水闸工作桥课程设计2讲课讲稿.docx
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水闸工作桥课程设计2讲课讲稿
水闸工作桥课程设计2.
《水工钢筋混凝土》课程设计
整体效果图
学院班级:
姓名学号:
指导老师:
时间:
2011年7月
水闸工作桥课程设计
第一部:
拟定工作桥尺寸
一、工作桥纵向布置
1、工作桥长度:
为便于安装,工桥桥长度=两闸墩中心线距离-20~30mm
=7000+500+500-20=7980mm但计算时工作桥长度仍用8000mm计算。
2、横梁
位置:
为简化计算,我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处,不考虑其偏移。
横梁尺寸初步拟定为,高:
500;宽:
250.横梁上面的机敦取高:
250;宽:
250.
3、活动铺板:
为减轻吊装重量,面板做成活动铺板,简支在纵梁上。
活动铺板选用的,宽850;长度:
1500+2*80=1660;高度:
80。
中间共四块面板。
桥两边再一边一块板。
总的横向布置图及个尺寸如图所示:
二、工作桥横向布置
1、纵梁尺寸:
高度:
800;宽度:
300。
2、悬臂板:
高度:
端部取100,根部取200;宽度:
500
尺寸如图所示:
三、刚架布置（在此不计算
1、刚架高度
计算用的高度:
H=31.4-24.0-h
实际高度:
H+H1,其中:
H1为柱插入杯口的高度。
H1需满足:
a.大体为1.2~0.8倍柱长边尺寸;
b.大于0.05H。
图3:
钢桁架布置
第二部:
配筋
一、面板配筋设计
1、活动铺板
1安装检修工况:
a荷载计算
板自重:
0.080.85251.7/kgKNm=⨯⨯=
1.051.7
1.785/
GkggKNmγ==⨯=一个绳鼓重:
6.54kGKN=,6.541.056.867GkGGKNγ==⨯=桥面活载不考虑b计算简图和内力计算
01500801580nllamm=+=+=01500801580nllhmm=+=+=01.11.115001650nllmm==⨯=
因此计算跨度取
1580mm
c.跨中弯矩:
22
00116.8671.581.7851.583.268484plMglKNm⨯⨯=+=⨯⨯+=∙
2正常使用工况,持久状况
a.荷载:
板自重0.080.85251.7/kgKNm=⨯⨯=
1.051.7
1.785/
GkggKNmγ==⨯=
人群荷载1.240.854.08/GkqqbKNmγ==⨯⨯=
b.跨中弯矩:
（2
0111.838
MgqlKNm=⨯+=∙
从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算
3配筋计算:
查表得
25（,d302
d
cmmacmm
==+=二类环境估计钢筋直径为=10mm,050hhamm=-=
由书2-7查k=1.2,采用C25混凝土,查表211.9/cfNmm=,面板用HPB335的钢筋,查表2300/yfNmm=
800bmm=,6
2201.23.26100.15511.985050
scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,
10.1690.850.468bξξ=-=<=
2011.98500.16950
285.2300
csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯=
==0min285.2
/0.67%0.15%85050
sAbhρρ===>=⨯
查附录3表1,选用6φ8（2302mmsA=
在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋,按要求取
φ6@250。
配筋图如图所示:
2、悬臂板
绳鼓
取1m板宽计算,由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。
1安装与检修工况
a.荷载与弯矩计算
自重:
1k12k2g=h=0.125=2.5kN/mg=h0.225
5kN/m
γγ⨯=⨯=
（人群荷载不计对根部产生的弯矩:
221k2k1kM1=0.5g+（g-g/6GGllγγ
22M1=0.51.052.50.5+1.05（5-2.50.5/6=0.9843KNm
⨯⨯⨯⨯⨯∙
栏杆重:
1kP=1.5kN/m对根部产生的弯矩:
3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNmγ=⨯⨯=∙
绳鼓重:
P,将集中力放置离纵梁最远处。
取c为绳鼓集中力P到悬壁
根部的距离c=500-350/2=325,a=350为绳鼓的着地面积,则P对根部的弯矩为Pc=6.540.3252.1255⨯=,由宽度为b=a+2c的板带承受,绳鼓为可控可变荷载,分项系数取1.1则对根部产生的弯矩:
1.16.540.325
M3=Pc/（a+2c=
2.3380.3520.325
GKNmγ⨯⨯=∙+⨯
总弯矩:
M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kNm∙
2正常使用工况,持久状况a.荷载与弯矩计算
自重:
1k12k2g=h=0.125=2.5kN/mg=h0.225
5kN/m
γγ⨯=⨯=
对根部产生的弯矩:
221k2k1kM1=0.5g+（g-g/6GGllγγ
22M1=0.51.052.50.5+1.05（5-2.50.5/6=0.9843KNm
⨯⨯⨯⨯⨯∙
栏杆重:
1kP=1.5kN/m产生的弯矩:
3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNmγ=⨯⨯=∙
人群荷载:
q=1.240.52.4kN/m⨯⨯=
产生的弯矩:
22012.40.530.322
MqlKNm⨯===∙
总弯矩:
（M=M1+M2+M3=1（0.9843+0.7875+0.3=2.072kNmϕ⨯∙
从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算
b.配筋计算
只计算正截面,采用HPB235钢筋,查
2210/yfNmm=
受力筋:
d302
d
acmm=+
=估计钢筋直径为=10mm,
020030170hhamm=-=-=
6
22
01.24.11100.028711.9500170
scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,
10.02930.850.468bξξ=-=<=
.029*********
csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===
又因为,规定中说,悬臂板的受力钢筋每米不少于5φ8（252mm2.
则悬臂板的配筋就取φ8@200HPB235钢筋的来布置。
分布钢筋按要求取,直径不小于6mm,间距不大于300.这里我们取φ6@200来布置。
悬臂板配筋如图所示:
二.横梁配筋设计
横梁与纵梁浇筑在一起,计算弯矩时按简支结构计算,横梁计算跨径:
015003001800lmm=+=
1.11.0515001575nllmm==⨯=
计算跨径按1575计1、荷载计算
横梁自重:
1500250251.053.28/gkNm=⨯⨯⨯=机敦自重:
2250250251.051.64/gkNm=⨯⨯⨯=
地螺栓传来的设计力:
11.11.156.1261.73/QkNm=⨯=41.11.176.1383.74/QkNm=⨯=
2、计算简图及内力计算
为简化计算,使螺栓正好安装在横梁与纵梁相交处。
则启闭门对横梁不产生弯矩。
考虑到启闭门中心与横梁中心不重合,我们对计算弯矩取k=1.2的放大系数。
横梁实际为半固定状态,精确计算应采用有限单元法。
工程简化:
先按简支梁计算,得跨中弯矩M0,实际梁的支座负弯矩=0.7M0,跨中正弯矩=0.5M0。
2012011.05（1.68
MgglKNm=⨯⨯+=∙
支座弯矩较大,取0.7M0进行计算,最终上下截面配置相同钢筋
00.71.21.35MkNm⨯=∙
35（,d402
d
cmmacmm==+=二类环境估计钢筋直径为=10mm,
050040460hhamm=-=-=
6
22
01.21.35100.0025611.9250460
scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,
10.002570.850.468bξξ=-=<=
2011.92500.0025746016.74210
csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===
0min16.74/0.015%0.25%250460
sAbhρρ===<=⨯取minρ的钢筋进行配置,
2min0288sAbhmmρ==
查附录3表1,受力钢筋取2φ14（2308sAmm=
按规定取直径为6mm,间距200的双肢箍筋
横梁上下缘布置相同的钢筋。
配筋图如图所示:
三.纵梁配筋计算
取受力大的一根计算,另一根配筋相同。
1.荷载计算
a恒载:
均布荷载g:
纵梁自重标准值:
1250.30.86/kgkNm=⨯⨯=
一边栏杆重标准值:
21.5kgkNm=∙一半面板重标准值:
63100200（8075050025103.375/2
kgkNm-+=⨯+⨯⨯⨯=均布荷载设计值:
1.05（61.53.37511.42/kggkNmγ==⨯++=
集中荷载G
一半横梁自重:
91210050025025103.282
kGkN-=⨯⨯⨯⨯=一半机墩重:
92210050025025103.282
kGkN-=⨯⨯⨯⨯=1.05（3.283.286.9GKGGkNγ==⨯+=
b.可变荷载
分布荷载q,人群荷载（一半桥面:
3.146.2/2
kqkNm=⨯=1.26.27.44/GkqqkNmγ==⨯=
集中荷载P:
直接作用于纵梁上的启门力通过横梁传递的启门力,求出横梁的反力,作用于在纵梁上。
由于启门力的标准值为320kN,简化计算,将其平均分配在四个地螺栓上,每个螺栓说承担的力为GK=80kN.
横梁传给纵梁的集中力设计值:
1.1806.994.9GkN=⨯+=
2.内力计算
计算跨径:
070005007500lmm=+=
01.051.0570007350nllmm==⨯=
计算跨径按7350计,纵梁受力如图所示。
其弯矩最大值在跨中:
弯矩设计值为:
'
20210.751.858
1（11.427.447.3594.92.68
374.1MglGGKNm=+⨯+⨯=⨯+⨯+⨯=∙考虑次梁并不是对称的T型梁,在最大弯矩值下考虑1.1的放大系数。
M=374.1⨯1.1=411.5KNm∙.
纵向钢筋配置HPB400的钢筋,查表
2360/yfNmm=
估计配置双层钢筋,70amm=0730hhamm=-=
确定翼缘计算宽度
'
150（fhmm=平均
'
'0/150/7300.2050.1fhhmm==>是独立T型梁
'
025003
flbmm=='
'122100ffbbhmm=+=
上述宽度均大于翼缘的实有宽度（800mm,取'800fbmm=
1.2411.5493.8KMkNm=⨯=∙
''
'0150（11.9800150（730935.3422f
cffhfbhhkNm-=⨯⨯⨯-=∙'''0（2fcffhKMfbhh<-
属于第一类T型梁6
'220493.8100.973411.9800730
scfKMfbhα⨯===⨯⨯,
10.1030.850.468bξξ=-=<=
2011.98000.1037301981360
csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===
预计配置6φ22（22281s
Amm=的HPB400的受力钢筋。
横向全梁拉通布
置。
三、抗剪计算
1、支座边缘剪力设计值:
0122
1（11.427.447.3594.922
259.11VglGKNm
=+⨯=⨯+⨯+⨯=∙2、截面尺寸验算
2730200530whmm=-=
27302.434.0300
whmmb==<00.250.2511.9300730651.5=1.2259.11=311cfbhkNKVkN
=⨯⨯⨯=>⨯截面尺寸满足抗剪要求
3、抗剪腹筋计算
箍筋采用HPB335钢筋
00.70.71.27300730194.7=311ctVfbhkNKVkN==⨯⨯⨯=<应由计算确定腹筋
sv00AKV-0.7311194.7==0.425s1.251.25300730
tyfbhkNfh-=⨯⨯选用双肢箍筋,直径φ8（2svA101mm=
21012480.425
smm==,取maxs=200<250smm=满足最小配筋率要求,最后选配双肢φ8@200HPB335箍筋。
考虑到箍筋的绑扎固定,我们在纵梁上缘配置两根架立钢筋,直径按规范取的φ12的HPB235钢筋,纵梁高大于450,在中部布置两根腰筋,直径取12。
整个纵梁配筋图如图所示
四、裂缝开展宽度验算查附录5表1，wlim=0.3mmwmax=adskEs（30+c+0.07drte，纵梁为受弯构件，查a=2.1主梁标准值在跨中产生的弯矩值为12Mk=gkl0+Gk´0.75+Gk´1.858=18=340KN·m´（6+1.5+3.375+6.2´7.35+（80+2´3.28´2.62dsk=MK0.87´h0´AS=340´1060.87´730´2281=234.7N/mm2d=22mmrte=ASAte=5AS2ab=22812´70´300=0.0543Es=2´10
wmax=adskEs（30+c+0.07drte=2.1234.72´105（30+35+0.07220.0543=0.23wmax0.2h0=146，则取hf=146mmg'f=（bf-bhf''=（800-300´146300´730=0.333bh0gf=0Bs=（0.025+0.28aEr（1+0.55g'f+0.12gfEcbh03=（0.025+0.28´7.14´0.0104´1+0.55´0.333）.80´10´300´730（243=1.77´1014N·mm2B=0,65Bs=0.65´1.77´10f=548´MKl0B214=11.5´106213=548´340´10´735011.5´1013=16.6mmf
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