范文一:关于5m净跨径涵洞盖板的计算与分析
关于5m净跨径涵洞盖板的计算与分析
总第248期
2011年第5期
交通科技
TransportationScienceb-Technology
SerialNo.248
No.5Oct.2Ol1
关于5m净跨径涵洞盖板的计算与分析
程晓慧
(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550001)
摘要以5m净跨径涵洞盖板为例,通过计算分析确定填土在l0b12m范围内涵洞盖板的尺
寸和配筋.O,10m范围内按2rn.级参照文中提供的计算方法编制盖板尺寸和配筋通用图.涵
洞的其他构造如台帽,涵台及基础等尺寸和配筋均可参照此计算方法进行分析.
关键词净跨径涵洞盖板计算分析
1山区公路盖板涵应用概况
单孔径小于或等于5m和多孔径小于或等于8m
称之为涵洞,涵洞按类型分为盖板涵,拱涵,箱涵,
圆管涵[1].目前贵州省境内高速公路因维修和排
水要求,不提倡使用圆管涵,应用较多的是盖板
涵,拱涵,箱涵,其中盖板涵一般适用于O,12m
填土高度范围,拱涵适用于12,18m填土高度
范围,当上述两类涵洞基础处理难度较大时,考虑
修筑箱涵,其为钢筋混凝土框架结构,填土范围在
O,8m内,地基承载力要求较低,但施工难度较
盖板涵和拱涵大,如果基础处理难度较小,则在设
计过程中优先考虑盖板涵和拱涵.
收稿日期:2011-05—29
在山区高速公路中,常常会遇到高速公路跨
越机耕道的情况,此时,可以考虑修小桥或通道涵
方案,当地表覆盖层较厚,强风化层承载力小于
500kPa,纵坡平缓时,小桥基础不能采用扩大基
础,桥台只能采用承台加群桩基础,其造价远比通
道涵高,这时采取涵洞方案更为合理.由于在填
土较高的情况下,盖板受力较为复杂,目前现行设
计规范中,将盖板与台身的绞结作为计算的假定
来分析盖板的受力,从而确定盖板的尺寸和配筋.
本文采用净跨径5m通道涵为优先设计方案,按
上述假定着重对通道涵在填土高度lO,12m范
围内盖板的受力进行计算分析.
LinearConstructionSupervisionControlTechnology
ofLongSpanContinuousRigidFrameBridge
QinPeng,WangPeng.,LinWenbo.
(1.FacultyofScience,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;
(2.Schooloftransponati0n,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China;
(3.HubeiProvincialExpresswayGroupCo.,Ltd.,Wuhan430000,China)
Abstract:Thispaperresearchedthelinearvariationlawduringtheconstructionofthelongspanpres—
tressedconcretecontinuousrigidframebridgebylineartestingandrationalstructuralcalculationanal—
ysis.Andareasonableelevationofformworkerectionisgivenbythesitereal—testdataandeffective
methodsofcontrolinordertoclosethebridgesuccessfully.
Keywords:curvedbridge;continuousrigidframebridge;camber~radiusofcurvature
26程晓慧:关于5m净跨径涵洞盖板的计算与分析2011年第5期
2盖板涵盖板计算分析
2.1基础资料
汽车荷载等级为公路一I级;环境类别为I类
环境;净跨径L.一5rfl;单侧搁置长度0.30in;计
算跨径L=5.3m;填土高度H一10.77m;盖板
板端厚d.一76cm;盖板板中厚d.一80cm;盖板
宽6=0.99m;保护层厚度c一3cm;混凝土强度
等级为C3o;轴心抗压强度一13.8MPa;轴
心抗拉强度,Id一1.39MPa;主拉钢筋等级为
HRB335;抗拉强度设计值一280MPa;主筋
直径为25mm,外径为27mm,共16根,选用钢
筋总面积A.=0.007854ITI,盖板容重y1—25
kN/m.;土容重7.一18kN/m..
根据《公路圬工桥涵设计规范》[2]中7.0.6关
于涵洞结构的计算假定,盖板按两端简支的板计
算,可不考虑涵台传来的水平力,如图1所示.
单侧搁置长度
L/2
a)立面圉
b)侧面
图1通道涵盖板计算假定示意图
2.2外力计算
(1)永久作用
?竖向土压力:q—y2Hb=18×10.77×0.99=
191.9214kN/m
?盖板自重:g—y(+d2)(b/Z)/lO0—25×
(76+80)×(0.99/2)/100—19.31kN/m.
(2)由车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)
根据《公路桥涵设计通用规范》【3](以下简称
《通用规范》)中4.3.4的规定:计算涵洞顶上车辆
荷载引起的竖向土压力时,车轮按其着地面积的
边缘向下做3O.角分布.当几个车轮的压力扩散
线相重叠时,扩散面积以最外面的扩散线为准.
根据《通用规范》中4.3.1关于车辆荷载的规
定:车辆荷载顺板跨长:L.一13+2Htan30.一
l3十2×l0.77×0.577—25.44rll
车辆荷载垂直板跨长:Lb一5.5+2Htan30.一
5.5+2×10.77×0.577—17.94In
车轮重:P一1100kN,车轮重压强:P一
(P/L.)/Lb一(11OO/25.44)/l7.94—2.41kPa
2.3内力计算及荷载组合
(1)由永久作用引起的内力
跨中弯矩:Ml一(q十g)L/8一(191.92十
19.31)×5.3/8—741.67kN?in
边墙内侧边缘处剪力:V.一(q+g)L./2一
(191.92+19.31)×5/2=528.07kN
(2)由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩:M2一pLb/8—2.41×5.3.×
0.99/8:::8.38kN?m
边墙内侧边缘处剪力:V一pL.b/Z一2.41×
5.00X0.99/z一5.97kN
(3)作用效应组合.根据《通用规范》中
4.1.6关于作用效应组合的规定:
跨中弯矩:yoMd一0.9(1.2M+1.4M2)一
0.9×(1.2×741.67+1.4×8.38)=811.56
kN?m
边墙内侧边缘处剪力y0一0.9(1.2+
1.4V2)一0.9×(1.2×528.07+1.4×5.97)一
577.83kN
2.4持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度h0一dl—C一2.7/2…763
1.350—71.7cm=0.717In
(1)混凝土受压区高度:z一(A/)/6一
(280×0.007854/13.8)/0.99—0.161m
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵
设计规范》[4](以下简称《设计规范》)中5.2.1关
于相对界限受压区高度&的规定:
HRB335钢筋的相对界限受压区高度=
0.56.
z?一0.56×0.717—0.401rn
混凝土受压区程晓慧:关于5m净跨径涵洞盖板的计算与分析Z7
y0Md=811.56kN?m,正截面抗弯承载力满足
规范要求.
(4)斜截面抗剪承载力验算.根据《设计规
范》中5.2.9关于抗剪截面验算的规定:0.51×
1O_.厂c.一bh0—0.51×1O×30.?.×990X
716.5—1981.45kN?y0Vd一577.83kN,抗剪截
面满足规范要求.
根据《设计规范》中5.2.1O关于受弯构件斜
截面抗剪承载力验算的规定:
对于板式受弯构件,公式可乘以1.25提高
系数
1.25×0.5×10,口2bh0—1.25×0.0005×
1×1.39×0.99×1000×0.717×1000—616.23
kN?7oVd一577.83kN
可不进行斜截面抗剪承载力的验算,只需按
照《设计规范》中9.3.13构造要求配置箍筋.
2.5裂缝宽度计算
根据《设计规范》中6.4关于裂缝宽度验算的
规定:
环境类别为I类环境,对于钢筋混凝土构件,
最大裂缝宽度不应超过0.2Omm.
作用短期效应组合,Ms一1.0M1+0.7M2—
1.0×741.67+0.7×8.38=747.54kN?m.
作用长期效应组合,M—1.OMl+0.4一
1.0×741.67+0.4×8.38=745.02kN?m.
受拉钢筋的应力,Gs一mJ(o.87×A./h.)一
747.54/(0.87×0.007854×0.717)=152.68
MPa.
作用长期效应影响系数,Cz一1+(0.5MI)/Ms一
1+(0.5×745.02)/747.54=1.5O.
裂缝宽度,W一[cC2(30+d)/E]/
(O.28+10p)一[1×1.50×1.15×152.68×(3O+
25)/2.00×10]/(0.28+10×0.0111):0.19
mm?0.20mm,裂缝宽度满足规范要求.
3结语
通过上述计算分析可知,盖板外力,内力,裂
缝宽度满足计算要求,盖板尺寸和配筋设计合理.
上述计算分析方法是确定盖板尺寸和配筋的基本
方法,在盖板涵O,12m内均可以采用此法确定
盖板尺寸和配筋,从而可以按填土高度2m一级
编制盖板涵盖板尺寸和配筋通用图,这样大大地
提高了设计速度.通过分析盖板的尺寸和配筋对
确定施工工程中采取何种施工工艺有很好的指导
意义.一般而言,当盖板厚度超过55cm时,采用
整体现浇方案较为合理,故本文计算确定的通道
涵盖板厚度尺寸在施工过程中采取整体预制吊装
施工难度较大,适合采取整体现浇的施工工艺.
参考文献
[1]刘培文,周卫.公路小桥涵设计示例[M].北京:人
民交通出版社,2005.
[2]JTGD61—2005公路圬工桥涵设计规范[s].北京:
人民交通出版社,2005.
[3]JTGD6O一2004公路桥涵设计通用规范Is].北京:
人民交通出版社,2004.
[4]JTGD62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土
桥涵设计规范Is].北京:人民交通出版社,2004.
CalculationandAnalysisofCulvertCoverwithNetSpanof5m
ChengXiaohui
(GuizhouInstituteofTrafficPlanningSurveyandDesignCo.,Ltd.,Guiyang5
50001,China)
Abstract:Inthispaper,culvertcoverwithnetspanof5mwastakenasanexampl
e,bycalculationand
analysis,thepaperdeterminedthesizerangeof1O,
12mforculvertcover.TheculvertofO,10m
canbedesignedaccordingthereferenceprovidedinthisarticle.Otherunits,su
chasculverthat,cul—
vertsizeandtablesandSOoncanbecalculatedwithreferencetothismethodofanalysis.
Keywords:netspan;culverts;cover;calculationandanalysis
范文二:涵洞跨径45米
涵洞跨径4.5米,底宽9.5米,采用整体式基础,埋深1.3米,涵洞底为一般黏性土,深度4~7米,查《公路桥涵地基与基础设计规范》容许承载力为200Kpa, 以下为泥质灰岩,强度很大。现在采用换填3米碎石垫层进行地基处理,查《公
0路桥涵地基与基础设计规范》,Z/b=3/9.5=0.32 ,采用内插法,扩散角为,,,23涵洞以上填土高度为13米。考虑汽车荷载(因为填土高,忽略)、填土重量、涵
PkPa,330身自重,涵洞基底压力为,自重应力,涵洞当PhkPa,,,,,191.325kc
作条形基础,垫层底面的附加应力值:
bpp(),9.5(33025),kcPkPa,,,240 z0,bztgtg,,,,,29.52323
,,PhkPa,,,,,194.382垫层地面处土的自重应力: cz
根据地基处理技术规范3.0.4,地基处理的地基承载力不做宽度修正,只做深度修正,修正系数为1.0,故垫层底面处经过深度修正后的地基承载力特征值为 ffdkPa,,,,,,,,,,,,,(0.5)2001.019(1.330.5)272.2 aza0
PPkPaf,,,,,24082322下卧层验算: zczaz
故下卧层承载力不满足要求。
可以看出涵洞因为底部宽度较大,采用垫层法进行地基处理对涵洞的地基承载力提高很小。这里有一个问题,就是对于整体式涵洞基础,有很多论文认为涵底地基承载力进行修正时候,埋深可以取到填土的面处,如果可以的话,那就是
,这样的话,下卧ffdkPa,,,,,,,,,,,,,,(0.5)2001.019(131.330.5)519.2aza0
层地基承载力就完全能达到要求了,就是不处理,
,那也能满足要求,ffdkPa,,,,,,,,,,,,,(0.5)2001.019(131.30.5)462.2aza0
这个修正法好像也不对~
那么对于以上情况,最好采用什么样的地基处理方法呢,
范文三:6m净跨径盖板涵设计浅析
6 m 净跨径盖板涵设计浅析
范博文
(102600)中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京
、、、。, 摘 要 盖板涵是由洞身由盖板台帽涵台基础和伸缩缝等组成本文以新凤河盖板涵设计为例介绍了盖板。 涵的主要计算方式及特点
关键词 盖板计算 承载力 涵洞设计
中图分类号U449, 1 文献标识码B 文章编号1009-4539( 2014)1-0098-0 5 增
(3)C30; f=混凝土强度等级为 轴心抗压强度 cd 1 概述13, 8 MPa; f= 1, 39 MPa;轴心抗拉强度 主拉钢筋 td ,,盖板涵构造较为简单维修较为容易板施工 H,B335; f= 280 MPa;等级为 抗拉强度设计值 主 sd ,。工期较短对地基承载力相对较低跨径较小时用 25 mm,13 ,A=筋直径为 共 根选用钢筋总面积 s ;,石盖板跨径较大时用钢筋混凝土盖适用于过水 2 3 = 0, 006 4 m;盖板容重 γ = 26 kN / m;土容重 γ 1 2 ,,面积较大地质条件较差低路堤上的明涵或一般 3 18 kN / m。f = 5, 87 MPa, 台身轴心抗压强度 台身。,路堤的暗涵新凤河盖板涵位于滨河街下方涵洞 cd = 0, 66 MPa,f弯曲抗拉强度 台身直接抗剪强度 tmd 1 708, 8 m,2 ,2 )全长 本涵洞设 跨跨径布置为 f= 1, 32 MPa,300 kPa,地基承载力容许值为 回填 vd 6, 5 m。, 5 m,6, 0 m。2每孔净高 净跨 涵洞中墙采 30?。土的内摩擦角为 ,,用钢筋混凝土浇筑边墙采用浆砌块石砌筑涵洞
。底部采用浆砌块石铺砌涵洞上方为沥青混凝土
3 。结构设计路面
(1)。盖板采用简支板计算图式进行设计按承
载力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算
2 。主要材料及结构和验算 (2),(1):C30 ,盖板的计算高度按盖板边缘厚度计为提 盖板盖板采用 混凝土其受力主筋钢
H,B335。筋和构造钢筋采用 。高盖板强度在盖板跨中加厚
(2)99 cm;L:= 6, 0 m;盖板宽度为 净跨径单 (3),,0 盖板底层设受力主筋顶层设架立钢筋各 :0, 45 m;:L = 6, 45 m;: 侧搁置长度计算跨径填土高。种钢筋沿板长和板宽方向均匀布置 H = 1, 0 m;d= 40 cm;d=盖板板端厚 盖板板中厚 1 2 (4)路面车辆活荷载对涵顶的压力按 30? 角进 45 cm;盖板宽b = 0, 99 m;保护层厚度c = 4, 5 cm。,30?。行分布填土内摩擦角为
4 结构计算
4, 1 设计资料
:)B 。汽车荷载等级城市 级
《》( JTG根据公路圬工桥涵设计 规 范 D61 )
2005)7, 0, 6 : 中 关于涵洞结构的计算假定盖板按两1 图 拟新建盖板涵洞断面图,。端简支的板计算可不考虑涵台传来的水平力盖 2。板尺寸见图
) 01 ) 05 :2014 收稿日期
,AILWAY CONST,UCTION TECHNOLOGY 2014(1) 98 增铁道建筑技术
??桥涵工程
L/2) / L) = 34 ×3 , 05 ×0 , 99 × (6 )3 , 05 /2 ) /6 = a 0
76, 57 kN
(3) 作用效应组合
》(《 JTG 根据公路桥涵设计通用 规 范) D60
: 2004), 1, 6 4 关于作用效应组合的规定中
M= 0, 9(1, 2M+ 1, 4M):跨中弯矩γ 0 d 1 2 = 0, 9 × 2 图 盖板尺寸 (1, 2 × 149, 56 + 1, 4 × 121, 02) = 320, 80 kN?m
:V= 0, 9(1, 2V+ 1, 4V)边墙内侧边缘处剪力γ 0 d 1 2 , 2 4荷载计算
(1):= 0, 9 × (1, 2 × 86, 28 + 1, 4 × 76, 57) = 189, 66 kN 竖向土压力
, 4 4q = γHb = 18 × 1 × 0, 99 = 17, 82 kN / m持久状况承载能力极限状态计算?? 2
截面有效高度 (2)盖板自重:g = γ? ( d+ d) ? b /2 /100 = 1 1 2 h= d) c 1), 75 /2 = 0, 4 )0 , 045 ) 0 1 26 × (0, 4 + 0, 45) × 0, 99 /2 /100 = 10, 94 kN / m 0, 028 4 /2 = 0, 341 m(3)() 由车辆荷载引起的垂直压力可变作用
(1) 混凝土受压区高度》(《 JTG 根据公路桥涵设计通用 规 范D60 ) x = f?A/ f/ b = 280 × sd s cd :2004)4, 3, 4 的规定 中 0, 006 4 /13, 8 /0, 99 = 0, 131 m, 计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时《根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设 。30? 车轮按其着地面积的边缘向下做 角分布当几 JTG D62 )200 4) ( 《》) 以下简称公预规中 》(计规范,个车轮的压力扩散线相重叠时扩散面积以最外面 :H5, 2, 1 ,B335关于相对界限受压区高度 ξ的规定 b 。的扩散线为准钢筋的相对界限受压区高度 ξ= 0, 56。 b ,由于本项目的特殊性顺板跨与垂直板跨方向
x?h= 0, 56 × 0, 341 = 0, 191 m。ξ混凝土 ?b 0 。《与一般的盖板涵方向不同根据公路桥涵设计通
JTG D60 )2004 , 3, 1 。)4中 关于车辆荷载 受压区高度满足规范要求 》(用规范 :的规定 (2)最小配筋率
:L= 0, 2 + 2?H?tan 30 =《》9车辆荷载垂直板跨长 , 1, 12 : P = 100?A/ b /根据公预规中 规定 a s
0, 2 + 2 × 1 × 0, 577 = 1, 354 mh= 1, 89,不小于 45f/ f= 0, 22,同时不小于 0, 2。 0 td sd :L= 1, 9 + 2 Htan 30 =??车辆荷载顺板跨长 b 主筋配筋率满足规范要求。
1, 9 + 2 × 1 × 0, 577 = 3, 054 m(3) 正截面抗弯承载力验算
:P = 140 kN车轮重 《》5, 2, 2 : f?b?x( h)根据公预规中 规定 cd 0
:p = P / L/ L= 140 /1, 354 /3, 054 =车轮重压强 a b x /2 ) = 13, 8 × 1 000 × 0, 99 × 0, 131 × (0, 341 )2 34 kN / m
0, 131 /2) = 493m = 320, 80 kN ? m。 kN ? m ? γ0 d
。, 3 4 正截面抗弯承载力满足规范要求内力计算
(4)《(1)根据公斜截面抗剪承载力验算 由永久作用引起的内力
:》5, 2, 9 0, 51 × 10预规中 规定 ) 3 0, 5 2 ?f?:M= (q + g)?L /8 = (17, 82 + 10, 94) 跨中弯矩 cu, k1 2 ) 3 0, 5 × 6, 45/8 = 149, 56 kNm ?bh = 0, 51 × 10 × 30× 990 × 341 = 942, 47 kN??0 : V= ( q + g ) L/2 =?边墙内侧边缘处剪力 1 0 γV= 189, 66 kN。抗剪截面满足规范要求。 0 d (17, 82 + 10, 94) × 6 /2 = 86, 28 kN《》5, 2, 10 : 根据公预规中 规定对于板式受弯 (2) 由车辆荷载引起的内力,, 25 ,1构件公式可乘以 提高系数则 :M= pL(L )L /2)b /4 = 34 ×???跨中弯矩 2 a a )3 1, 25 × 0, 5 × 10 αfbh= 1, 25 × ???? 2 td 0 3, 05 × (6, 45 ) 3, 05 /2) × 0, 99 /4 = 126, 41 kN?m0, 000 5 × 1 × 1, 39 × 0, 99 × 1 000 × 0, 341 × :V= p ? L? b ? ( L)边墙内侧边缘处剪力 2 a 0
1 000 = 293, 28 kN V= 189, 66 kN ? γ0 d 2014(1)增 ,AILWAY CONST,UCTION TECHNOLOGY 铁道建筑技术99
??桥涵工程
, 1, 2 5, 可不进行斜截面抗剪承载力的验算只需按照 水平力
。《》9, 3, 13 公预规中 构造要求配置箍筋 ,:l= (H1 + 车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度0 4, 5 裂缝宽度计 算 d/2 + H) ×t an(45? ) 30? /2) = (2, 9 + 0, 4 /2 + 1) × 1 《, 4 》6根据公 预 规中 关于裂缝宽度验算的 tan30? = 2, 37 m:规定 :B = 1 m计算长度 ,, 环境类别为? 类环境对于钢筋混凝土构件
, 15 mm。0最大裂缝宽度不应超过 G ? = h = 140 /1 /2, 37 /18 = 3, 29 m :M= 1, 0M+ 0, 7M= 1, 0 × 作用短期效应组合Blγs 1 2 0 149, 56 + 0, 7 × 126, 41 = 238, 04 kN?m : 土的侧压力系数
:M= 1, 0M+ 0, 4M= 1, 0 ×作用长期效应组合 l 1 2 2 φ 2 ) = tan(45? )3 0? /2) =0, 333 3λ = tan(45? ) 149, 56 + 0, 4 × 126, 41 = 200, 12 kNm ?2
:= M/0, 87 / A/ h= 238, 04 /受拉钢筋的应力σ s s s s 0 , 29 += (1 + 3q= (H + h + d/2)?b??18 λ 11 0, 87 /0, 006 4 /0, 341 /1 000= 125, 81 MPa 0, 4 /2) × 0, 99 × 0, 333 3 × 18 = 26, 65 kN / m:C= 1 + 0, 5M/ M=作用长期效应影响系数 2 l s = = (H + h + H0 + 0, 4 /2 + d)?b??18qλ 1 21 + 0, 5 × 188, 39 /224, 69 = 1, 42
(1 + 3, 29 + 2, 5 + 0, 2 + 0, 4) × 0, 99 ×:W= C?C?C??(30 + d) / E/裂缝宽度σ fk 1 2 3 s ss 0, 333 3 × 18 = 43, 87 kN / m (0, 28 + 10) = 1 × 1, 42 × 1, 15 × 125, 81 × (30 + 25) /?ρ
:A 端处剪力
(q)q )H qH 2 1 12 1, 28 kN Q = 68= ) A 2 6 5 = 0. 12 mm 2, 00 × 10/ ( 0. 28× 1.89 /100 )+ 10
q) q 2 10, 15 mm ?, 94 kN / x:P == 5最大弯矩位置 的计算 0 H 1 ,。 可见裂缝宽度满足规范要求2 q ) q) 2PQ2 2 A槡 m,x== 1, 77 m 0 P 5 涵身计算
q(q) q) 2 2 1 2 3 5, 1 :M= Qx) x+x=台身验算最大弯矩计算 0 max A 0 0 2 6H 1 5, 1, 1 结构尺寸19, 95 kNm ?
,C1 = 0, 60 m,基础为分离式基础襟边 台身宽 5, 1, 3 竖向力 C2 = 0, 80 m,C3 = 2, 00 m,C4 = 0, 43 m, 基础宽背墙宽
。 4 图 为台身竖向力及砌体构件偏心受压C5 = 0, 45 m,, 80 m,0搭接宽度 铺底厚 基础高度为
0, 40 m,H0 = 2, 50 m,H1 =为 涵洞净高 计算高度
2, 90 m,H2 = 4, 40 m,23 kN /基础顶深 台身容重为
3 3 3 m,23 kN / m,23 kN / m。基础容重为 铺底容重为
4 图 台身竖向力及砌体构件偏心受压
、x= 1, 77 m ,y )y 当 时台身 截面上的竖向力 0
偏心距及弯矩见表 1。3 图 台身及基础结构及台身水平力
2014(1) ,AILWAY CONST,UCTION TECHNOLOGY 增 铁道建筑技术100
??桥涵工程
2) y 、 1 y 表 台身 截面上的竖向力偏心距及弯矩× b= 0, 792 0 m :A = C2 构件截面面积名称 竖向力 / kN偏心距 e / m弯矩 / (kNm)?) 2005) 《》( JTG D61 由公路圬工桥涵设计规范 P199, 22) 0, 18) 17, 36,4, 0, 9 e e =中条文 中关于偏心距 的规定现偏心距 P27, 660, 191, 420, 063 m,, 6 × 0, 5 × C2 = 0, 24 m,0 所以现 小于等于 P33, 920, 190, 72《》(JTG D61 ) 2005) 根据公路圬工桥涵设计规范中 P416, 980, 000, 00。, 0, 5 4 验算偏心受压承载力 条文 P 127, 78) 15, 22Σ2Af= 4 133, 19 kNN= 138, 00 kN,φ?γ可见cd 0 d
。 偏心受压承载力满足要求5, 1, 4 截面验算, 3 5 正截面受弯承载力验算 作用效应组合:
构件受拉边缘的弹性抵抗矩:γM= 0, 9 × (1, 2 × M + 1, 4 × M) = 8, 7 kNm?0 d ?max 2 W = b?C2/6 = 0, 105 6
, 9 × 1, 2 × P = 138 kN= 0Nγ 《》( JTG D61 )0 d?现根据公路圬工桥涵设计规范 γV0 d = 0, 9 × 1, 4 × Q= 86, 03 kN A 2005), 0, 12 4 计算正截面受弯承载力中条文
:e = M/ N= 0, 063 m偏心矩γγ 0 d 0 d W?f= 69, 70 kN ? m M= 8, 7 kN ? m。? γ tmd 0 d 5, 2 偏心受压承载力验算。 正截面受弯承载力满足要求
现根据《公路圬工桥涵设计规范》( JTG D61 ) 5, 4 直接受剪承载力验算
2005), 0, 6、4, 0, 7 4 计算偏心受压构件承载中条文 现根据《公路圬工桥涵设计规范》( JTG D61 )
力影响系数。2005)中条文 4, 0, 13 计算直接受剪承载力,其中 μ= f 弯曲平面内的截面回旋半径: , 7,N= 163, 63 kN, 0则k i= 0, 289 × b= 0, 286 1,i= 0, 289 × C2 = 0, 231 2 x y 1 Af+ N= 1 127, 25 kN V= 96, 03 kN,μ?γrd f k 0 d ,, 3, 1构件长细比其中长细比修正系数 γ取 14 β
。 可见直接受剪承载力满足要求l, 0H1 = 1, 75 m。1构件计算长度 取 0
lγl5, 5 基底应力验算 γ b 0β 0, 635 4 = 2= = β= 3, 261 2, xβ y 3, 5i3, 5i、2,基础底面上的竖向力偏心距及弯矩见表 其 y x
x y 方向和 方向偏心受压构件承载力影响系,P9中 是由车辆荷载所产生的盖板支点反力竖向 汽
数,其中 m 取 8, 0,a 取 0, 002。 。力及弯矩进行作用短期效应组合m e x 1 ) , , x φ= ? x2 e x 1 + , , i y
1 = 0, 929 1 2 e x1 + ()3 ) 1 + 1, 33 αββx x , , , , iy m e x 1 ) , , x = ?φ x2 e x 1 + , , i y
1 = 0, 953 7 2 e x1 + ()3 ) 1 + 1, 33 αββ5 x x , , , , 图 基底受力示意图 iy
: 砌体偏心受压构件承载力影响系数2:A = bC3 = 1, 98 m ?基础底面面积 1 2 = = 0, 889 0 φ 基础底面处弹性抵抗矩:W = b?C3/6 = 0, 661 1 + )1 基底应力最大值:φφ xy
2014(1) ,AILWAY CONST,UCTION TECHNOLOGY 增 铁道建筑技术101
??桥涵工程
PM?? + σ= = 187 kPa 300 kPa,max ?可见基 6 结束语A W
。 底应力满足要求, 涵洞在公路工程中占较大比例是公路工程的
,,重要组成部分本文从盖板涵的盖板计算以及台 2 表 基底受力计算结果、身基底承载力的验算等方面阐述了一座新建盖板 名称 分项系数 竖向力 / kN偏心距 e / m弯矩 / (kN?m)
,P11, 0099, 22) 0, 18) 17, 36涵洞的设计过程及要点可为同类项目提供一定的 P21, 007, 660, 191, 42。借鉴
P31, 003, 920, 190, 72
P51, 0052, 830, 000, 00 参考文献 P61, 0036, 430, 000, 00
CJJ1 1 ) 2011 ,S,, P71, 0037, 420, 7026, 20,1,城市桥梁规范
,2, JTG D60) 2004 ,S,, 公路桥涵设计通用规范 P81, 0027, 32) 0, 70) 19, 13
,3, P9 0, 7076, 57) 0, 18) 9, 38 JTG D62) 2004 汽公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
,S,, P 318, 40M ) 17, 53涵设计规范 ΣΣ
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
,, ( ) 破碎头进行待混凝土破碎完毕后用氧焊设备从88 上接第 页
,,底部将钢筋笼切断再用吊车将钢筋笼整体吊装出 经计算梁体的吊拆方案能够保证架桥机的桁
;。, 架杆件的应力满足强度要求架桥机的稳定性满足 场人工清理建碴并采用手推车运输至场外堆放
;,。要求架桥机的支点反力对盖梁以及旧桥桥面的局 装载机装车自卸汽车运输至弃土场
;部承压满足混凝土强度要求墩顶盖梁的抗剪能力 , 4 4拆除其余梁跨方案
,; 足够架桥机的后支点反力不至于使得盖梁劈裂其余非跨铁路部分路面拆除采用挖掘机带破
,,,碎头全路破碎梁板采用架桥机吊拆引桥部分拆 混凝土主梁的抗剪能力足够架桥机的中支点反力
。、。: 除采用机械结合人工破碎拆除不至于使得主梁弯剪失效综合评判本架桥机
。的吊拆方案可行5 结束语4, 2, 1 拼组架桥机成绵乐铁路客运专线跨宝成铁路的中贯公路 ,25 t 架桥机进场后在中贯路引桥外路基上用 ,65d 立交桥在 内按时完成拆除施工满足了工期要 。吊车拼组完成 、, 。T 求整个施工过程未出现 梁倾覆触电等情况4, 2, 2 具体施工工艺
。保证了宝成铁路运营安全及工程施工安全整个 、本架桥机拆除桥梁共分 架 桥 机 拼 组就 位 提
,,施工过程步骤规范合理措施安全有效可操作性 、、、,梁退梁运梁后移过孔等几个工艺步骤与架梁
,,, 强提高了工效总结出了此种情况下的施工方法,,。施工工艺正好反序已是成熟工艺不再赘述 。可为今后类似工程施工提供借鉴、4, 3 盖梁墩柱拆除
,T 梁吊拆完毕后将桥墩用钢管密目网搭设围 参考文献,,。 护用手扶式凿岩机从上到下破碎拆除人工出碴
, ,J,, 8 #、9 #,1,王臻林绳锯法整体拆除既有跨线桥施工技术首先对既有线范围内的 及邻近既有线的 ,2013(S1),铁道建筑技术 、,10#墩柱盖梁搭设钢管防护排架在排架外侧安装竹 , 朱红良迎晖路跨成昆铁路既有桥梁拆除施工技术 2,,,, 跳板和密目网进行防护钢管排架固定在既有桥墩上,J,, ,2013(6),铁道建筑
,。随着拆除工作的进行逐步拆除钢管排架及跳板通 , ,J,, 许振上跨铁路的高速公路桥梁施工技术城市 ,3,,2012(36),建设理论研究 道跨的盖梁及墩柱拆除采用风镐由上而下分层破碎拆 , ,J,, 杨乐切割法拆除桥梁的施工工艺中国高新技 ,,。除钢筋采用气焊割除分解后人工清理至弃碴场、 ,其他孔跨盖梁墩柱及桥台拆除采用挖掘机带 4,,2008(11),术企业
2014(1) ,AILWAY CONST,UCTION TECHNOLOGY 增 铁道建筑技术102
范文四:净跨径120m箱型肋拱桥设计
第4期北方交通
?105?
净跨径120m箱型肋拱桥设计
郝海洪梁岩齐洪刘立安
(辽宁省交通勘测设计院,沈阳110005)
摘要:介绍采用新规范设计净跨径120m藕型肋拱桥的结构和计算结果,以便为采用新规范设计同类桥梁提
供参考。
关键词:肋拱桥;设计中图分类号:U442.5+3
文献标识码:B
文章编号:1673-6052(2008)04-0105—03
l
工程概况
某山区水库库区河道呈V型深谷,两岸基岩裸桥,主桥净矢跨比为1/5,主桥计算跨径为121.483m,计算矢高为24.287m,主拱圈为悬链线无铰拱,拱轴系数m圭2.0。每片拱肋为单箱双室,
考虑施工因素,每片箱室分5段预制,箱形拱肋高2.2m,除拱脚外顶底板厚度均为18cm,在拱脚处顶底板厚度由18cm线性渐变为38cm。该桥位于Ⅵ地震区。拱桥总体布置图如图l所示,拱箱截面示意图如图2所示。
.
露,基岩承载力良好,根据地质和地形条件,在该处选择桥型为箱形肋拱桥。
该桥的结构形式为2×9.8m简支钢筋混凝土空心板+120m钢筋混凝土箱形肋拱桥+4×9.8m简支钢筋混凝土空心板,主桥下部构造为重力式拱座,引桥采用桩柱式墩,重力式桥台。
主桥为净跨径120m、净矢高24m的箱形肋拱
18770,)/}_5
图1拱桥总体结构布置图
3.75m,汽车荷载的偏载系数为1.313;无挂车荷载,
.
a“一
.
图2
2
拱圈截面尺寸示意图
设计参数
蓍藉一
冲击系数为0.388;人群荷载为3.5kN/m2,人行道
宽度为2×lmo
拱肋和桥面系空心板采用C40混凝土,其余均采用C30混凝土,受力钢筋采用HRB335钢筋。
结构的总体温度变化采用升温20℃和降温
20℃。
拱圈由于不直接受太阳照射,拱圈的非线性温
度采用顶板升温50C。。
在计算时采用结构梁柱非线性,考虑拱圈的弹
汽车荷载为汽车Ⅱ级,行车道宽度为2×
?106?
北
方交
通
性压缩变形对拱圈受力的影响;混凝土容重为
27kN/m3;结构重要性系数为1.o;计算时考虑混凝土的收缩徐变;拱圈抗压承载能力计算时采用的0.36倍压杆长度为48.095。
该拱桥的静力计算采用桥梁博士3.0软件计
算。
3
图5
承载能力极限状态荷载组合I作用下拱圈的轴力包络图
裸拱计算
拱圈吊装后,浇筑拱脚混凝土、接缝混凝土和拱
顶混凝土,形成裸拱,计算整个拱圈截面的内力。
裸拱状态下拱圈的轴力图和弯矩图如图3和图4所示:
1./姒K溢篮嚣
一《一划
./4060∞、
图6
承载能力极限状态荷载组合l作用下拱圈的弯矩包络图图7s;
正常使用状态荷载组合I作用下拱圈的轴力包络图们{;;加
m
o
图3拱圈轴力图
一30
主25
薹2。。0
一10
嚣s
O0
20
40
60
80
100
120
图4拱圈弯矩图
拱圈控制截面的结构抗力验算结果如表l所示:
表1
拱圈主要截面结构抗力验算结果表
黼篇。品鬻黼怒。嚣,臀
l(拱脚)8(垤)16(W)
164301472013490
1843-3404-217317163663
11300086600917007850069200
39(5V8)1271046(31/4)1350054(71/8)1472061(拱91)16430
1717-2171-34001837
78500917008670019700
.
23(31/8)1271031(1/2)4
12430
一
m
拱圈使用状态下计算
。
。
按规范JTGD60—2004中第4.1.6节的规定,
.0一至∞捧4.3
正常使用状态荷载组合I作用下拱圈的弯矩包络图
计算主拱圈在组合I、组合Ⅱ和组合ⅡI作用下的内
力值。
4.1
,!{
正常使用极限状态荷裁组合II内力结果主拱圈在正常使用状态荷载组合Ⅱ作用下的
承裁能力极限状态荷栽组合I内力计算.主拱圈在承载能力极限状态荷载组合I作用下
轴力和弯矩包络图如图9和图10所示。
4.4
正常使用极限状态荷载组合III内力结果
主拱圈在正常使用状态荷载组合III作用下的
轴力和弯矩包络图如图1l和图12所示。
4.5
的轴力和弯矩包络图如图5和图6所示。
4.2
正常使用状态状态荷载组合I内力计算主拱圈在正常使用状态荷载组合I作用下的轴
截面承载能力验算
按规范JrI'GD60—2004中第5.2节和第5.3节
力和弯矩包络图如图7和图8所示。
的规定,验算结构的承载能力极限状态强度,计算结
第4期果如表2所示。
郝海洪等:净跨径120rn箱型肋拱桥设计
30
‘107?
经验算,拱圈截面的承载能力符合规范要求
Z
—25
嚣
R
lO
一320s
耋2。。0
量1s0
00
20
40
60
80
100
120
暴s
00
20
40
60
∞
100120
图11正常使用状态荷载组合IH作用下拱圈的轴力包络图
图9正常使用状态荷载组合II作用下拱圈的轴力包络图
芎
三慧奏耋差箍√飞.一脚从7.\
耋
嚣
×7I孓k
,~~\
正常使用状态荷载组合III作用下拱圈的弯矩包络图类型最大轴力
性质下拉偏压下拉偏压下拉偏压上拉偏压
Nj
3883028440
36960
图10正常使用状态荷载组合II作用下拱圈的弯矩包络图
图12
表2
节点
类型最大轴力
截面1(拱脚)
最小轴力最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面8(1/8)
最小轴力最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面16(1/4)
最小轴力最大弯矩最小弯矩
,
各节点处截面承载能力计算结果表
性质NjMj
13340—680.628770—15390—9821—8206—596.5—17350一9921—1330
4074
繁
88810
节点
Mj
27710510
21320
臀
10440060290
46180
下拉偏压49000上拉偏压
36430
1462∞
5740082110883408447012010066820
截面39最小轴力(51/8)
最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面46(31/4)
最小轴力最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面54(71/8)
最小轴力最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面61(拱脚)
最小轴力最大弯矩最小弯矩
下拉偏压46910上拉偏压
38560
31190—6829一7950331.75771—13840
835808678010370078490
67900
上拉偏压44920上拉偏压上拉偏压
33170
上拉偏压40660下拉偏压下拉偏压上拉偏压
298703105039520
35350
上拉偏压42760上拉偏压40660上拉偏压下拉偏压上拉偏压上拉偏压下拉偏压下拉偏压上拉偏压下拉偏压下拉偏压下拉偏压下拉偏压
2988031090395003889028480361803189037890277303789027730
80280
109600
78650
上拉偏压45000上拉偏压上拉偏压
3322035440
—10030
-8302
87760841501196006389095520
—694?1
-191
—15770
—1204
63090
111900
上拉偏压43630下拉偏压49250上拉偏压
36640
10
最大轴力
截面23(31/8)
最小轴力最大弯矩最小弯矩最大轴力
截面3l(1/2)
最小轴力最大轴力最小轴力
4.6
8821?435324350
一19160
923515320—10670334914090334914090
64070562806953094150532409415053240
124800
6570068570
下拉偏压47160上拉偏压
,
38770
裂缝验算
宽度如表3所示。
经过计算可知:主拱圈正常使用极限状态裂缝
?108?
北方交通
桩基承台有限元分析及承载力验算
徐维俊
(辽宁省交通勘测设计院,沈阳110005)
摘要:利用MIDAS软件对桩基承台进行应力分析。并结合新规范按照“撑杆一系杆体系”理论方法进行承裁力验算。
关键词:桩基承台;有限元;撑杆一系杆体系中图分类号:U443.25
文献标识码:B
文章编号:1673—6052(2008)04-0108—03
1
引言桩基承台进行有限元应力分析及承载力验算。
2
承台为上部结构与桩基之间的连接部件,其作
用是将与其相连的各桩组成一个有机的整体,并将
工程实例
工程背景系我院2005年所完成并即将通车的
柱荷载合理地分配到各桩上去。随着大跨径桥梁的日益涌现,承台已成为许多大跨径桥梁不可或缺的
下部构件之一,承台形状的多样化也使其传力机制变得非常复杂。随着2004年新规范的推出,桩基承台的计算方法得到了进一步完善,更加适应工程设计的需要。现将本溪至辽中高速公路的一座桥梁的
本辽线郭家窝棚公公分离式桥梁,该桥上部结构为预应力混凝土现浇箱梁,下部为双柱桥墩、四个桩基础、两个承台,承台为单柱双桩式,两承台中间由一
条横系梁联系,具体结构尺寸如图1所示。
3有限元分析
为了能更深入地了解承台的承载能力及其应力
表3主拱圈各单元裂缝宽度计算结粜表
跨径的桥梁相比略有增加,计算结果合理。
6
结论
(1)该桥经过静力计算,和已建同类同跨径桥
梁的结构对比,计算结果可靠。说明可以采用类似
经计算可知:最大裂缝宽度为0.0318mm。根据规范YrGD62—2004第6.4.2规定,I类和Ⅱ类环境钢筋混凝土最大裂缝宽度为0.2ram,所以主拱圈的裂缝宽度符合规范要求。
5
的有限元软件进行钢筋混凝土肋拱桥设计。
(2)采用新规范后较大跨度的箱型钢筋混凝土肋拱桥的结构尺寸和工程数量比旧规范相比均有所提高。
参考文献
[I】jr(3D60-2004,公路桥涵设计通用规范[s].
[2】JTGI)62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范[s】.
工程经济分析
经过施工图设计,主拱圈共用C,40混凝土
612.4m3,II级钢筋用量为241.7kg/m3,I级钢筋用量为44.7kg/m3。
该桥的结构和工程数量和以往已建成同类型同
[3]上海同豪土木咨询有限公司.桥梁博士V3.0用户使用手册【M].2005。5.
DesignofBoxRibbedArchwith120mClearSpan
Abstract
Thepaperadoptsthenew—-typeofstructureofboxribbedarchbridgewith120mclearspanandits
calculatingresults,whichprovidereferencefordesignofsimularbridge.
KeywordsRibbedarchbridge;Design
净跨径120m箱型肋拱桥设计
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
郝海洪, 梁岩, 齐洪, 刘立安辽宁省交通勘测设计院,沈阳,110005北方交通
NORTHERN COMMUNICATIONS2008(4)
参考文献(3条)
1. JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范
2. JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范3. 上海同豪土木咨询有限公司 桥梁博士V3.0用户使用手册 2005
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本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_lnjtkj200804040.aspx
范文五:大跨径装配式拱形混凝土涵洞施工技术应用
大跨径装配式拱形混凝土涵洞施工技术应用
作者:吴先锋
作者单位:安徽水利开发股份有限公司,安徽蚌埠,233000
刊名:
市政技术
英文刊名:Municipal Engineering Technology
年,卷(期):2012,30(1)
被引用次数:4次
引证文献(4条)
1. 周伟明 两构件装配式钢筋混凝土涵洞施工技术 [期刊论文]-铁道建筑 2015(02)
2. 邹正明 新型预制装配式涵洞施工标准化技术研究 [期刊论文]-交通标准化 2013(13)
3. 田文 预制涵洞在北引总干渠十里河交叉枢纽工程中的应用 [期刊论文]-黑龙江水利科技 2013(10)
4. 周伟明 三构件装配式钢筋混凝土管型通道施工技术 [期刊论文]-工程与建设 2014(02)
引用本文格式:吴先锋 大跨径装配式拱形混凝土涵洞施工技术应用 [期刊论文]-市政技术 2012(1)
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