单孔箱涵结构设计计算书
箱涵结构计算书
L p 图1-1一、设计资料（一）概况：***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L 0=8.0米，净高h 0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=米，填土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ1＝m 3，设箱涵采用C25混凝土（f cd =）和HRB335钢筋(f sd =280MPa)。
桥涵设计荷载为城-A 级，用车辆荷载加载验算。
结构安全等级二级，结构重要性系数γ0＝。
地基为泥质粉砂岩，［σ0］＝380kPa ，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
（二）依据及规范 1、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98） 2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）二、设计计算（一）截面尺寸拟定（见图1-1） 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度δ＝100cm （C 1=50cm ） 侧墙厚度 t ＝100cm （C 2=50cm ）故 L P =L 0+t=8+1=9m h p =h 0+δ=+1=11.5m (二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P ＝γ1H+γ2δ＝×+25×1＝m 2恒载水平压力顶板处： e p1＝γ1Htan 2(45o -φ/2)＝××tan 2（45o -24o /2）＝ kN/m 2底板处：e p2＝γ1（H ＋h ）tan 2(45o -φ/2)＝×（+）×tan 2（45o -24o /2） ＝m 2 2、活载城-A 级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定，参照《公 路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款，计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o 。
1) 先考虑按六车道（7辆车）分布，横向折减系数 一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/22+ tan30o ＝2.38m＞1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=2+ tan30o ) ×2+22＝26.76m 同理，纵向分布宽度2+ tan30o =2.2m ＞1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算 b=2+ tan30o ) ×2+=5.6m 车辆荷载垂直压力q 车=(140×2×7)/× ×= kN/m 22) 考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数 一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/22+ tan30o ＝2.38m＞1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=2+ tan30o ) ×2+＝9.66m 同理，纵向分布宽度2+ tan30o =1.05m ＞1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算 b=2+ tan30o ) ×2+=5.61m 车辆荷载垂直压力q 车=(140×2×2)/× ×= kN/m 2根据上述计算，车辆荷载垂直压力取大值按两车道布置计算取值 kN/m 2。
箱涵设计计算书
一． 设计资料地下通道净跨径L0=6m ，净高h0=3.5m ，箱顶填土厚为3m ，土的内摩擦角φ为30°，填土的密度γ1=20KN/m3。
箱涵主体结构混凝土强度等级为C30，箱涵基础垫层混凝土强度等级为C15，纵向受力钢筋采用HRB335钢筋。
地基为强风化砂岩。
汽车荷载等级为城-A 级。
二． 设计计算 （一）尺寸拟定顶板、底板厚度δ=50cm 侧墙厚度t=50cm故计算长度 m t L l 5.65.060=+=+=m H h 0.45.05.30=+=+=δ（二）荷载计算 1．恒载竖向恒载标准值 221/5.725.025320m KN H q v =×+×=•+•=δγγ水平恒载标准值顶板处22121/20320)23045()245(m KN tg H tg q h =××−=••−=oooγφ底板处22122/50)5.43(20)23045()()245(m KN tg h H tg q h =+××−=++••−=oooδγφ2．活载一个汽车后轮荷载横向扩散长度28.103.230326.0fo =×+tg ，故两辆车相邻车轴由荷载重叠；一个汽车后轮荷载纵向扩散长度2.626.386.1303225.0p f o =×+tg 。
按两辆车相邻计算车轴荷载扩散面积横向分布长m tg a 96.83.12)8.130326.0(=+×+×+=o 。
纵向分布长分两种情况，第一种情况考虑1、2、3轴荷载重叠，此时纵向分布长m tg b 52.82.16.32)303225.0(=++××+=o ；第二种情况只考虑4轴荷载，此时纵向分布长m tg b 72.32)303225.0(=××+=o 。
车辆荷载垂直压力，按纵向分布第一种情况计算，2/91.852.896.8)14014060(2m KN q v =×++×=车；按纵向分布第二种情况计算，2/0.1272.396.82002m KN q v =××=车。
箱涵设计计算精选全文完整版
）203(45h)tg (H e 21p2-+γ=可编辑修改精选全文完整版箱涵结构计算一、设计资料净跨径L 0为4.5m ，净高位2m ，箱涵填土高H 为0.7m ，土的摩擦角ϕ为30，土的容重γ1=19KN/m ³,设箱涵采用C20砼和HRB335钢筋。
二、设计计算（一）截面尺寸拟定（见图1） 顶板、底板厚度δ=40cm （C 1=15cm ）侧墙厚度 t=36cm （C 2=15cm ） 故 L p =L 0+t=4.5+0.36=4.86mh p =h o +δ=2.0+0.4=2.4m（二）荷载计算 1.恒载 恒载竖向压力P =γ1 H+γ2δ=19×0.7+25×0.4 = 23.2 KN/㎡ 恒载水平压力 顶板处=19×0.7×tg ²30º=4.43 KN/㎡底板处：=19 ×（0.7+2.8）×tg ²30 =22.16 KN/㎡2.活载公里-Ⅱ级车辆荷载由《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.4条计算 一个汽车后轮横向分布宽>1.32m 0.62+0.7tg30°=0.704m <1.82m 故，两列车相邻车轴有荷载重叠，应按如下计算横向分布宽度a=（0.62+0.7tg30°）×2+1.3=2.708 m 同理，纵向：0.22+0.7tg30°=0.504<1.4/2m 故b=（0.22+ 0.7tg30°）×2=1.008m车辆荷载垂直压力q 车= 1402.708×1.008= 51.29 KN/㎡车辆荷载水平压力e 车=51.29tg ²30°=17.10 KN/㎡ ）203(45h)tg (H e 21p2-+γ=三、 内力计算 1 .构件刚度比677.086.44.236.011214.01121I e 22121p1=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=p L h I2 .节点弯矩和轴向力计算 （1）α种荷载作用下（图2） 涵洞四角节和弯矩: M aA =M aB =M aC =M aD = - 1K+1 · PLp²12N a1=N a2=0 N a3= N a4= PLp2恒载（p=P ）M aA = -10.677+1 · 23.3×4.86²12 = -27.351 KN ·mN a3= 23.3×4.862 = 56.62KN车辆荷载（p=q 车）M aA = -10.677+1 · 51.29×4.86²12 = 60.56 KN ·mN a3= 51.29×4.862 = 124.63KN（2）b 种荷载作用下（图3） M aA =M aB =M aC =M aD = -K K+1 · Php²12N b1=N b2= Php2N a3= N a4=0 恒载（p=eP1） M bA = -0.6770.677+1 ·4.43×2.4²12=-0.858 KN ·mN b1= 4.43×2.42 =5.316KN（3）C 种荷载作用下（图4）60Ph )3K )(1K ()8K 3(K M M 2p cD cA •+++-== 60Ph )3K )(1K ()7K 2(K M M 2p cC cB •+++-== p cBcA p 1h M M 6Ph Nc -+=pcBcA p 2h M M 3Ph Nc --=恒载（p=ep2-ep1=22.16-4.43=17.73 KN ）604.273.17)3677.0)(1677.0()8677.03(677.0M M 2cD cA ⨯⨯+++⨯-== = -1.875 KN ·m604.273.17)3677.0)(1677.0()7677.02(677.0M M 2cC cB ⨯⨯+++⨯-== = -1.561 KN ·mKN 96.64.2561.1875.164.273.17Nc 1=+-+⨯=KN 315.144.2561.1875.134.273.17Nc 2=+--⨯=（4）d 种荷载作用下（图5）4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA ⋅++++++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dB ⋅++-+++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dC ⋅++++++-= 4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA⋅++-+++-= pDCdD d1h M M N -=pDCdD p d2h M M Ph N -=-车辆荷载（P=e 车=17.10 KN/m ²）0673.05677.0153677.05)3677.04677.0(6)3677.0(677.05K 153K 5)3K 4K (6)3K (K 22=+⨯+⨯++⨯++=++++++5797.05677.0152677.0105K 152K 10=+⨯+⨯=++4213.05677.0153677.055K 153K 5=+⨯+⨯=++m KN 932.1544.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅-=⨯⨯+-=m KN 717.844.210.17)4213.00673.0(M 2dB ⋅=⨯⨯--=m KN 113.2544.210.17)4213.00673.0(M 2dC ⋅-=⨯⨯+-=pCdB d4d3h M d M N N --==m KN 617.1244.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅=⨯⨯--=KN 72.154.2113.25617.12N d1=+=KN 32.2572.154.210.17N d2=-⨯=KN 96.686.4113.25717.8N N d4d3-=+-==（5）节点弯矩和和轴力计算汇总表（6）荷载效应组合。
箱涵结构计算书
L p 图1-1一、设计资料(一)概况:***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵,箱涵净跨L 0=8.0米,净高h 0=10.5米,路基红线范围内长49米,箱涵顶最大填土厚度H=3、6米,填土的内摩擦角φ为24°,土体密度γ1＝20、2KN/m 3,设箱涵采用C25混凝土(f cd =11、5MPa)与HRB335钢筋(f sd =280MPa)。
桥涵设计荷载为城-A 级,用车辆荷载加载验算。
结构安全等级二级,结构重要性系数γ0＝1、0。
地基为泥质粉砂岩,［σ0］＝380kPa,本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
(二)依据及规范 1、《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1-1) 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供,拟定顶板、底板厚度δ＝100cm(C 1=50cm) 侧墙厚度 t ＝100cm (C 2=50cm)故 L P =L 0+t=8+1=9mh p =h 0+δ=10、5+1=11.5m (二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P ＝γ1H+γ2δ＝20、2×3、6+25×1＝97、72kN/m 2恒载水平压力顶板处: e p1＝γ1Htan 2(45o -φ/2)＝20、2×3、6×tan 2(45o -24o /2)＝30、67 kN/m 2底板处:e p2＝γ1(H ＋h)tan 2(45o -φ/2)＝20、2×(3、6+12、5)×tan 2(45o -24o /2) ＝137、15kN/m 2 2、活载城-A 级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定,参照《公 路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款,计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。
单孔2x2箱涵结构设计计算书
ω1 = 1.4eP1 = 25.20 ω2 = 1.4eP2 = 46.70
kN/m2 kN/m2
x = hP/2
Nx = N4 = 96.33 kN Mx = MC+N1x-ω1·x2/2-x3(ω2-ω1)/6hP
= -2.37 kN·m Vx = ω1x+x2(ω2-ω1)/2hP-N1
20 24
mm MPa
MPa MPa kN/m3
kN/m3
(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)
顶板、底板厚度
δ= C1 =
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
t= C2 = LP = L0+t = L = L0+2t = hP = h0+δ = h = h0+2δ =
c= d= B=
(二)荷载计算
1、恒载 恒载竖向压力
h/D= 1.171875 p恒 = γ1H+γ2δ =
恒载水平压力
顶板处
eP1 = γ1Htan2(45°-φ/2) =
底板处
eP2 = γ1(H+h)tan2(45°-φ/3) =
2、活载
0.28 m 0.05 m
0.28 m 0.05 m 2.28 m 2.56 m 2.28 m 2.56 m
Nb1 = Nb2 = 20.52 kN
(3)c种荷载作用下 (图L-04) 恒载
McA = McD = -K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]·phP2/60 McB = McC = -K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]·phP2/60
1孔(5-2.5)m箱涵计算书
1-(5-2.5)m箱涵计算书已知计算条件：涵洞的设计安全等级为三级，取其结构重要性系数：.9涵洞桩号= K1+384.00箱涵净跨径= 5米箱涵净高= 2.5米箱涵顶板厚= .4米箱涵侧板厚= .4米板顶填土高= .27米填土容重= 18千牛/立方米钢筋砼容重= 25千牛/立方米混凝土容重= 22千牛/立方米水平角点加厚= .3米竖直角点加厚= .3米涵身混凝土强度等级= C25钢筋等级= II级钢筋填土内摩擦角= 35度基底允许应力= 250千牛/立方米顶板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身顶板采用钢筋根数= 11根底板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身底板采用钢筋根数= 11根侧板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身侧板采用钢筋根数= 6根荷载基本资料：土系数 K = 1.04恒载产生竖直荷载p恒=17.55千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=1.99千牛/平方米恒载产生水平荷载ep2=18.09千牛/平方米汽车产生竖直荷载q汽=150.02千牛/平方米汽车产生水平荷载eq汽=18.4千牛/平方米计算过程重要说明：角点(1)为箱涵左下角,角点(2)为箱涵左上角,角点(3)为箱涵右上角,角点(4)为箱涵右下角构件(1)为箱涵顶板,构件(2)为箱涵底板,构件(3)为箱涵左侧板,构件(4)为箱涵右侧板1>经过箱涵框架内力计算并汇总,结果如下(单位为：千牛.米)：a种荷载(涵顶填土及自重)作用下：涵洞四角节点弯矩和构件轴力：MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -27.75287kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = P * Lp / 2 = 47.39688kNa种荷载(汽车荷载)作用下：MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * M顶板端部 = -40.01875kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = V顶板端部 = 91kNb种荷载(侧向均布土压力)作用下：涵洞四角节点弯矩和构件轴力：MbA = MbB = MbC = MbD = -K / (K + 1) * P * hp^2 / 12 = -.488389kN.mNb1 = Nb2 = P * Lp / 2 = 2.892006kNNb3 = Nb4 = 0kNc种荷载(侧向三角形土压力)作用下：涵洞四角节点弯矩和构件轴力：McA = McD = K *(3K + 8) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -2.142094kN.m McB = McC = K *(2K + 7) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -1.799524kN.m Nc1 = P * hp / 6 + (McA - McB) / hp = 7.661997kNNc2 = P * hp / 3 - (McA - McB) / hp = 15.67838kNNc3 = Nc4 = 0kNd种荷载(侧向汽车压力)作用下：涵洞四角节点弯矩和构件轴力：MdA = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -24.09762kN.mMdB = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 14.59651kN.mMdC = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -19.10306kN.mMdD = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 19.59108kN.mNd1 = (MdD - MdC) / hp = 13.3428kNNd2 = P * hp - (MdD - MdC) / hp = 40.02841kNNd3 = Nc4 = -(MdB - MdC) / Lp = -6.240662kN角点(1)在恒载作用下的的总弯矩为：-30.38角点(1)在汽车作用下的的总弯矩为：-64.12角点(1)在混凝土收缩下的的弯矩为：28.77角点(1)在温度变化下的的总弯矩为：28.77构件(1)在恒载作用下的的总轴力为：10.55构件(1)在汽车作用下的的总轴力为：13.34构件(1)在混凝土收缩下的的轴力为：0构件(1)在温度变化下的的总轴力为：0角点(2)在恒载作用下的的总弯矩为：-30.04角点(2)在汽车作用下的的总弯矩为：-25.42角点(2)在混凝土收缩下的的弯矩为：-28.77角点(2)在温度变化下的的总弯矩为：-28.77构件(2)在恒载作用下的的总轴力为：18.57构件(2)在汽车作用下的的总轴力为：40.03构件(2)在混凝土收缩下的的轴力为：0构件(2)在温度变化下的的总轴力为：0角点(3)在恒载作用下的的总弯矩为：-30.04角点(3)在汽车作用下的的总弯矩为：-59.12角点(3)在混凝土收缩下的的弯矩为：-28.77角点(3)在温度变化下的的总弯矩为：-28.77构件(3)在恒载作用下的的总轴力为：47.4构件(3)在汽车作用下的的总轴力为：84.76构件(3)在混凝土收缩下的的轴力为：0构件(3)在温度变化下的的总轴力为：0角点(4)在恒载作用下的的总弯矩为：-30.38角点(4)在汽车作用下的的总弯矩为：-20.43角点(4)在混凝土收缩下的的弯矩为：28.77角点(4)在温度变化下的的总弯矩为：28.77构件(4)在恒载作用下的的总轴力为：47.4构件(4)在汽车作用下的的总轴力为：97.24构件(4)在混凝土收缩下的的轴力为：0构件(4)在温度变化下的的总轴力为：02>荷载组合计算角点(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -75.26482 角点(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -56.02991 角点(1) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -126.223角点(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -47.83635 角点(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -40.20968 角点(2) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -71.64008角点(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -71.42605角点(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -53.68951角点(3) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -118.8195角点(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -44.68273角点(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -38.55442角点(4) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -65.05877构件(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 19.89397构件(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 15.89112构件(1) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 31.34473构件(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 46.59027构件(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 34.58175构件(2) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 78.32423构件(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 106.7284构件(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 81.30061构件(3) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 175.5393构件(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 115.4653构件(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 86.29314构件(4) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 193.01323>将箱涵框架分解为四根独立构件，求其跨中内力并进行效应组合。
新规范单孔箱涵结构设计.
钢筋混凝土框架结构设计一、设计资料1、孔径及净空净跨径L 0 =16净高h 0 =6.252、设计安全等级一级结构重要性系数r 0 =1.13、汽车荷载荷载等级公路—Ⅰ级4、填土情况填土高度H =0.5土的内摩擦角Φ =30填土容重γ1 =18地基容许承载力[σ0] =4005、建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径28钢筋抗拉强度设计值f sd =280涵身混凝土强度等级C 50涵身混凝土抗压强度设计值f cd =22.4涵身混凝土抗拉强度设计值f td =1.83钢筋混凝土重力密度γ2 =25基础混凝土强度等级C 15混凝土重力密度γ3 =24二、设计计算(一截面尺寸拟定 (见图L-01顶板、底板厚度δ =0.85C 1 =0.85侧墙厚度t=1.2C 2 =2.55横梁计算跨径L P = L0+t =17.2L = L0+2t =18.4侧墙计算高度h P = h0+δ =7.1h = h0+2δ =7.95基础襟边c =0基础高度d =0基础宽度B =18.4(二荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒= γ1H+γ2δ =30.25恒载水平压力顶板处e P1 = γ21Htan (45°-φ/2 =3.00底板处e P2 =γ1(H+htan2(45°-φ/3 =50.702、活载m mm °kN/m3kPamm MPa MPa MPa kN/m3kN/m3m m m m m m m m m m mkN/m2kN/m2kN/m2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0.2m0.2/2+Htan30°=故车辆荷载垂直压力车辆荷载水平压力(三内力计算1、构件刚度比K = (I1/I2³(hP /LP =2、节点弯矩和轴向力计算(1a种荷载作用下 (图L-02涵洞四角节点弯矩M aA = MaB = MaC = MaD =-1/(K+1²pL P 2/12横梁内法向力侧墙内法向力恒载N a1 = Na2 =N a3 = Na4 =p = p恒 =N a3 = Na4 =车辆荷载p = q车 =N a3 = Na4 =(2b种荷载作用下 (图L-03M bA = MbB = MbC = MbD =-K/(K+1²ph P 2/12N b1 = Nb2 =ph P /2N b3 = Nb4 =恒载p = eP1 =M bA = MbB = MbC = MbD =N b1 = Nb2 =(3c种荷载作用下 (图L-04M cA = McD =-K(3K+8/[(K+1(K+3]²ph P 2/60M cB = McC =-K(2K+7/[(K+1(K+3]²ph P /60N c1 =ph P /6+(McA -M cB /hP N c2 =ph P /3-(McA -M cB /hPN c3 = Nc4 =恒载p = eP2-e P1 =M cA = McD =M cB = McC =N c1 =N c2 =(4d种荷载作用下 (图L-05M dA =-[K(K+3/6(K2+4K+3+(10K+2/(15K+5]²ph P 2/4047.70-13.75-11.8856.18113.15kN/m220.59 m< 1.3/2 m< 1.8/2 m2.4770.389 m0.77714072.7024.23m< 1.4/2 mm kN kN/mkN/m22b = (0.2/2+Htan30°³2 =∑G =q 车= ∑G /(a³b =e 车 = q车tan (45°-φ/2 =20.150pL P /230.25260.1572.70625.20kN/m2kN ²m kN kN/mkN2M aA = MaB = MaC = MaD =-650.35 M aA = MaB = MaC = MaD =-1562.96 kN ²m 图 L-0203.00-1.6110.65kN/m2kN ²m kN图 L-03kN ²m kN ²m kN kN图 L-04M dB =-[K(K+3/6(K+4K+3-(5K+3/(15K+5]²ph P /4M dC =-[K(K+3/6(K2+4K+3+(5K+3/(15K+5]²ph P 2/4M dD =-[K(K+3/6(K+4K+3-(10K+2/(15K+5]²ph P /4N d1 =(MdD -M dC /hP N d2 =ph P -(MdD -M dC /hP N d3 = -Nd4 =-(MdB -M dC /LP车辆荷载p = e车 =M dB =M dD =N d1 =N d2 =N d3 = -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=191.42图 L-07kNV x =ω1x+x2(ω2-ω1/2LP -N 3 222224.23151.84140.5343.01129.04-18.41 kN/m2M dA =-153.56M dC =-164.86kN ²m kN ²m kN ²m kN ²m kN kN kN图 L-05(3左侧墙 (图L-08ω1 =1.4e P1+1.4e车*1.3=48.30115.08x =h P /2N x = N3 =1161.69 =-2603.472kN/mkN/mkN2ω2 =1.4e P2+1.4e车*1.32M x =M B +N1x-ω1²x 2/2-x3(ω2-ω1/6hPkN ²m图 L-08kN kN/m2kN/mkN2V x =ω1x+x(ω2-ω1/2hP -N 1 =(4右侧墙 (图L-09ω1 = 1.4eP1 =ω2 = 1.4eP2 = 4.2070.9876.96x =h P /2N x = N4 =1213.24 =-2768.94=(5构件内力汇总表-79.61M x =M C +N1x-ω1²x 2/2-x3(ω2-ω1/6hPkN ²m kN图 L-09V x =ω1x+x2(ω2-ω1/2hP -N 1(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。
1.5m单孔圆管涵结构计算书
圆管涵结构计算书一、基本设计资料1．依据规范及参考书目：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《桥规》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）2．计算参数：圆管涵内径D = 1500 mm 圆管涵壁厚t = 140 mm填土深度H = 3000 mm 填土容重γ1 = 18.00 kN/m3混凝土强度级别：C30 汽车荷载等级：公路-Ⅱ级修正后地基土容许承载力[fa] = 120.0 kPa管节长度L = 1000 mm 填土内摩擦角φ= 35.0 度钢筋强度等级：HRB335 钢筋保护层厚度as = 25 mm受力钢筋布置方案：φ10@100 mm二、荷载计算1．恒载计算填土垂直压力：q土= γ1×H = 18.0×3000/1000 = 54 kN/m2管节垂直压力：q自= 25×t = 25×140/1000 = 3.50 kN/m2故：q恒= q土+ q自= 54 +3.50 = 57.5 kN/m22．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+3000/1000×tan30°=2.03 m由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=2.03 m > 1.8/2 m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+3000/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=8.96 m一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+3000/1000×tan30°=1.83 m由于一个车轮单边的纵向分布宽度=1.83 m > 1.4/2 m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+3000/1000×tan30°）×2+1.4=5.06 mq汽= 2×（2×140）/（a×b）= 560/（8.96×5.06）= 12.35 kN/m23．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。
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1、孔径及净空净跨径L 0 =6m 净高h 0 =3.6m 2、设计安全等级一级结构重要性系数r 0 =1.13、汽车荷载荷载等级公路 —Ⅱ级4、填土情况涵顶填土高度H =3.4m 土的内摩擦角Φ =30°填土容重γ1 =18kN/m 3地基容许承载力[σ0] =259.6kPa 5、建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径25mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =280MPa 涵身混凝土强度等级C30涵身混凝土抗压强度设计值f cd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设计值f td =1.39MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m 3基础混凝土强度等级C20混凝土重力密度γ3 =24kN/m 3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.4m C 1 =0.05m 侧墙厚度t =0.4m C 2 =0.05m 横梁计算跨径L P = L 0+t =6.4m L = L 0+2t =6.8m 侧墙计算高度h P = h 0+δ =4m h = h 0+2δ =4.4m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.2m 基础宽度 B =7.2m 图 L-01(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ =71.20kN/m 2恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) =20.40kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/3) =46.80kN/m 22、活载钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算汽车后轮着地宽度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> 1.3/2 m > 1.8/2 m 故横向分布宽度a = (0.6/2+Htan30°)³2+1.3 =5.826m 同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30°= 2.063 m > 1.4/2 m故b = (0.2/2+Htan30°)³2 = 4.126m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车 = ∑G /(a³b) =5.82kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2) =1.94kN/m 2(三)内力计算1、构件刚度比K = (I 1/I 2)³(h P /L P ) =0.632、节点弯矩和轴向力计算(1)a种荷载作用下 (图L-02)涵洞四角节点弯矩M aA = M aB = M aC = M aD =-1/(K+1)²pL P 2/12横梁内法向力N a1 = N a2 =0侧墙内法向力N a3 = N a4 =pL P /2恒载p = p 恒 =71.20kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =-149.56kN ²mN a3 = N a4 =227.84kN车辆荷载p = q 车 = 5.82kN/m2M aA = M aB = M aC = M aD =-12.23kN ²m 图 L-02N a3 = N a4 =18.64kN (2)b种荷载作用下 (图L-03)M bA = M bB = M bC = M bD =-K/(K+1)²ph P 2/12N b1 = N b2 =ph P /2N b3 = N b4 =0恒载p = e P1 =20.40kN/m 2M bA = M bB = M bC = M bD =-10.46kN ²m N b1 = N b2 =40.80kN (3)c 种荷载作用下 (图L-04)图 L-03M cA = M cD =-K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]²ph P 2/60M cB = M cC =-K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]²ph P 2/60N c1 =ph P /6+(M cA -M cB )/h PN c2 =ph P /3-(M cA -M cB )/h PN c3 = N c4 =0恒载p = e P2-e P1 =26.40kN/m 2M cA = M cD =-7.38kN ²m M cB = M cC =-6.16kN ²m N c1 =17.30kN N c2 =35.50kN 图 L-04(4)d 种荷载作用下 (图L-05)M dA =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)]²ph P 2/42.26 m 0.6/2+Htan30°=M dB =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)-(5K+3)/(15K+5)]²ph P 2/4M dC =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)+(5K+3)/(15K+5)]²ph P 2/4M dD =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)-(10K+2)/(15K+5)]²ph P 2/4N d1 =(M dD -M dC )/h PN d2 =ph P -(M dD -M dC )/h PN d3 = -N d4 =-(M dB -M dC )/L P车辆荷载p = e 车 =1.94kN/m 2M dA =-4.95kN ²m M dB =2.81kN ²m M dC =-3.81kN ²m M dD =3.96kN ²m 图 L-05N d1 =1.94kN N d2 =5.82kN N d3 = -N d4 =-1.03kN (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V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2L P -N 3=-3.65kN 图 L-07(3)左侧墙 (图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e 车=31.28kN/m 2ω2 =1.4e P2+1.4e 车68.24kN/m 2x =h P /2N x = N 3 =298.05kN M x =M B +N 1x-ω1²x 2/2-x 3(ω2-ω1)/6h P =-122.70kN ²m V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2h P -N 1=-3.02kN(4)右侧墙 (图L-09)ω1 = 1.4e P1 =28.56kN/m 2ω2 = 1.4e P2 =65.52kN/m2x =h P /2N x = N 4 =300.95kN M x =M C +N 1x-ω1²x 2/2-x 3(ω2-ω1)/6h P =-126.53kN ²m V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2h P -N 1=-8.45kN (5)构件内力汇总表(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l 0 =6.40 m ，h =0.40 m ，a =0.03 m ，h 0 =0.37 m ，b =1.00 m ，M d =258.63 kN ²m ，N d =84.05 kN ， V d =1.45 kN e 0 = M d /N d =3.077m i =h/121/2 =0.115m 长细比l 0/i =55.43> 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+2.7e 0/h 0 =22.654> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l 0/h =0.990≤ 1.0 ，取ξ2 =0.99η =1+(l 0/h)2ξ1ξ2h 0/1400e 0η = 1.022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条图 L-08图 L-09e = ηe0+h/2-a = 3.314mr0N d e =f cd bx(h0-x/2)306.41 =13800x(0.37-x/2)解得x =0.066 m≤ξb h0 =0.56³0.37 =0.207 m故为大偏心受压构件。
A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.0029164m2= 2916.4mm2μ = 100A s/(bh0) =0.79 %>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 φ25 @160 mm，实际 A s =3068.0mm20.51³10-3f cu,k1/2bh0 =1033.6 kN>r0V d = 1.6 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0.50³10-3α2f td bh0 =257.2 kN>r0V d = 1.6 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 =6.40 m ，h = δ+C1 =0.45 m ， a =0.03 m ，h0 =0.42 m ， b = M d =225.20 kN²m ，N d =84.05 kN， V d =300.95 kNe0 = M d/N d = 2.679mi =h/121/2 =0.130m长细比l0/i =49.27> 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 =17.424> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h = 1.008> 1.0 ，取ξ2 =1.00η =1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400e0η = 1.023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 = 2.935mr0N d e =f cd bx(h0-x/2)271.36 =13800x(0.42-x/2)解得x =0.050 m≤ξb h0 =0.56³0.42 =0.235 m故为大偏心受压构件。