新城排水管涵工程（學(xué)府二路至正舟路段）箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書

PAGEPAGE16目錄258091.設(shè)計(jì)資料 2255422.設(shè)計(jì)依據(jù) 240263.箱涵典型斷面計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)段厚度600） 3288914.箱涵典型斷面計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)段厚度400） 7164335.箱涵斷面計(jì)算（異形段最大跨度厚度700） 11217436.箱涵斷面計(jì)算（異形段雙孔） 15157767.頂管工作井結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 18167038.頂管工作井護(hù)壁開挖驗(yàn)算 25新城排水管涵工程（學(xué)府二路至正舟路段）箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書設(shè)計(jì)資料本工程黔江區(qū)新城排水管涵工程（學(xué)府二路至正舟路段）位于重慶市黔江區(qū)舟白鎮(zhèn)鎮(zhèn)同正舟大道旁。本次擬建的涵洞頂位于現(xiàn)狀地面以下9m~11m，箱涵采用單箱單室箱型斷面，內(nèi)空凈寬、凈高均為4.5m。頂、底板及側(cè)墻厚度為0.60m，終點(diǎn)接頂管處箱涵內(nèi)空凈寬、凈高均為3m，與頂、底板相交處設(shè)置0.3x0.3m的倒角。設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50069-2002)《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS138-2002)箱涵典型斷面計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)段厚度600）（1）構(gòu)造型式及尺寸箱涵標(biāo)準(zhǔn)段采用鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)凈為4.5×4.5m。箱涵頂、底板厚0.6m，側(cè)墻寬0.6m，頂板與側(cè)墻、底板與側(cè)墻交接處分別設(shè)置0.3×0.3m倒角。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)沿箱涵縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計(jì)算模型，作用在其上的荷載有如下幾種類型：頂板覆土： 最大覆土厚度為12m，土的容重取20KN/m3:q=20*(12+1)=260kN/m2土的側(cè)壓力：作用在箱涵側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計(jì)算：q=K（rh1+rh2）其中:K：為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5；r：土的容重(20KN/m2)；h1：計(jì)算截面距離地面的深度；h2：車輛荷載的換算覆土厚度；（3）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖、變形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖：彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板內(nèi)側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=6009）構(gòu)件有效高度h0=56010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.0109914）短期組合彎矩Ms=43100000015）長期組合彎矩Ml=43100000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=143.742194617）裂縫寬度Wfk=0.184424296注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板外側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=6009）構(gòu)件有效高度h0=56010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.0109914）短期組合彎矩Ms=46400000015）長期組合彎矩Ml=46400000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=154.747977417）裂縫寬度Wfk=0.198544949注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。由上述計(jì)算可知，箱涵設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。箱涵典型斷面計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)段厚度400）（1）構(gòu)造型式及尺寸箱涵標(biāo)準(zhǔn)段采用鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)凈為3×3m。箱涵頂、底板厚0.4m，側(cè)墻寬0.4m，頂板與側(cè)墻、底板與側(cè)墻交接處分別設(shè)置0.3×0.3m倒角。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)沿箱涵縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計(jì)算模型，作用在其上的荷載有如下幾種類型：頂板覆土： 最大覆土厚度為13m，土的容重取20KN/m3:q=20*(13+1)=280kN/m2土的側(cè)壓力：作用在箱涵側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計(jì)算：q=K（rh1+rh2）其中:K：為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5；r：土的容重(20KN/m2)；h1：計(jì)算截面距離地面的深度；h2：車輛荷載的換算覆土厚度；（3）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖、變形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖：受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板內(nèi)側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=4009）構(gòu)件有效高度h0=36010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.01709555614）短期組合彎矩Ms=19500000015）長期組合彎矩Ml=19500000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=101.164266917）裂縫寬度Wfk=0.112222643注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板外側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=4009）構(gòu)件有效高度h0=36010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.01709555614）短期組合彎矩Ms=28300000015）長期組合彎矩Ml=28300000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=146.817884717）裂縫寬度Wfk=0.162866708注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。由上述計(jì)算可知，箱涵設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。箱涵斷面計(jì)算（異形段最大跨度厚度700）（1）構(gòu)造型式及尺寸箱涵標(biāo)準(zhǔn)段采用鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)凈為4.85×4.5m。箱涵頂、底板厚0.7m，側(cè)墻寬0.7m，頂板與側(cè)墻、底板與側(cè)墻交接處分別設(shè)置0.3×0.3m倒角。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)沿箱涵縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計(jì)算模型，作用在其上的荷載有如下幾種類型：頂板覆土： 最大覆土厚度為11m，土的容重取20KN/m3:q=20*(11+1)=240kN/m2土的側(cè)壓力：作用在箱涵側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計(jì)算：q=K（rh1+rh2）其中:K：為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5；r：土的容重(20KN/m2)；h1：計(jì)算截面距離地面的深度；h2：車輛荷載的換算覆土厚度；（3）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖、變形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖：受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板內(nèi)側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=7009）構(gòu)件有效高度h0=66010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.00932484814）短期組合彎矩Ms=47200000015）長期組合彎矩Ml=47200000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=133.5651317）裂縫寬度Wfk=0.179011996注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。受彎構(gòu)件裂縫計(jì)算（單位：N、mm、Mpa）（頂板外側(cè)）1）鋼筋表面形狀系數(shù)C1=12）長期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1.53）構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.154）鋼筋彈性模量Es=2000005）縱向受拉鋼筋直徑d=286）受拉鋼筋根數(shù)n=107）受拉鋼筋合力中心距裂縫邊距離t=408）構(gòu)件高度h=7009）構(gòu)件有效高度h0=66010）構(gòu)件寬度b=100011）受拉翼緣寬度bf=012）受拉翼緣厚度hf=013）縱向受拉鋼筋配筋率ρ=0.00932484814）短期組合彎矩Ms=52100000015）長期組合彎矩Ml=52100000016）開裂截面受拉鋼筋應(yīng)力σs=147.431001517）裂縫寬度Wfk=0.197595868注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。由上述計(jì)算可知，設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。箱涵斷面計(jì)算（異形段雙孔）（1）構(gòu)造型式及尺寸箱涵異性段段采用鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)凈為3.0×4.5m。箱涵頂、底板厚0.7m，側(cè)墻寬0.7m，頂板與側(cè)墻、底板與側(cè)墻交接處分別設(shè)置0.3×0.3m倒角。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)沿箱涵縱向取1m結(jié)構(gòu)作為計(jì)算模型，作用在其上的荷載有如下幾種類型：頂板覆土： 最大覆土厚度為11m，土的容重取20KN/m3:q=20*(11+1)=240kN/m2土的側(cè)壓力：作用在箱涵側(cè)墻的土側(cè)壓力按下式計(jì)算：q=K（rh1+rh2）其中:K：為土的靜止土壓力系數(shù),取0.5；r：土的容重(20KN/m2)；h1：計(jì)算截面距離地面的深度；h2：車輛荷載的換算覆土厚度；（3）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖、變形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下列附圖截面位置彎矩M軸力N剪力Q偏心距e00.55截面有效高度h0偏心類型正截面安全系數(shù)裂縫寬度kN·mkNkNM/Nmmm頂板137.43539.30.390.35大偏心22.060.02上腋角308.4479.2353.30.640.35大偏心7.970.06側(cè)墻170.6524.72.70.330.35大偏心18.19不用驗(yàn)算下腋角361570.24240.630.35大偏心6.880.07底板159.4424.449.70.380.35大偏心19.160.03注：頂板底板按純彎計(jì)算，側(cè)墻按壓彎計(jì)算。由上述計(jì)算可知，設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。7.頂管工作井結(jié)構(gòu)驗(yàn)算1設(shè)計(jì)資料1.1基本信息圓形水池形式:有蓋池內(nèi)液體重度10.0kN/m3浮托力折減系數(shù)1.00裂縫寬度限值0.20mm抗浮安全系數(shù)1.10水池的幾何尺寸如下圖所示:1.2荷載信息地面活荷載:20.00kN/m2活荷載組合系數(shù):0.90荷載分項(xiàng)系數(shù):自重:1.40其它恒載:1.40地下水壓:1.40其它活載:1.50荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):頂板活荷載:0.40地面堆積荷載:0.50地下水壓:1.00溫(濕)度作用:1.00活載調(diào)整系數(shù):其它活載:1.00壁面溫差:-10.0℃溫差彎矩折減系數(shù):0.65混凝土線膨脹系數(shù):0.0000101.3混凝土與土信息土天然重度:22kN/m3土飽和重度:23kN/m3素填土C=5kPa，φ=26°。紅黏土C=20.5kPa，φ=8.4°。修正后的地基承載力特征值fa=10635.90kPa混凝土等級(jí):C30縱筋級(jí)別:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋調(diào)整系數(shù):1.20縱筋保護(hù)層厚度:位置頂板(mm)池壁(mm)底板(mm)上側(cè)(內(nèi)側(cè))404035下側(cè)(外側(cè))3535502計(jì)算內(nèi)容（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（2）抗浮驗(yàn)算（3）地基承載力計(jì)算（4）內(nèi)力及配筋計(jì)算（5）抗裂度、裂縫計(jì)算（6）混凝土工程量計(jì)算3荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算頂板:恒荷載:頂板自重:10.00kN/m2覆土自重:25.50kN/m2活荷載:地面活荷載:20.00kN/m2底板:恒荷載:頂板自重+池壁自重:104.12kN/m2覆土自重:25.50kN/m2活荷載:地面活荷載:20.00kN/m2池壁:恒荷載:池外側(cè)土壓力(池頂):9.17kN/m2池外側(cè)土壓力(池底):120.50kN/m2活荷載:溫差作用:-31.20kN.m/m地面活荷載:5.14kN/m24地基承載力驗(yàn)算:計(jì)算基礎(chǔ)底面的壓力：池壁內(nèi)壁圓面積:Aic=πR2=3.14×3.0002=28.27m2池壁外壁圓面積:At=π(R＋t)2=3.14×(3.000＋0.40)2=36.32m2頂板自重Gt=γc×At×t1=25.00×36.32×0.40=363.17kN池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×8.04×17.000=3418.05kN底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×36.32×0.60=544.75kN水池自重Gp=Gt＋Gs＋Gb=363.17＋3418.05＋544.75=4325.97kN覆土重Gc=psv×At=25.50×36.32=926.08kN池內(nèi)水自重Gw=pw×Aic=0.00×28.27=0.00kN地面活荷載Gq=qm×At=20.00×36.32=726.34kN基礎(chǔ)底面的壓力pk=(Gp＋Gw＋Gc＋Gq)/Ab=5978.39/36.32=164.62kPa修正后的地基承載力特征值為：10635.90kPapk=164.62kPa<fa=10635.90kPa地基承載力滿足5抗浮驗(yàn)算:地下水位位于基底以下,無需驗(yàn)算6內(nèi)力及配筋計(jì)算:(軸力:kN彎矩:kN.m面積:mm2配筋面積:mm2/m)池壁:彎矩外側(cè)受拉為正，軸力受拉為正頂板:下側(cè)受拉為正,底板:上側(cè)受拉為正按《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》靜力計(jì)算查表池壁的約束條件:上端自由,下端固定池壁內(nèi)力計(jì)算查表系數(shù)H2/dt=17.0002/6.400×0.40=112.89≥56,按56查表。荷載組合:（1）閉水試驗(yàn)：池內(nèi)有水，池外無土（2）使用時(shí)池內(nèi)無水：池內(nèi)無水，池外有土閉水試驗(yàn)：基本組合:1.40×溫度作用標(biāo)準(zhǔn)組合:1.00×溫度作用準(zhǔn)永久組合:1.00×溫度作用設(shè)計(jì)值/標(biāo)準(zhǔn)值/準(zhǔn)永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H0.00/0.00/0.0036.40/26.00/26.00373.03/266.45/266.450.10H30.88/22.06/22.0641.55/29.68/29.6874.47/53.20/53.200.20H45.21/32.29/32.2943.93/31.38/31.38-30.47/-21.76/-21.760.30H44.64/31.89/31.8943.84/31.31/31.311.86/1.33/1.330.40H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.202.07/1.48/1.480.50H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.60H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.70H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.75H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.80H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.85H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.90H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.000.95H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.001.00H43.68/31.20/31.2043.68/31.20/31.200.00/0.00/0.00使用時(shí)池內(nèi)無水：基本組合:1.2×池外土作用＋0.90×1.40×(溫度作用＋地面活荷載)標(biāo)準(zhǔn)組合:1.00×池外土作用＋0.90×1.00×(溫度作用＋地面活荷載)準(zhǔn)永久組合:1.00×池外土作用＋1.00×溫度作用＋0.50×地面活荷載設(shè)計(jì)值/標(biāo)準(zhǔn)值/準(zhǔn)永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H-0.00/-0.00/-0.0032.76/23.40/26.00-57.97/-44.13/-37.560.10H27.79/19.85/22.0637.39/26.71/29.68-103.22/-79.76/-73.190.20H40.69/29.06/32.2939.54/28.24/31.38-175.88/-134.97/-130.570.30H40.18/28.70/31.8939.46/28.18/31.31-193.71/-151.01/-144.440.40H39.31/28.08/31.2039.31/28.08/31.20-238.96/-186.64/-180.070.50H39.31/28.08/31.2039.31/28.08/31.20-283.75/-221.91/-215.340.60H39.31/28.08/31.2039.31/28.08/31.20-329.45/-257.89/-251.320.70H39.31/28.08/31.2039.31/28.08/31.20-386.05/-302.42/-295.630.75H-0.52/-0.40/-0.34-0.09/-0.07/-0.06-417.28/-327.00/-320.160.80H-9.22/-7.23/-7.11-1.54/-1.21/-1.19-438.71/-343.88/-337.070.85H-18.44/-14.46/-14.23-3.07/-2.41/-2.37-421.17/-330.19/-323.940.90H-23.05/-18.08/-17.78-3.84/-3.01/-2.96-323.78/-253.87/-249.220.95H44.45/32.09/35.1040.17/28.75/31.85-138.36/-108.50/-106.561.00H151.00/115.66/117.2457.93/42.68/45.54-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂縫、抗裂度驗(yàn)算:位置計(jì)算As配筋實(shí)際As裂縫寬度抗裂度豎向內(nèi)側(cè)800.0E18@1501696.50.16豎向外側(cè)1216.9E18@1501696.50.16環(huán)向內(nèi)側(cè)800.0E16@1501340.40.081.19環(huán)向外側(cè)844.3E16@1501340.40.081.19池壁的豎向最大裂縫寬度:0.16<=0.20裂縫滿足要求池壁的環(huán)向最大抗裂度:1.19<=act×ftk=1.75抗裂度滿足要求池壁的環(huán)向最大裂縫寬度:0.08<=0.20裂縫滿足要求頂板:按《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》6.2.4或6.2.5計(jì)算頂板的計(jì)算半徑:R=3.200m頂板的約束條件:簡支荷載組合:基本組合:1.40×自重＋1.4×覆土自重＋1.50×地面活荷載S=1.40×10.00＋1.4×25.50＋1.50×20.00=79.7kN/m2準(zhǔn)永久組合:自重＋覆土自重＋0.50×地面活荷載S=10.00＋25.50＋0.50×20.00=45.50kN/m2頂板配筋及裂縫驗(yàn)算:位置設(shè)計(jì)值/準(zhǔn)永久值計(jì)算As配筋實(shí)際As裂縫寬度徑向板中54.05/33.97800.0E14@15010770.06徑向板邊-92.65/-58.24800.0E14@15010770.12環(huán)向板中54.05/33.97800.0E14@15010770.06環(huán)向板邊-15.44/-9.71800.0E14@15010770.02底板:按《水池結(jié)構(gòu)規(guī)程》6.2.4或6.2.5計(jì)算底板的計(jì)算半