跨径8米波纹板拱计算书

YTHG波纹钢拱桥
---结构受力计算书
益通管业股份
波纹钢拱桥涵计算书
参考依据：
本计算书依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60—2004）、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)、《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283—1999)、《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04—2007）《公路桥涵用波形钢板》（JT/T710—2008）《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》（JT/T 791—2010）.蒙《公路波纹钢管（板）桥涵设计与施工规》等规定的原则、有关规定及国外波纹管有关标准进行计算。

项目基本情况如图
本项目为跨径8000mm,矢高4000mm，拱顶半径4000mm的钢波纹板拱桥填土高度8.5-9.5m，
采用波纹剖面：波距*波高 380mm*140mm
活载：汽车I级荷载；地震加速速度峰值0.2
回填土类型：I类
回填土压实度：标准普氏密度的90%-95%；
回填土重度：γ=19KN/m3；
回填土割线模量：Es=12Mpa；
波形钢板材料：Q345，屈服强度fy=310Mpa；
波纹钢板的壁厚：T=7mm
Dh=8000+147=85147mm (中性轴)；
Dv=8000+147==85147mm (中性轴)；
一、保护层最小厚度（Hmm）
取下列各值中的最大值：
（1）0.6m；
（2)Dh
6
(
Dh
Dv
)0.5 =1.36m
(3)0.4(Dh
Dv
)2=0.4m
以上数据表明，最小填土不小于1.36米，本项目填土8.5-9.5米，满足要求二、恒载推力T D
0.5(1.00.1)D s T C W =-=958.85KN/m
回填土重量 W =A f ﹒γ﹒D ﹒(H +0.1075D ) =1606.74KN/m 2
其中：f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数；可按规选用1.2；
γ
——土的容重（kN/m 3）；
H ——波纹钢板桥涵顶部填土高度（m ）； D ——跨径（m ）。

刚度系数
1000C s v
s E D EA
==0.0539
其中：
A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm ，查表得A 为9.08mm 2/mm ，
,s E E ——波纹钢板材和土体的弹性模量200000和12(MPa)；
表1
f
A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数表
三、活载推力TL
0.5L h L T D σ==7.52KN/m
活载的扩散计算采用下式
L
L f t
A m w l σ=
⋅⋅ =1.84KN/m 式中：L σ——活载扩散到拱顶的压力（kPa ）；
A L ——设计车辆荷载后轴轴重（kN ）；550
f m ——多车道折减系数；
t w l ，——沿车轮宽度和长度方向扩散后的尺寸（m ）。

活载扩散方法和折减系数参考《公路桥涵通用设计规》（JTG D60）相关规定。

四、地震推力
E V =124.65KN/m
五、总荷载压力T f(KN/m) 考虑地震
[(1)]/D D L L E V y b
T T E A f f ααμα⋅+++⋅<=1275.28KN/m 不考虑地震
[(1)]/D D L L E V y b
T T E A f f ααμα⋅+++⋅<=1161.15KN/m
以上数据显示，按考虑地震计，T f =1275.28(KN/m)
六、承载能力极限状态的压应力
σ=T f /A=1275.28/9.08=140.44MPa
A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm 得A 为9.08mm 2/mm
七、钢板屈曲验算
为保证承重结构的稳定性，应按式验算钢板的屈曲临界应力。

22
2[{
()}],123,(/)y b t m y e
t m b e
f KR f F f R R E r F E f R R KR r φρφρ⎧=-≤⎪⎪
⎨
⎪=>⎪⎩
由下列各条所知，R=4075>Re=7224 计算钢板的屈曲临界应力。

=.82MPa >σ=T f /A=140.44MPa
满足抗弯屈曲临界应力要求。

式中：t φ——抗力系数，取0.8；
y f ——波纹钢板材屈服强度（MPa ）310；
K ——结构与周围土体相对弯曲刚度系数，1
43
()m EI K E R λ==0.48
R ——结构的曲率半径（mm ）；曲率半径为4075mm ；
e R ——等效半径（mm ），1/26()e y
r E R K f ρ=
=7224 mm E ——波纹钢板材的弹性模量（MPa ）200000；
I--- 波纹板惯性矩I=21291.08mm 4/mm
ρ——屈曲折减系数，ρ=1；
r ——波纹钢板材回转半径（mm ）；r=48.44
λ——计算K 的一个系数，0.25
3
1.22{1.0 1.6(
)}m c
EI E R λ=+=1.76 22
2[{()}],123,(/)y b t m y e t m b e f KR f F f R R E r F E f R R KR r φρφρ⎧=-≤⎪⎪
⎨⎪=>⎪⎩
m E ——土体弹性模量的修正值，2(1
(
))1000c
m s c R E E R H
=-+=5.10.92
（其中c R 为拱顶处的曲率半径4075mm ；s E 为土体弹性模量12）；
八、波纹板螺栓连接验算 按钢结构规计算
本项目螺栓采用采用高强螺栓，型号M24，等级10.9级，每波6个螺栓设计，
A 受剪型设计 设计力 1275 kN/m 10.9级 310 MPa
M24面积 452.39 mm2
单个承载力 280.48 kN 抗力 3926.72 kN/m B 承压型设计
设计力 1275 kN/m 钢板厚度t 7 mm 螺栓直径d 24 mm
承压强度 590 MPa 单个承载力 99.12 kN 抗力 1387.68 kN/m C 摩擦型设计 设计力 1275 kN/m
单个螺栓的抗剪应力 162 kN
抗力 2268 kN/m
上表显示按承压型设计最小为1387.68kN/m大于设计力1275kN/m，接缝强度满足要求。

综上所述，跨径8000mm，矢高4000mm波形钢拱桥，采用材质为Q345，厚度7mm钢板,波形参数380*140的波形钢板桥涵满足汽车活荷载及填土恒载共同受力，结构安全。