1、TJ1-9巾813天然气管道保护涵整体计算一.盖板计算1 .设计资料汽车荷载等级：公路-I级净跨径：Lo=2.1m；单侧搁置长度：0.25m；计算跨径：L=2.35m；填土高：H=0.5m； 盖板板端厚di=30crn)盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm； 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抗拉强度设计值fsd=280Mpa主筋直径为16mm外彳全为17.5mm共11根，选用钢筋总面积 A=0.002212n2盖板容重丫 1=25kN/n3; 容容重丫 2=18kN/ni根
2、据公路行工桥涵设计规范(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2 .外力计算1)永久作用(1)竖向土压力q= t h b=18X0.5 0.99=8.91kN/m2 2) 盖板自重g= % (d 1+d2) b/2/100=25 X(30+30) 0.99/2 /100=7.43kN/m2)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士压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做 300角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以
3、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L a=0.2+2 Htan30=0.2+2 0.5 0.577=0.78m车辆荷载垂直板跨长L b=1.9+2 Htan30=1.9+2 0.5 0.577=2.48m车轮重P=280kN车轮重压强Lp=P/La/L b=280/0.78/2.48=145.40kN/m 23 .内力计算及荷载组合1)由永久作用引起的内力跨中弯矩M 1=(q+g) L2/8=(8.91+7.43) 2.35 2/8=11.28kNm边墙内侧边缘处剪力V i=(q+g) Lo/2=(8.91+
4、7.43) 2.1/2=17.15kN2)由车辆荷载引起的内力,！p _;二 %跨中弯矩M 2=p La (L-L a/2) b/4=145.40 0.78 X2.35-0.78/2)0.99/4=54.87kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p La b (L0-L a/2)/L 0)=145.40 0.78 0.99 91.18)=133.42kN4 .持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h 0=d1-c-1.75/2=30-3-0.875=26.1cm=0.261m1) 砼受压区高度x=f sd A/f cd/b=280 0.002212/13.8/0.99=0.045m根据公路钢筋混凝
5、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己b的规定：HRB335钢筋的相对界限受压区高度上b=0.56。x 0.261=0.146m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=100A/b/h 0=0.86,不小于 45ftd/f sd=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筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004) 中 5.2.2 关于
6、受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:f cd b x(h0-x/2)=13.8 X10000.99 X0.045(0.261-0.045/2) =147.77kNm 丫 0M=81.31kNm正截面抗弯承载力满足规范要求4) 斜截面抗剪承载力验算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 5.2.9 关于抗剪截面验算的规定:0.51M0-3 f cu,k0.5 b h0=0.51 X10-3 MO5 990261.25=722.47kN T 0Vd=133.42kN抗剪截面满足规范要求。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
7、) 中 5.2.10 关 于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定:对于板式受弯构件，公式可乘以 1.25 提高系数1.250.5 X10-3 2ftd b h0=1.25 0.0005 X1 M.39 X0.99 10000.261 M000=224.69kN T 0Vd=133.42kN可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004) 中 9.3.13 构造要求配置箍筋5) 裂缝宽度计算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 6.4 关于裂缝宽度验算的规定:环境类别为 I 类环境，对于钢筋混凝
8、土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mm作用短期效应组合M s=1.0M1+0.7M2=1.0X11.28+0.7 54.87=49.68kNm作用长期效应组合M l =1.0M1+0.4M2=1.0X11.28+0.4 X54.87=33.22kNm受拉钢筋的应力*=M/0.87/A s/h 0=49.68/0.87/0.002212/0.261=98.81Mpa作用长期效应影响系数C 2=1+0.5M/Ms=1+0.5 M3.22/49.68=1.33裂缝宽度W fk=C C C3 - sW30+d)/E s/(0.28+10 -)p=11.33 X1.15 98.81 30+16)/2.
9、00 X105/(0.28+10 X0.0086)=0.10mm0.99 0.3333 M8=14.83kN/mq 2=(H+h+H0+0.00/2+d1) b 18 =(0.5+1.85+1.60+0.00+0.30)0.99 0.3333 X18=25.23kN/mA端处剪力以一 6=19.04kN最大弯矩位置X0的计算=5.94kN/m=0.84m最大弯矩计算力！=-xo + 一； J】)/=7.68kNm2)竖向力名称竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P121.24-0.18-3.72P23.120.130.39P32.390.130.30P410.420.000.00EP37
10、1612 M=-3.03当X0=0.84m时，台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩3)截面验算作用效应组合tM=0.9X(1.2 XEM+1.4X Mk)=6.41kNm似=0.9 X1.2 XE P=40.14kNtM=0.9 X1.4 QA=23.99kN偏心矩ee= rM/ 7)N=0.160m(1)偏心受压承载力验算现根据公路土亏工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.6、4.0.7 压构件承载力影响系数计算偏心受弯曲平面内的截面回旋半径i x=0.289 冲=0.2861i y=0.289C2=0.1734构件长细比，其中长细比修正系数丫b取1.3,构件计算长度1
11、0取1.0H1=1.75m=3.7486=2.2719x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中mM 8.0 , a取0.0021-(户1+(A-3)1+133C)31+明事息-口十33（殳尸 %丹=-1 + ()2=0.53121工(噬尸%=-1 + ()2=1.0033砌体偏心受压构件承载力影响系数1 11+1也处=0.5321构件截面面积A=C2*b=0.5940m 2由公路行工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定, 现偏心矩e=0.160m,小于等于0.6 X 0.5 x C2=0.18m,所以现根据公路土亏工桥涵设计 规范(JTG D61-
12、2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力网=1855.47kN 丫 0N=40.14kN偏心受压承载力满足要求(2)正截面受弯承载力验算构件受拉边缘的弹性抵抗矩W=b C力6=0.0594现根据公路行工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承W ftmd=39.20kNm 丫 0M=6.41kNm正截面受弯承载力满足要求(3)直接受剪承载力验算现根据公路行工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力，其中仙 f=0.7, N=48.60kN=808.38kN T 0Vd=23.99kN直接受剪承载力满足要求3 .基底应力验
13、算基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表，其中 P9汽是由车辆荷载所产生的盖板支 点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应组合名称分项系数竖向力(kN)偏心矩e(m)弯矩(kNm)P11.021.24-0.18-3.72P21.03.120.130.39P31.02.390.130.30P51.021.860.000.00P61.05.460.000.00P71.04.280.351.50P81.00.00-0.350.00P9汽0.791.18-0.18-15.96EP122.1712 M=-12.70基础底面面积A=b C3=0.7920m基础底面处弹性抵抗矩W=b C/6=0.1056基底应力最大值0_尸十3MH A W=275kPa300kPa基底应力满足要求
