圆管涵结构计算

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）

《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）

《公路涵洞设计细则》(JTG-2007)

2、计算参数：

圆管涵内径dn= 1.00m

圆管涵壁厚t =0.12m

圆管涵外径D= 1.24m

涵顶填土高度H =0.8m

填土容重γ1 =18kN/m3

填土内摩擦角φ =35度

混凝土强度级别：C30

钢筋强度等级：HRB400

钢筋保护层厚度as =30mm

受力钢筋布置：φ10@100 mm

修正后地基土容许承载力[fa] =150kPa

管节长度L = 1.00m

汽车荷载等级：公路-Ⅱ级

3、恒载计算

填土产生的垂直压力：q土 = γ1H =14.4kN/m2

管节自重产生的垂直压力：q自 =25t =3kN/m2

合计q恒 = q土 + q自 =17.4kN/m2

活载计算

一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.76m0.523599rad

a17.40m

a2 6.42m

荷载横向分布宽度a= 6.42m

一个车轮的纵向分布宽度=0.56m

b1 2.25m

b2 2.52m

荷载纵向分布宽度b= 2.25m

q汽 =38.79kN/m2

4、管壁内力计算

管壁中线半径R =0.56m

土的侧压系数λ=tan2(45°-φ/2)=0.27099

0.45kN·m

0.35kN·m 恒载产生的最大弯矩M恒=M土+M自=0.80kN·m

1.21kN·m 车辆荷载在截面上产生的弯矩M汽=0.137*q汽*R2*(1-λ)=

5、内力组合

承载能力极限状态组合：Mud=1.2*M恒+1.4*M汽= 2.66kN·m 正常使用极限状态组合：

短期组合M sd = M恒 + 0.7M汽 = 1.65kN·m 长期组合M ld = M恒 + 0.4M汽 = 1.28kN·m

6、强度验算

材料参数

混凝土的轴心抗压强度设计值f cd =13.8MPa

HRB400钢筋的抗拉强度设计值f sd =330MPa

HRB400钢筋的弹性模量E s =200000MPa

构件的正截面相对界限受压区高度ξb =0.53

验算结果

管涵内、外侧都应布置钢筋ho = 0.09m

x = f sd As/（f cd b）=20.9mm<47.7mm f cd*b*x*（ho-x/2）*10-6 =22.67kN·m满足要求

7、裂缝宽度验算

σss = M s×106/（0.87×As×ho）=24.38 N/mm2

ρ = A s/（b×ho）=0.009691360.009691

对于光面钢筋，取C1 = 1.4

C2 = 1+0.5×M ld/M sd = 1.39

混凝土板式受弯构件时，C3= 1.15

W tk=C1*C2*C3*σss/Es*(30+d)/(0.28+ρ)=0.029mm满足要求

8、地基应力验算

基底岩土承载力应满足：p = N/A ≤ [fa]

q恒' =46.14 kN/m2

N = （q恒' + q汽）×A =84.93 kN/m2满足要求

D60-2004），简称《桥规》

规范》（JTG D62-2004）JTG D63-2007）

B01-2014）

满足要求