L p 图1-1一、设计资料（一）概况：***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵，箱涵净跨L 0=8.0米，净高h 0=10.5米，路基红线范围内长49米，箱涵顶最大填土厚度H=米，填土的内摩擦角φ为24°，土体密度γ1＝m 3，设箱涵采用C25混凝土（f cd =）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＝。
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） 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供，拟定顶板、底板厚度δ＝100cm （C 1=50cm ） 侧墙厚度 t ＝100cm （C 2=50cm ）故 L P =L 0+t=8+1=9m h p =h 0+δ=+1=11.5m (二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P ＝γ1H+γ2δ＝×+25×1＝m 2恒载水平压力顶板处： e p1＝γ1Htan 2(45o -φ/2)＝××tan 2（45o -24o /2）＝ kN/m 2底板处：e p2＝γ1（H ＋h ）tan 2(45o -φ/2)＝×（+）×tan 2（45o -24o /2） ＝m 2 2、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 一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/22+ tan30o ＝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=2+ tan30o ) ×2+22＝26.76m 同理，纵向分布宽度2+ tan30o =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=2+ tan30o ) ×2+=5.6m 车辆荷载垂直压力q 车=(140×2×7)/× ×= kN/m 22) 考虑按两车道（2辆车）分布，横向折减系数 一个汽车后轮横向分布宽＞1.3m/22+ tan30o ＝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=2+ tan30o ) ×2+＝9.66m 同理，纵向分布宽度2+ tan30o =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=2+ tan30o ) ×2+=5.61m 车辆荷载垂直压力q 车=(140×2×2)/× ×= kN/m 2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 kN/m 2。
故，车辆水平压力e 车＝×tan 2（45o -24o /2）＝ kN/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＝2、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 ＝ kN/m 2）M aA ＝120.972.97128.112⨯•+-=·mN a3=2.972.97⨯= kN 车辆荷载（P ＝q 车= m 2） M aA ＝120.933.10128.112⨯•+-=·mN a3=2.933.10⨯= （2）b 种荷载作用下（图1-3） M bA ＝M bB ＝M bc ＝M bD ＝-12)(12P h P K K •+ N b1=N b2=2)(Ph P , N b3=N b4=0 恒载（P ＝e p1＝m 2）M bA ＝125.1167.30128.128.12⨯•+-=·mN b1=25.1167.30⨯= （3）c 种荷载作用下（图1-4） M cA ＝M cD ＝60)()3)(1()83(2p h P K K K K ⨯•+++ M cB ＝M cC ＝60)()3)(1()72(2p h P K K K K ⨯•+++ N C1=P cBcA ph M M h P -+⨯6 N C2=PcBcA ph M M h P --⨯3N C3= N C4=0恒载（P ＝e p2-e p1＝m 2）M cA ＝M cD ＝605.1148.106)328.1()128.1()828.13(28.12⨯•+⨯++⨯⨯＝·m M cB ＝M cC ＝605.1148.106)328.1()128.1()728.12(28.12⨯•+⨯++⨯⨯＝·m N C1=5.113.2945.36465.1148.106+-+⨯＝198kNN C2=5.113.2945.36435.1148.106+--⨯＝ （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 M dB ＝-[51535)34(6)3(2++-+++K K K K K K ]·42P PhM 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 PhN d1=P dC dD h M M -, N d2=Ph p -PdC dD h M M -, N d3= N d4=-P dCdB L M M -车辆荷载（P ＝e 车＝ kN/m 2）)34(6)3(2+++K K K K ＝)328.1428.1(6)328.1(28.12+⨯+⨯+⨯＝ 515210++K K ＝528.115228.110+⨯+⨯＝51535++K K ＝528.115328.15+⨯+⨯＝M dA ＝-（6116.00936.0+）·45.1136.42⨯＝·mM dB ＝-（3884.00936.0-）·45.1136.42⨯＝·mM dC ＝-（3884.00936.0+）·45.1136.42⨯＝·mM dD ＝-（6116.00936.0-）·45.1136.42⨯＝·mN d1=5.1164.6984.74+=N d2=× N d4=-964.6959.42+＝（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＝γ（+）(γ＝MA＝×+×（）＝·mMB＝×+×（）＝·mMC＝×+×（）＝·mMD＝×+×（）＝·mN1＝×+×（）＝N2＝×+×（）＝N 3＝ N4＝×+×（）＝3、构件跨中截面内力计算（1）顶板（图1-6）x= LP/2＝4.5m P=×+×＝mN x ＝ N1＝M x ＝MB+N3x-P22x＝+×25.42N3＝×（2）底板（图1-7）w 1＝P+ q车-23pLe车2ph＝×+×（92××）＝mw 2＝P+ q车+23pLe车2ph＝×+×（+3/92××）＝mx= LP/2＝4.5mN x ＝ N2＝M x ＝M A +N 3x- w 122x -P L x 63(w 2-w 1)＝+×25.42 -965.43⨯×（）＝·mV x ＝w 1x+PL x 22(w 2-w 1)- N 3＝×+925.42⨯×（）＝（3）左侧墙（图1-8） w 1＝+ e 车＝×+× ＝mw 2＝+ 车＝×+× ＝mx= h P /2＝5.75m N x ＝ N 3＝M x ＝M B +N 1x- w 122x -P h x 63(w 2-w 1)＝+×275.525.11675.53⨯（）＝·mV x ＝w 1x+Ph x 22(w 2-w 1)- N 1＝×+5.11275.52⨯×（）＝（4）右侧墙（图1-9） x= h P /2＝5.75m w 1＝＝×＝m w 2＝＝×＝m N x ＝N 4＝M x ＝M C +N 1x- w 122x -P h x 63(w 2-w 1)＝+×275.525.11675.53⨯（）＝·mV x ＝w 1x+Ph x 22(w 2-w 1)- N 1＝×+5.11275.52⨯×（）＝（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。
(1)跨中l 0=9.0m,h=1.0m,a=0.06m,h 0=0.94m 。
e 0＝d d N M ＝466.8346.8＝0.74m i ＝122bh ＝120.12＝ i0l ＝2887.09.0＝＞ 由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第5.3.10条ζ1＝+00h e ＝+×94.074.0＝＞，取ζ1＝ ζ2＝h l 00.10.9，取ζ2＝ η＝1+2120001400ζζ⎪⎭⎫ ⎝⎛h l e h ＝1+0.10.10.10.974.0140094.02⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯＝由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第5.3.5条e ＝ηe 0+2h -a ＝×+21.0＝1.234m γ0N d e ＝f cd bx （h 0-2x）××103×1234＝×1000×X ×（940－2x ） 解得x ＝55mm ＜ξb h 0＝×940＝，为大偏心受压构件。