填土暗涵盖板计算.doc

填土暗涵盖板计算 1.设计资料 汽车荷载等级：公路-I级； 环境类别：I类环境； 净跨径：L0=4m； 单侧搁置长度：0.30m； 计算跨径：L=4.6m； 填土高：H=4m； 盖板板端厚d1=50cm；盖板板中厚d2=50cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3.5cm； 混凝土强度等级为C30； 轴心抗压强度fcd=13.8Mpa； 轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa； 主拉钢筋等级为HRB335； 抗拉强度标准值fsd=280Mpa； 盖板容重γ1=25kN/m3； 土容重γ2=18kN/m3 2.外力计算 1) 永久作用 (1) 竖向土压力 q=γ2·H·b=18×4×0.99=71.28kN/m (2) 盖板自重 g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(50+50)×0.99/2 /100=12.38kN/m 2) 由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： 车辆荷载顺板跨长 La=1.6+2·H·tan30=1.6+2×4×0.577=6.22m 车辆荷载垂直板跨长 Lb=2.4+2·H·tan30=2.4+2×4×0.577=7.02m 车轮重 P=280kN 车轮重压强L p=P/La/Lb=280/6.22/7.02=6.41kN/m2 3.内力计算及荷载组合 1) 由永久作用引起的内力 跨中弯矩 M1=(q+g)·L2/8=(71.28+12.38)×4.62/8=221.27kNm 边墙内侧边缘处剪力 V1=(q+g)·L0/2=(71.28+12.38)×4/2=167.31kN 2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M2=p·L2/8=6.41×4.62/8=16.97kNm 边墙内侧边缘处剪力 V2=p·L0/2=6.41×4/2=12.83kN 3) 作用效应组合 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×(1.2×221.27+1.4×16.97)=260.35kNm 边墙内侧边缘处剪力 γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9×(1.2×167.31+1.4×12.83)=196.86kN 4.截面设计 拟用主筋为HRB335级钢筋，直径为18mm，外径为20mm，单根面积为2.545cm2 1) 截面有效高度 h0=d1-c-2/2=50-3.5-1=0.455m 2) 试算受压区高度 x0=h0-(h02-2γc·γ0·Md/fcd/b/103)1/2 =0.455-(0.4552-2×1.25×260.35/13.8/0.99/1000)1/2=0.056m 3) 计算钢筋面积 As0=fcd·x0·b/fsd=13.8×0.056×0.99/280=0.002721m2 选用主筋为HRB335级钢筋，直径为18mm，共12根，选用钢筋总面积As=0.003054m2 5.持久状况承载能力极限状态计算 1) 砼受压区高度 x=fsd·As/fcd/b=280×0.003054/13.8/0.99=0.063m 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关于相对界限受压区高度ξb的规定: HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。 x≤ξb·h0=0.56×0.455=0.255m 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: P=100·As/b/h0=0.68，不小于45ftd/fsd=0.22,同时不小于0.2 主筋配筋率满足规范要求 3) 正截面抗弯承载力验算 根据《公路钢