 m< 1.8/2 m

2.824m

1.12414044.1214.71

mkNkN/mkN/m

22

车辆荷载水平压力e车 = q车tan(45°-φ/2) =(三)内力计算1、构件刚度比

K = (I1/I2)³(hP/LP) =

2、节点弯矩和轴向力计算

1.05

(1)a种荷载作用下 (图L-02)涵洞四角节点弯矩MaA = MaB = MaC = MaD =-1/(K+1)²pLP2/12横梁内法向力侧墙内法向力恒载

Na1 = Na2 =Na3 = Na4 =p = p恒 =

MaA = MaB = MaC = MaD =

Na3 = Na4 =

车辆荷载

p = q车 =Na3 = Na4 =

(2)b种荷载作用下 (图L-03)

MbA = MbB = MbC = MbD =-K/(K+1)²phP2/12

Nb1 = Nb2 =phP/2Nb3 = Nb4 =

恒载

p = eP1 =

MbA = MbB = MbC = MbD =

Nb1 = Nb2 =

(3)c种荷载作用下 (图L-04)

McA = McD =-K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]²phP2/60McB = McC =-K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]²phP/60

Nc1 =phP/6+(McA-McB)/hPNc2 =phP/3-(McA-McB)/hP

Nc3 = Nc4 =

恒载

p = eP2-eP1 =McA = McD =McB = McC =

Nc1 =Nc2 =

(4)d种荷载作用下 (图L-05)

MdA =-[K(K+3)/6(K2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)]²phP2/4

018.60-3.43-2.808.4517.59

kN/m

2

2

0pLP/221.90-9.5835.9244.1272.36

kN/m2kN²mkNkN/mkN

2

MaA = MaB = MaC = MaD =-19.30

kN²m图 L-02

04.80-1.616.72

kN/m2kN²mkN

图 L-03

kN²mkN²mkNkN

图 L-04

MdB = -[K(K+3)/6(K +4K+

3)-(5K+3)/(15K+5)]²phP /4 MdC = -[K(K+3)/6(K2+4K+3)+(5K+3)/(15K+5)]²phP2/4 MdD = -[K(K+3)/6(K +4K+3)-(10K+2)/(15K+5)]²phP /4 Nd1 = (MdD-MdC)/hP Nd2 = phP-(MdD-MdC)/hP Nd3 = -Nd4 = -(MdB-MdC)/LP 车辆荷载 p = e车 = MdB = MdD = Nd1 = Nd2 = Nd3 = -Nd4 = (5)节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表 按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合 荷载种类 a 1.2³∑结构、土的重力 恒载 b c 1.4³∑土侧压力 a 车辆荷载 d 1.4³∑汽车 荷载效应组合 3、构件内力计算(跨中截面内力) (1)顶板 (图L-06) x = LP/2 P = 1.2p恒+1.4q车 = N x = N1 = Mx = MB+N3x-Px2/2 = Vx = Px-N3 = (2)底板 (图L-07) ω 1 = 1.2p恒+1.4(q车-3e车HP /LP ) ω2 = 43.04 kN/m2 = 1.2p恒+1.4(q车+3e车HP2/LP2) kN/m2 kN2 2 2 2

2

2

14.71 9.00 14.90 10.29 30.88 -6.99

kN/m

2

MdA = -19.82 MdC = -13.92

kN²m kN²m kN²m kN²m kN kN kN 图 L-05

M (kN²m) MA -9.58 -11.49 -1.61 -3.43 -7.05 -19.30 -19.82 -54.77 -73.31 MB -9.58 -11.49 -1.61 -2.80 -6.16 -19.30 9.00 -14.41 -32.07 MC -9.58 -11.49 -1.61 -2.80 -6.16 -19.30 -13.92 -46.50 -64.16 MD -9.58 -11.49 -1.61 -3.43 -7.05 -19.30 14.90 -6.15 -24.69 N1 0 0 6.72 8.45 21.24 0 10.29 14.41 35.66 N2 0 0 6.72

N

(kN) N3 35.92 43.10 0 0 0 72.36 -6.99 91.51 134.61

17.59 34.03 0 30.88 43.24 77.26

88.05 35.66 70.29 9.78

kN kN kN²m kN 图 L-06

= 133.06 x = LP/2 Nx = N3 = 134.61

Mx = MA+N3x-ω 1²x2/2-x3(ω 2-ω 1)/6LP = 69.41 kN²m 2 Vx = ω 1x+x (ω 2-ω 1)/2LP-N3 = -27.13 kN 2014-11-28 第 3 页 图 L-07

设计: 李海川

MdB =-[K(K+3)/6(K+4K+3)-(5K+3)/(15K+5)]²phP/4MdC =-[K(K+3)/6(K2+4K+3)+(5K+3)/(15K+5)]²phP2/4MdD =-[K(K+3)/6(K+4K+3)-(10K+2)/(15K+5)]²phP/4Nd1 =(MdD-MdC)/hPNd2 =phP-(MdD-MdC)/hP

Nd3 = -Nd4 =-(MdB-MdC)/LP

车辆荷载

p = e车 =

MdB =MdD =Nd1 =Nd2 =

Nd3 = -Nd4 =

(5)节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表

按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合

图 L-07

kN

Vx =ω1x+x2(ω2-ω1)/2LP-N3

=-27.13

2

2

22

14.719.0014.9010.2930.88-6.99

kN/m

2

MdA =-19.82MdC =-13.92

kN²mkN²mkN²mkN²mkNkNkN

图 L-05

(3)左侧墙 (图L-08) ω 1 = 1.4eP1+1.4e车 = 27.31 53.35 x = hP/2 Nx = N3 = 134.61 kN Mx = MB+N1x-ω 1²x2/2-x3(ω 2-ω 1)/6hP = -13.17 kN²m 2 Vx = ω 1x+x (ω 2-ω 1)/2hP-N1 = (4)右侧墙 (图L-09) ω 1 = 1.4eP1 = ω 2 = 1.4eP2 = 6.72 32.76 kN/m kN/m kN2 2

kN/m kN/m

2

ω 2 = 1.4eP2+1.4e车2

图 L-08

11.69

kN

x = hP/2 Nx = N4 = 154.18 Mx = MC+N1x-ω 1²x2/2-x3(ω 2-ω 1)/6hP = -25.08 kN²m Vx = ω 1x+x2(ω 2-ω 1)/2hP-N1 = -17.14 (5)构件内力汇总表 构件 B - C A - D B - A C - D Md -32.07 -73.31 -32.07 -64.16 Nd B 35.66 A 77.26 B 134.61 C 154.18 35.66 -25.08 35.66 -13.17 134.61 69.41 134.61 70.29 Vd Md Nd B-C 35.66 A-D 77.26 B-A 134.61 C-D 154.18 -17.14 -24.69 11.69 -73.31 -27.13 -24.69 9.78 -64.16 Vd Md Nd C 35.66 D 77.26 A 134.61 D 154.18 77.26 77.26 154.18 154.18 Vd kN 图 L-09

(四)截面设计 1、顶板 (B-C) 钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。 (1)跨中 l0 = 3.28 m , Md = h = 0.30 m , 70.29 kN ²m , e0 = Md/Nd = 长细比 i =h/121/2 = l0/i = a = 0.03 m , Nd = 35.66 kN , 1.971 0.087 37.87 m m > 17.5 h0 = 0.27 m , Vd = 9.78 kN b = 1.00 m ,

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条 ξ 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 19.913 > 1.0 , 取ξ 1 = 1.00 ξ2

= 1.15-0.01l0/h = η =

1.041

> 1.0 ,

取ξ

2

= 1.00

η = 1+(l0/h)2ξ 1ξ 2h0/1400e0 1.012 由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条 设计: 李海川 2014-11-28 第 4 页

(3)左侧墙 (图L-08)

ω1 =1.4eP1+1.4e车

=

27.3153.35x =hP/2Nx = N3 =134.61

=-13.17

2

kN/mkN/mkN

2

ω2 =1.4eP2+1.4e车

2

Mx =MB+N1x-ω1²x2/2-x3(ω2-ω1)/6hP

kN²m

图 L-08

kNkN/m2kN/mkN

2

Vx =ω1x+x(ω2-ω1)/2hP-N1

=

(4)右侧墙 (图L-09)

ω1 = 1.4eP1 =ω2 = 1.4eP2 =

6.7232.7611.69

x =hP/2Nx = N4 =154.18

=-25.08=-17.14

(5)构件内力汇总表

Mx =MC+N1x-ω1²x2/2-x3(ω2-ω1)/6hP

kN²mkN

图 L-09

Vx =ω1x+x2(ω2-ω1)/2hP-N1

(四)截面设计1、顶板 (B-C)

钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中

l0 =3.28 m ，

Md =

h =0.30 m ，70.29 kN²m ，

e0 = Md/Nd =

长细比

i =h/12 =

l0/i =

1/2

a =0.03 m ，1.9710.08737.87

mm

> 17.5> 1.0 ，> 1.0 ，

h0 =0.27 m ，

b =1.00 m ，

Nd =35.66 kN， Vd =9.78 kN

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条

ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =19.913ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

η =

1.041

取ξ1 =1.00取ξ2 =1.00

η =1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400e0

1.012

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

e = ηe0+h/2-a =

67.85 =

解得

故为大偏心受压构件。

2.114m

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

9200x(0.27-x/2)

≤

2

x =0.029 m

As = (fcdbx-r0Nd)/fsd =0.0008336m

μ = 100As/(bh0) =

0.31 %870.0

mm2

ξbh0 == 833.6

mm

2

0.56³0.27 =0.151 m

>0.2 %

符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第9.1.12条的要求。选用 12 @130 mm

，

-3

实际 As =

1/2

0.51³10fcu,kbh0 =615.8 kN

>

r0Vd =

8.8 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

0.50³10-3α2ftdbh0 =143.1 kN>r0Vd =8.8 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。(2)结点

l0 =3.28 m ，

Md =

h = δ+C1 =0.60 m ，

64.16 kN²m ，

e0 = Md/Nd =i =h/121/2 =

长细比

l0/i =

ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

η =

1.7990.17318.948.7231.095

2

a =0.03 m ，

mm> 17.5> 1.0 ，> 1.0 ，

取ξ1 =1.00取ξ2 =1.00

h0 =0.57 m ，

b =

Nd =35.66 kN， Vd =154.18 kN

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条

η =1+(l0/h)ξ1ξ2h0/1400e0

1.007

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

e = ηe0+h/2-a =2.082m

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

解得

故为大偏心受压构件。

As = (fcdbx-r0Nd)/fsd =0.0003087m

μ = 100As/(bh0) =

应按最小配筋率配置受拉钢筋。

选用 12 @90 mm，

-3

2

66.80 =9200x(0.57-x/2)

x =0.013 m≤

ξbh0 == 308.7

mm

2

0.56³0.57 =0.319 m

0.05 %

mm2

<0.2 %

实际 As =1256.6

1/2

0.51³10fcu,kbh0 =1300.0 kN

>

r0Vd =

138.8 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

-3

0.50³10α2ftdbh0 =302.1 kN>r0Vd =138.8 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。2、底板 (A-D)

钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中

l0 =3.28 m ，

Md =

h =0.30 m ，69.41 kN²m ，

e0 = Md/Nd =

a =0.03 m ，0.898

m

h0 =0.27 m ，

b =1.00 m ，

Nd =77.26 kN， Vd =27.13 kN

i =h/121/2

=

0.087m

长细比

l0/i =

37.87> 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条

ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =9.183> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

1.041

> 1.0 ，

取ξ2 =1.00

η =1+(l2

0/h)ξ1ξ2h0/1400e0

η =

1.026由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

e = ηe0+h/2-a =

1.041

m

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

72.41 =

9200x(0.27-x/2)

解得

x =0.031 m

≤

ξbh0 =0.56³0.27 =故为大偏心受压构件。

AN2

s = (fcdbx-r0d)/fsd =0.0007677m

= 767.7

mm

2

μ = 100As/(bh0) =

0.28 %

>0.2 %

符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第9.1.12条的要求。选用 12 @140 mm，实际 As =807.8mm2

0.51³10-3f1/2cu,kbh0 =615.8 kN

>

r0Vd =

24.4 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

0.50³10-3α2ftdbh0 =143.1 kN>r0Vd =24.4 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。(2)结点

l0 =3.28 m ，

h = δ+C1 =0.60 m ，

a =0.03 m ，

h0 =0.57 m ，

Md =

73.31 kN²m ，

Nd =77.26 kN， Vd =134.61 kN

e0 = Md/Nd =0.949mi =h/121/2 =

0.173m长细比

l0/i =

18.94

> 17.5

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =4.694> 1.0 ，取ξ1 =1.00

ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

1.095

> 1.0 ，

取ξ2 =1.00

η =1+(l2

0/h)ξ1ξ2h0/1400e0

η =

1.013

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

e = ηe0+h/2-a =1.231m

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

85.60 =9200x(0.57-x/2)

解得

x =0.017 m≤

ξbh0 =0.56³0.57 =故为大偏心受压构件。

A2

s = (fcdbx-r0Nd)/fsd =0.0002959m

= 295.9

mm

2

μ = 100As/(bh0) =

0.05 %

<0.2 %

应按最小配筋率配置受拉钢筋。

选用 12 @90 mm，

实际 As =1256.6

mm2

0.51³10-3f1/2cu,kbh0 =1300.0 kN

>

r0Vd =

121.2 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

0.151 m

b =

0.319 m

0.50³10α2ftdbh0 =302.1 kN

3、左、右侧板 (B-A，C-D)(1)板中

l0 =2.80 m ，

Md =

h =0.28 m ，25.08 kN²m ，

e0 = Md/Nd =i =h/121/2 =

长细比

l0/i =

ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

η =

e = ηe0+h/2-a =

40.31 =

解得

故为大偏心受压构件。

-3

>

r0Vd =

121.2 kN

故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。

a =0.03 m ，0.1630.08134.641.9571.050

mm> 17.5> 1.0 ，> 1.0 ，

h0 =0.25 m ，

b =1.00 m ，

Nd =154.18 kN， Vd =17.14 kN

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条

取ξ1 =1.00取ξ2 =1.00

η =1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400e0

1.1100.291

m

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

9200x(0.25-x/2)

≤

ξbh0 == 102.1<mm

2

x =0.018 m

As = (fcdbx-r0Nd)/fsd =0.0001021m2

μ = 100As/(bh0) =

0.04 %514.1

0.56³0.25 =mm2

0.140 m

0.2 %

应按最小配筋率配置受拉钢筋。选用 12 @220 mm

，

实际 As =

0.51³10-3fcu,k1/2bh0 =570.2 kN

>

r0Vd =

15.4 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

0.50³10-3α2ftdbh0 =132.5 kN

(2)结点

l0 =2.80 m ，

Md =

h = t+C2 =0.78 m ，

73.31 kN²m ，

e0 = Md/Nd =

长细比

i =h/12 =

l0/i =

ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =ξ2 = 1.15-0.01l0/h =

η =

e = ηe0+h/2-a =

1/2

>

r0Vd =

15.4 kN

故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。

a =0.03 m ，

mm

< 17.5> 1.0 ，> 1.0 ，

2

h0 =0.75 m ，

b =

Nd =134.61 kN， Vd =77.26 kN0.5450.22512.442.1601.114

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条，不考虑偏心距增大系数。

取ξ1 =1.00取ξ2 =1.00

η =1+(l0/h)ξ1ξ2h0/1400e0

1.0000.905

m

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条

r0Nde =fcdbx(h0-x/2)

解得

故为大偏心受压构件。

109.59 =9200x(0.75-x/2)

x =0.016 m≤

ξbh0 =

0.56³0.75 =

0.420 m

As = (fcdbx-r0Nd)/fsd =9.482E-05m

μ = 100As/(bh0) =

应按最小配筋率配置受拉钢筋。选用 12 @70 mm

，

-3

2

= 94.8<

0.2 %

mm

2

0.01 %

mm

2

实际 As =1615.7

1/2

0.51³10fcu,kbh0 =1710.6 kN

>

r0Vd =

69.5 kN

故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条

0.50³10-3α2ftdbh0 =397.5 kN

>

r0Vd =

69.5 kN

故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。

(五)配筋图见设计图纸。(六)基底应力验算

1、荷载计算 (取单位涵长计算)(1)恒载箱重力P箱 = 2γ2(δL+th0+C1C2) =

95.9kN基础重力P基 = γ3Bd =38.0kN填土重力P土 = γ1HL =

51.3kN水重力P水 = γ

水(L0h0-2C1C2) =

72.0kN(2)车辆荷载 (由图L-07)

竖直力P车 = q车L =157.1kN水平力E车 = e车(h+d) =51.5kN弯矩M车 = E车(h+d)/2 =

90.1

kN²m

2、基底应力

N = P箱+P基+P土+P水+P车 =

414.2kNM = M车 =

90.1

kN²m

由《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024—85)第3.2.2-2式

σ =N/A±M/W = N/B±6M/B2

=139.170.1

kPa

基底应力满足设计要求。

<[σ0] =200 kPa

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kN) N4 35.92 43.10 0 0 0 72.36 6.99 111.08 154.18

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1.00 m ，

1.00 m ，

1.00 m ，

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