自己编制的表格-两孔箱涵(结构、配筋、裂缝、基底应力)箱涵结构计算(恒载+活载)
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 =9.1m
净高h0 = 5.4m
孔数m=2
2、设计安全等级一级
结构重要性系数r0 = 1.1
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 = 2.1m
土的内摩擦角Φ =30°
填土容重γ1 =18kN/m3
地基容许承载力[σ0] =200kPa
5、建筑材料
普通钢筋种类HRB400
主钢筋直径22mm
钢筋抗拉强度设计值f y =360MPa
涵身混凝土强度等级C30
涵身混凝土抗压强度设计值f cd =14.3MPa
涵身混凝土抗拉强度设计值f td = 1.43MPa
钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m3
基础混凝土强度等级C20
混凝土重力密度γC =23.5kN/m3二 、 设 计 计 算
(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)
顶板厚度δ1 =0.8m
底板厚度δ1 =1m
C1 =0.4m
侧墙厚度t =1m
C2 =0.4m
中墙厚度t' =0.8m
横梁计算跨径L P = L0+(t+t'）/2 =10m
L = 2L0+2t+t' =21m
L1=10m
侧墙计算高度h P = h0+δ = 6.2m
h = h0+（δ1+δ2） =7.2m
基础襟边 c =0.1m
基础高度 d =0.3m
基础宽度 B =21.2m
土压力分项系数γ3= 1.1
自重分项系数γ4= 1.05
(二)荷载计算
1、恒载
恒载竖向土压力q恒土 =γ 3 γ1H =41.58kN/m2
顶板自重q恒自 =γ 4 γ2δ1 =21.00kN/m2
恒载水平压力
顶板（顶板底面）处e P1 =γ 3 γ1（H+δ1）tan2(45°-φ/2) =19.14kN/m2图 L-01底板（底板顶面）处e P2 =γ 3 γ1(H+h0+δ1)tan2(45°-φ/3) =54.78kN/m2
2、活载
汽车后轮着地宽度0.6x0.2m,后轮分布间距1.4x1.8m,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
a=2Htan30°+（0.2+1.4）= 4.025m
同理，纵向，汽车后轮纵向分布宽度
a=2Htan30°+（0.6+1.8）= 4.855m
∑G =280kN
车辆荷载垂直压力q车 = ∑G/(a×b) =14.33kN/m2
车辆荷载水平压力e车 = q车tan2(45°-φ/2) = 4.78kN/m2
垂直与顶板的均布荷载总和q2=q恒土+q恒自+q车=76.91kN/m2
底板底面的均布荷载总和q1=q恒土+q恒自+q车+（（2t+t'）*h0*γ2）/L=94.91kN/m2
恒载顶板均布荷载q2恒=62.58kN/m
底板q1恒=q2恒+（（2t+t'）*h0*γ2）/L=80.58kN/m
q3恒=19.14kN/m
q4恒=54.78kN/m
恒载+1.2活载顶板均布荷载q2恒+活=q2恒+q车79.78kN/m
底板q1恒+活=q1恒+q车97.78kN/m
q3恒+活=q3恒+e车24.87kN/m
q4恒+活=q4恒+e车60.51kN/m
恒载计算 双孔箱涵设计基本资料表
底板均布q1顶板均布q2侧墙上 q3 侧墙下 q4板跨长L1(m)
80.5862.5819.1454.7810
墙跨长L2 (m)底板厚d1 (m)顶板厚d2 (m)侧墙厚d3 (m)隔墙厚d4 (m)加腋尺寸
6.20.8110.80.4
注：下表计算数据随本表数据改变而改变;荷载指向涵内为正。
双孔箱涵弯矩分配表 弯矩单位：kN?m
结点D B A C
杆端DB BD BA AB AC CA
劲度 K0.0170666670.0537634410.053763440.033333333
分配系数μ0.240952150.759047850.617283950.382716049
-671.5671.5-129.81188106.97852-521.5521.5
127.9387284255.877457158.644023279.3220116 -80.67401428-161.3480286-508.2788198-254.13941
78.43808948156.87617997.2632309548.63161548
固端弯矩MF
-9.449913136-18.89982627-59.53826321-29.769132
9.188********.376007211.39312444 5.69656222
-1.106934607
-2.213869214
-6.974134368-3.4870672
2.15251061 1.334556577弯矩合计-762.730862489.0382759
-489.0382759252.865065
-252.8650648
655.1501893 注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变。
QBD
QDB
QAC
QCA
QAB QBA
-375.5307414
430.2692586272.6714876-353.1285124
-58.069547171.0824534
M 底左M 底右M 顶左M 顶右M 上M 下
-183.6955087
-444.3010551
-54.75347478
-362.6794281
-209.0526-369.2113842Xo 1Mo 1Xo 2Mo 2Xo 3Mo 35.339653247
386.0134598
4.357166628
341.1724881
3.9358649-181.566454
注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变；
Q BD、Q DB、Q AC、Q CA、Q AB、Q BA 为杆端剪力，kN ；
M 底左、M 底右、M 顶左、M 顶右、M 上、M 下为各加腋起点截面弯矩，kN ·m ；X o 1、X o 2、X o 3为跨间最大弯矩截面位置，m ；M o 1、M o 2、M o3为跨间最大弯矩，kN ·m 。
跨间
左-54.75左-183.70上-209.05右-362.68右-444.30下-369.21左272.67左-375.53上-58.07右
-353.13
右
430.27
下171.08
上272.67下
375.53
恒载+活载计算
双孔箱涵设计基本资料表
底板均布q 1顶板均布q 2侧墙上 q 3 侧墙下 q 4板跨长L 1(m)
97.7879.7824.8760.51
10
墙跨长L 2 (m)
底板厚d 1 (m)
顶板厚d 2 (m)
侧墙厚d 3 (m)隔墙厚d 4 (m)
加腋尺寸6.2
1
0.8
1
0.8
0.4
弯矩（KN ·m ）
341.17
386.01
-181.57
加腋起点
恒载(覆土重+自重）
顶板
底板
侧墙58.07171.08
剪力（KN ）
轴向力（KN ）
注：下表计算数据随本表数据改变而改变;荷载指向涵内为正。
结点D B A C
杆端DB BD BA AB AC CA
劲度 K0.0333333330.0537634410.053763440.017066667
分配系数μ0.3827160490.6172839510.759047850.24095215
-814.794112814.794112-148.1726322125.339272-664.794112664.794112
204.7360183409.472037129.982803364.99140163 -166.7412496-333.4824992-537.8749988-268.9375
102.0682154204.13643164.8010685932.4005343固端弯矩MF
-19.53157208-39.06314417-63.00507123-31.502536
11.9559659723.91193197.590603676 3.795301838
-2.287870031-4.575740063-7.380225908-3.690113
2.800972310.889140649
弯矩合计-1003.354804437.6727285-437.6727285461.530496-461.5304958765.9813498 注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变。
剪力、跨间及加腋起点截面弯矩表
QBD QDB QAC QCA QAB QBA
-432.3082597545.4446747368.4313818-429.3215526-117.7785146.9104429 M底左M底右M顶左M顶右M上M下
-88.19428865-598.2871579-192.3134843-411.9009463-375.75719-329.2621655 Xo1Mo1Xo2Mo2Xo3Mo3
5.578553186518.0412602 4.618364482389.2447082 2.80025171-242.4981715
注：本表数据随基本资料表中数据改变而改变；
Q BD、Q DB、Q AC、Q CA、Q AB、Q BA为杆端剪力，kN；
M底左、M底右、M顶左、M顶右、M上、M下为各加腋起点截面弯矩，kN·m；
X o1、X o2、X o3为跨间最大弯矩截面位置，m；
M o 1、M o 2、M o3为跨间最大弯矩，kN ·m 。
跨间
左-192.31左-88.19上-375.76右
-411.90右-598.29下-329.26左368.43左-432.31上-117.78右
-429.32
右
545.44
下146.91
上368.43下
432.31
1、顶板(A-B\B-E)
钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中
l 0 =10.00 m ，
h =0.80 m ，
a =0.06 m ，h 0 =0.74 m ，
b =
安全系数K=
1.35
M d =
525.48 kN
·m ，
N d =159.00 kN ， V d =-579.58 kN
e 0 = M d /N d = 3.305m i =h/121/2 =
0.231m 长细比
l 0/i =
43.30> 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 =12.275> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l 0/h =
1.025
> 1.0 ，
取ξ2 =1.00
η =1+(l 0/h)2ξ1ξ2h 0/1400e 0η =
1.025
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 = ηe 0+h/2-a =
3.726
m
r 0N d e =f cd bx(h 0-x/2)
剪力（KN ）
轴向力（KN ）
117.78146.91
弯矩（KN ·m ）
389.24
518.04
-242.50
加腋起点
恒载+活载
顶板
底板侧墙
651.75 =14300x(0.74-x/2)
解得x =0.064 m≤ξb h0 =0.53×0.74 =
故为大偏心受压构件。
A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.00207573m2= 2075.7mm2
μ = 100A s/(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 φ22 @180 mm，实际 A s =2111.8mm2
0.07N+0.7ftbh0 =750.9 kN>r0V d =637.5 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。
不需要进行抗剪承载力计算
(二)基底应力验算
1、完建无水无车工况 荷载计算 (取单位涵长计算)取一个车道宽度3.5m作为分析对象，一级公路，一辆车550KN,作用范围15mx2.5m，箱涵长21m，最多一辆车加两个后轴重2箱重力P箱 = 2γ2(δL+0.5h0(2t+t')/2+2C1C2) =1402.0kN
基础重力P基 = γ3Bd =149.5kN
填土重力P土 = γ1HL + γ1(H+h)*2c =827.3kN
基底应力σ = ΣG/B =112.2kPa
2、正常运行期（常水位1.5m）
车辆荷载P车=q车B=303.8kN
箱涵内水重P水 = γ水(2L0*3-4C1C2) =528.8kN
箱涵浮力P浮 = γ水hB=831.0kN
基底应力σ = ΣG/B =112.3kPa
########
0.392 m
，最多一辆车加两个后轴重280