CQ公路涵盖板台身及基础计算

摘要：本文主要根据现行公路设计规范《公路路线设计规范》（JTG D20-2006），对公路涵盖板台身及基础稳定进行设计计算，得到了安全合理的结论。

关键词：公路涵盖板；台身及基础

Abstract: in this paper, according to the current highway design standard "highway route design rules" (JTG D20-2006), on the highway cover board sets based on body and stable design calculation, get the security rational conclusion.

Keywords: highway cover board; Machine body and basic

中图分类号：U449.36文献标识码：A 文章编号：

1.背景资料

基础为整体式，基础襟边C1=0.20m，4台身宽C2=0.80m，基础宽C3=1.90m

背墙宽C4=0.55m，搭接宽度C5=0.25m，基础高度为0.30m，铺底厚为0.00m

涵洞净高H0=2.00m，计算高度H1=2.13m，基础顶深H2=6.25m

台身容重为23kN/m3，基础容重为25kN/m3，铺底容重为0kN/m3

台身轴心抗压强度fcd=2.98Mpa，台身弯曲抗拉强度ftmd=0.06Mpa，台身直接抗剪强度fvd=0.07Mpa

地基承载力容许值为200kPa，回填土的内摩擦角为30°

将台身简化为上端铰支、下端固结模型，取台宽b=0.99m进行计算

2.台身验算

1) 水平力

车辆荷载等代土层厚

破坏棱体长度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45°-30°/2)=3.61m

计算长度B=10.12m

=560/10.12/3.61/19=0.81m

土的侧压力系数

=tan2(45°-30°/2)=0.3333

q1=(H+h+d1/2)•b•λ•19

=(4+0.81+0.13)×0.99×0.3333×19=30.92kN/m

q2=(H+h+H0+0.00/2+d1)•b•λ•19

=(4+0.81+2.00+0.00+0.25)×0.99×0.3333×19=44.25kN/m

A端处弯矩

=-21.57kNm

A端处剪力

=52.52kN

最大弯矩位置x0的计算

=6.26kN/m

=1.31m

最大弯矩计算

=11.61kNm

2) 竖向力

当x0=1.31m时，台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩

名称 竖向力(kN) 偏心矩e(m) 弯矩(kNm)

P1 93.64 -0.28 -25.75

P2 41.38 0.13 5.17

P3 3.13 0.13 0.39

P4 12.70 0.00 0.00

∑P 150.85 ∑M=-20.19

3) 截面验算

作用效应组合

γ0Md=0.9×(1.2×∑M+1.4×Mmax)=-7.17kNm

γ0Nd=0.9×1.2×∑P=162.92kN

γ0Vd=0.9×1.4×QA=66.18kN

偏心矩e

e=γ0Md/γ0Nd=-0.044m

(1) 偏心受压承载力验算

现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.6、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数

弯曲平面内的截面回旋半径

ix=0.289×b=0.2861

iy=0.289×C2=0.2312

构件长细比，其中长细比修正系数γβ取1.3，构件计算长度l0取0.7H1=1.49m

=2.3953

=1.9356

x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中m取8.0，a取0.002

=0.9679

=1.0041

砌体偏心受压构件承载力影响系数

=0.9718

构件截面面积

A=C2*b=0.7920m2

由《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定，现偏心矩e=-0.044m，小于等于0.6×0.5×C2=0.24m，所以现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力

=2293.65kN ≥γ0Nd=162.92kN

偏心受压承载力满足要求

(2) 正截面受弯承载力验算

构件受拉边缘的弹性抵抗矩

W=b•C22/6=0.1056

现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力

W•ftmd=6.23kNm ≥γ0Md=-7.17kNm

正截面受弯承载力满足要求

(3) 直接受剪承载力验算

现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力，其中μf=0.7，Nk=174.59kN

=145.11kN ≥γ0Vd=66.18kN

直接受剪承载力满足要求

3.基底应力验算

基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表，其中P9汽是由车辆荷载所产生的盖板支点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应组合

基础底面面积

A=b•C3=1.8810m2

=116kPa ≤200kPa

基底应力满足要求

4.结语

在规范允许的范围内，本设计台身及基础应力满足实际工程需要。

参考文献：

[1]路桥集团第一公路工程局. JTJ041322000公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.

[2]路桥集团第一公路工程总公司.公路施工手册(桥涵22版)[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[3]张诚厚,袁文明,戴济群.高速公路软基处理[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[4]周永兴,何兆益,邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[5]交通部第一公路勘察设计院. JTJ017296公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.

作者简介：

黄能，1984年7月，中国水利水电第十四工程局有限公司，研究方向：土木工程

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。