1、有填充颜色的单元格需要按说明输入数值。钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 箱箱 涵涵 结结 构构 设设 计计一一 、设设 计计 资资 料料1、孔径及净空净跨径L0=1.9m净高h0=2m孔数m=12、设计安全等级二级结构重要性系数r0=1.03、汽车荷载荷载等级公路 级4、填土情况涵顶填土高度H=7.3m土的内摩擦角=30填土容重1=19kN/m3地基容许承载力0=300kPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径25mm钢筋抗拉强度设计值fsd=330MPa涵身混凝土强度等级C25涵身混凝土抗压强度设计值fcd=11.5MPa涵身混凝土抗拉强度设计值ftd=1.23MPa钢筋混凝土重力密度
2、2=25kN/m3基础混凝土强度等级C20混凝土重力密度3=23.5kN/m3二二 、设设 计计 计计 算算（一一）截截面面尺尺寸寸拟拟定定 （见图L-01）顶板、底板厚度=0.5mC1=0.5m第 5 页，共 27 页侧墙厚度t=0.6mC2=0.6m横梁计算跨径LP=L0+t=2.5mL=3L0+4t=8.1m侧墙计算高度hP=h0+=2.5mh=h0+2=3m基础襟边c=0m基础高度d=0m基础宽度B=8.1m（二二）荷荷载载计计算算1、恒载恒载竖向压力p恒=1H+2=151.20kN/m2恒载水平压力顶板处eP1=1Htan2（45-/2）=46.23kN/m2图 L-01底板处eP2
3、=1（H+h）tan2（45-/3）=65.23kN/m22、活载汽车后轮着地宽度0.6m，由公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第4.3.4条规定，按30角向下分布。一个汽车后轮横向分布宽0.6/2+Htan30=4.51 m1.3/2m1.8/2m故横向分布宽度a=1.8+1.3=3.100m同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30=4.315 m1.4/2m故b=1.400mG=140kN车辆荷载垂直压力q车=G/（ab）=32.26kN/m2车辆荷载水平压力e车=q车tan2（45-/2）=10.75kN/m2（三三）内内力力计计算算1、构件刚度比第 6
4、页，共 27 页K=（I1/I2）（hP/LP）=0.58u=2K+1=2.162、节点弯矩和轴向力计算（1）a种荷载作用下（图L-02）涵洞四角节点弯矩MaA=MaC=MaE=MaF=-1/upLP2/12MBA=MBE=MDC=MDF=-（3K+1）/upLP2/12MBD=MDB=0横梁内法向力Na1=Na2=Na1=Na2=0侧墙内法向力Na3=Na4=（MBA-MaA+pLp2/2）/Lp Na5=-（Na3+Na4）恒载p=p恒=151.20kN/m2MaA=MaC=MaE=MaF=-36.50kNmMBA=MBE=MDC=MDF=-99.87kNmNa3=Na4=163.65kN
5、 Na5=-327.30kN车辆荷载p=q车=32.26kN/m2MaA=MaC=MaE=MaF=-7.79kNm图 L-02MBA=MBE=MDC=MDF=-21.31kNmNa3=Na4=34.91kN Na5=-69.83kN（2）b种荷载作用下（图L-03）MbA=MbC=MbE=MbF=-KphP2/6uMBA=MBE=MDC=MDF=KphP2/12uMBD=MDB=0Nb1=Nb2=Nb1=Nb2=phP/2Nb3=Nb4=（MBA-MbA）/LpNb5=-（Nb3+Nb4）恒载p=eP1=46.23kN/m2MbA=MbC=MbE=MbF=-12.92kNmMBA=MBE=MD
6、C=MDF=6.46kNm图 L-03第 7 页，共 27 页Nb1=Nb2=Nb1=Nb2=57.79kNNb3=Nb4=-7.75kNNb5=15.50kN（3）c种荷载作用下（图L-04）=20u（K+6）/K=490.51McA=McE=-（8K+59）phP2/6McC=McF=-（12K+61）phP2/6MBA=MBE=（7K+31）phP2/6MDC=MDF=（3K+29）phP2/6MBD=MDB=0Nc1=Nc1=phP/6+（McC-McA）/hPNc2=Nc2=phP/3-（McC-McA）/hPNc3=Nc4=（MBA-McA）/LpNc5=-（Nc3+Nc4）恒载p
7、=eP2-eP1=19.00kN/m2McA=McE=-2.57kNmMcC=McF=-2.74kNmMBA=MBE=1.41kNm图 L-04MDC=MDF=1.24kNmNc1=Nc1=7.85kNNc2=Nc2=15.90kNNc3=Nc4=1.59kNNc5=-3.19kN（4）d种荷载作用下（图L-05）1=20（K+2）（6K2+6K+1）=334.282=u/K=3.733=120K3+278K2+335K+63=373.224=120K3+529K2+382K+63=484.485=360K3+742K2+285K+27=510.206=120K3+611K2+558K+87=
8、637.80第 8 页，共 27 页MdA=（-2/2+3/1）phP2/4MdE=（-2/2-3/1）phP2/4MdC=-（2/2+5/1）phP2/24 MdF=-（2/2-5/1）phP2/24MBA=-（-2/2+4/1）phP2/24MBE=-（-2/2-4/1）phP2/24MDC=（1/2+6/1）phP2/24MDF=（1/2-6/1）phP2/24MBD=-4phP2/121MDB=6phP2/121Nd1=（MdC+phP2/2-MdA）/hP图 L-05Nd2=php-Nd1Nd1=（MdF-MdE）/hPNd2=php-Nd1Nd3=（MBA+MBD-MdA）/LPN
9、d4=（MBE+MBD-MdE）/LPNd5=-（Nd3+Nd4）车辆荷载p=e车=10.75kN/m2MdA=9.74kNmMdE=-27.77kNmMdC=-5.78kNm MdF=2.77kNmMBA=-5.56kNmMBE=2.56kNmMDC=6.09kNmMDF=-4.59kNmMBD=-8.12kNmMDB=10.69kNmNd1=-19.65kNNd2=46.53kN第 9 页，共 27 页Nd1=0.09kNNd2=26.80kNNd3=-9.37kNNd4=8.88kNNd5=0.48kN（5）节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按公路桥涵设计通用规范（JTG D6020
10、04）第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合荷载种类M （kNm）MAMEMCMFMBAMBEMDCMDFMBDMDB恒载a-36.50-36.50-36.50-36.50-99.87-99.87-99.87-99.870.000.001.2结构、土的重力-43.80-43.80-43.80-43.80-119.85-119.85-119.85-119.850.000.00b-12.92-12.92-12.92-12.926.466.466.466.460.000.00c-2.57-2.57-2.74-2.741.411.411.241.240.000.001.4土侧压力-21.68-21
11、.68-21.92-21.9211.0211.0210.7810.780.000.00车辆荷载a-7.79-7.79-7.79-7.79-21.31-21.31-21.31-21.310.000.00d9.74-27.77-5.782.77-5.562.566.09-4.59-8.1210.691.4汽车2.74-49.78-18.99-7.02-37.62-26.25-21.30-36.26-11.3614.96荷载效应组合-62.74-115.27-84.72-72.75-146.44-135.08-130.37-145.33-11.3614.96荷载种类N （kN）N1N2N1N2N3N
12、4N5恒载a0.000.000.000.00163.65163.65-327.301.2结构、土的重力0.000.000.000.00196.38196.38-392.76b57.7957.7957.7957.79-7.75-7.7515.50c7.8515.907.8515.901.591.59-3.191.4土侧压力91.89103.1791.89103.17-8.62-8.6217.24车辆荷载a0.000.000.000.0034.9134.91-69.83d-19.6546.530.0926.80-9.378.880.481.4汽车-27.5165.140.1237.5135.766
13、1.32-97.08第 10 页，共 27 页荷载效应组合64.39168.3292.01140.7223.5249.1-472.603、构件内力计算（跨中截面内力）（1）顶板1（图L-06）x=LP/2P=1.2p恒+1.4q车=226.60kNNx=N1=64.39kNMx=MA+N3x-Px2/2=39.63kNmVx=Px-N3=59.73kN顶板1x=LP/2P=1.2p恒+1.4q车=226.60kN图 L-06Nx=N1=92.01kNMx=ME+N4x-Px2/2=19.05kNmVx=Px-N4=34.17kN（2）底板2（图L-07）1=1.2p恒+1.4（q车+3e车HP
14、2/4LP2）=237.89kN/m22=1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m2x=LP/2Nx=N2=168.32kNMx=MC+N3x-2x2/2-5x3（1-2）/12LP=13.98kNmVx=2x+3x2（1-2）/2LP-N3图 L-07=70.31kN底板21=1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m22=1.2p恒+1.4（q车-3e车HP2/4LP2）=215.31kN/m2x=LP/2第 11 页，共 27 页Nx=N2=140.69kNMx=MF+N4x-2x2/2-x3（1-2）/6LP=68.92kNmVx=2x+x2（1-2）/2LP-N4=27.12k
15、N（3）左侧墙（图L-08）1=1.4eP1+1.4e车=79.78kN/m22=1.4eP2+1.4e车106.38kN/m2x=hP/2图 L-08Nx=N3=223.52kNMx=MA+N1x-1x2/2-x3（2-1）/6hP=-48.05kNmVx=1x+x2（2-1）/2hP-N1=43.65kN（4）右侧墙（图L-09）1=1.4eP1=64.73kN/m22=1.4eP2=91.33kN/m2x=hP/2Nx=N4=249.08kN图 L-09Mx=ME+N1x-1x2/2-x3（2-1）/6hP=-54.28kNmVx=1x+x2（2-1）/2hP-N1=-2.79kN（5）
16、中间墙（图L-10）x=hP/2Nx=N5=-472.60kNMx=MBD+（N1+N1）x=184.14kNm第 12 页，共 27 页Vx=-（N1+N1）图 L-10=-156.40kN（5）构件内力汇总表构件MdNdVdMdNdVdMdNdVdA-BAA-BB-62.7464.39223.5239.6364.3959.73-146.4464.39-472.60B-EB B-EE-135.0892.01-472.6019.0592.0134.17-115.2792.01249.08C-DCC-DD-84.72168.32223.5213.98168.3270.31-130.37168.3
17、2-472.60D-FDD-FF-145.33140.69-472.6068.92140.6927.12-72.75140.69249.08A-CAA-CC-62.74223.5264.39-48.05223.5243.65-84.72223.52168.32E-FEE-FF-115.27249.0892.01-54.28249.08-2.79-72.75249.08140.69B-DB B-DD-11.36-472.60156.40184.14-472.60-156.4014.96-472.60309.00（四四）截截面面设设计计1、顶板（A-BB-E）钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。（
18、1）跨中l0=2.50 m，h=0.50 m，a=0.04 m，h0=0.46 m，b=1.00 m，Md=39.63 kNm ，Nd=64.39 kN，Vd=59.73 kNe0=Md/Nd=0.616m第 13 页，共 27 页i=h/121/2=0.144m长细比l0/i=17.32 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.100 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=0.826mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）53.15=
19、11500 x（0.46-x/2）解得x=0.010 mbh0=0.53 0.46 =0.244 m故为大偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.0001589 m2=158.9mm2=100As/（bh0）=0.03%r0Vd=59.7 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=282.9 kNr0Vd=59.7 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTG D622004）第9.3.13
20、条构造要求配置箍筋。（2）结点（AE）l0=2.50 m，h=+C1=1.00 m，a=0.04 m，h0=0.96 m，b=1.00 m，Md=146.44 kNm ，Nd=64.39 kN，Vd=472.60 kNe0=Md/Nd=2.274mi=h/121/2=0.289m长细比l0/i=8.66 1.0，取1=1.00第 14 页，共 27 页2=1.15-0.01l0/h=1.125 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=2.734mr0Nde
21、=fcdbx（h0-x/2）176.06=11500 x（0.96-x/2）解得x=0.016 mbh0=0.53 0.96 =0.509 m故为大偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.0003653 m2=365.3mm2=100As/（bh0）=0.04%r0Vd=472.6 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=590.4 kNr0Vd=472.6 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，
22、仅需按（JTG D622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.7条VCS=a1a2a30.45*10-3bh0（2+0.6）fcu,k0.5svfsv=764.73 kNr0Vd=472.6 kN故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。2、底板（C-DD-F）钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。（1）跨中l0=2.50 m，h=0.50 m，a=0.04 m，h0=0.46 m，b=1.00 m，Md=68.92 kNm ，Nd=140.69 kN，Vd=27.12 kNe0=Md/Nd=0.490mi
23、=h/121/2=0.144m长细比l0/i=17.32 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.100 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=0.700mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）98.46=11500 x（0.46-x/2）解得x=0.019 mbh0=0.53 0.46 =0.244 m故为大偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.000236 m2=236.0mm2=100As/（bh0）=0.05
24、%r0Vd=27.1 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=282.9 kNr0Vd=27.1 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTG D622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点l0=2.50 m，h=+C1=1.00 m，a=0.04 m，h0=0.96 m，b=1.00 m，Md=145.33 kNm ，Nd=140.69 kN，Vd=472.60 kNe0=Md/Nd=1.0
25、33mi=h/121/2=0.289m长细比l0/i=8.66 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.125 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000第 16 页，共 27 页由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=1.493mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）210.04=11500 x（0.96-x/2）解得x=0.019 mbh0=0.53 0.96 =0.509 m故为大偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.0002434 m2=243.4mm
26、2=100As/（bh0）=0.03%r0Vd=472.6 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.7条VCS=a1a2a30.45*10-3bh0（2+0.6）fcu,k0.5svfsv=693.37 kNr0Vd=472.6 kN故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。3、左、右侧板（A-C，E-F）（1）板中l0=2.50 m，h=0.60 m，a=0.04 m，h0=0.56 m，b=1.00 m，Md=54.28 kNm ，Nd=2
27、49.08 kN，Vd=2.79 kNe0=Md/Nd=0.218mi=h/121/2=0.173m长细比l0/i=14.43 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.108 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000第 17 页，共 27 页由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=0.476mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）118.54=11500 x（0.56-x/2）解得x=0.019 mbh0=0.53 0.56 =0.296 m故为大偏心受压构件。As=（fcdb
28、x-r0Nd）/fsd=-0.0001m2-=100.0mm2=100As/（bh0）=-0.02%r0Vd=2.8 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=343.2 kNr0Vd=2.8 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTG D622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。（2）结点l0=2.50 m，h=t+C2=1.20 m，a=0.04 m，h0=1.16 m，b=1.00 m，Md=1
29、15.27 kNm ，Nd=249.08 kN，Vd=92.01 kNe0=Md/Nd=0.463mi=h/121/2=0.346m长细比l0/i=7.22 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.129 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=1.021mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）254.25=11500 x（1.16-x/2）第 18 页，共 27 页解得x=0.019 mbh0=0.53 1.16 =0.614 m故为大
30、偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=-8.39E-05 m2-=83.9mm2=100As/（bh0）=-0.01%r0Vd=92.0 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=712.2 kNr0Vd=92.0 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTG D622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。3、中间板（B-D）（1）板中l0=2.50 m，h=0.60 m，a=0.04 m
31、，h0=0.56 m，b=1.00 m，Md=184.14 kNm ，Nd=472.60 kN，Vd=156.40 kNe0=Md/Nd=0.390mi=h/121/2=0.173m长细比l0/i=14.43 1.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.108 1.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=0.650mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）307.01=11500 x（0.56-x/2）解得x=0.050 mbh0=0.53 0.56 =0.297 m故为大偏心受压构件。As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.0003067 m2=306.7mm2第 19 页，共 27 页=100As/（bh0）=0.05%r0Vd=156.4 kN故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.9条的要求。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=344.4 kNr0Vd=337.4 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算
