新城排水管涵工程（学府二路至正舟路段）箱涵结构计算书.docx

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1、1 .设计资料2.设计依据22 .箱涵典型断面计算（标准段厚度600） 3.箱涵典型断面计算（标准段厚度400） 73 .箱涵断面计算（异形段最大跨度厚度700） 11.箱涵断面计算（异形段双孔）154 .顶管工作并结构验算19.顶管工作井护壁开挖验算26注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯冲算。受弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板外侧）1)钢筋表面形状系数C1 =12)长期效应影响系数C2=1.53)构件受力性质系数C3=1.154)钢筋弹性模量Es=2000005)纵向受拉钢筋直径d=286)受拉钢筋根数n=107)受拉钢筋合力中心距裂缝边距离t 二408)构件高度h=4009)

2、构件有效高度h0=36010)构件宽度b=100011)受拉翼缘宽度bf 二012)受拉翼缘厚度hf=013)纵向受拉钢筋配筋率P =0.01709555614)短期组合弯矩Ms=28300000015)长期组合弯矩Ml =28300000016)开裂截面受拉钢筋应力。s=146.8178847Wfk=0.16286670817) 裂缝宽度注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。由上述计算可知，箱涵设计满足规范要求。5 .箱涵断面计算(异形段最大跨度厚度700)(1)构造型式及尺寸箱涵标准段采用钢筋混凝土箱型结构，内净为。箱涵顶、底板厚0.7m,侧墙宽0.7m,顶板与侧墙、底板与侧墙交接处分别

3、设置倒角。(2)设计参数沿箱涵纵向取1m结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板覆土：最大覆土厚度为11m, 土的容重取20KN/nf:q=20*(ll+l)=240kN/ m2土的侧压力：作用在箱涵侧墙的土侧压力按下式计算:q=K (rhi+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数，取0.5；r： 土的容重(20KN/)；吊：计算截面距离地面的深度；h2：车辆荷载的换算覆土厚度；(3)内力计算计算简图、变形及结构内力见下列附图：DISPLACEMEHT TOTAL I , n 1. SOSCHc-003 1. 32393*003y3. 31G10e-003 :；3. 135005

4、003 费2. 95389-003 ,*2. 77278-003 g*q,2. 591681003 12, 41057e-003 ：2. 22947-0032. 04836e-0034*1. 86725e-003 J686155003*1. 14283e-0039, 61723-0043.7%.t v*7. 80616e-004 / ；5. 99510)004 8. 3%M 18404104BEM FORCEBEHDIBG MMMT T , k府不5.20138 的。2W B443.962O6#02 6 7%一+3, 34240q-H)027 2%“ 2.7227rH)027 2%4-2. 1

5、030840027.2%q ! j 1.48342 e+O02 63761 eWOlg 1%；J R2.441O1 e+OOl -3.75559eW017. 7%丁-9.95218eW013 8%71.61488e-H)02 3 8%-8,-2.234544O02 一善2.85420。付027 7%c -3. 47386e40022 9%-4.09352e+0028%-4.71318eW02受弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板内侧）1)钢筋表面形状系数C1 =12)长期效应影响系数C2=1.53)构件受力性质系数C3=1.154)钢筋弹性模量Es=2000005)纵向受拉钢筋直径d

6、=286)受拉钢筋根数n=107)受拉钢筋合力中心距裂缝边距离t 二408)构件高度h=7009)构件有效高度h0=66010)构件宽度b=100011)受拉翼缘宽度bf 二012)受拉翼缘厚度hf=013)纵向受拉钢筋配筋率P =0. 00932484814)短期组合弯矩Ms 二47200000015)长期组合弯矩Ml 二47200000016)开裂截面受拉钢筋应力a s=133.5651317)裂缝宽度Wfk 二0.179011996注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。受弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板外侧）1)钢筋表面形状系数01 =12)长期效应影响系数C2=1.53

7、)构件受力性质系数C3=1.154)钢筋弹性模量Es=2000005)纵向受拉钢筋直径d=286)受拉钢筋根数n=107)受拉钢筋合力中心距裂缝边距离t=408)构件高度h=7009)构件有效高度h0=66010)构件宽度b 二100011)受拉翼缘宽度bf=012)受拉翼缘厚度hf=013)纵向受拉钢筋配筋率P =0. 00932484814)短期组合弯矩Ms=52100000015)长期组合弯矩Ml =52100000016)开裂截面受拉钢筋应力o s=147.431001517)裂缝宽度Wfk=0.197595868注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。由上述计算可知，设计满足规范要求

8、。.箱涵断面计算(异形段双孔)(1)构造型式及尺寸O*OrOO g中grO*OrOO g中gr70022503000 60Q-1W9 22503000700箱涵异性段段采用钢筋混凝土箱型结构，内净为。箱涵顶、底板厚0.7m,侧墙宽0.7m,顶板与侧墙、底板与侧墙交接处分别设置倒角。(2)设计参数沿箱涵纵向取1m结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型：顶板覆土：最大覆土厚度为Um 士的容重取20郎/而：q=20*(ll+l)=240kN/ m2土的侧压力：作用在箱涵侧墙的土侧压力按下式计算：q=K (rhi+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数，取0.5；r： 土的容重(20KN/n

9、d； 八计算截面距离地面的深度;通车辆荷载的换算覆土厚度;（3）内力计算计算简图、变形及结构内力见下列附图DISPLACEMENTTOTAL T , m+2.07412e-003+2.03533e-003 3 3%4! 99654.-0034. 0%1. 95?75e-0034. 0%-+1. 91896e-00315. 0%+1 88017e-003 15, 3%f 84137e-003+1. 80258e-0037 3%+1. 76379e-0031 72500-0034. 0%彳益 1.6862 le-003 U- +1. 64742e-003 3 7%,! 60863*-003 2 7

10、%-+1.56983e-0034. 0%-7+1. 53104e-003 3 3%1 49225-0038. 0%+1.45346e-003BEAM FORCEAXIAL FORCE , kN-3.53019e*0219. 2%3.93410e*002制.33801102祕.74192eM02 t-5 14583e*002 -5 54974e*002-5.95365e+002-5.95365e+002-6.35756e*002-6. 76147e*0021. 0%7.16538e+0020%-7 56929eM02-* 7. 97320e*0021. 0%-8.37711e+0021. 0%-

11、8 78102*002 0%-9. 18493eM02 On!-9. 58884e+0027 1%-9 99274cM02BEAM FORCEBENDING XXNT Y ,卜N标+1. 37402e+002 1. 04177*002*7. 09512e*001+3.77257e+0017 50030*000 1. 70627e*002 -2.87251e*0014. 8%-6. 19506e+001,51760.MOI-1. 28401e+002r -1.61627e+002 5. 7%-1 94852*0025. 1%-2.28078e+002-2. 61303e*002 4 5%c c；

12、2. 94529eM023. 0%-3. 27754e+002-3. 60979*002-3. 60979*002BEAM FORCESHEAR FORCE Z , kH38258eM02I.70975e+0027 03693M02 +3. 36411e+002 c 4+2. 69129e+002 6. 4%2.01847*0027. 1%+1. 34564e+0026. 4%位 72822e+001 15 OOOOOeMOO ,* 72822e+001 -1. 34564eMQ2-2. 01847e*002 ,-2.69129e+002-3. 364110026. 1% -4.03693e+

13、0024. 8%-5 38258.M02-5 38258.M02-4 70975e4002截面位置弯矩M轴力N剪力Q偏心距eo0.55截面 有效高度 hO偏心 类型正截面 安全系 数裂缝宽度kNmkNkNM/Nmmm顶板137.43539.30.390.35大偏心22.060.02上腋角308.4479.2353.30.640.35大偏心7.970.06侧墙170.6524.72.70.330.35大偏心18.19不用验算下腋角361570.24240.630.35大偏心6.880.07底板159.4424.449.70.380.35大偏心19.160.03注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计

14、算。由上述计算可知，设计满足规范要求。7.顶管工作井结构验算1设计资料1.1 基本信息圆形水池形式:有盖池内液体重度10. OkN/m3浮托力折减系数1.00裂缝宽度限值0. 20mm抗浮安全系数1.10水池的几何尺寸如下图所示:灿几幅因荷载信息地面活荷载：20. 00kN/m2活荷载组合系数:0. 90新城排水管涵工程(学府二路至正舟路段)箱涵结构计算书.设计资料本工程黔江区新城排水管涵工程(学府二路至正舟路段)位于重庆市黔江区舟白镇镇 同正舟大道旁。本次拟建的涵洞顶位于现状地面以下9mxim,箱涵采用单箱单室箱型断面，内空净 宽、净高均为4.5m。顶、底板及侧墙厚度为0.60m,终点接顶管

15、处箱涵内空净宽、净高 均为3m,与顶、底板相交处设置的倒角。1 .设计依据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)公路路基设计规范(JTG D30-2015)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)给水排水工程构筑物结构设计规范(GB 50069-2002)给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138-2002)荷载分项系数：自重 ：1.40其它恒载：1.40地下水压：1. 40其它活载：1.50荷载准永久值系数：顶板活荷载：0.40地面堆积荷载：0.50地下水压 :1.

16、00温（湿）度作用：L00活载调整系数：其它活载:1.00壁面温差:-10. 0温差弯矩折减系数:0.65混凝土线膨胀系数:0. 0000101.3混凝土与土信息土天然重度：22kN/m3土饱和重度:23kN/m3素填土 C=5kPa, 6=26。红黏土 C=20. 5kPa, 6=8.4。修正后的地基承载力特征值fa=10635. 90kPa混凝土等级:C30 纵筋级别：HRB400混凝土重度：25.00kN/m配筋调整系数：1.20纵筋保护层厚度：位置顶板(min)池壁（mm）底板（mm）上侧（内侧）404035下侧（外侧）3535502计算内容（1）荷载标准值计算（2）抗浮验算（3）地基

17、承载力计算（4）内力及配筋计算（5）抗裂度、裂缝计算（6）混凝土工程量计算3荷载标准值计算顶板:恒荷载：顶板自重：10. OOkN/m，覆土自重：25.5（）kN/m2活荷载：地面活荷载:20.00kN/m2底板:恒荷载：顶板自重+池壁自重：1（）4. 12kN/m2覆土自重：25. 50kN/m2活荷载：地面活荷载：20. 00kN/m2池壁:恒荷载：池外侧土压力（池顶）：9. UkN/m?池外侧土压力（池底）:120. 50kN/m2活荷载：温差作用地面活荷载:5. 14kN/m24地基承载力验算：计算基础底面的压力：池壁内壁圆面积:Aic = nW = 3. 14X3.0002 = 28

18、. 27m2池壁外壁圆面积:人二元（R+t）2=3. 14 X （3. 000+0.40）2=36. 32m2顶板自重Gt= YcXAtX ti=25. 00X36. 32X0. 40=363. 17kN池壁自重Gs= 丫cXA-XH=25. 00X8. 04X 17. 000=3418. 05kN底板自重Gb= YcXAbXt2=25. 00X36. 32X0. 60=544. 75kN水池自重Gp=Gt+Gs+Gb=363. 17+3418. 05 + 544. 75=4325. 97kN覆土重Gc=PsvXAk25. 50X36. 32=926. 08kN池内水自重Gw=pXAic=0.

19、 00X28. 27=0. OOkN地面活荷载Gq=qmXA尸20. 00X36. 32=726. 34kN基础底面的压力Pk=(Gp+Gw+Gc+Gq)/A产5978. 39/36. 32=164. 62kPa修正后的地基承载力特征值为：10635. 90kPapu=164. 62kPa010635. 90kPa 地基承载力满足5抗浮验算：地下水位位于基底以下,无需验算6内力及配筋计算：(轴力:kN弯矩:kN. m面积:mm?配筋面积:muZ/m)池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正顶板:下侧受拉为正,底板:上侧受拉为正按给水排水工程结构设计手册静力计算查表池壁的约束条件：上端自由，下端固定

20、池壁内力计算查表系数If/dt=17. 00076. 400X0. 40=112. 89256,按56查表。荷载组合：(1)闭水试验：池内有水，池外无土(2)使用时池内无水：池内无水，池外有土闭水试验：基本组合：1.40X温度作用标准组合：1.00 X温度作用准永久组合：1.00X温度作用 设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0. 00H0. 00/0. 00/0. 0036. 40/26. 00/26. 00373. 03/ 266. 45/ 266. 450. 10H30. 88/22. 06/22. 0641. 55/29. 68/29. 6874. 47/53. 20/

21、53. 200. 20H45.21/32. 29/32. 2943. 93/31.38/31.38-30. 47/ -21.76/-21.760. 30H44. 64/31.89/31.8943. 84/31.31/31.311.86/1.33/1.330. 40H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.202. 07/1.48/1.480. 50H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000. 60H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0.

22、000. 70H43. 68/31. 20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000. 75H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000. 80H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000. 85H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000. 90H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 000.

23、 95H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 001.00H43. 68/31.20/31.2043. 68/31.20/31.200. 00/0. 00/0. 00使用时池内无水：基本组合：1. 2X池外土作用+0. 90X1. 40X （温度作用+地面活荷载）标准组合：1. 00X池外土作用+ 0. 90X1. 00X （温度作用+地面活荷载）准永久组合：1 . 00 X池外土作用+1. 00 X温度作用+ 0. 50 X地面活荷载设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0. 00H-0. 00/ -0. 00/

24、-0. 0032. 76/ 23. 40/ 26. 00-57.97/ -44. 13/ -37. 560. 10H27. 79/ 19. 85/ 22. 0637. 39/ 26.71/ 29.68-103. 22/ -79. 76/ -73. 190. 20H40. 69/ 29. 06/ 32. 2939.54/ 28.24/ 31.38-175.88/-134. 97/-130. 570. 30H40. 18/ 28. 70/ 31.8939.46/ 28. 18/ 31.31-193. 71/-151.01/-144. 440. 401139.31/ 28.08/ 31.2039.

25、31/ 28.08/ 31.20-238. 96/-186. 64/-180. 070. 50H39.31/ 28.08/ 31.2039.31/ 28.08/ 31.20-283. 75/-221.91/-215. 340. 60H39.31/ 28.08/ 31.2039. 31/ 28.08/ 31.20-329. 45Z-257. 89/-251.320. 70H39.31/ 28.08/ 31.2039. 31/ 28.08/ 31.20-386. 05/-302. 42/-295. 630. 75H-0. 52/ -0. 40/ -0. 34-0. 09/ -0. 07/ -0.

26、06-417. 28Z-327. 00/-320. 160. 80H-9. 22/ -7. 23/ -7. 11-1.54/ -1.21/ -1. 19-438.71/-343. 88/-337. 070. 85H-18. 44/ -14. 46/ -14.23-3.07/ -2.41/ -2. 37-421.17/-330. 19/-323. 940. 9011-23. 05/ -18. 08/ -17.78-3.84/ -3.01/ -2.96-323.78Z-253. 87/-249. 220. 95H44. 45/ 32. 09/ 35. 1040. 17/ 28.75/ 31.85-

27、138.36/-108. 50/-106. 561.00H151.00/ 115. 66/ 117. 2457. 93/ 42. 68/ 45. 54-0. 00/ -0. 00/ -0. 00池壁配筋及裂缝、抗裂度验算:位置计算As配筋实际As裂缝宽度抗裂度竖向内侧800. 0E18C1501696.50. 16竖向外侧1216.9E18015O1696.50. 16环向内侧800.0E161501340.40. 081. 19环向外侧844.3E161501340.40. 081. 19池壁的竖向最大裂缝宽度：（）. 16C0.20裂缝满足要求池壁的环向最大抗裂度:1.19=actXftk

28、=1.75抗裂度满足要求池壁的环向最大裂缝宽度：0. 08Ay(lO. 75w* N* - *”1 +。.5 Ma 0. 14S8Pa/ Ma - 0. 138Qa/ 式中 Na - A上*力(kN/m )i19.0Z自地面至计算截面处的深度(m)5.0C土体粘聚力(kPa),(粘性土)26.0d内摩擦角C )22.0Y土体重度(kN/mD3.775r护壁中心半径(m)28.04.土体等效内摩擦角C )33.06AA点内摩擦角假定值C ) DEb23.0BB点内摩擦角假定值口能0. 295k.AA点主动土压力系数123. 264PaA点主动土压力标准值(kPa) D5b0. 438k.RB点主

29、动土压力系数口命Ma A 上的kN . m/m )IU帆舞炉壁外及N.B 面上触1 3力(hN/m )Me B 上的t!C( kN m/m ).-舞壁”！ A. H点的水向土质力FCWV/m1) ，一S并始的中。等依m183.173PbB点主动土压力标准值(kPa) 口能0. 486(0，642.853NaA截面轴力(kN/m)口能*者九X578.398NbB截面轴力(kN/m) 5b-127. 036MaA截面弯矩(kN m/m) 口命-116.621MbB截面弯矩(kNn/m) 6b截面位置弯矩 (kN-m)板厚度 (mm)计算配筋面积 (mm2)配筋最不利情况127375605E1415

30、0经计算，圆形护壁主要为轴心受压构件，单位面积护壁所受轴力最大值1为642.853KN； 护壁计算时，考虑护壁施工特点，对混凝土强度按20%进行折减，设计混凝土强度为C30。根据混凝土结构设计规范，C30混凝土轴心抗压强度设计值为14.3N/mm2 ；混凝土单位面积所能承受的轴力F2为0. 2*14. 3*0. 375*1000KN=1072. 5KN；设计轴心压力=642. 853kN1072. 5KN,故护壁计算满足规范要求。2 .箱涵典型断面计算(标准段厚度600)(1)构造型式及尺寸57005700削中 4500 poqg-箱涵标准段采用钢筋混凝土箱型结构，内净为。箱涵顶、底板厚0.6

31、m,侧 墙宽0.6m,顶板与侧墙、底板与侧墙交接处分别设置倒角。(2)设计参数沿箱涵纵向取1m结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板覆土：最大覆土厚度为12m, 土的容重取20KN/m3：q=20*(12+l)=260kN/ m2土的侧压力：作用在箱涵侧墙的土侧压力按下式计算：q=K (rhi+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数，取0.5；r： 土的容重(20知/痛)；木：计算截面距离地面的深度； h2：车辆荷载的换算覆土厚度;（3）内力计算计算简图、变形及结构内力见下列附图:BEAM FORCE BEHDIHG XMNT I , kKm -4.30441e+002 +3.

32、74560e*002 4、 3.1867$e*0022. 62798Ho02 3. 0、2. 06917/002 3. 0%+1,5t036t+002 5. 9X +$, 51556e+001 3. 0%+3. 92748+001 9.6、-1.66061 e*001 6、-7. 24889M001 1、-1.28388e*002 10. 4X-1.84249N002 5. 9% -2. 40130+002-2. %010e+002 5.9、-3. 51891002 5. 9、-4. 07772002 5. 9、7. 63653Ho02弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板内侧）注：顶

33、板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。1)钢筋表面形状系数01 =12)长期效应影响系数C2=1.53)构件受力性质系数C3=1.154)钢筋弹性模量Es=2000005)纵向受拉钢筋直径d=286)受拉钢筋根数n-107)受拉钢筋合力中心距裂缝边距离t 二408)构件高度h=6009)构件有效高度h0=56010)构件宽度b 二100011)受拉翼缘宽度bf=012)受拉翼缘厚度hf=013)纵向受拉钢筋配筋率P =0.0109914)短期组合弯矩Ms=43100000015)长期组合弯矩Ml =43100000016)开裂截面受拉钢筋应力a s=143.742194617)裂缝宽度Wfk 二0

34、.184424296受弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板外侧）1)钢筋表面形状系数C1 二12)长期效应影响系数02=1.53)构件受力性质系数C3=1.154)钢筋弹性模量Es=2000005)纵向受拉钢筋直径d=286)受拉钢筋根数n=107)受拉钢筋合力中心距裂缝边距离t=408)构件高度h=6009)构件有效高度h0=56010)构件宽度b=100011)受拉翼缘宽度bf 二012)受拉翼缘厚度hf=013)纵向受拉钢筋配筋率P =0.0109914)短期组合弯矩Ms=46400000015)长期组合弯矩Ml =46400000016)开裂截面受拉钢筋应力a s=154.7

35、47977417)裂缝宽度Wfk 二0.198544949注：顶板底板按纯弯计算，侧墙按压弯计算。由上述计算可知，箱涵设计满足规范要求。4.箱涵典型断面计算(标准段厚度400)(1)构造型式及尺寸38003000箱涵标准段采用钢筋混凝土箱型结构，内净为3X3m。箱涵顶、底板厚0.4m,侧墙宽0.4m,顶板与侧墙、底板与侧墙交接处分别设置倒角。(2)设计参数沿箱涵纵向取1m结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板覆土：最大覆土厚度为13m, 土的容重取ZOKN/m:q=20*(13+l)=280kN/ m土的侧压力：作用在箱涵侧墙的土侧压力按下式计算：q=K (rhi+rh2)其中

36、：K：为土的静止土压力系数，取0.5；r： 土的容重(20/布)； h.：计算截面距离地面的深度;通车辆荷载的换算覆土厚度;（3）内力计算计算简图、变形及结构内力见下列附图:2.8%5. o*4 4%4 4%BEAN FORCEBEHDIKG NMNT I , kMm2.82640002,52837 e+002,23034e+002二+1.93231do028%.63428002,33625。+002,03822e+002+7.40185e*001 0%.42154H00144122。+0018-1.53909e+001,51940e*001HJo一4.4% l.34603e+002 -y-71.64407 e+002.499716*001-1.04800a+002T.94210M002受弯构件裂缝计算（单位：N、mm、Mpa）（顶板内侧）1)钢筋表面形状系数01 =12)长期效应影响系数C2=