水闸工作桥课程设计资料.docx
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水闸工作桥课程设计资料
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，工桥桥长度二两闸墩中心线距离一20〜30mm=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：
2.工作桥横向布置
1、纵梁尺寸：
高度：
800；宽度：
300o
宽度：
500
2、悬臂板：
高度：
端部取100,根部取200：
尺寸如图所示：
图2：
纵向尺寸布置图
3.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0.05Ho.
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:
=0.08x0.85x25=1.7KN/m
g=yGgk=1.05x1.7=1.7S5KN/m
一个绳鼓重：
Gk=&54KN,G=y（Qk=6.54x1.05=6.867KN
桥而活载不考虑
b计算简图和内力计算
+a=1500+80=1580/n//i
Zo=ln+h=1500+80=1580mm
Zo=l.lln=l.lx1500=1650/n/w
因此计算跨度取1580mm
C.跨中弯矩:
2）正常使用工况，持久状况
a.荷载：
板自重gk=0.08x0.85x25=1.7/W//n
g=yGgk=1.05x1.7=1.7S5KN/m
人群荷载？
=yGqkb=1.2x4x0.85=4.08KN/m
b.跨中弯矩：
M=lx-（g+g）/：
=l・83KN•加
8
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
c=25mm（二类环境），估计钢筋直径为d=10mm,a=c+—=30mm
2
h0—h—a—50mm
由书2-7查k=1.2,采用C25混凝土，查表fc=U.9N/mm\而板用HPB335的钢筋，查表fy=300N/mm2心800如q=型=12X3.26X10"=0155,
，$fbh}11.9x850x502_"
g=1-y/l-2as=0.169<0・85©=0.468
300
A=迪=叱空仝空型=285.2"
'A…
2852
p=A/bh.=一二=0.67%>p.=0.15%
"'0850x50e
查附录3表1,选用6^4=302mm2）
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
06@25Oo
配筋图如图所示:
1660
取lm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
glk二yh[=0.1x25=2>5kN/m
自重：
g2k=/h2=0.2x25=5kN/m
（人群荷载不计）
对根部产生的弯矩：
Ml=0.5/cglk/2+yG（g2k-glk）Z2/6
Ml=0.5x1.05x2.5x0.52+1.05x（5-2.5）x0.52/6=0.9843/GV•m栏杆重：
Plk=1.5kN/m
对根部产生的弯矩：
M2=/gP3Kl=1.05x1.5x0.5=0.7875KN•m
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=6.54x0.325=2.1255,由宽度为b*2c的板带承受,
绳鼓为可控可变荷载，分项系数取1」则
对根部产生的弯矩:
lJx6.54x0325
0.35+2x0.325
总弯矩：
M=Ml+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kN•m
2）正常使用工况，持久状况
自重:
glk=刃1［二0・1x25=2.5kN/mg2k=/h2=0.2x25=5kN/m
对根部产生的弯矩：
Ml=0.5^cglk/2+yG（g2k-glk）/2/6
Ml=0.5xl.05x2.5x0.52+1.05x（5-2.5）x0.52/6=0.9843/GV•m栏杆豊Plk=1.5kN/m
产生的弯矩：
M2=/g/^kZ=1.05x1.5x0.5=0.7S75KN•m
人群荷载：
q=l・2x4xO・5=2・4kN/m
产生的弯矩：
M3=丄“：
=2・4x°・L=0.3K/V.m
22
总弯矩：
M=^（M1+M2+M3）=1x（0.9843+0.7875+0.3）=2.072kN•m
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，釆用HPB235钢筋，查fy=210N/mm2受力筋：
估计钢筋直径为d=10mm,a=c+曹=30mm
ht.=〃一a=200—30=170加加
=0.0287,
KM1.2x4.11xl06as=fcbh^=11.9x500xl702
图5：
悬臂板配筋
占=1一yjl-2as=0.0293<0.85^=0.468
2曾
He9x500x0e0293xl70卞“2
==141mm
210
乂因为，规定中说，悬臂板的受力钢筋每米不少于5_08（252mm2）.则悬臂板的配筋就取08@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06@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：
Zo=1500+300=1800m/n
Zo=1.1Z,=1.05x1500=1575mm
计算跨径按1575计
1、荷载计算
横梁自重：
⑺=500x250x25x1.05=3・28kN/加
机敦自重：
g2=250x250x25x1.05=1.64力V/加
地螺栓传来的设计力:
1也=l・lx56・12=61.73幻V/加
1.1Q4=1.1x76.13=S3.74kN/m
2、计算简图及内力计算
为简化il•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=0.5MOo
Mo=l.O5x|x（g1+g2）l^=1.6KN•m
o
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
0.7x1.2M0=\・35kN•mc=35加加（二类环境），估计钢筋直径为d二10mm,a=c+—=40mm
2
h0=h—a=500-40=460mm
=0.00256,
KML2xL35xlO6
Us=fcbhl=11.9x250x4602
厂fy■
He9x250x0e00257x460一“
==16.74mm
210
<=1-Jl-2y=0.00257<0・85生=0.468
Q=4?
Ibh。
=0.015%vq问=0.25%
取久岛的钢筋进行配置,
4=曲％=288加加2
查附录3表1,受力钢筋取2_^14（As=308mm2）
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：
图6：
横梁配筋图
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：
gik=25xO.3xO.8=6^//w
一边栏杆重标准值：
g2k="kN・m
一半而板重标准值：
gik=（80x750++x500）x25xIO6=3・375kN/m
2
均布荷载设计值：
g=rgk=1.05x（6+1.5+3.375）=ll.42kN/m
集中荷载G
G=yGGK=1.05x（3.284-3.28）=6.9kNb・可变荷i
分布荷载g,人群荷载（一半桥面）：
q.=4x—=6.2kNIm
2
q=yGqk=I>2x6>2=7.44kNIm
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讣值：
G=l・lx80+6・9=94・％N
2.内力计算
计算跨径：
Zo=7000+500=7500加加
人=1・。
5仃=1*05x7000=7350/nm
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：
M=£g可+GxO・75+Gxl・85
=|x（11.42+7.44）x7・35?
+949x2.6
=374.1KN^m
考虑次梁并不是对称的T型梁，在最大弯矩值下考虑1」的放大系数。
M=374」XI.1=411.5Al/V•/M.
纵向钢筋配置HPB400的钢筋，查表fy=360N/mm估讣配置双层钢筋，a=70mmbo=h—a=730mm
确定翼缘计算宽度
hf=1507nm（平均）
hf/7i0=150/730=0.205>0.1mm是独立T型梁
b.=—=2500/n/n
f3
bf=b+l2hf=2100/71/n
上述宽度均大于翼缘的实有宽度（800mm）,取bf=800/nzn
KM=1.2x411.5=493・8归V•加
fcbfhf（ft0一仪）=11.9x800x150x（730一—）=935.34AN•m
22
KM属于第一类T型梁
=0.9734,
KM493.8xlO6
“=fbfhl=11.9x800x7302
歹=1一y]l-2as=0.103<0.85^,=0.468
4-"轨-「fy_
=1L9x800x0.103x730=1981_
360
预计配置6_022（As=2281/wm2）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:
y=£g/（）+gx2
=|x（l1.42+7.44）x7.35+94.9x2
=259・11KN•加
2、截面尺寸验算
h=730—200=530/n/n2
FF
^=—=2.43<4.0/nm2
b300
0.25fbhi}=0.25x11.9x300x730=651.5^>1^=1.2x259.11=311^
截面尺寸满足抗剪要求
3、抗剪腹筋计算
箍筋采用HPB335钢筋
V=0.7ftbh{}=0.7x1.27x300x730=194.7kN应由计算确定腹筋
Asv_KV・0・7〃儿=311-194.7弍42^v
s1.25fv/z01.25x300x730
选用双肢箍励；直径08（Asv=101mm2）
s=I"=248mm2,取s=2000.425max
满足最小配筋率要求，最后选配双肢G8@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
的空12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
纵向钢筋配筋图
四、裂缝开展宽度验算
查附录5表1,=0.3mm
E=2xl05
^max<=0.3/zz/n,裂缝宽度满足要求
五、挠度验算
查本教程附录5表3,该构件的挠度限值为
Zo/4OO=7350/400=18.375加加
跨中标准值计算得到的弯矩陆=340KN^m
bhn300x730
Es2xl05
如=瓦=2.8x104=!
if=150>O.2/io=146,贝!
）取儿=146m/n
（b]_b）h]（800-300）x146
bh、300x730
Bs=（0.025+0.28a£p）（1+0.55匕+0.12/;）Ecbh^
=（0.025+0.28x7.14x0.0104）x（1+0.55x0.333）2.80x104x300x7303=1.77xlO14^e/n/«2
B=0,65B=0.65xl.77xl014=11.5xl013
『5Mk*5340x106x73502―
t=——x——-—=——xn=16・6加加
48B4811.5X1013
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