鋼筋混凝土箱涵結構設計
工程設計
1、設計資料
箱涵淨跨徑l。=2×4m，淨高h。=2.
5m，箱涵底面鋪裝砼0.1m+級配砂礫層0.8m（平均），兩端填土r=18kn/m3,φ=16.
8°，箱涵主體結構砼強度等級為c30，箱涵基礎墊層採用c15砼，受力鋼筋採用hrb335鋼筋，地基為細砂。截面尺寸見圖l-01。
圖l-01
二、設計依據
《公路鋼筋砼及預應力砼橋涵設計規範》（jtg d62-2004）
《公路橋涵地基與基礎設計規範》（jtg d63-2007）
3、荷載計算
1、恆載
恆載豎向壓力p恆=1h+2δ=63.47kn/m2
頂板處ep1=1htan2（45°-φ/2）= 30.18 kn/m2
底板處ep2= 1（h+h）tan2（45°-φ/3）= 61.95 kn/m2
2、活載
水荷載垂直壓力 q車 = ∑g/(a×b) = 32.26 kn/m2
水荷載水平壓力 e車 = q車tan2(45°-φ/2) = 17.79 kn/m2
四、內力計算
1、 構件剛度比 k=（i1/i2）×（hp/lp）=0.43
u=2k+1=1.87
2、節點彎矩和軸向力計算
截面構造如圖l-02。
圖l-02
① a種荷載作用下（圖l-03）
圖l-03
涵洞四角節點彎矩 maa=mac=mae=maf= -1/u·plp2/12
mba=mbe=mdc=mdf= -(3k+1)/u·plp2/12
mbd=mdb=0
橫樑內法向力 na1=na2=na1'=na2'=0
側牆內法向力 na3=na4=（mba-maa+plp2/2）/lp
na5= -（na3+na4）
恆載p=p恆 =63.47kn/m2
maa=mac=mae=maf= -54.82 kn·m
mba=mbe=mdc=mdf= -126.19 kn·m
na3=na4=123.41 kn·m
na5= -246.83kn
水荷載p = q車 = 32.26 kn/m2
maa = mac = mae = maf = -27.86 kn·m
mba = mbe = mdc = mdf = -64.13 kn·m
na3 = na4 = 62.72 kn
na5= -125.45 kn
② b種荷載作用下（圖l-04）
圖l-04
mba=mbc=mbe=mbf=-k·/php2/6u
mba=mbe=mdc=mdf=k·/php2/12u
mbd=mdb=0
nb1=nb2=nb1'=nb2'=php/2
nb3=nb4=（mba-mba）/lp
nb5=-（nb3+nb4）
恆載p=ep1= 30.18 kn/m2
mba=mbc=mbe=mbf=-9.49 kn·m
mba=mbe=mdc=mdf= 4.75 kn·m
nb1=nb2=nb1'=nb2'= 43.01 kn
nb3=nb4= -3.24 kn
nb5= 6.47 kn
③ c種荷載作用下（圖l-05）
圖l-05
20u（k+6）/k=553.90
mca=mce=-（8k+59）·php2/6φ
mcc=mcf=-（12k+61）·php2/6φ
mba=mbe=（7k+31）·php2/6φ
mdc=mdf=（3k+29）·php2/6φ
mbd=mdb=0
nc1=nc1'=php/6+(mcc-mca)/hp
nc2=nc2'=php/3-(mcc-mca)/hp
nc3=nc4=（mba-mca）/lp
nc5=-（nc3+nc4）
恆載p=ep2- ep1= 31.77 kn·m2
mca=mce= -4.85 kn·m
mcc=mcf= -5.14 kn·m
mba=mbe= 2.64 kn·m
mdc=mdf= 2.35 kn·m
nc1=nc1'= 14.99 kn
nc2=nc2'= 30.28 kn
nc3=nc4= 1.70 kn
nc5= -3.41 kn
④ d種荷載作用下（圖l-06）
l-06
1=20（k+2）（6k2+6k+1）=230.41
2=u/k=4.30
3=120k3+278k2+335k+63=270.52
4=120k3+529k2+382k+63=338.17
5=360k3+742k2+285k+27=319.80
6=120k3+611k2+558k+87=453.98
mda=（-2/φ2+φ3/φ1）·php2/4
mde=（-2/φ2-φ3/φ1）·php2/4
mdc=-（2/φ2+φ5/φ1）·php2/24
mdf=-（2/φ2-φ5/φ1）·php2/24
mba=-（-2/φ2+φ4/φ1）·php2/24
mbe=-（-2/φ2-φ4/φ1）·php2/24
mdc=（1/φ2+φ6/φ1）·php2/24
mdf=（1/φ2-φ6/φ1）·php2/24
mbd=-φ4 ·php2/12φ1
mdb=φ6·php2/12φ1
nd1=（mdc+php2/2-mda）/hp
nd2=php-nd1
nd1'=（mdf-mde）/hp
nd2'=php-nd1'
nd3=（mba+mbd-mda）/lp
nd4=(mbe+mbd-mde)/lp
nd5=-（nd3+nd4）
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