L p
图1-1
一、设计资料
（一）概况：***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L 0=8.0米，净高h 0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=3.6米，填土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ1＝20.2KN/m 3，设箱涵采用C25混凝土（f cd =11.5MPa ）和HRB335钢筋(f sd =280MPa)。桥涵设计荷载为城-A 级，用车辆荷载加载验算。结构安全等级二级，结构重要性系数γ0＝1.0。地基为泥质粉砂岩，［σ0］＝380kPa ，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
（二）依据及规范
1、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
二、设计计算
（一）截面尺寸拟定（见图1-1） 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度δ＝100cm （C 1=50cm ） 侧墙厚度 t ＝100cm （C 2=50cm ） 故 L P =L 0+t=8+1=9m h p =h 0+δ=10.5+1=11.5m
(二)荷载计算 1、恒载
恒载竖向压力
P＝γ1H+γ2δ＝20.2×3.6+25×1
＝97.72kN/m2
恒载水平压力
顶板处：e p1＝γ1Htan2(45o-φ/2)
＝20.2×3.6×tan2（45o-24o/2）＝30.67 kN/m2
底板处：e p2＝γ1（H＋h）tan2(45o-φ/2)＝20.2×（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2）＝137.15kN/m2
2、活载
城-A级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定，参照《公路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款，计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。
1)先考虑按六车道（7辆车）分布，横向折减系数0.55
一个汽车后轮横向分布宽
＞1.3m/2
0.60/2+3.6 tan30o＝2.38m
＞1.8m/2
故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度
a=(0.60/2+3.6 tan30o) ×2+22＝26.76m
同理，纵向分布宽度
0.25/2+3.6 tan30o=2.2m＞1.2m/2
故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算
b=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.6m
车辆荷载垂直压力
q车=(140×2×7)/(26.76×5.6) ×0.55=7.20 kN/m2
2)考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数1.0
一个汽车后轮横向分布宽
＞1.3m/2
0.60/2+3.6 tan30o＝2.38m
＞1.8m/2
故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度
a=(0.60/2+3.6 tan30o) ×2+4.9＝9.66m
同理，纵向分布宽度
0.25/2+1.6 tan30o=1.05m＞1.2m/2
故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算
b=(0.25/2+3.6 tan30o) ×2+1.2=5.61m
车辆荷载垂直压力
q车=(140×2×2)/(9.66×5.61) ×1.0=10.33 kN/m2
根据上述计算，车辆荷载垂直压力取大值按两车道布置计算取值10.33 kN/m2。
故，车辆水平压力
e车＝10.33×tan2（45o-24o/2）＝4.36 kN/m2
(三)内力计算
1、构件刚度比(单位长度)
P
1
243
B
A D
C
P
图1-2
M aB
M aC
M aA
M aD
N a3
N a4
a
P 1
2
4
3
B A
D
C
图1-3
M bB
M bC
M bA
M bD
N b1N b2b
P
K=21I I ×Lp hp ＝33
0.10.11210.10.1121
⨯⨯⨯⨯×0.95
.11＝1.28
2、节点弯矩和构件轴力计算 （1）a 种荷载作用下（图1-2） 涵洞四角节点弯矩：
M aA ＝M aB ＝M ac ＝M aD ＝-12
)(112P L P K •+ N a1=N a2=0, N a3=N a4=
2
)(P
L P 恒载（P ＝97.72 kN/m 2）
M aA ＝12
0.972.97128.112
⨯•+-=-289.30kN ·m
N a3=
2
.972.97⨯=439.74 kN 车辆荷载（P ＝q 车= 10.33kN/m 2）
M aA ＝12
0.933.10128.112
⨯•+-=-30.60kN ·m
N a3=
2
.933.10⨯=46.49kN （2）b 种荷载作用下（图1-3）
M bA ＝M bB ＝M bc ＝M bD ＝-12
)(12
P h P K K •+ N b1=N b2=
2
)(P
h P , N b3=N b4=0 恒载（P ＝e p1＝30.67kN/m 2）
M bA ＝12
5
.1167.30128.128.12
⨯•+-=-189.76kN ·m
