盖板涵计算书很全面讲解

盖板涵计算书（参考版）

一、盖板计算

1、设计资料

其中：

①汽车荷载等级通过《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中 4.3.1所得：

砼轴心抗压强度、抗拉强度通过《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中3.1.4所得：

②安全结构重要性系数通过《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中1.0.9和4.1.6所得：

③环境类别通过《混凝土结构设计规范》（JTG D60-2004）中3.5.2所得：

④混凝土轴心抗压、抗拉强度通过《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中3.1.4所得：

⑤各结构层容重通过《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中 4.2.1所得：

根据《公路污工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：

盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力。

5.0m×2.5m盖板涵洞整体布置图

2、外力计算

1）永久作用

（1）竖向土压力

×H =1.067965×20×0.5=10.68 kN/m

q=K×γ

2

（2）盖板自重

×d=25×0.65=16.25 kN/m

g=γ

1

2）有车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中4.3.4的规定：

计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准。

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中4.3.1关于车辆荷载的规定：

c

轮为汽车轮胎在行车方向的着地长度 (m)，d

轮

为汽车轮胎宽度 (m)。

车辆荷载顺板跨长：

La=c

轮

+2×H×tan30°=0.2+2×0.53 m 车辆荷载垂直板跨长：

Lb=d

轮

+2×H×tan30°=0.6+2×0.53m 单个车轮重：

P=70*1.3=91 kN

车轮重压强：

p=

a b =

P

L L

91/（0.77735×1.17735）= 99.43 kN/m2

填料厚度大于等于0.5m时的涵洞不计冲击力。

明涵计算时需考虑冲击力，车辆荷载乘以冲击系数1.3.

3、内力计算及荷载组合

将作用以最不利情况布置，最大弯矩M发生在跨中，最大剪力V发生在涵台内侧。1）由永久作用引起的内力

跨中弯矩：

M1=（q+g）×L2/8=（10.68+16.25）×5.42 /8=98.16 kN•m

边墙内侧边缘处剪力：

V1=（q+g ）×L 0/2=（10.68+16.25）×5.0 /2=67.33 kN 2）由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩：

a

a 2p -b

2=

4

L L L M ⎛⎫ ⎪⎝⎭=99.43*0.77735*（5.4-0.77735/2）*0.99/4=95.87 kN

边墙内侧边缘处剪力：

a

a 00

p b -2=

L L L V L ⎛

⎫ ⎪

⎝⎭= 99.43*0.77735*0.99*（5-0.77735/2）/5=70.57 kN

当la>l 时，由车辆荷载引起的外荷载为均布荷载，取公式M=p ×L 2×b/8，V=p ×L 0×b/2； 当la

a

a p -

b 2=

4

L

L L M ⎛⎫ ⎪⎝⎭，a a 0

p b -2=L L L V L ⎛

⎫ ⎪⎝⎭；

当lb

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）中4.1.6关于作用效应组合的规定： 跨中弯矩：

γ0Md=0.9（1.2M1+1.4M2）=0.9×（1.2×98.16+1.4×95.87）=226.81 kN •m 边墙内侧边缘处剪力：

γ0Vd=0.9（1.2V1+1.4V2）=0.9（1.2×67.33+1.4×70.57）=161.63 kN •m 涵洞的安全设计等级为三级，所以永久作用效应组合中的结构重要性系数γ0取0.9，永久作用和可变作用的分项系数分别取1.2和1.4。

4、持久状况承载能力极限状态计算

承载能力极限状态计算是以阶段Ⅲ为基础，此时受拉区混凝土不参与工作，全部拉力由钢筋承受，混凝土受拉区应力达到抗压强度极限值，上缘混凝土压碎，导致结构破坏。

截面有效高度h0=h-As=0.65-（0.04+0.016+0.028/2）=0.58 m

1）砼受压区高度

x=fsd×As/fcd/b=300×0.01789/ 18.4/0.99=0.29 m

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中5.2.1关于相对界限受压高度ξb的规定：

HRB400钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.53

x≤ξb×h0=0.53×0.58=0.31

砼受压区高度满足规范要求。

2）最小配筋率

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定：

ρ=100×As/b/d= 100 ×0.01789/0.99/0.65= 2.78 ，

≥45×f

td /f

sd

=0.25 ，同时≥0.2

主筋配筋率满足规范要求。3）正截面抗弯承载力验算