一、基本設計資料

1、依據(jù)規(guī)范及參考書目：

《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）

《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG D63-2007） 《公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTJ 022-85）2、計算參數(shù)：

圓管涵內徑D = 1760 mm 圓管涵壁厚t = 120 mm 填土深度H = 1000 mm 填土容重γ1 = 18.0 kN/m3

混凝土強度級別：C20 C20混凝土容重γ2 = 24.0kN/m3

汽車荷載等級：公路-Ⅱ級

修正后地基土容許承載力[fa] = 150.0 kPa

管節(jié)長度L = 2000 mm 填土內摩擦角φ = 35.0 度 鋼筋強度等級：R235 鋼筋保護層厚度as = 25 mm 受力鋼筋布置方案：φ10@100 mm二、荷載計算1．恒載計算

填土垂直壓力：

q土 = γ1×H = 18.0×1.0 = 18.0 kN/m2 管節(jié)垂直壓力：

q自 = γ2×t = 24.0×0.12 = 2.9 kN/m2 故：

q恒 = q土 + q自 = 18.0 + 2.9 = 20.9 kN/m22．活載計算

按《公路橋涵設計通用規(guī)范》第4.3.1條和第4.3.2條規(guī)定，計算

采用公路―Ⅱ級車輛荷載，按照單車道計算；

當填土厚度大于或等于0.5m時，涵洞不考慮沖擊力。

按《公路橋涵設計通用規(guī)范》第4.3.5條規(guī)定計算荷載分布寬度。

一個后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.6/2+1.0×tan35°=1.0 m 由于一個后輪單邊荷載的橫向分布寬度=1.0 m > 1.8/2 m

故各輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度a應按兩輛車后輪外邊至外邊計算：

a=（0.6/2+1.0×tan35°）×2+1.8=3.8 m

一個車輪的縱向分布寬度=0.2/2+1.0×tan35°=0.8 m 由于一個車輪單邊的縱向分布寬度=0.8 m > 1.4/2 m

故縱向后輪垂直荷載分布長度互相重疊，荷載縱向分布寬度b應按二輪外邊至外邊計算：

b=（0.2/2+1.0×tan35°）×2+1.4=3.0 m q汽 =（2×140）/（a×b）

= 280/（3.8×3.0） = 24.56 kN/m23．管壁彎矩計算

忽略管壁環(huán)向壓力及徑向剪力，僅考慮管壁上的彎矩。

管壁中線半徑R = （D/2 + t/2）= （1760/2 + 120/2）/1000= 0.94 m

土的側壓系數(shù)λ = tan2（45°- φ/2） = 0.271 填土重產生的彎矩 M1 = 0.137×q土×R2×（1-λ） =

0.137×18.0×0.942×（1-0.271） = 1.59 kN·m 管壁自重產生的彎矩

M2 = 0.369×q自×R2 = 0.369×2.9×0.942 = 0.95 kN·m 恒載產生的最大彎矩

M恒 = M1 + M2 = 1.59 + 0.95 = 2. kN·m 車輛荷載產生的彎矩 M汽 = 0.137×q汽×R2×（1-λ） =

0.137×24.56×0.942×（1-0.271） = 2.17 kN·m4．荷載組合

按《公路橋涵設計通用規(guī)范》第4.1.6條進行作用效應組合 承載能力極限狀態(tài)組合：

Mud = 1.2×M恒 + 1.2×M汽 = 1.2×2. + 1.2×2.17 =5.65 kN·m

正常使用極限狀態(tài)組合：

短期組合Msd = M恒 + 0.7M汽 = 2. + 0.7×2.17 = 4.06kN·m

長期組合Mld = M恒 + 0.4M汽 = 2. + 0.4×2.17 = 3.41kN·m

三、強度驗算1．材料參數(shù)

從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》中表3.1.4查得：

C20混凝土的軸心抗壓強度設計值fcd = 9.2 MPa

從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》中表3.2.3-1查得：

R235鋼筋的抗拉強度設計值fsd = 195 MPa

從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》中表3.2.4查得：

R235鋼筋的彈性模量Es = 210000.0×105 MPa

從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》中表5.2.1查得：

構件的正截面相對界限受壓區(qū)高度ξb = 0.622．驗算結果

管節(jié)處預留10mm接縫寬度，故實際管節(jié)長為2000-10 = 1990 mm 考慮任意位置都可能承受正、負彎矩，故管涵內、外側都應布置鋼筋。

ho = 120-25 = 95 mm x = fsdAs/（fcdb）

= 195×21×78.5/（9.2×1990） = 17.6 mm

ho×ξb = 95×0.62 = 58.9 mm > x = 17.6 mm，滿足要求 fcd×b×x×（ho-x/2）×10-6 = 9.2×1990×17.6×（95-17.6/2）×10-6

= 27.78 kN·m > γo×Mud = 0.9×5.65 = 5.09 kN·m 故截面強度驗算滿足要求！四、裂縫寬度驗算

由《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》中第6.4.3條和第6.4.4條規(guī)定：

σss = Ms×106/（0.87×As×ho）

= 4.06×106/（0.87×21×78.5×95） = 29.8 N/mm2 ρ = As/（b×ho）= 21×78.5/（1990×95） = 0.00872 ρ > 0.002時，取ρ = 0.002 對于光面鋼筋，取C1 = 1.4

C2 = 1+0.5×Mld/Msd = 1+0.5×3.41/4.06 = 1.42 當為混凝土板式受彎構件時，C3取1.15

Wtk = C1×C2×C3×σss/Es×（30+d）/（0.28+ρ） = 1.40×1.42×1.15×29.8/210000×（30+10）/（0.28+0.00200） = 0.046 mm

Wtk = 0.046 mm ≤ 0.2 mm 故裂縫寬度驗算滿足要求！五、地基應力驗算

當基底只承受軸心荷載時，按《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》式4.2.2-1，

基底巖土承載力應滿足：p = N/A ≤ [fa]

q恒' = （1000+2000）/1000×18.0+24×120/1000×π = 63.04kN/m2

N = （q恒' + q汽）×A = （63.04 + 24.56）×1 = 87.6kN/m2

σmax = N/A = 87.6kPa ≤ [fa]=150.00kPa 故地基應力驗算滿足要求！