在城市建設(shè)過程中，管道的設(shè)計(jì)和規(guī)劃也是很重要的一方面，在管道施工中有很多結(jié)構(gòu)方式，本文是一篇工程師職稱發(fā)表范文，主要論述了低填土蓋板涵整體基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算。

　　[摘要]使用倒梁法對低填土蓋板涵整體基礎(chǔ)進(jìn)行受力分析計(jì)算，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　[關(guān)鍵詞]倒梁法,低填土,蓋板涵,整體基礎(chǔ)

　　青島部分沿海地區(qū)整體地勢標(biāo)高較低，市政道路設(shè)計(jì)時(shí)由于雨水排放要求，可能會(huì)沿道路敷設(shè)較大孔徑排水管道，但受到道路豎向標(biāo)高制約，部分管段覆土不滿足規(guī)范要求，給管道施工和檢查井砌筑帶來困難，因此，設(shè)計(jì)中常將部分管道取代為雨水暗涵。沿海地段地基承載力普遍較低，持力層承載力特征值一般小于140kPa，采用整體式基礎(chǔ)的蓋板涵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比箱涵較節(jié)省。筆者通過實(shí)例對蓋板涵整體基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

　　1整體基礎(chǔ)模型及受力分析

　　倒梁法是假定整體式基礎(chǔ)與涵臺(tái)鉸接，基底凈反力作為均布荷載q作用在基礎(chǔ)底面，對將基礎(chǔ)簡化為倒置的簡支梁進(jìn)行分析，如圖1所示。整體式基礎(chǔ)有兩種形式，素混凝土基礎(chǔ)和鋼筋混凝土基礎(chǔ)。低填土情況下，由于地基承載力不高，素混凝土結(jié)構(gòu)不用綁扎鋼筋，工序少、工期短、造價(jià)低，首選素混凝土結(jié)構(gòu)。倒梁法計(jì)算模型不考慮涵臺(tái)的支撐寬度及基礎(chǔ)襟邊寬度;為便于計(jì)算，選取1米寬涵洞進(jìn)行計(jì)算。

　　2整體式基礎(chǔ)抗剪計(jì)算

　　2.1直剪計(jì)算

　　根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D61―2005)第4.0.13條公式為

　　γ0Vd≤Afvd+1/1.4μfNk

　　該公式適用于直接剪切構(gòu)件，可作為涵洞基礎(chǔ)支點(diǎn)截面的抗剪計(jì)算。

　　2.2彎剪計(jì)算

　　根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》沒有給出彎剪破壞計(jì)算公式，計(jì)算時(shí)可參照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004)第5.2.10條公式計(jì)算

　　γ0Vd≤0.50×10-3α2ftdbh0(kN)

　　對于鋼筋混凝土整體基礎(chǔ)可按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004)進(jìn)行抗剪計(jì)算。

　　3算例

　　某市政雨水暗涵1～2.0m，暗涵位于車行道內(nèi)，車輛荷載等級(jí)采用公路-I級(jí)，涵頂填土高度為0.5m，涵洞基底設(shè)計(jì)地基反力為80kPa，地基承載力為100kPa，基礎(chǔ)采用素混凝土整體基礎(chǔ)，截面形式如圖2所示，驗(yàn)算基礎(chǔ)能否滿足抗彎、抗剪要求。

　　涵身材料選用C30混凝土，涵洞安全等級(jí)為三級(jí)，計(jì)算跨徑l=2+0.5=2.5m。

　　取1m涵長計(jì)算：

　　(1)荷載計(jì)算。地基反力均布荷載q=80×1.0=80kN/m，基礎(chǔ)荷載自重g=23×0.6×1.0=13.8kN/m;

　　跨中基礎(chǔ)頂面負(fù)彎矩偏安全采用單跨彎矩計(jì)算，單跨跨徑取2+0.5m=2.5m，M=1/8×(80-13.8)×6.25=51.7kN・m

　　(2)按照承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行抗彎計(jì)算。為簡化計(jì)算，綜合考慮恒載和汽車荷載所引起的地基土應(yīng)力比例偏安全的取統(tǒng)一的荷載分項(xiàng)系數(shù)1.3。

　　r0Md=0.9×1.3×51.7=60.5kN・m基礎(chǔ)C30砼ftmd=1.04MPa

　　基礎(chǔ)能夠承受的最大彎矩MR=ftmd×bh2/6=1.04×1000×1.0×0.72/6=84.93kN・m>60.5kN・m

　　計(jì)算通過。

　　(3)按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行抗彎計(jì)算

　　其計(jì)算公式如下

　　m=51.7kN・m

　　[f]W=0.5ftk×bh2/6=0.5×2010×1.0×0.7×0.7/6=82.08kN・m>51.7kN・m

　　計(jì)算通過。

　　(4)抗剪計(jì)算

　　計(jì)算截面剪力r0Vd=0.9×1.3×(1/2×80×1 2)=93.6kN

　　Afvd=1.0×0.7×2.09×1000=1463kN>93.6kN

　　計(jì)算通過。

　　由此看出，抗彎承載力滿足要求時(shí)抗剪承載力富裕較多，一般抗彎承載力滿足要求時(shí)，可不再驗(yàn)算抗剪承載力。

　　3結(jié)論

　　(1)低填土蓋板涵在地基承載力較差路段代替雨水箱涵是合理可行的。

　　(2)基于公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，按照簡化的倒梁法進(jìn)行整體涵洞基礎(chǔ)計(jì)算簡便易行，在設(shè)計(jì)工程中操作性較強(qiáng)。

　　工程師職稱論文發(fā)表期刊推薦《洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)創(chuàng)刊于1984年，分別于1998年、1999年經(jīng)國家新聞出版署審批為國內(nèi)、外公開發(fā)行學(xué)報(bào)。學(xué)報(bào)為大16開96頁，季刊。《洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)》(社會(huì)科學(xué)版)創(chuàng)刊于1984年，分別于1998年、1999年經(jīng)國家新聞出版署審批為國內(nèi)、外公開發(fā)行學(xué)報(bào)。學(xué)報(bào)為大16開96頁，雙月刊。