圆管涵结构计算书
项目名称________________ 日期______________________
设计者_________________ 校对者____________________
一、基本设计资料
1．依据规范及参考书目：
公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004 )，简称《桥规》
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004 ) 公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007 ) 公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 (JTJ
022-85)
《公路小桥涵设计示例》2．计算参数：
圆管涵内径D = 1000 mm 填
土深度H = 1200 mm 混凝土
强度级别：C15 修正后地基
土容许承载力管节长度L =
1000 mm 钢筋强度等级：
R235
刘培文、周卫编著)
圆管涵壁厚t = 100 mm 填土容重丫i = 18.00 kN/m3
汽车荷载等级：公路-n级
[fa] = 150.0 kPa
填土内摩擦角0 = 35.0度
钢筋保护层厚度as = 25 mm
受力钢筋布置方案：0 10@100 mm
1 ．恒载计算填
土垂直压力：
q 土= 丫用=18.0 1200/1000 = 21.60 kN/m 2 管节垂直压力：
q 自=24 末=24 1200/1000 = 2.50 kN/m 2
故：
q 恒=q 土+ q 自=21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m 2
2．活载计算按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.1 条和第4.3.2条规定，计算采用车辆荷载；当填土厚度大于或等于0.5m 时，涵洞不考虑冲击力。
按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.5 条规定计算荷载分布
宽度。
一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+1200/1000 x tan30° =0.99 m
由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99 m > 1.8/2 m 故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷
载横向分布宽度a应按两辆车后轮外边至外
边计算：
a=(0.6/2+1200/1000x tan30°)x 2+1.3+1.8x2=6.89 m 一个车轮的纵向分布宽度
=0.2/2+1200/1000x tan30° =0.79 m 由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79 m > 1.4/2 m 故纵
向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b 应按二轮外边至外边
计算：
b=(0.2/2+1200/1000x tan30°)x 2+1.4=2.99 m q 汽=2 x( 2 x 140) / (a x b)
=560/ (6.89X 2.99) = 27.24 kN/m 2
3．管壁弯矩计算
忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩。
管壁中线半径R = ( D/2 + t/2 ) = ( 1000/2
+ 100/2 ) /1000 = 0.55 m
荷载计算
土的侧压系数入=tan2(45 ° - $ /2 = 0.271
填土重产生的弯矩
M i = 0.137 q xx R2X (1-入)=0.137 X 21.60X 0.552X (1-0.271) = 0.65 kN -m 管壁自重产生的弯矩
M2 = 0.369 q XX R2 = 0.369 2X0 X.552 = 0.28 kN m -
恒载产生的最大弯矩
M 恒=M 1 + M 2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kN m
车辆荷载产生的弯矩
M 汽=0.137(X汽X R2X (1-入)=0.137 X 27.24 X 0.552X (1-0.271) = 0.82 kN -m 4．荷载组合
按《公路桥涵设计通用规范》第4.1 .6条进行作用效应组合承载能力极限状态组合：
M ud = 1.2 M X恒+ 1.2 M X 汽1.2 0X.93 + 0.X82 = 2.27
kN m
正常使用极限状态组合：
短期组合M sd = M 恒+ 0.7M 汽= 0.93 + 0.7 0.8X2 = 1.51
kN m
长期组合M ld = M 恒+ 0.4M 汽= 0.93 + 0.4 0.8X2
=
1.26 kN m
三、强度验算
1 ．材料参数
从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表 3.1.4查得：
C15混凝土的轴心抗压强度设计值f ed = 6.9 MPa
从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表 3.2.3-1 查得：
R235 钢筋的抗拉强度设计值f sd = 195 MPa
从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表 3.2.4查得：
R235 钢筋的弹性模量E s = 210000.0 105 MPa
从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表 5.2.1 查得：
构件的正截面相对界限受压区高度E b = 0.62
2．验算结果
管节处预留10mm 接缝宽度，故实际管节长为1000-10 = 990 mm 考虑任意位置都可能承受正、负弯
矩，故管涵内、外侧都应布置钢筋。
ho = 100-25 = 75 mm
x = f sd As/ (f ed b)
=195 X 11 X 78.5/ (6.9X 990) = 24.7 mm
ho XE= 75 X 0.62 = 46.5 mm < x = 24.7 mm，满足要求
f ed X b X x X( ho-x/2 )X 10-6 = 6.90 X 990X 24.7 X( 75-24.7/2 ) X 10-6
=10.56 kN m-> 丫o X Mud = 0.9 X 2.27 = 2.04 kN -m 故截面强度验算满足要求！
四、裂缝宽度验算由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中第6.4.3条和第6.4.4 条规定：css = M s X106/ ( 0.87X As X ho)
=1.51 1X6/ (0.87 X 11 X 78.5 X 75) = 26.75 N/mm 2
p = A (b X ho) = 11 X 78.5/ (990 X 75) = 0.01164
p > 0.002 时，取p = 0.002
对于光面钢筋，取C1 = 1.4
C2 = 1+0.5 M X ld/M sd = 1+0.5 1X.26/1.51 = 1.42
当为混凝土板式受弯构件时，C3取1.15
W tk = C1X C2X C3Xc ss/Es X( 30+d) /( 0.28+p)
= 1.40 X 1.42X 1.15X 26.75/210000 X ( 30+10) /(0.28+0.00200) = 0.04 mm
Wtk = 0.039 mm < 0.2 mm
故裂缝宽度验算满足要求！
五、地基应力验算
当基底只承受轴心荷载时，按《公路桥涵地基与基础设计规范》式 4.2.2-1，
基底岩土承载力应满足：p = N/A < [fa]
q 恒'=(1200+1000+100 X 2)/1000X 18.0+24 X 100/1000 Xn = 51.05 kN/m 2
N = (q 恒'+ q 汽)X A = (51.05 + 27.24) X 1 = 78.29 kN/m 2
c max = N/A = 78.29kPa < [fa]=150.00kPa
故地基应力验算满足要求！。