农桥、盖板涵结构计算算例

Ⅲ、盖板涵

一、结构设计

本次设计道路跨越沟、渠构筑物跨径均小于5米，根据《广西壮族自治区土地开发整理工程建设标准》（试行）的规定，不属农桥，为便于管理，本次设计采用盖板涵结构，以便清淤。盖板涵底板采用现浇C20砼结构，底板高程与沟、渠底板高程一致；边墩采用M7.5浆砌石砌筑，砌体边坡1：0.5。边墩顶部设30cm厚钢筋砼墩台支承盖板，盖板与墩台搭接处铺置三层油毛毡，并在竖向设置2cm宽伸缩缝，伸缩缝采用热沥青灌注。盖板采用预制C25钢筋砼结构，板宽与路宽相同，板长为沟渠宽度+支承长度，盖板涵板厚30cm。盖板涵单座工程量少，为避免钢筋型号过多，给施工带来困难，本次设计采用设计标准为公路-Ⅱ，纵向受力钢筋按最大跨径盖板涵布置，统一采用Φ16钢筋。

二、典型盖板涵验算

（一）面板配筋计算

1、计算条件：

（1）荷载标准：公路—Ⅱ

（2）桥面板结构尺寸：计算跨径L=4.3米，板厚δ=30cm。砼容重γd=25KN/m3。

2、正截面配筋计算

（1）每米板宽的永久作用效应

111）跨中弯矩：M1/2，G=8q砼L2=8×0.3×25×4.32=17.33KN·m

12）支座剪力：Q0G=2 q

砼

1L=2×0.3×25×4.3=15 KN

（2）汽车荷载效应（不考虑冲击系数）

1）跨中弯矩：

111M1/2q=ξ｛8q中L2+2×［2×（q支-q中）×x×6］+P支×L/4｝

=31.64 KN·m

ξ=1.0，x=0.56。

1112) 支座剪力：Q0q=ξ｛P支+2×［2×（q支-q中）×x×2］/2+2q中×L｝=79.13KN

（3）每米板宽作用效应组合

1）基本组合

M1/2ud=1.2 M1/2，G +1.4×（1+μ）×M1/2q =85.03 KN·m

Q0 ud =1.2 Q0G+1.4×（1+μ）×Q0q=178.63KN

2）短期组合

M1/2sd=1.2 M1/2，G +0.7×M1/2q =39.48 KN·m

Q0 sd =Q0G+0.7×Q0q=70.39KN

3）长期组合

M1/2，1d= M1/2，G +0.4×M1/2q =29.99KN·m

Q0 ,1d =Q0G+0.4×Q0q=46.65KN

（4）每米板宽钢筋面积计算

As=fcdbX/fsd=1042mm2

其中砼设计抗压强度fcd=11.5MPa，钢筋抗拉强度fsd=280MPa。

选择HRB335钢筋，直径d=16mm（外径d＇=18mm），间距150mm，每米板宽钢筋面积As= 1341mm2＞As= 1042mm2。

（5）斜截面承载力计算

γ0Qmax=0.9×178.63=160.77KN＜0.5×10-3α2 ftdbh0=199.88KN

构造配筋即可满足要求，但为确保结构安全，仍将主筋每2根弯起1根，按45°角在跨径1/4及1/6处弯起。

（6）盖板的裂缝与挠度验算

1）最大裂缝宽度计算

ss30d（Wfk=C1C2C3EsQ2810=0.17mm＜［Wfk］=0.2mm，满足抗裂要求。

2）变形验算

5MsdL2WL=48Bηθ=4.23mm

5MGL2WG=48Bηθ=1.86mm

4.3103L计算挠度Wθ= WL - WG =4.23-1.86=2.37mm＜［600］=600=7.17mm，满足

变形抗挠要求。

（二）墩台稳定计算

1、抗滑稳定计算

1）自重计算

GH自=G台+G板+G土=244.72KN

2）土压力计算

1E=2BμγH（H+2h）

cos2()μ=

cos2cos(）（1sin()sin()2）cos()cos()=0.52

其中φ=28°，α=22°，δ=φ/2=14，β=0°。

B=3m，γ=18KN/m3，H=2.3m；

GBL0h==0.626m，

经计算，E=115.61KN

3）抗滑稳定计算

f(G自重Ey)K=

Ex=1.337＞1.3，满足抗滑稳定要求。

其中f=0.4，为摩擦系数。

三、地基承载力计算

G自重（1）G汽f承=

LB=114.2KPa＜［fa0］=280 KPa。

其中μ为冲击系数，μ=0.45。

因此，地基承载力满足要求。

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