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第5章主体结构物的设计
5．1 设计的一般要求 5．1．1荷载种类
当进行共同沟主体结构物的设计时，考虑如下荷载。
（1）静载（2）活载（3）土压力（4）水压力（5）浮力（6）地震的影响（7）地基位移的影响 5．1．2静载
为计算静载可使用表—5。1。1所示的单位体积重量。但是、实际重量明确时，用其值。
表—5。1。1 材料的单位体积重量
材料 单位体积 重 量 7250 2500 2350 2150 800 材 料 沥青材料（防水用 沥青混凝土铺装 碎 石 回填土（地下水位以上） 回填土（地下水位以下） 单位体积 重 量 1100 2300 2100 1900 1000 钢、铸铁、锻钢 7850 铸 铁 钢筋混凝土 混凝土 水泥砂浆 木材 5．1．3活载
活载取机动车荷载、人群荷载、及加载荷载，对机动车荷载要考虑冲击。 （1）机动车荷载
T-20荷载取为土中分布45度的荷载，以适用于车道部位为原则。同时，遇到TT-43荷载的适用路线，对TT-43荷载也考虑。对于T-20荷载及TT-43荷载按照公路桥规范的规定办理。 （2）根据冲击机动车荷载的冲击系数，按表-5。1。2。
表-5。1。2根据冲击机动车荷载的冲击系数 覆土厚H（m） H?3。5 3．5? H 冲击系数 0．3 0
（3）人群荷载
人群荷载取500kg/m2适用于步道。 （4） 加载荷载
作用于共同沟的加载荷载取1.0t/ m2。
5．1．4土压力 （1）垂直土压力
作用于共同沟的垂直土压力按照下式计算。 qV = r · h1、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 （5。1。1）
（2）水平土压力
作用于共同沟侧面的水平压力按照下式计算。 qh =Ko（r · h+q0）、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、（5。1。2）
其中：
qV ：垂直土压力（t/m2） qh：水平土压力 （t/m2） q0：加载荷载（t/m2）
r：土单位体积重量（t/m3） h1：覆土厚（m）
h：地表下的深度（m）
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Ko：静土压系数
5．1．8地基位移的影响
在主体结构物施工时或完成时，预料由于基础地基的压实沉陷而造成的地基位移的场所，要考虑此影响。
5．1．9 使用材料及容许应力
（1）共同沟主体的使用材料及容许应力按照表-5。1。3 表-5。1。3 钢筋的容许应力 基 本 材 料 钢 筋 SD30 混凝土设计标准强度 ?ck=210（kg/cm2） 拉力 应力 容 许 应 力 （kg/cm2） ①水中、地下、水位以下的构件 ②考虑地震影响时的基本值 1600 1800 70 3．6 14 ③计算钢筋的搭接接头长、锚固长度时 1800 弯曲压应力 剪应力 握裹应力 （2）地震时的容许应力考虑50%加成。 5．1．10为设计的地基常数
主体结构物设计采用的地基的诸常数，必须综合地判断地基调查及土质试验结果而定。 5．1．11 基础形式的选择
把地山挖掘面作为承载地基场合，原则上宜作为直接基础。但是，共同沟有桩基等与其它结构物一体设计的路段和单独设计的路段连接的场所，尤其是预料由地基下沉产生的相对位移的场所，结构上要进行研究。
5．1．12对浮力的研究
地下水位高、覆土少的场所，根据式5。1。4求对浮起的安全系数Fs。
Fs = （Ws+Wb）/Pw b、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、（5。1。4）
其中、、、Ws：上载土荷载（t/m）
、、、Wb：躯体重量（t/m）
Pw b ：作用于主体底面的上向水压力（t/m）
安全系数Fs，必须是1.2以上。 5．1．13 对下沉的研究
软地基有产生共同沟下沉可能的场所，要对下沉进行研究。软地基的压实沉陷量S根据式（5。1。5）或（5。1。6）计算。
S?
e0?e1?H0................................(5.1.5)1?e0CC?H0p??p?log0............................(5.1.6)1?e0p0S?
但是，Po+⊿P>Pc
其中、e0：e – log曲线上与覆土压力Po对应的孔隙比
e1：e – log曲线上加上加载荷载⊿P后的垂直力 与p= Po +⊿P对应的孔隙比 H0：软地基 Cc：压缩指数
Pc：固结预加应力
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5．1．14 共同沟纵断方向的研究
对如下场所建设的共同沟进行纵断方向的研究。 （1）共同沟纵断方向的荷载变化大的场合。
（2）软基础地基，因施工时地下水位的变化产生不同下沉的可能性高的场所。
（3）属于地下水的扬水而形成广域地基下沉地带，沿纵断方向软土地基的层厚发生变化的场合。 5．1．15 特殊地基条件下共同沟的研究
对于在如下所示特殊地基条件场所建设的共同沟，为确保其安全性、要进行详细研究探讨。 （1）软基地带、与共同沟平行、偏于共同沟的某侧存在填土，平时偏土压力作用的场合。
（2）新的填埋场等，原地基的粘性土未达到正规压实状态，而且，其层厚变化显著，产生不同下
沉的可能性高的场所。 5．2 构件的设计计算的原则
（1）构件的设计使用的截面内力根据弹性理论算出。 （2）构件的设计原则上根据容许应力度法进行。 5．3 荷载的算出方法 荷载的算出方法如下： （1）垂直荷载
1）垂直荷载取由垂直土压力、活载与静载产生的荷载。 2）静载中对于铺装，考虑将来的铺装厚度而决定荷载。 （2）水平荷载
水平荷载取水平土压力、活载与水压力产生的荷载。 （3）墙自重
墙自重取轴线位置的均布荷载，但是，墙厚在途中变化时的轴线，宜与认为是主要墙的轴线
吻合。 （4）底床荷载
底床荷载取顶面板荷载及墙自重对各轴线给（力）状态时底面板上产生的反力。 5．4 截面内力的计算方法
与共同沟主体有关的荷载取均布荷载，共同沟主体作为刚架结构计算截面内力。 5．5 转角处的设计弯矩的设定方法
转角处的设计弯矩，与构件的内面等高移动，梁腋以1：3的斜度作为有效断面计算。
（图-5.5.1 转角处的设计弯矩）
5．6 剪切应力的校核方法
构件的剪切应力的校核方法如图5。6。1所示x=0 ~x=2d的范围内进行。但是，均布荷载的场合，
x=0、x=2d的2个场所进行。这时候的容许剪切应力宜取表5。1。3所示的值乘以用式（5。6。
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1）求出的?的值。
??2?x但是1???2?????5.6.1?2d 其中：x：距校核位置的支点大的距离（m）
d：构件的有效高度（m）
（图-5.6.1 构件的剪切应力的校核位置）
5．7 构件的最小尺寸
板厚的最小值，对于以结构物主体受到荷载的构件取为300mm，对于隔墙和人孔取200mm。 5．8 钢筋的位置
5．8．1 钢筋的直径及保护层
（1）横向主钢筋的最小直径为13mm、最大直径32mm为原则。 （2）钢筋的保护层按图5。8。1
（图-5.8.1 钢筋的保护层）
混凝土距主筋中心的距离a=70mm b=50mm c=100mm 5．8．2 横向主钢筋的间隔
横向主钢筋的间隔以125mm为标准。但是，双向板等纵向为主筋的场合不在此限。 5．8．3 纵向钢筋的最小量
纵向钢筋量，直径13mm以上的异型钢筋取200mm的间隔，是横向主钢筋量的1/5以上。 5．8．4 钢筋的接头长度及弯曲半径
钢筋的接头长度、弯曲半径及弧长以下表中的数字为标准。
表5。8。1钢筋的接头长度、弯曲半径及弧长（mm） 钢筋直径 接 头 长 度 l D 3 2 D 29 D 25
弯曲半径 R R 340 310 270 弧 长 L L 534 487 424 12
l ? a b ? a b 480 435 375 640 580 500 1120 1015 875