1、海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册前 言海地涵洞工程师系统为海地公司系列工程设计软件之一，涵洞工程师系统共分两个版本：一为自由设计版本，二为规范设计版本（正在开发中，计划于 2002 年年底推出） 。目前公司所推出的版本为自由设计版本，其“自由设计”的意义在于设计人员可以不依据规范所设定的尺寸设计，系统能够依据设计人员提供的尺寸数据，进行力学的分析，进行荷载、配筋等计算以及基底的承载力的验算等并可以输出设计书以及全套的工程图纸。海地涵洞工程师系统（HARD CE）能够和海地公路优化设计系统（HARD2002）直接相连，因此利用海地涵洞工程师系统（HARD CE）进行涵洞设计，可以不必输入
2、有关路线的大量繁杂的数据，而是直接通过 HARD2002 系统得到，可以大大节省设计时间，提高设计质量和时效。海地涵洞工程师系统（HARD CE）能够完成板涵（分明、暗） 、拱涵、园管涵以及箱涵的设计及出图。下面将通过以下的章节对各种涵洞的设计进行说明。海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册2目 录前 言 .1目 录 .2第一章 系统说明 .311 系统安装 .312 系统运行 .3第二章 暗板涵 .521 总体说明 .522 参数说明 .523 计算及出图 .6第三章 园管涵 .1331 总体说明 .1332 参数说明 .1433 计算出图 .15第四章 拱涵 .1841 总体说明 .18
3、42 计算出图 .18第五章 箱涵 .20第六章 明板涵 .21编后语 .23海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册3第一章 系统说明11 系统安装涵洞工程师系统的安装随 HARD2000 系统共同安装，其加密也随同 HARD2000 系统一起完成，其目的主要是为使两个系统能够很好的联系起来，以达到设计数据的共享。12 系统运行当涵洞设计的资料通过路线的设计提供时，必须运行“涵洞设计基本资料”菜单，涵洞系统与路线系统的连接通过：*.mz 和*.gzw 两个文件完成（如图示） 。两个文件的意义见 HARD2000 系统用户手册。在调入两个文件的同时，系统还输出一个涵洞设计向导文件（*.HD）
4、，这个文件将用来管理涵洞的设计过程，包括存储、调用、输出模板等。用户对项目内的各个涵洞分别进行设计，可以随时存储设计向导文件，并可以在下一次设计时调入该设计向导文件继续设计。涵洞设计，首先调入涵洞设计向导文件（*.HD） ，然后选择桩号、涵洞形式并进行设计，当几道涵洞设计完成后，可以通过“存储”按钮，进行存储，这时各个涵洞的设计参数均被保海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册5存在设计向导文件（*.HD）中，在下次设计时用户可以任意的调入并进行修改。在设计过程中，涵洞形式可以任意的变换，并通过存储将设计结果保存起来。海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册6第二章 暗板涵21 总体说明完成不
5、同公路等级、不同荷载等级、填土高度不小于 0.5 米的钢筋混凝土暗板涵的计算与绘图，应用范围非常广泛。系统可以绘制板涵的一般布置图、钢筋构造图，并根据涵底纵坡的大小，当涵底坡大于 5%时，涵身与基础每 36 米设一道阶梯，每段阶梯的落差小于等于板端厚的 3/4，每段阶梯的坡度为5%，当涵底坡小于 5%时，涵身不做阶梯处理。洞口形式有：八字墙、一字墙、跌水井、上，下游急流坡，涵洞斜交斜做。盖板采用平行四边形简支板，采用 25 号混凝土，斜板按等长的正板计算。板涵设计的内容包括：计算：计算盖板内力、结构尺寸及配筋；计算台身厚度及台后应力验算；计算基础宽度及基底应力验算。出图：一般布置图；钢筋构造图
6、。22 参数说明路线参数：用户可以通过 HARD2000 系统得到，也可以直接填写。 （如图示）板及涵洞参数如图示。海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册723 计算及出图系统提供盖板及涵台计算，盖板计算提供配筋计算以及各项验算，计算结果如下所示：盖板涵 - 盖板计算结果 1.设计资料1 车道交角= .0 度标准跨径: 3.0 m计算跨径: 3.2 m设计荷载: 汽车-15 级; 验算荷载: 挂车-80盖板材料: 25 号混凝土 Ra=14.5 MPa Rl=1.55 MPaII 级钢筋 Rg=Rg1=340 MPa海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册82.活载计算(1)汽车顺板跨 a
7、汽= 2.81 m垂直板跨 b 汽= 5.01 m垂直压力 p 汽= 9.21 kN/m2跨中弯矩 M 汽= 11.78 kN.m支点剪力 Q 汽= 13.77 kN(2)挂车顺板跨 a 挂= 4.01 m垂直板跨 b 挂= 5.81 m垂直压力 p 挂= 17.14 kN/m2跨中弯矩 M 挂= 22.28 kN.m支点剪力 Q 挂= 25.71 kN3.恒载计算土的容重 Y=18 kN/m3, 土的内摩擦角 =35盖板顶填土高度 H= 2.26 m填土垂直压力 q 土= 40.75 kN/m盖板平均厚度 h= 40.00 cm盖板自重 gz= 10.00 kN/m跨中弯矩 M 恒= 65.
8、98 kN.m支点剪力 Q 恒= 76.13 kN4.荷载组合海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册9组合 I Mj= 100.46 kN.m Qj= 116.16 kN组合 III Mj= 103.69 kN.m Qj= 119.63 kN计算内力Mj= 103.69 kN.m Qj= 119.63 kN5.截面设计计算板宽:取垂直于行车方向 1 米宽度跨中板高 HB1= 40.0 cm支点板高 HB2= 40.0 cmag= 3.5 cmh0= 36.5 cm钢筋根数 7钢筋截面积 Ag= 14.0770 cm26.截面验算(取 1 米板宽计算 )1)正截面强度验算混凝土受压区高度 x=
9、 2.8 cm设计弯矩 115.15 kN.m2)斜截面剪切强度验算设计剪力 268.73 kN3)裂缝宽度f0= .250f= .238涵台计算结果如下所示：海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册10盖板涵涵台计算结果 1.设计资料涵台材料: 8.号混凝土Ra= 2.7 MPa Rwl= .54 MPa1 车道交角 .0 度标准跨径: 3.0 m涵台净高: 3.0 m平均填土高度: 2.26 m平均板厚: .4 m设计荷载: 汽车-15 级; 验算荷载: 挂车-802.活载计算1)水平土压力及其产生的弯矩(1)汽车破坏棱体长度 l0= 2.95 m侧压力系数 u= .271换算土层厚度 h
10、0= .12 m土压力 qA= 13.58 kN/m2qB= 28.22 kN/m2Xm= 1.587 mMmax= 23.592 kN.m(2)挂车海地涵洞工程师 HARD CE 用户手册11破坏棱体长度 l0= 2.95 m侧压力系数 u= .271换算土层厚度 h0= .37 m土压力 qA= 14.81 kN/m2qB= 29.44 kN/m2Xm= 1.582 mMmax= 24.964 kN.m2)垂直压力计算(1)汽车a= 2.81m b= 5.01m p= 9.21kN/m2P= 13.77 kN(2)挂车a= 4.01m b= 5.81m p= 17.14kN/m2P= 25.71 kN3.恒载计算X=X 汽 mP= 158.43 kN M= -27.66 kN.mX=X 挂 mP= 158.33 kN M= -27.66 kN.m4.荷载组合最不利荷载组合为:桥上无车辆荷载,台背填土破坏棱体上有车辆荷载组合 I: M= 8.13kN.m N= 190.06kN e0= .04m
