渡槽箱形梁结构计算书.docx
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渡槽箱形梁结构计算书
渡槽箱形梁结构计算书
、槽身纵向内力计算及配筋计算
根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态
与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。
槽身纵向按正常过水高程计算（本渡槽设计水位高程取60cm）。
图1—1槽身横断面型式（单位：
mn）
1、荷载计算
根据设计拟定，渡槽的设计标准为5级，使用年限50年所以渡槽的安全级别川级，
则安全系数为丫0=0.9（DL-T5057-2009规范），C30混凝土重度为丫=25kN/nf（根据水工混凝土结构设计规范DL-T5057-2009:
6.1.7条），正常运行期为持久状况，其设计状况系数为书=1.0，荷载分项系数为：
永久荷载分项系数丫g=1.05，可变荷载分项系数丫q=1.20（《水工建筑物荷载设计规范》（DL5057-1997规范）），结构系数为丫d=1.2（DL-T5057-2009规范）。
纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算
为匀布的）、槽中水体的重力及人群荷载。
其中槽身自重、水重为永久荷载，而人群荷载为可变荷载。
1（槽身自重：
标准值：
Gk=丫丫（V1+2V2+V）=0.9X1X25X（0.15X
2.3+0.7X0.25X2+1.4X0.2）=21.94（kN/m）
设计值：
G=ygXg1k=1.05X21.94=23.04（kN/m）
（a）面板自重
设计值：
g=Y6丫0书yV=1.05X0.9X1X25X（0.15X2.3）=8.15（kN/rj）
（b）腹板自重
设计值：
0=ygyo^y2W=1.05X0.9XlX25X（0.25X0.7）X2=8.27（kN/m
（c）底板自重
设计值：
g3=ygyoyV=1.05X0.9X1X25X（1.4X0.2）=6.62（kN/m
（2）水重：
标准值：
G2k=丫oyV4=0.9X9.81X1X（0.6X0.9）=4.77（kN/m）
设计值：
G2=ygXg2k=1.05X4.77=5.01（kN/m）
（3）栏杆荷载：
本设计采用大理石栏杆，大理石的容重丫1=28kN/m3缘石采用C30
混凝土预制，C25混凝土重度为丫=25kN/nf。
标准值：
G=Y°tY1V+丫0书YV=0.9X1X28X2X{（0.5X0.16X0.16X5十10）+0.8X0.16}+0.9X1X25X2X（0.16X0.3）=8.92（kN/m）设计值：
G3=丫gXg2k=1.05X8.92=9.37（kN/m）
根据《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）规范要求：
桥上人行道
栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载，竖向荷载采用1.2kN/m;水平向外
荷载采用1.0kN/m。
两者分别考虑，不得同时作用。
j
_I阳■^星
标准值：
Q栏杆竖向=1.2（kN/m），；.l人2I
设计值：
Q1=1.2X1.2=1.44（kN/m）厂-
（4）人群荷载：
根据《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）规范要求：
梁、桁、拱及其他大跨结构
的人群荷载w,可按下列公式计算，且3值在任何情况下不得小于2.4kPa。
当跨径或加载长度Iv20m时：
20—国p
•=4.5p
20
式中：
l
①一单位面积上的人群荷载（kPa）；
—加载长度（m）,本设计中跨径为10m
■p—单边人行道宽度（m）;在专用非机动车桥上时宜取1/2桥宽,
当1/2桥宽大于4m时应按4m计，本设计宽度为2.3m
20—23
=4.5
=4.24kPa
20
标准值：
Qik=4.24X1.0=4.24（kN/m）
设计值：
Q3=1.2X4.24=5.09（kN/m）
2、内力计算
可按梁理论计算，沿渡槽水流方向按简支或双悬臂梁计算应力及内力:
9100I
600
43J95kN）/m
图1—2槽身纵向计算简图及荷载图（单位：
mm
计算长度1=1n+a=8.8+0.6=9.4（m）
跨中弯矩设计值为M=」X（q1+q2+G+G+Q+Q）I2图1—3剪力图及弯矩
8
1
丄X43.95X9.24
=469.04（kN.m）
1跨端剪力设计值V=—（qi+q2+G+G+Q+Q）l
2
1
=1X43.95X9.24=203.05（kN）
2
3、正截面的配筋计算
将渡槽简化为h=1.05m、b=1.4m的I形梁进行配筋，采用C25混凝土及HRB400钢筋。
该底板处于露天且长期处于水环境（二类环境条件），根据《水工混凝土结构设计规范
28DL-T5057-2009》规范要求，钢筋混凝土保护层厚度为c=35mm估计受拉钢筋要排成
两层，所以c=70mm,,估计钢筋直径d=20mm考虑双筋，a=c+1/2d=45mmho=1050-80=970mm
rd=1.2。
…
占
I11
x''hf（°>）——1—
MEfcbxg-一）+fc（bf—b）hf（b——）（21）谊F
22
II
fyA兰f^gb+fcb-b）hf（2_2）__.
式中M__弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑结构重要性系
数丫0及设计状况系数书在内；
Mu__截面极限弯矩值；
丫——Y=YdXY0X,丫=1.2X0.9X1=1.08K=1.15（承载力安全系数）
fc__混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用C25,则fc=11.9N/mm
b__截面宽度；
x__混凝土受压区计算高度；
h0__截面有效高度；
fy__钢筋抗拉强度设计值，选用HRB4000则fy=360N/mm；
As__受拉区纵向钢筋截面面积；
bf__I形截面受压区的翼缘计算宽度；
hf――I形截面受压区的翼缘高度。
I
hf
KM=1.15469.04=539.40kNfcbfhf（ho-）=3674.42kNm
2
按第一种T形截面计算。
根据以上各式，计算受弯钢筋计算如下:
（按单筋截面计算）
“半」15469.°4巧讹织云沁歸fcbfh。
11.92300970
=1-1-2：
上=0.020.850.44
As1474.94
-0.11%叮min-0.20%
bh01400970
2
受拉钢筋按最小配筋率计算：
As=1400X970X0.002=2716mm
受拉钢筋选9也20，其实际As=2827（m命,受压钢筋按照构造配置。
4、斜截面承载力及抗扭配筋计算
已知V=203.05kN,虹=h=07=1.4<4,
bb0.5
KV=203.051.15=233.51kN_0.25fcbh0=0.2511.9500970=1442.88kN
截面尺寸满足抗剪要求。
（a）抗剪腹筋计算
Vc=0.7ftbh0=0.7汇1.27汉500汇970=431.17kN>KV=233.51kN,
故不需要进行斜截面抗剪计算，按构造要求配置腹筋。
Sma）=400mm（h=1050mm>800mm）,s=150mm箍筋选用双肢©8@150即
Av=101mm,配筋率\—A-v1010.135%0.10%
bs500汇150
扭矩设计值：
T=M=469.04（kN.m）,hw_h_0.7才上三4,bb0.5
（b）抗扭腹筋计算
整个截面受扭塑性抵抗矩为：
Wt=WWWt'=110.421066.75106=117.17106mm3
山=ho-hf二970-150=820mm
iih64：
6
203.05103539.40103
500970117.17106
截面尺寸满足要求
KVkt
用-二0.4还:
0.70.71刃“89N/mm2，可不用对该构件进行剪扭承载力计算，仅需按构造要求配置钢筋。
bcor=b-2c=500-235=430mm，hcor=h-2c=1050-235=980mm
Ucor=2（bcorhcor）=2（430980）=2820mm
2
Acor二bcorhcor=430980=421400mm
分配I形截面的扭矩
Tw二如丁J10.42469.04=442.02kNm
Wt117.17
■Wt；6.75
Tf-T469.04=27.02kNm
Wt117.17
KV=203.05kNm岂0.35fth°b=0.351.27980500=217.805kNm故可不计剪力V的影响。
KT=539.40kNm0.175ftW^0.1751.27117.17=26.04Nm
故只需按受弯构件的正截面受弯和纯扭构件的受扭分别进行承载力计算。
设.=1.2,
按最小配筋率Psc,min=0.20%
■A1_；sv,minb=0.002500“2=0.5mm2/mm
sn
因此，抗扭箍筋应按最小配箍筋率要求配置。
选用©8（Ast1=50.3mn2）,s=50.3-
0.5=100.6mm,取s=100mm选用双肢©8@100抗扭箍筋。
（c）抗扭纵筋计算
fyvAst1Ucor360二50.3；282022
代廿=匚=1.2況=1702.15mm>Pstminb^1050mm,满足要
fys360100
求。
顶梁高度较大（h=1050mm）上层纵筋1/3Ast1=1702.15-3=567.38mr2，选用4©14（A=615m2）,中层纵筋1/3Ast1=1702.15-3=567.38mr2，选用4©14（A=615m2）,下层
纵筋1/3Ast1=1702.15-3+2716=3283.38mm，选用11©20（A=3456.2mm）
（d）翼缘抗扭钢筋计算
受压翼缘不计V的影响，按纯扭计算。
bcor=b'f-b-2c=2300-500-235=1730mm，人。
「=h'f-2c=150-235=80mm
Ucor二2（bcor）=2（173080）二3620mm
Acor=bcorhcor=173080=138400mm2
503
选用©8箍筋，则s空凹〜=119.76mm,取s=100mm
0.42
bh洗巾36%-in巾20%，满足最小配筋率要求。
钢筋选12©14，其实际As=1846.8（mrr）
、槽墩内力计算及配筋计算
1圆柱形中墩配筋计算
圆形中墩直径d=1200mm柱高l=6510mm保护层厚度c=35mm
（1）圆形槽墩自重：
25X0.25X0.62XnX6.51=183.97kN;
⑵槽墩以上荷载（渡槽荷载及墩座荷载）：
439.5+32.886=472.39kN;
⑶荷载设计值产生轴向压力NG=183.97+439.5+32.886=656.35kN,
（2）1o=O.5l=651O-2=3255mm,
长细比入=l/d=3255/1200=2.7<12,:
=1（根据钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数
表）
⑸核心面积直径dcor=d-2c=1200-2X35=1130
⑹柱截面面积A=1/4nd2=1130400mmm
⑺核心面积Acor=1/4ndco「2=1002366.5mmm>2/3A=（753600mm2）
（8）As<
fy
1.15656.351000-111.91002366.5
仆360
N不满足要求，圆形墩钢筋柱按照构造法布置纵向钢筋配筋率汕=0.55%,
则As='minXA=or=0.0055X1002366.5=5513.01mm2,圆形墩纵向钢筋选取18A20（A=5655.6mm）,箍筋选用A8@200
2、墩基础配筋计算
墩基础尺寸：
高1000mm宽2200m,长2200m保护层厚度35mm
（1）永久荷载标准值产生的轴心压力：
N1=656.35-25X0.62XnX仁628.09kN
（2）荷载设计值计算的基底净反力值（扣除基础自重及其上的水重）
N1628.09
pn-129.77kPa
A2.2汉2.2
pn.2,129.772丄...
M1—（a-九）（2bbj（2.2-1.2）（22.21.2）=30.28kNm
2424
基础底板受力钢筋截面面积:
6
AKM11.15汉30.28X02
As1111.37mm
0.9h0fy0.9（1000-35）360
A11137
：
?
=bh=10002200"°05%：
：
汕=0.15%
按照最小配筋率计算As=咕ibh=0.00151000220^3300mm2
选用22©14（A实际=3385.8mr2）,由于基础地面为正方形，底板另外一方向的受力钢筋
截面积相同，其配筋一致。
3、墩帽配筋计算
墩基础尺寸：
高600mm宽1200m长1800m保护层厚度35mm
（1）永久荷载标准值:
N2=439.5+32.886=472.386kN
V=236.19kN
（2）荷载设计值计算的墩帽底净反力值
N^4^=218.70kPa
A1.81.2
p21870
M2n（a—hc）2（2bbc）（1.8—1.2）2（21.21.2）=11.81kNm
2424
底板受力钢筋截面面积:
輕=行5仆1106予伽口?
0.9gfy0.9（600-35）360
亠給6^巾01°八^巾15%
按照最小配筋率计算人ibh=0.00156001800162mm2，选用12止14（A实际
=1846.8mn2）
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