混凝土圆管涵计算书_圆管涵计算书

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钢 筋 混 凝 土 圆 管 涵（φ100cm）计 算

一.设计资料

设计荷载：公路Ⅰ级

填土高度：H=1.5m：土容重：γ1=18KN/m3；土的内摩擦角φ=35°，管节内径D内=1.0m，外径D外=1.2m，管壁厚度为0.1m，每节1m长,采用30号混凝土，γ2=25KN/m3，混凝土强度为C15,管节下设10号混凝土0.2m。

二．外力计算

1.恒载计算

填土垂直压力

q上=Hγ1=1.5×18=27KN/m2 管节自重垂直压力 q管=γ2t=25×0.1=2.5 KN/m2

2.活载计算

采用车辆荷载，公路Ⅰ级荷载标准，填料厚度等于或者大于0.5m不计汽车冲击力。

一个后轮单边荷载横向分布宽度=0.6/2+1.5×tan30°=1.166m

故后轮垂直荷载横向分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度a 应两辆车后轮外边至外边计算。即

a=(0.6/2+1.5×tan30°)×2+(1.3+2×1.8)=7.23m

同理，纵向后轮垂直荷载长度分布互相重叠，荷载纵向分布宽度b应按照两辆车轮(后轴)外边至外边计算，即

b=(0.2/2+1.5×tan30°)×2+1.4=3.33m q汽=2(2140)=23.26KN/m2

7.233.33三．弯矩计算和内力组合忽略管壁环向压力及径向剪力N和V,仅考虑管壁上的弯矩见上图。1.恒载弯矩 填土产生的弯矩为 M1=M2=0.137q上R2(1-λ)=0.137×27×(1+1.2)/2×(1-λ)(其中λ=tan2(45°-φ/2)=0.271)

=0.137×27×1.1×(1-0.271)= 2.97KN·m 管壁自重产生的弯矩为 M管=0.369γtR2 =0.369×25×0.1×1.12 =1.12KN·m 2.活载弯矩

车辆荷载产生的弯矩为 M汽=0.137q汽R2(1-λ)=0.137×23.26×1.12×0.729

=2.81KN·m

3.内力组合γ0dM=0.9×(1.2M恒+1.4M汽)=0.9×1.2×(2.97+1.12)+1.4×2.81 =8KN·m 正常使用极限状态下组合、短期组合： MS=M恒+0.7M汽=4.09+0.7×2.81=6.06 KN·m 长期组合: ML=M恒+0.4M汽=4.09+0.4×2.81=5.12KN·m 四．截面强度设计

管节处预留接缝宽度为1cm,故实际预制管节长99cm,承受1m内的荷载，考虑任一位置都可承受正负弯矩，布置双层钢筋φ10@100mm，由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，按单筋截面算

χ=fsdAs195（1178.5）==24.6mm

6.9fcdb h0=100-25=75mm

ξbh0=75×0.62=46.5＞χ=24.6mm 而fcdbχ(h0-χ/2)=6.9×103×0.99×0.0246×(0.075-0.0246/2)

=10.5KN·m＞8 KN·m 满足截面强度要求。五．裂缝宽度验算 σ= =MS

0.87ASh06.06 6-30.871187.5107510=96.5Mpa AS1187.5106 ρ===0.013 10.075bh0 C1=1.4(光面钢筋)C2=1+0.5×(5.12/6.06)=1.42 C3=1.15 Wfk=C1·C2·C3·

30dσ·（0.2810ρEs）

=1.4×1.42×1.15×

96.5×(30+10)/(0.28+10×0.013)52.210 =0.1mm＜0.2mm.满足要求。