1、孔径及净空净跨径L 0 =6m 净高h 0 =3.6m 2、设计安全等级一级结构重要性系数r 0 =1.13、汽车荷载荷载等级公路 —Ⅱ级4、填土情况涵顶填土高度H =3.4m 土的内摩擦角Φ =30°填土容重γ1 =18kN/m 3地基容许承载力[σ0] =259.6kPa 5、建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径25mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =280MPa 涵身混凝土强度等级C30涵身混凝土抗压强度设计值f cd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设计值f td =1.39MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m 3基础混凝土强度等级C20混凝土重力密度γ3 =24kN/m 3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.4m C 1 =0.05m 侧墙厚度t =0.4m C 2 =0.05m 横梁计算跨径L P = L 0+t =6.4m L = L 0+2t =6.8m 侧墙计算高度h P = h 0+δ =4m h = h 0+2δ =4.4m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.2m 基础宽度 B =7.2m 图 L-01(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ =71.20kN/m 2恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) =20.40kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/3) =46.80kN/m 22、活载钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算汽车后轮着地宽度0.6m，由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。

一个汽车后轮横向分布宽> 1.3/2 m > 1.8/2 m 故横向分布宽度a = (0.6/2+Htan30°)³2+1.3 =5.826m 同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30°= 2.063 m > 1.4/2 m故b = (0.2/2+Htan30°)³2 = 4.126m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车 = ∑G /(a³b) =5.82kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2) =1.94kN/m 2(三)内力计算1、构件刚度比K = (I 1/I 2)³(h P /L P ) =0.632、节点弯矩和轴向力计算(1)a种荷载作用下 (图L-02)涵洞四角节点弯矩M aA = M aB = M aC = M aD =-1/(K+1)²pL P 2/12横梁内法向力N a1 = N a2 =0侧墙内法向力N a3 = N a4 =pL P /2恒载p = p 恒 =71.20kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =-149.56kN ²mN a3 = N a4 =227.84kN车辆荷载p = q 车 = 5.82kN/m2M aA = M aB = M aC = M aD =-12.23kN ²m 图 L-02N a3 = N a4 =18.64kN (2)b种荷载作用下 (图L-03)M bA = M bB = M bC = M bD =-K/(K+1)²ph P 2/12N b1 = N b2 =ph P /2N b3 = N b4 =0恒载p = e P1 =20.40kN/m 2M bA = M bB = M bC = M bD =-10.46kN ²m N b1 = N b2 =40.80kN (3)c 种荷载作用下 (图L-04)图 L-03M cA = M cD =-K(3K+8)/[(K+1)(K+3)]²ph P 2/60M cB = M cC =-K(2K+7)/[(K+1)(K+3)]²ph P 2/60N c1 =ph P /6+(M cA -M cB )/h PN c2 =ph P /3-(M cA -M cB )/h PN c3 = N c4 =0恒载p = e P2-e P1 =26.40kN/m 2M cA = M cD =-7.38kN ²m M cB = M cC =-6.16kN ²m N c1 =17.30kN N c2 =35.50kN 图 L-04(4)d 种荷载作用下 (图L-05)M dA =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)]²ph P 2/42.26 m 0.6/2+Htan30°=M dB =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)-(5K+3)/(15K+5)]²ph P 2/4M dC =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)+(5K+3)/(15K+5)]²ph P 2/4M dD =-[K(K+3)/6(K 2+4K+3)-(10K+2)/(15K+5)]²ph P 2/4N d1 =(M dD -M dC )/h PN d2 =ph P -(M dD -M dC )/h PN d3 = -N d4 =-(M dB -M dC )/L P车辆荷载p = e 车 =1.94kN/m 2M dA =-4.95kN ²m M dB =2.81kN ²m M dC =-3.81kN ²m M dD =3.96kN ²m 图 L-05N d1 =1.94kN N d2 =5.82kN N d3 = -N d4 =-1.03kN (5)节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2L P -N 3=-3.65kN 图 L-07(3)左侧墙 (图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e 车=31.28kN/m 2ω2 =1.4e P2+1.4e 车68.24kN/m 2x =h P /2N x = N 3 =298.05kN M x =M B +N 1x-ω1²x 2/2-x 3(ω2-ω1)/6h P =-122.70kN ²m V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2h P -N 1=-3.02kN(4)右侧墙 (图L-09)ω1 = 1.4e P1 =28.56kN/m 2ω2 = 1.4e P2 =65.52kN/m2x =h P /2N x = N 4 =300.95kN M x =M C +N 1x-ω1²x 2/2-x 3(ω2-ω1)/6h P =-126.53kN ²m V x =ω1x+x 2(ω2-ω1)/2h P -N 1=-8.45kN (5)构件内力汇总表(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 =6.40 m ，h =0.40 m ，a =0.03 m ，h 0 =0.37 m ，b =1.00 m ，M d =258.63 kN ²m ，N d =84.05 kN ， V d =1.45 kN e 0 = M d /N d =3.077m i =h/121/2 =0.115m 长细比l 0/i =55.43> 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e 0/h 0 =22.654> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l 0/h =0.990≤ 1.0 ，取ξ2 =0.99η =1+(l 0/h)2ξ1ξ2h 0/1400e 0η = 1.022由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条图 L-08图 L-09e = ηe0+h/2-a = 3.314mr0N d e =f cd bx(h0-x/2)306.41 =13800x(0.37-x/2)解得x =0.066 m≤ξb h0 =0.56³0.37 =0.207 m故为大偏心受压构件。

A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.0029164m2= 2916.4mm2μ = 100A s/(bh0) =0.79 %>0.2 %符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第9.1.12条的要求。

选用 φ25 @160 mm，实际 A s =3068.0mm20.51³10-3f cu,k1/2bh0 =1033.6 kN>r0V d = 1.6 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.10条0.50³10-3α2f td bh0 =257.2 kN>r0V d = 1.6 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。

(2)结点l0 =6.40 m ，h = δ+C1 =0.45 m ， a =0.03 m ，h0 =0.42 m ， b = M d =225.20 kN²m ，N d =84.05 kN， V d =300.95 kNe0 = M d/N d = 2.679mi =h/121/2 =0.130m长细比l0/i =49.27> 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =17.424> 1.0 ，取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h = 1.008> 1.0 ，取ξ2 =1.00η =1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400e0η = 1.023由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.5条e = ηe0+h/2-a = 2.935mr0N d e =f cd bx(h0-x/2)271.36 =13800x(0.42-x/2)解得x =0.050 m≤ξb h0 =0.56³0.42 =0.235 m故为大偏心受压构件。