高填土鋼筋混凝土蓋板涵邊墻的設(shè)計與檢算

田禮忠

1 工程概況

新建巴準(zhǔn)鐵路地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗和準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)，正線長度為134.89 km，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為國鐵Ⅰ級干線，雙線，牽引質(zhì)量10000 t，計劃于2012年年底竣工。巴準(zhǔn)鐵路建成后，向西將與包蘭線相連，向東直達(dá)大秦鐵路，在路網(wǎng)上形成一條橫貫內(nèi)蒙古西部的新通道。

巴準(zhǔn)鐵路沿線地勢復(fù)雜，多為山地與丘陵，全線涵洞近400座，多為高填方地段，涵洞填土高達(dá)十幾米，經(jīng)現(xiàn)場勘察分析研究，采用高填土鋼筋混凝土蓋板涵，尤其在DK91+620.00處涵洞填土高達(dá)18 m。

2 設(shè)計方案

我們根據(jù)現(xiàn)場2000比例地形圖，首先勾繪出DK91+620.00涵洞的匯水面積，得F=1.2 km2，此段水文資料經(jīng)現(xiàn)場收集整理分析，采用百年設(shè)計流量為:

經(jīng)查內(nèi)蒙古水文手冊:K=1.23，C=15.2，N=0.85，得百年設(shè)計流量 Qp=1.23×15.2×1.20.85=21.8 m3/s，根據(jù)計算出的百年設(shè)計流量查鋼筋混凝土蓋板涵水力特征表，研究確定采用無提高節(jié)1 m鋼筋混凝土蓋板涵，凈高為5.0 m，才能滿足此涵的百年設(shè)計流量。

此涵板頂填土(軌底到板頂)12.81 m，邊墻高度為5.72 m，邊墻頂寬為0.40 m，邊墻底寬為2.20 m，邊墻材質(zhì)為C30混凝土。

墻身底截面一般為截面偏心控制設(shè)計，其外力為:豎向壓力包括蓋板自重、墻背及板頂填方重(按土柱重計算控制設(shè)計)及單側(cè)墻背活載豎向壓力。水平壓力包括雙側(cè)水平土壓力及單側(cè)活載水平壓力。

邊墻中心線頂點(diǎn)A即邊墻中線與蓋板端部厚度之半聯(lián)線的交點(diǎn)，設(shè)邊墻中心線與垂直線夾角為ε，則:

A點(diǎn)距邊墻左側(cè)為:

A點(diǎn)處邊墻截面寬為:2×0.2236=0.4472 m。

距A點(diǎn)x處邊墻寬:

2.1 恒載豎向壓力

1)蓋板自重及板頂以上土柱重。

新媒體報道中“問題地圖”的傳播分析與應(yīng)對思考（王明荃） ......................................................................8-34

H按軌底到板頂斜面中點(diǎn)為準(zhǔn)，采用換算填土高H換=12.81+0.03 －0.78+0.78×20/17=12.978 m。

H/D=12.978/8.4=1.545;查表(涵洞豎向土壓力計算用系數(shù)K1值表示)并按比例插入:

按土柱重計算時，路堤填方的豎向壓力:

活載的豎向壓力(H按軌底到板頂斜面中點(diǎn)為準(zhǔn)):

q2=165/(2.5+H)=165/(2.5+12.978)=10.66 kPa。

蓋板自重:

2)墻頂0.15 m寬的填土。

其換算填土高 =12.88 －0.78+0.78×2.0/1.7=13.108 m。

3)墻背斜面上的填土。

a.墻頂水平以上部分，設(shè)土重為N3，距截面中心的力臂為e2，則 N3=17×13.108×(x+h2/2)×tgα =25.237+70.104x。

4)墻身圬工。

墻身頂部40 cm高范圍為混凝土，為簡化計算假定全部均為漿砌片石，容重按22 kN/m3計。

2.2 水平土壓力

2.3 活載豎向壓力及水平壓力

2.4 蓋板對邊墻頂水平反力Ra

將邊墻的中線全高(5.36 m)分為5段，每段高為1.072 m。計算結(jié)果見表1。

表1 Ra計算表

2.5 邊墻底截面偏心及應(yīng)力(x=5.36 m)

C30混凝土圬工容許壓應(yīng)力[б]=14300 kPa。

邊墻中部各截面一般不控制設(shè)計，故僅計算邊墻底截面即可。

3 結(jié)語

高填土蓋板涵邊墻的設(shè)計與受力檢算為設(shè)計填土超過10 m的蓋板涵洞提供了設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)橐话闵w板涵填土大多在10 m以下，在以后的設(shè)計工作中，還會遇到填土更高的涵洞，為以后設(shè)計填土超過15 m以上的涵洞提供設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，高填土蓋板涵以后將在山區(qū)及丘陵地段大范圍推廣應(yīng)用。

[1]趙江輝.高速公路涵洞設(shè)計淺談[J].山西建筑，2010，36(8):283-284.