Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse圆管涵结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、基本设计资料1．依据
规范
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及参考书目：《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），简称《桥规》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022-85）《公路小桥涵设计示例》（刘培文、周卫编著）2．计算参数：圆管涵内径D=1000mm圆管涵壁厚t=100mm填土深度H=1200mm填土容重γ1=18.00kN/m3混凝土强度级别：C15汽车荷载等级：公路-Ⅱ级修正后地基土容许承载力[fa]=150.0kPa管节长度L=1000mm填土内摩擦角φ=35.0度钢筋强度等级：R235钢筋保护层厚度as=25mm受力钢筋布置方案：φ10@100mm二、荷载计算1．恒载计算填土垂直压力：2q土=γ1×H=18.01200/1000×=21.60kN/m管节垂直压力：q自=24×t=241200/1000×=2.50kN/m2故：=21.60+2.50=24.10kN/m2q恒=q土+q自2．活载计算按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.1条和第4.3.2条规定，计算采用车辆荷载；当填土厚度大于或等于0.5m时，涵洞不考虑冲击力。按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.5条规定计算荷载分布宽度。一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+1200/1000×tan30°=0.99m由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99m>1.8/2m故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度a应按两辆车后轮外边至外边计算：a=（0.6/2+1200/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=6.89m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+1200/1000×tan30°=0.79m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79m>1.4/2m故纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b应按二轮外边至外边计算：b=（0.2/2+1200/1000×tan30°）×2+1.4=2.99mq汽=2×（2×140）/（a×b）2560/（6.89×2.99）=27.24kN/m3．管壁弯矩计算忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩。管壁中线半径R=（D/2+t/2）=（1000/2+100/2）/1000=0.55m土的侧压系数λ=tan2（45°-φ/2=0.271填土重产生的弯矩M1=0.137q×土×R2×（1-λ）=0.137×21.60×0.552×（1-0.271）=0.65kN·m管壁自重产生的弯矩M2=0.369q×自×R2=0.3692×.50×0.552=0.28kNm·恒载产生的最大弯矩M恒=M1+M2=0.65+0.28=0.93kNm·车辆荷载产生的弯矩M汽=0.137q×汽×R2×（1-λ）=0.137×27.24×0.552×（1-0.271）=0.82kN·m4．荷载组合按《公路桥涵设计通用规范》第4.1.6条进行作用效应组合承载能力极限状态组合：Mud=1.2M×恒+1.2×M汽=1.2×0.93+1.20.×82=2.27kNm·正常使用极限状态组合：短期组合Msd=M长期组合Mld=M恒恒0.7M0.4M汽汽0.93+0.70.82×=1.51kNm·0.93+0.40.82×=1.26kNm·三、强度验算1．材料参数从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中
表
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3.1.4查得：C15混凝土的轴心抗压强度设计值fcd=6.9MPa从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表3.2.3-1查得：R235钢筋的抗拉强度设计值fsd=195MPa从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表3.2.4查得：5R235钢筋的弹性模量Es=210000.010×MPa从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表5.2.1查得：构件的正截面相对界限受压区高度ξb=0.622．验算结果管节处预留10mm接缝宽度，故实际管节长为1000-10=990mm考虑任意位置都可能承受正、负弯矩，故管涵内、外侧都应布置钢筋。ho=100-25=75mm=fsdAs/（fcdb）195×11×78.5/（6.9×990）=24.7mmho×ξb=75×0.62=46.5mm
γo×Mud=0.9×2.27=2.04kN·m故截面强度验算满足要求！四、裂缝宽度验算由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中第6.4.3条和第6.4.4条规定：6σss=Ms×10/（0.87×As×ho）1.5110×6/（0.87×11×78.5×75）=26.75N/mm2=As/（b×ho）=11×78.5/（990×75）=0.01164>0.002时，取ρ=0.002对于光面钢筋，取C1=1.4C2=1+0.5M×ld/Msd=1+0.51×.26/1.51=1.42当为混凝土板式受弯构件时，C3取1.15Wtk=C1×C2×C3×σss/Es×（30+d）/（0.28+ρ）=1.40×1.42×1.15×26.75/210000×（30+10）/（0.28+0.00200）=0.04mmWtk=0.039mm≤0.2mm故裂缝宽度验算满足要求！五、地基应力验算当基底只承受轴心荷载时，按《公路桥涵地基与基础设计规范》式4.2.2-1，基底岩土承载力应满足：p=N/A≤[fa]q恒'=（1200+1000+100×2）/1000×18.0+24×100/1000×π=51.05kN/m2N=（q恒'+q汽）×A=（51.05+27.24）×1=78.29kN/m2σmax=N/A=78.29kPa≤[fa]=150.00kPa故地基应力验算满足要求！仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfürdenpers?nlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.толькодлялюдейкоторые,используютсядляобучениясследований,недолжныиспользоватьсявкоммерческихцелях.以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfürdenpers?nlichenfürStudien,Forschung,zukommerzillenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.толькодлялюдейкоторые,используютсядляобучениясследований,недолжныиспользоватьсявкоммерческихцелях.以下无正文
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