一、设计资料令狐文艳（一）概况：***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L0=8.0米，净高h0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=3.6米，填土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ1＝20.2KN/m3，设箱涵采用C25混凝土（f cd=11.5MPa）和HRB335钢筋(f sd=280MPa)。

桥涵设计荷载为城-A级，用车辆荷载加载验算。

结构安全等级二级，结构重要性系数γ0＝1.0。

地基为泥质粉砂岩，［σ0］＝380kPa，本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。

（二）依据及规范1、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）二、设计计算（一）截面尺寸拟定（见图1-1 Array顶板、底板厚度δ＝100cm（C1侧墙厚度 t＝100cm （C2故 L P=L0+t=8+1=9mh p=h0+δ=10.5+1=11.5m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P＝γ1H+γ2δ＝20.2×3.6+25×1＝97.72kN/m2恒载水平压力顶板处： e p1＝γ1Htan2(45o-φ/2)＝20.2×3.6×tan2（45o-24o/2）＝30.67kN/m2底板处：e p2＝γ1（H＋h）tan2(45o-φ/2)＝20.2×（3.6+12.5）×tan2（45o-24o/2）＝137.15kN/m22、活载城-A级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定，参照《公路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款，计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。

1)先考虑按六车道（7辆车）分布，横向折减系数0.55一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/20.60/2+3.6tan30o＝2.38m＞1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=(0.60/2+3.6tan30o)×2+22＝26.76m同理，纵向分布宽度0.25/2+3.6tan30o=2.2m＞1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6tan30o)×2+1.2=5.6m车辆荷载垂直压力q车=(140×2×7)/(26.76×5.6)×0.55=7.20kN/m22)考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数1.0一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/20.60/2+3.6tan30o＝2.38m＞1.8m/2故，两列车相邻车轴有荷载重叠，按如下计算横向分布宽度a=(0.60/2+3.6tan30o)×2+4.9＝9.66m同理，纵向分布宽度0.25/2+1.6tan30o=1.05m＞1.2m/2故，同列车相邻车轴有荷载重叠，纵向分布宽度按如下计算b=(0.25/2+3.6tan30o)×2+1.2=5.61m车辆荷载垂直压力q车=(140×2×2)/(9.66×5.61)×1.0=10.33kN/m2根据上述计算，车辆荷载垂直压力取大值按两车道布置计算取值10.33kN/m2。

故，车辆水平压力P1243BADCP图1-2M aBM aCM aAM aDN a3N a4aP 1243B ADCM bBM bCM bAN b1bPe 车＝10.33×tan 2（45o -24o /2）＝4.36kN/m 2(三)内力计算1、构件刚度比(单位长度)K=21I I ×Lp hp ＝330.10.11210.10.1121⨯⨯⨯⨯×0.95.11＝1.282、节点弯矩和构件轴力计算 （1）a 种荷载作用下（图1-2）涵洞四角节点弯矩：M aA ＝M aB ＝M ac ＝M aD ＝-12)(112P L P K •+N a1=N a2=0, N a3=N a4=2)(PL P恒载（P ＝97.72kN/m 2）M aA ＝120.972.97128.112⨯•+-=-289.30kN ·mN a3=20.972.97⨯=439.74kN车辆荷载（P ＝q 车=10.33kN/m 2）M aA ＝120.933.10128.112⨯•+-=-30.60kN ·mN a3=20.933.10⨯=46.49kN（2）b 种荷载作用下（图1-3）M bA ＝M bB ＝M bc ＝M bD ＝-12)(12Ph P K K•+P 1243B ADC图1-4M cBM cCM cAM cDN c1N c2cP13BCM dBM dCN d1PN b1=N b2=2)(Ph P , N b3=N b4=0恒载（P ＝e p1＝30.67kN/m 2）M bA ＝125.1167.30128.128.12⨯•+-=-189.76kN ·mN b1=25.1167.30⨯=176.35kN（3）c 种荷载作用下（图1-4）M cA ＝M cD ＝60)()3)(1()83(2ph P K K K K ⨯•+++ M cB ＝M cC ＝60)()3)(1()72(2p h P K K K K ⨯•+++ N C1=PcBcA ph M M h P -+⨯6N C2=PcBcA ph M M h P --⨯3N C3=N C4=0恒载（P ＝e p2-e p1＝106.48kN/m 2）M cA ＝M cD ＝605.1148.106)328.1()128.1()828.13(28.12⨯•+⨯++⨯⨯＝-364.5kN ·mM cB ＝M cC ＝605.1148.106)328.1()128.1()728.12(28.12⨯•+⨯++⨯⨯＝-294.30kN ·mN C1=5.113.2945.36465.1148.106+-+⨯＝198kNN C2=5.113.2945.36435.1148.106+--⨯＝414.3kN（4）d 种荷载作用下（图1-5）M dA ＝-[515210)34(6)3(2++++++K K K K K K ]·42P Ph表1-1M dB ＝-[51535)34(6)3(2++-+++K K K K K K ]·42P Ph M dC ＝-[51535)34(6)3(2++++++K K K K K K ]·42P Ph M dD ＝-[515210)34(6)3(2++-+++K K K K K K ]·42P Ph N d1=PdC dD h M M -,N d2=Ph p-PdCdD h M M -,N d3= N d4=-PdCdB L M M -车辆荷载（P ＝e 车＝4.36kN/m 2）)34(6)3(2+++K K K K ＝)328.1428.1(6)328.1(28.12+⨯+⨯+⨯＝0.0936515210++K K ＝528.115228.110+⨯+⨯＝0.6116 51535++K K ＝528.115328.15+⨯+⨯＝0.3884M dA ＝-（6116.00936.0+）·45.1136.42⨯＝-101.89kN ·m M dB ＝-（3884.00936.0-）·45.1136.42⨯＝42.59kN ·m M dC ＝-（3884.00936.0+）·45.1136.42⨯＝-69.64kN ·m M dD ＝-（6116.00936.0-）·45.1136.42⨯＝74.84kN ·mN d1=5.1164.6984.74+=12.56kNN d2=4.37×11.5-12.56=37.69kNN d3= N d4=-964.6959.42+＝-12.47kN（5）节点弯矩和轴力计算汇总表如表1-1(6)荷载效应组合，按《公路桥涵设计通用规范》第 4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合γ0Sud ＝γ0（1.2S GK +1.4S QK ）(γ0＝1.0)M A ＝1.2×(-843.56)+1.4×（-132.56）＝-1197.86kN ·m M B ＝1.2×(-773.36)+1.4×（11.92）＝-911.34kN ·mM C ＝ 1.2×(-773.36)+1.4×（-100.31）＝-1068.47kN ·mM D ＝1.2×(-843.56)+1.4×（44.17）＝-950.43kN ·m N 1＝1.2×(374.35)+1.4×（12.56）＝466.8kN N 2＝1.2×(590.65)+1.4×（37.69）＝761.55kN N 3＝N 4＝1.2×(439.74)+1.4×（34.5）＝575.98kN 3、构件跨中截面内力计算 （1）顶板（图1-6） x=L P /2＝4.5mP=1.2×97.72+1.4×10.33＝131.73kN/m N x ＝N 1＝466.8kNM x ＝M B +N 3x-P 22x ＝-911.34+575.98×4.5-131.73×25.42＝346.80kN ·mV x ＝P ·x-N 3＝131.73×4.5-575.98＝16.805kN （2）底板（图1-7） w 1＝P+q车-23pL e车2ph ＝1.2×97.72+1.4×（10.33-3/92×N 2N 23M V图1-7w 24.37×11.52）＝101.76kN/m w 2＝P+q车+23pL e车2ph ＝1.2×24.36×11.52）＝161.69kN/m x=L P /2＝4.5m N x ＝N 2＝761.55kNM x ＝M A +N 3x-w 122x-PL x 63(w 2-w 1)＝-1197.86+575.98×4.5-101.76×25.42-965.43⨯×（161.69-101.76）＝262.60kN ·mV x ＝w 1x+PL x 22(w 2-w 1)-N 3＝101.76×4.5+925.42⨯×（161.69-101.76）-575.98＝-50.63kN（3）左侧墙（图1-8）w 1＝1.2e p1+1.4e 车＝1.2×30.67+1.4×4.36＝42.91kN/mw 2＝1.2e p2+ 1.4e 车＝1.2×137.15+1.4×4.36 ＝170.68kN/m x=h P /2＝5.75m N x ＝N 3＝575.98kN44D C图1-9MVw 1w 2M x ＝M B +N 1x-w 122x -Ph x 63(w 2-w 1)＝-911.34+466.8×5.75-42.91×275.52-5.11675.53⨯×（170.68-42.91）＝711.37kN ·m V x ＝w 1x+Ph x 22(w 2-w 1)-N 1＝42.91×5.75+5.11275.52⨯×（170.68-42.91）-466.8＝-36.40kN （4）右侧墙（图1-9）x=h P /2＝5.75mw 1＝1.2e p1＝1.2×30.67＝36.8kN/m w 2＝1.2e p2＝1.2×137.15＝164.58kN/m N x ＝N 4＝575.98kNM x ＝M C +N 1x-w 122x -Ph x 63(w 2-w 1)＝-1068.47+466.8×5.75-36.8×275.52-5.11675.53⨯×（164.58-36.8）＝655.22kN ·mV x ＝w 1x+Ph x 22(w 2-w 1)-N 1＝36.8×5.75+5.11275.52⨯×（164.58-36.8）-466.8＝-71.52kN-1197.86-911.34-1068.47-1068.47-950.43-1197.86-950.43466.8466.8466.8761.55761.55761.55575.98575.98575.98575.98575.98575.98346.8262.6016.81-50.63711.37-36.40655.22-71.52575.98-575.98575.98-575.98466.8466.8-761.55-761.55构件表1-2B-C (顶板)A-D(底板)B-A(左侧墙)C-D(右侧墙)M d N d V d 端点B 跨中截面端点C端点A 跨中截面端点D端点B 跨中截面端点A端点C 跨中截面端点D -911.34(kN·m)内力(kN)(kN)M d N d V d(kN·m)(kN)(kN)M dN dV d(kN·m)(kN)(kN)（5）构件内力汇总表（表1-2） (四)截面设计 1.顶板（B-C ） 钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。