箱涵设计细则
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2022年11月21日 13:31:43
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一、箱涵设计及计算 1、箱涵按矩形框架计算,内壁在角隅处宜设倒角并配防劈裂钢筋,进行超静定结构内力效应分析时,可按全截面考虑; 2、顶底板的计算,可按以下两种工况进行计算和配筋: 工况1 :顶、底板和侧墙均按偏心受压构件; 工况2 :顶、底板按受弯构件,侧墙按偏心受压构件;


一、箱涵设计及计算


1、箱涵按矩形框架计算,内壁在角隅处宜设倒角并配防劈裂钢筋,进行超静定结构内力效应分析时,可按全截面考虑;

2、顶底板的计算,可按以下两种工况进行计算和配筋:
工况1 :顶、底板和侧墙均按偏心受压构件;
工况2 :顶、底板按受弯构件,侧墙按偏心受压构件;

设计控制 取最不利工况

3、作用荷载组合:
主要荷载   :车辆荷载、结构重力和填土重力;

承载能力极限状态 :正截面、斜截面强度验算,抗倾覆和滑移验算;
正常使用极限状态 :裂缝宽度、刚度(挠度)验算。

4、配筋除满足受力要求外,还需满足裂缝要求和规范规定的最小配筋率。

5、温度作用:明箱涵需考虑,暗箱涵可不考虑;底板和侧板分期浇筑时,应考虑混凝土收缩的影响。

6、明涵计算时需计入冲击力,暗涵不计冲击力。

7、箱涵设计采用的是车辆荷载,但当箱涵上布置多辆车时,同样应考虑车辆荷载的折减,布置一条车道车辆荷载时,考虑车辆荷载的提高。折减系数如下:
 

8、 荷载分布宽度: 直接影响涵洞所受竖向和水平压力强度标准值的大小

①.明涵计算步骤与小桥大致相同,但与桥不同的是,涵洞采用的汽车荷载是车辆荷载,而桥梁采用车道荷载,仅在局部加载时采用车辆荷载;


②.明涵的车轮分布宽度计算详见《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)第4.2.3条;


③.暗涵的车轮分布宽度计算详见《公路涵洞设计规范》(JTG/T 3365-02-2020)第9.2.1条:车轮按其着地面积的边缘向下作30°角扩散,当几个车轮的压力扩散线相重叠时, 则扩散面积以最外边的扩散线为准。( 相关计算方法及解析详见往期文章

链接: 涵顶汽车荷载竖向压力及分布宽度计算


9、斜涵涵身可视为正交涵洞简化计算,计算跨径与涵洞长度方向垂直。斜交涵洞的车辆荷载没有正交涵洞集中,故此种简化计算是安全的。


斜涵(暗)中部主筋布置方向与涵洞长度方向垂直(称为正布钢筋),而两端各取一个呈梯形的平面作为斜布钢筋部分,顶底板主钢筋按逐根增大偏斜度布置(称为斜布钢筋),在此区段内的钢筋间距,呈锐角一边的主钢筋间距与箱身中部相同,呈钝角一边的钢筋间距则缩小一半。


10、斜涵斜度较大时,洞口的端涵身处于两侧土压力不平衡状态,因而可能产生涵身向土侧压力较小的一侧滑动(平移或平面转动),故采取在端涵身设置抗滑键的措施。


11、当通道涵周边的地下水位高于涵底标高较大时,应考虑地下水的浮力影响,根据工程的具体情况做专门的抗浮设计。


12、二级及二级以上公路的明涵的护栏形式宜与相邻的路基护栏相同,设置于明涵上钢筋混凝土基础内的波形梁护栏,立柱埋深不应小于30cm。

14、明涵由于跨径较短,一般不能满足桥梁护栏结构上所需的最短长度,并且在很短的桥梁护栏上进行两次过渡段处理,会造成短距离内桥梁护栏强度的不连续,整个护栏也不美观,所以, 在不降低桥梁路段安全性的前提下 明涵的护栏可以按路基护栏的要求设置

15、 当涵顶填土高度小于 1.5m 时注意预埋波形护栏底座相关构件。



二、箱涵施工注意事项


1、箱涵应验算地基承载力,并根据承载力要求考虑是否进行基底换填:

2、基底换填材料的选用要求:
①. 当地基承载力要求   ≤200Kpa   时, 换填材料可采用   砂砾  
②. 当地基承载力要求   >200Kpa   时, 换填材料要求采用   级配碎石  

3、箱涵的浇筑:
箱涵施工采用现浇钢筋混凝土,浇筑时可视情况分阶段施工,且宜先进行底板和梗肋的混凝土浇筑,然后再完成剩余部分的混凝土浇筑。

涵身混凝土均须分层浇筑,浇筑厚度须满足《公路桥涵施工技术规范要求》,须在下层混凝土初凝或重塑前完成上层浇筑,且新浇混凝土与下层已浇筑混凝土的温差宜小于20℃。

4、拆模及回填要求:混凝土强度达到设计强度的85%时,方可拆除支架及进行涵洞两侧的回填;达到设计强度的100%后,方可进行涵顶填土。

5、沉降缝设置:
涵台台身的沉降缝一般沿涵长方向每隔4~6m设置一道,沉降缝必须贯穿整个断面(包括基础),缝宽2cm,沉降缝的设置应与涵长方向垂直。

凡在地基土质变化较大、基础埋置深度不一或地基容许承载力发生较大变化,以及路基填挖交界处均应设沉降缝。

设置于岩石地基(中风化以上)上的涵洞可不设沉降缝。

6、沉降缝的防水措施:
 ①.在基础部分填塞沥青木板,并在流水面边缘填塞5cm热沥青浸制麻絮或灌缝胶;
②.基础以上,两侧面和顶面设置三油两毡防水层,宽度为50cm;接缝外侧以沥青木板填塞,内侧填塞5cm热沥青浸制麻絮或灌缝胶;
③.顶面三油两毡处理后外包粘土保护层,厚20cm,宽20cm。
④.涵洞外层防水措施:在涵洞与填土接触面均涂热沥青三道;进行涵洞外层防水层施工后才可进行下一步施工工序,即沥青涂抹需在回填之前进行。

7、当涵洞与相邻构造物之间间距较小时,可采用反开槽施工(先填土压实、后开挖),以保证构造物间路基压实度。


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