双孔箱涵结构设计(包含计算书-完整的公式).xls

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钢钢筋筋混混凝凝土土双双孔孔箱箱涵涵结结构构设设计计数数据据输输入入：

说明1.孔径及净空净跨径L0=5.5m净高h0=2.9m孔数m=22.设计安全等级设计安全等级11为一级，2为二级，3为三级3.汽车荷载荷载等级公路2级1为I级，2为II级，3为II级折减4.填土情况箱涵顶填土厚H=2.4m0.5m土的内摩擦角=30填土容重1=19kN/m3地基承载力0=200kPa5.建筑材料普通钢筋种类21为R235，2为HRB335，3为HRB400，4为KL400主钢筋直径20mm涵身混凝土强度等级C3015506.箱涵尺寸顶板、底板厚度=0.8m倒角C1=0.3m侧墙厚度t=1m倒角C2=0.3m基础襟边c=0m基础高度d=0m附注：

有填充颜色的单元格需要按说明输入数值。

钢钢筋筋混混凝凝土土箱箱涵涵结结构构设设计计一一、设设计计资资料料1、孔径及净空净跨径L0=5.5m净高h0=2.9m孔数m=22、设计安全等级一级结构重要性系数r0=1.13、汽车荷载荷载等级公路级4、填土情况涵顶填土高度H=2.4m土的内摩擦角=30填土容重1=19kN/m3地基容许承载力0=200kPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径20mm钢筋抗拉强度设计值fsd=280MPa涵身混凝土强度等级C30涵身混凝土抗压强度设计值fcd=13.8MPa涵身混凝土抗拉强度设计值ftd=1.39MPa钢筋混凝土重力密度2=25kN/m3基础混凝土强度等级C15混凝土重力密度3=24kN/m3二二、设设计计计计算算（一一）截截面面尺尺寸寸拟拟定定（见图L-01）顶板、底板厚度=0.8mC1=0.3m第3页，共25页侧墙厚度t=1mC2=0.3m横梁计算跨径LP=L0+t=6.5mL=2L0+3t=14m侧墙计算高度hP=h0+=3.7mh=h0+2=4.5m基础襟边c=0m基础高度d=0m基础宽度B=14m（二二）荷荷载载计计算算1、恒载恒载竖向压力p恒=1H+2=65.60kN/m2恒载水平压力顶板处eP1=1Htan2（45-/2）=15.20kN/m2图L-01底板处eP2=1（H+h）tan2（45-/3）=43.70kN/m22、活载汽车后轮着地宽度0.6m，由公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）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0.6/2+Htan30=1.69m1.3/2m1.8/2m故横向分布宽度a=1.8+1.3=3.100m同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30=1.486m1.4/2m故b=1.400mG=140kN车辆荷载垂直压力q车=G/（ab）=32.26kN/m2车辆荷载水平压力e车=q车tan2（45-/2）=10.75kN/m2（三三）内内力力计计算算1、构件刚度比第4页，共25页K=（I1/I2）（hP/LP）=0.29u=2K+1=1.582、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MaA=MaC=MaE=MaF=-1/upLP2/12MBA=MBE=MDC=MDF=-（3K+1）/upLP2/12MBD=MDB=0横梁内法向力Na1=Na2=Na1=Na2=0侧墙内法向力Na3=Na4=（MBA-MaA+pLp2/2）/LpNa5=-（Na3+Na4）恒载p=p恒=65.60kN/m2MaA=MaC=MaE=MaF=-145.91kNmMBA=MBE=MDC=MDF=-273.49kNmNa3=Na4=193.57kNNa5=-387.15kN车辆荷载p=q车=32.26kN/m2MaA=MaC=MaE=MaF=-71.75kNm图L-02MBA=MBE=MDC=MDF=-134.49kNmNa3=Na4=95.19kNNa5=-190.37kN

（2）b种荷载作用下（图L-03）MbA=MbC=MbE=MbF=-KphP2/6uMBA=MBE=MDC=MDF=KphP2/12uMBD=MDB=0Nb1=Nb2=Nb1=Nb2=phP/2Nb3=Nb4=（MBA-MbA）/LpNb5=-（Nb3+Nb4）恒载p=eP1=15.20kN/m2MbA=MbC=MbE=MbF=-6.39kNmMBA=MBE=MDC=MDF=3.19kNm图L-03第5页，共25页Nb1=Nb2=Nb1=Nb2=28.12kNNb3=Nb4=-1.47kNNb5=2.95kN（3）c种荷载作用下（图L-04）=20u（K+6）/K=683.40McA=McE=-（8K+59）phP2/6McC=McF=-（12K+61）phP2/6MBA=MBE=（7K+31）phP2/6MDC=MDF=（3K+29）phP2/6MBD=MDB=0Nc1=Nc1=phP/6+（McC-McA）/hPNc2=Nc2=phP/3-（McC-McA）/hPNc3=Nc4=（MBA-McA）/LpNc5=-（Nc3+Nc4）恒载p=eP2-eP1=28.50kN/m2McA=McE=-5.84kNmMcC=McF=-6.14kNmMBA=MBE=3.14kNm图L-04MDC=MDF=2.84kNmNc1=Nc1=17.49kNNc2=Nc2=35.23kNNc3=Nc4=1.38kNNc5=-2.76kN（4）d种荷载作用下（图L-05）1=20（K+2）（6K2+6K+1）=149.332=u/K=5.433=120K3+278K2+335K+63=187.224=120K3+529K2+382K+63=222.245=360K3+742K2+285K+27=182.006=120K3+611K2+558K+87=304.50第6页，共25页MdA=（-2/2+3/1）phP2/4MdE=（-2/2-3/1）phP2/4MdC=-（2/2+5/1）phP2/24MdF=-（2/2-5/1）phP2/24MBA=-（-2/2+4/1）phP2/24MBE=-（-2/2-4/1）phP2/24MDC=（1/2+6/1）phP2/24MDF=（1/2-6/1）phP2/24MBD=-4phP2/121MDB=6phP2/121Nd1=（MdC+phP2/2-MdA）/hP图L-05Nd2=php-Nd1Nd1=（MdF-MdE）/hPNd2=php-Nd1Nd3=（MBA+MBD-MdA）/LPNd4=（MBE+MBD-MdE）/LPNd5=-（Nd3+Nd4）车辆荷载p=e车=10.75kN/m2MdA=32.59kNmMdE=-59.69kNmMdC=-9.73kNmMdF=5.22kNmMBA=-11.39kNmMBE=6.87kNmMDC=13.64kNmMDF=-11.38kNmMBD=-18.26kNmMDB=25.01kNmNd1=-31.33kNNd2=71.12kN第7页，共25页Nd1=-0.45kNNd2=40.23kNNd3=-9.57kNNd4=7.43kNNd5=2.14kN（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（JTGD602004）第4.1.6条进行承载能力极限状态效应组合荷载种类M（kNm）MAMEMCMFMBAMBEMDCMDFMBDMDB恒载a-145.91-145.91-145.91-145.91-273.49-273.49-273.49-273.490.000.001.2结构、土的重力-175.10-175.10-175.10-175.10-328.19-328.19-328.19-328.190.000.00b-6.39-6.39-6.39-6.393.193.193.193.190.000.00c-5.84-5.84-6.14-6.143.143.142.842.840.000.001.4土侧压力-17.11-17.11-17.53-17.538.878.878.458.450.000.00车辆荷载a-71.75-71.75-71.75-71.75-134.49-134.49-134.49-134.490.000.00d32.59-59.69-9.735.22-11.396.8713.64-11.38-18.2625.011.4汽车-54.83-184.02-114.08-93.15-204.22-178.66-169.19-204.21-25.5635.02荷载效应组合-247.04-376.23-306.71-285.78-523.54-497.98-488.93-523.95-25.5635.02荷载种类N（kN）N1N2N1N2N3N4N5恒载a0.000.000.000.00193.57193.57-387.151.2结构、土的重力0.000.000.000.00232.29232.29-464.57b28.1228.1228.1228.12-1.47-1.472.95c17.4935.2317.4935.231.381.38-2.761.4土侧压力63.8688.6963.8688.69-0.13-0.130.26车辆荷载a0.000.000.000.0095.1995.19-190.37d-31.3371.12-0.4540.23-9.577.432.141.4汽车-43.8699.56-0.6356.32119.86143.67-263.52第8页，共25页荷载效应组合20.00188.2563.23145.0352.0375.8-727.843、构件内力计算（跨中截面内力）

（1）顶板1（图L-06）x=LP/2P=1.2p恒+1.4q车=123.88kNNx=N1=20.00kNMx=MA+N3x-Px2/2=242.77kNmVx=Px-N3=50.60kN顶板1x=LP/2P=1.2p恒+1.4q车=123.88kN图L-06Nx=N1=63.23kNMx=ME+N4x-Px2/2=190.95kNmVx=Px-N4=26.79kN

（2）底板2（图L-07）1=1.2p恒+1.4（q车+3e车HP2/4LP2）=127.54kN/m22=1.2p恒+1.4q车=123.88kN/m2x=LP/2Nx=N2=188.25kNMx=MC+N3x-2x2/2-5x3（1-2）/12LP=175.05kNmVx=2x+3x2（1-2）/2LP-N3图L-07=59.52kN底板21=1.2p恒+1.4q车=123.88kN/m22=1.2p恒+1.4（q车-3e车HP2/4LP2）=120.22kN/m2x=LP/2第9页，共25页Nx=N2=145.02kNMx=MF+N4x-2x2/2-x3（1-2）/6LP=297.50kNmVx=2x+x2（1-2）/2LP-N4=20.85kN（3）左侧墙（图L-08）1=1.4eP1+1.4e车=36.33kN/m22=1.4eP2+1.4e车76.23kN/m2x=hP/2图L-08Nx=N3=352.02kNMx=MA+N1x-1x2/2-x3（2-1）/6hP=-283.60kNmVx=1x+x2（2-1）/2hP-N1=65.68kN（4）右侧墙（图L-09）1=1.4eP1=21.28kN/m22=1.4eP2=61.18kN/m2x=hP/2Nx=N4=375.82kN图L-09Mx=ME+N1x-1x2/2-x3（2-1）/6hP=-307.04kNmVx=1x+x2（2-1）/2hP-N1=-5.41kN（5）中间墙（图L-10）x=hP/2Nx=N5=-727.84kNMx=MBD+（N1+N1）x=128.42kNm第10页，共25页Vx=-（N1+N1）图L-10=-83.23kN（5）构件内力汇总表构件MdNdVdMdNdVdMdNdVdA-BAA-BB-247.0420.00352.02242.7720.0050.60-523.5420.00-727.84B-EBB-EE-497.9863.23-727.84190.9563.2326.79-376.2363.23375.82C-DCC-DD-306.71188.25352.02175.05188.2559.52-488.93188.25-727.84D-FDD-FF-523.95145.02-727.84297.50145.0220.85-285.78145.02375.82A-CAA-CC-247.04352.0220.00-283.60352.0265.68-306.71352.02188.25E-FEE-FF-376.23375.8263.23-307.04375.82-5.41-285.78375.82145.02B-DBB-DD-25.56-727.8483.23128.42-727.84-83.2335.02-727.84333.27（四四）截截面面设设计计1、顶板（A-BB-E）钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。

（1）跨中l0=6.50m，h=0.80m，a=0.04m，h0=0.76m，b=1.00m，Md=242.77kNm，Nd=20.00kN，Vd=50.60kNe0=Md/Nd=12.141m第11页，共25页i=h/121/2=0.231m长细比l0/i=28.1517.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.10条1=0.2+2.7e0/h0=43.3331.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.0691.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.003由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=12.537mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）275.75=13800x（0.76-x/2）解得x=0.027mbh0=0.560.76=0.426m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.001240497m2=1240.5mm2=100As/（bh0）=0.16%r0Vd=55.7kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=528.2kNr0Vd=55.7kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTGD622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。

（2）结点（AE）l0=6.50m，h=+C1=1.10m，a=0.04m，h0=1.06m，b=1.00m，Md=523.54kNm，Nd=20.00kN，Vd=727.84kNe0=Md/Nd=26.183mi=h/121/2=0.318m长细比l0/i=20.4717.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.10条1=0.2+2.7e0/h0=66.8921.0，取1=1.00第12页，共25页2=1.15-0.01l0/h=1.0911.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.001由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=26.719mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）587.70=13800x（1.06-x/2）解得x=0.041mbh0=0.561.06=0.594m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.001940576m2=1940.6mm2=100As/（bh0）=0.18%r0Vd=800.6kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=736.7kNr0Vd=800.6kN故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。

2、底板（C-DD-F）钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。

（1）跨中l0=6.50m，h=0.80m，a=0.04m，h0=0.76m，b=1.00m，Md=297.50kNm，Nd=145.02kN，Vd=20.85kNe0=Md/Nd=2.052mi=h/121/2=0.231m长细比l0/i=28.1517.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.10条第13页，共25页1=0.2+2.7e0/h0=7.4881.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.0691.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.017由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=2.447mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）390.40=13800x（0.76-x/2）解得x=0.038mbh0=0.560.76=0.426m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.001312136m2=1312.1mm2=100As/（bh0）=0.17%r0Vd=22.9kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=528.2kNr0Vd=22.9kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTGD622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。

（2）结点l0=6.50m，h=+C1=1.10m，a=0.04m，h0=1.06m，b=1.00m，Md=523.95kNm，Nd=145.02kN，Vd=727.84kNe0=Md/Nd=3.613mi=h/121/2=0.318m长细比l0/i=20.4717.5由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.10条1=0.2+2.7e0/h0=9.4031.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.0911.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.007第14页，共25页由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=4.149mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）661.92=13800x（1.06-x/2）解得x=0.046mbh0=0.561.06=0.594m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.001710229m2=1710.2mm2=100As/（bh0）=0.16%r0Vd=800.6kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=736.7kNr0Vd=800.6kN故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。

3、左、右侧板（A-C，E-F）

（1）板中l0=3.70m，h=1.00m，a=0.04m，h0=0.96m，b=1.00m，Md=307.04kNm，Nd=375.82kN，Vd=5.41kNe0=Md/Nd=0.817mi=h/121/2=0.289m长细比l0/i=12.821.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.1131.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000第15页，共25页由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=1.275mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）527.09=13800x（0.96-x/2）解得x=0.041mbh0=0.560.96=0.536m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.000531208m2=531.2mm2=100As/（bh0）=0.06%r0Vd=6.0kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=665.8kNr0Vd=6.0kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTGD622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。

（2）结点l0=3.70m，h=t+C2=1.30m，a=0.04m，h0=1.26m，b=1.00m，Md=376.23kNm，Nd=375.82kN，Vd=63.23kNe0=Md/Nd=1.001mi=h/121/2=0.375m长细比l0/i=9.861.0，取1=1.002=1.15-0.01l0/h=1.1221.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=1.609mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）665.20=13800x（1.26-x/2）第16页，共25页解得x=0.039mbh0=0.561.26=0.704m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=0.00044171m2=441.7mm2=100As/（bh0）=0.04%r0Vd=69.6kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=874.3kNr0Vd=69.6kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按（JTGD622004）第9.3.13条构造要求配置箍筋。

3、中间板（B-D）

（1）板中l0=3.70m，h=1.00m，a=0.04m，h0=0.96m，b=1.00m，Md=128.42kNm，Nd=727.84kN，Vd=83.23kNe0=Md/Nd=0.176mi=h/121/2=0.289m长细比l0/i=12.821.0，取2=1.00=1+（l0/h）212h0/1400e0=1.000由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）第5.3.5条e=e0+h/2-a=0.636mr0Nde=fcdbx（h0-x/2）509.54=13800x（0.96-x/2）解得x=0.039mbh0=0.560.96=0.538m故为大偏心受压构件。

As=（fcdbx-r0Nd）/fsd=-0.00092417m2-=924.2mm2第17页，共25页=100As/（bh0）=-0.10%r0Vd=91.6kN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（JTGD622004）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（JTGD622004）第5.2.10条0.5010-32ftdbh0=667.2kNr0Vd=131.7