Hd—洞顶以上填土高度,m;
?—洞顶填土重度,kN/m3;
Ks—垂直土压力系数,根据地基刚度及比值Hd/B1由相应表查取; B1—洞身宽度,m。
渠涵(暗渠)一般多属沟埋式。
当填土夯实较差,B?B1?2m时,作用于沟埋式涵洞单位长度洞顶的垂直土压力标准计算值按下式计算:
qt2?Kg?HdBB1
当填土夯实良好,B?B1?2m时,作用于沟埋式涵洞单位长度洞顶的垂直土压力强度标准值按下式计算:
qt2?Kg?Hd式中:B—沟槽宽度,m;
?B?B1?
2B1Kg—垂直土压力系数,根据填土各类及比值Hd/B由相应表查取; 4.5.2 侧向水平土压力计算
作用于涵洞的侧向土压力与涵洞的刚度、埋置方式及填土性质等有关。作用于洞身墙外侧的水平土压力按朗肯主动土压力公式计算,呈梯形分布。
对于上埋式涵洞,其上部(取顶板底面处)及下部(取底板顶面处)水平土压力强度标准值分别按以下两式计算:
qt3???Hd?d2?tg2(45??)
2qt4???Hd?d2?H?tg2(45??)
2??式中:qt3—顶板处的水平土压力强度标准值,kN/m;
qt4—底板处的水平土压力强度标准值,kN/m; d2—顶板厚度,m; H—洞身净高,m;
?—填土内摩擦角,一般应根据试验资料确定;
对于沟埋式涵洞,当B0?B1?2m时,水平土压力强度标准值与上埋式相同;当
B0?B1?2m时,则应在式中乘以局部作用系数Kn,其值按下式计算:
Kn?B0?B1 24.5.3 水压力计算
对无压涵洞,内水压力按满水计算,作用于侧墙的内水压力呈三角形分布:
q水3=0
q水1=q水4=?水H
式中:q水4—侧墙底部内水压力强度标准值,kN/m;
q水1—底板顶面的均布内水压力(水重)强度标准值,kN/m;
?水—水的重度,采用?水=10kN/m3;
H—洞身净高,m; 其余符号意义同前。
对于有压涵洞,内水压力包括洞内满水压力及均匀内水压力,作用于侧墙的内水压力呈梯形分布:
q水1=q水4=?水(H0?H)q水2?q水3??水H0
式中:H0—顶板底面以上的水头压力;
q水3—顶部内水压力强度标准值,kN/m; q水4—底部内水压力强度标准值,kN/m;
q水1—底板顶面的均布内水压力(水重及水头压力)强度标准值,kN/m; q水2—顶板底面的均布内水压力强度标准值,kN/m。 涵洞的外部压力为地下水作用。
在地下水位平顶底面时,作用于侧墙的外水压力呈三角形分布:
' q水3?0' q水4??水H' q水1??水?H?d1?'式中:q水—侧墙顶部(顶板底面处)外水压力强度标准值,kN/m; 3'—侧墙底部(底板顶面处)外水压力强度标准值,kN/m; q水4'—底板底面的均布外水压力(浮托力)强度标准值,kN/m。 q水1当地下水位超过洞顶时,外水压力包括水位平顶板底面的水压力及均匀外水压力两部分,作用于侧墙的外水压力呈梯形分布:
'' q水3??水H0''q水4??水?H0?H? ''q水1??水?H0?H?d1? ''q水2??水?H0?d2?
'式中:q水—侧墙顶部(顶板底面处)外水压力强度标准值,kN/m; 3'—侧墙底部(底板顶面处)外水压力强度标准值,kN/m; q水4'—底板底面的均布外水压力(浮托力)强度标准值,kN/m; q水1'—顶板顶面的均布外水压力强度标准值,kN/m; q水2'—地下水位在顶板底面以上的高度,m。 H04.5.4 汽车车辆荷载计算
取水输水工程中的涵洞,除少数穿越等级公路外,一般的穿堤涵洞、穿渠涵洞及渠涵(暗涵)等,其所在的堤顶行车道路,一般多为交通量小、重型车少的非等级公路,在计算汽车荷载时,均可按规范荷载的0.7倍考虑。
按JTGD60-2004 《公路桥涵设计通用规范》的规定,计算涵洞洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时,车轮按其着地面积边缘向下作分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时,扩散面积以最外边的扩散线为准。
位于堤下的涵洞,一般最不利的车辆荷载多是一个汽车的后轴重力单独作用于洞顶之上,后轴重力通过车轮按30 角扩散角传至洞顶的均布荷载,其值为:
Q汽???P0.7P?A?2Hdtan30??S1?c??2Hdtan30??S2?d?0.7?2?140?2Hdtan30??1.4?0.2??2Hdtan30??1.8?0.6?196?2Hdtan30??1.6??2Hdtan30??2.4?
式中:P—汽车车辆荷载的后轴重力标准值,kN;
A—后轴重力扩散至洞顶的面积,m2;