箱涵结构计算书.docx
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箱涵结构计算书
1计算依据与基础资料
1.1工程概况
道路在桩号K1+000处设置两孔6x3.5m箱涵，箱涵结构中心线与道路中线的法线逆交13.5度，箱涵全长46m
1.1.1截面尺寸
净跨径：
6m
净高：
3.5m
顶板厚：
0.6m
底板厚：
0.65m
侧墙厚：
0.6m
倒角：
0.15x0.15m
基础：
15cmC15素混凝土垫层；50cm浆砌片石垫层；
基础宽度：
14.8m
1.1.2填土情况
箱涵覆土厚度：
1.729m
土的内摩擦角：
30°
填土容重：
18KN/m3
1.2标准与规范
1.2.1标准
桥梁结构安全等级为一级;
设计荷载：
汽车荷载：
公路-I级，人群荷载：
根据《桥梁设计准则》要求。
跨径：
2孔6.0x3.5m钢筋砼箱涵；
箱涵总长：
46m；
横坡：
根据道路设计进行设置。
地震烈度：
7度；
环境条件Ⅰ类;
地震荷载：
地震基本烈度为7度，动荷载峰值加速度0.1g，Ⅱ类场地。
1.2.2规范
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）；
《公路涵洞设计细则》（JTG/TD65-04-2007）；
《公路桥梁抗震设计细则》（JTJ041-2000）；
《城市道路设计规范》（CJJ37-90）；
1.2.3参考资料
《公路桥涵设计手册》桥梁上册（人民交通出版社2004.03）
《公路小桥涵设计示例》（人民交通出版社2005.01）
1.3主要材料
1）混凝土：
箱涵采用C30混凝土。
2）普通钢筋：
R235，
，
；HRB335，
，
。
1.4设计要点与参数
1）箱涵按钢筋混凝土构件设计；
2）根据本箱涵特点，利用有限元软件，建立空间模型，对箱涵进行整体计算；
3）冲击系数：
不计冲击效应。
1.5计算软件
采用Midas软件建立空间模型，对箱涵进行整体受力分析，并对箱涵截面抗弯、抗扭、抗剪、裂缝宽度进行验算。
2计算模型简介
2.1计算模型
根据本箱涵的特点，利用Midas软件，建立空间模型，箱涵采用梁单元模拟，具体模型如下图2.1：
图2.1箱涵有限元计算模型
2.2荷载施加
1）自重：
考虑1.05的增大系数。
2）土压力：
36.0kN/m2。
3）土侧压力：
顶板处：
18.0kN/m2，底板处：
53.0kN/m2。
3）车道荷载：
无。
4）人群荷载：
按照5m宽人行道施加。
3箱涵结构计算
3.1荷载组合
基本组合1:
1.2恒载+1.0收缩+1.0徐变
基本组合2:
1.2恒载+1.0收缩+1.0徐变+1.4移动荷载
基本组合3:
1.0恒载+1.0收缩+1.0徐变
基本组合4:
1.0恒载+1.0收缩+1.0徐变+1.4移动荷载
短期组合:
1.0恒载+1.0收缩+1.0徐变+0.7移动荷载
长期组合:
1.0恒载+1.0收缩+1.0徐变+0.4移动荷载
弹性阶段应力验算组合:
1.0恒载+1.0收缩+1.0徐变+1.0移动荷载
3.2箱涵受力计算
3.2.1箱涵弯矩
在基本效应组合作用下，箱涵弯矩如下图所示：
图3.1：
箱涵弯矩（基本效应组合）
在短期效应组合作用下，箱涵弯矩如下图所示：
图3.2：
箱涵弯矩（短期效应组合）
在长期效应组合作用下，箱涵弯矩如下图所示：
图3.3：
箱涵弯矩（长期效应组合）
3.2.2箱涵剪力
在基本效应组合作用下，箱涵剪力如下图所示：
图3.4：
箱涵剪力（基本效应组合）
在短期效应组合作用下，箱涵剪力如下图所示：
图3.5：
箱涵剪力（短期效应组合）
在长期效应组合作用下，箱涵剪力如下图所示：
图3.6：
箱涵剪力（长期效应组合）
3.2.3箱涵轴力
在基本效应组合作用下，箱涵的轴力如下图所示：
图3.7：
箱涵轴力（基本效应组合）
在短期效应组合作用下，箱涵的轴力如下图所示：
图3.8：
箱涵轴力（短期效应组合）
在长期效应组合作用下，箱涵的轴力如下图所示：
图3.9：
箱涵轴力（长期效应组合）
3.2.4箱涵配筋验算
在基本组合、短期组合、长期组合作用下，箱涵弯矩、剪力、轴力汇总如下:
表1.箱涵内力汇总表
最大正弯矩
最大负弯矩
最大剪力
最大轴力
基本效应组合
279.9
-266.4
464
-614.6
短期效应组合
174.1
-165.8
268.7
-405.7
长期效应组合
140.2
-133.8
201.3
-344.9
根据MIDAS验算结果，箱涵的抗弯承载能力、抗剪承载能力、裂缝宽度均满足规范要求，下面示出箱涵的验算结果。
1）箱涵抗弯承载能力验算
单元
位置
最大/最小
组合名称
类型
验算
rMu
（kN-m）
Mn
（kN-m）
1
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
219.513
527.856
1
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
28.858
527.856
1
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
75.066
527.856
1
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-43.280
527.856
2
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
75.066
527.856
2
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-43.280
527.856
2
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
28.101
527.856
2
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-109.152
527.856
3
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
28.101
527.856
3
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-109.152
527.856
3
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.023
527.856
3
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-164.438
527.856
4
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.023
527.856
4
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-164.438
527.856
4
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-32.365
527.856
4
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-196.514
527.856
5
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-32.365
527.856
5
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-196.514
527.856
5
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-43.995
527.856
5
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-190.298
527.856
6
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-43.995
527.856
6
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-190.298
527.856
6
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.260
527.856
6
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-150.842
527.856
7
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.260
527.856
7
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-150.842
527.856
7
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
62.210
527.856
7
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-82.324
527.856
8
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
62.210
527.856
8
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-82.324
527.856
8
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
173.881
527.856
8
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-5.573
527.856
9
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
173.881
527.856
9
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-5.573
527.856
9
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
307.926
527.856
9
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
41.823
527.856
10
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
307.926
527.856
10
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
41.823
527.856
10
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
173.881
527.856
10
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-5.573
527.856
11
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
173.881
527.856
11
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-5.573
527.856
11
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
62.210
527.856
11
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-82.324
527.856
12
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
62.210
527.856
12
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-82.324
527.856
12
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.260
527.856
12
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-150.842
527.856
13
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.260
527.856
13
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-150.842
527.856
13
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-43.995
527.856
13
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-190.298
527.856
14
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-43.995
527.856
14
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-190.298
527.856
14
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-32.365
527.856
14
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-196.514
527.856
15
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-32.365
527.856
15
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-196.514
527.856
15
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.023
527.856
15
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-164.438
527.856
16
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-7.023
527.856
16
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-164.438
527.856
16
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
28.101
527.856
16
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-109.152
527.856
17
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
28.101
527.856
17
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-109.152
527.856
17
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
75.066
527.856
17
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-43.280
527.856
18
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
75.066
527.856
18
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-43.280
527.856
18
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
219.512
527.856
18
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
28.858
527.856
40
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
14.700
461.874
40
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-179.114
461.874
40
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
118.589
461.874
40
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-66.785
461.874
41
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
118.589
461.874
41
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-66.785
461.874
41
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
206.839
461.874
41
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-3.709
461.874
42
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
206.839
461.874
42
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-3.709
461.874
42
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
266.310
461.874
42
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.049
461.874
43
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
266.310
461.874
43
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.049
461.874
43
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
290.180
461.874
43
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.893
461.874
44
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
290.180
461.874
44
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.893
461.874
44
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
276.497
461.874
44
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
9.135
461.874
45
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
276.497
461.874
45
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
9.135
461.874
45
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
226.858
461.874
45
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-21.868
461.874
46
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
226.858
461.874
46
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-21.868
461.874
46
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
148.049
461.874
46
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-73.654
461.874
47
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
148.049
461.874
47
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-73.654
461.874
47
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
55.258
461.874
47
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-161.827
461.874
48
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
55.258
461.874
48
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-161.827
461.874
48
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-36.108
461.874
48
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-293.034
461.874
49
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-36.108
461.874
49
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-293.034
461.874
49
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
55.258
461.874
49
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-161.827
461.874
50
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
55.258
461.874
50
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-161.827
461.874
50
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
148.049
461.874
50
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-73.654
461.874
51
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
148.049
461.874
51
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-73.654
461.874
51
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
226.858
461.874
51
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-21.868
461.874
52
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
226.858
461.874
52
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-21.868
461.874
52
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
276.497
461.874
52
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
9.135
461.874
53
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
276.497
461.874
53
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
9.135
461.874
53
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
290.180
461.874
53
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.893
461.874
54
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
290.180
461.874
54
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.893
461.874
54
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
266.310
461.874
54
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.049
461.874
55
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
266.310
461.874
55
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
24.049
461.874
55
J
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
206.839
461.874
55
J
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-3.709
461.874
56
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
206.839
461.874
56
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
-3.709
461.874
56
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
118.589
461.874
56
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-66.785
461.874
57
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
118.589
461.874
57
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-66.785
461.874
57
J
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
14.700
461.874
57
J
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-179.114
461.874
2）箱涵抗剪承载能力验算
单元
位置
最大/最小
组合名称
类型
验算
rVd
（kN）
Vn
（kN）
截面验算
1
I
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
388.794
679.497
OK
1
I
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
93.066
679.497
OK
1
J
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
397.456
679.497
OK
1
J
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
100.284
679.497
OK
2
I
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
270.413
679.497
OK
2
I
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
68.862
679.497
OK
2
J
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
279.076
679.497
OK
2
J
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
76.080
679.497
OK
3
I
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
165.619
679.497
OK
3
I
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
32.282
679.497
OK
3
J
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
174.281
679.497
OK
3
J
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
39.501
679.497
OK
4
I
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
73.444
679.497
OK
4
I
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
-13.505
679.497
OK
4
J
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
82.107
679.497
OK
4
J
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
-6.286
679.497
OK
5
I
最大
cLCB4
FZ-MAX
OK
31.868
679.497
OK
5
I
最小
cL
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