渡槽箱形梁结构计算书.docx

1、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-T 5057 -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-T 5057-2009 : 6.1

2、.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（DL 5057 -1997规范），结构系数为丫 d=1.2 （DL-T 5057 -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）=0.9 X 1 X 25X （0.15 X2.3+0.7 X 0.25 X 2+1.4 X 0.2）

3、=21.94 （kN/m）设计值：G=y gX g1k=1.05 X 21.94=23.04 （kN/m）(a)面板自重设计值：g=Y6丫0书 yV=1.05X0.9X 1 X25X(0.15X2.3)=8.15 (kN/rj)(b)腹板自重设计值：0=ygyoy2W=1.05X0.9XlX25X(0.25X0.7) X 2=8.27 (kN/m(c)底板自重设计值：g3= ygyoyV=1.05X0.9X 1 X25X(1.4 X0.2)=6.62 (kN/m(2)水重：标准值：G2k= 丫 o y V4=0.9 X 9.81 X 1X( 0.6 X 0.9 ) =4.77 ( kN/m)设

4、计值：G2=y gX g2k=1.05 X 4.77=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=Yt Y1V+丫0书 Y V=0.9X1 X28X2X (0.5 X0.16X 0.16X5十 10)+0.8X0.16 +0.9 X 1X 25X 2X (0.16 X 0.3)=8.92 ( kN/m) 设计值：G3= 丫 gX g2k=1.05 X 8.92=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

5、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2 I设计值：Q1=1.2 X 1.2=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I v 20m时：20 国 p =4.5 p20式中：l一单位面积上的人群荷载（kPa）；加载长度（m）,本设计中跨径为10mp 单边人行道宽度（m）;在专用非机动车桥上时

6、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2.3m2023= 4.5=4.24kPa20标准值： Qik=4.24 X 1.0=4.24 (kN/m)设计值：Q3=1.2 X 4.24=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:9100 I60043J95kN)/m图1 2 槽身纵向计算简图及荷载图（单位： mm计算长度 1=1 n+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81丄 X 43.95 X 9.24=469.04 (kN.m)1

7、跨端剪力设计值 V= (qi+q2+G+G+Q+Q) l21= 1 X 43.95 X 9.24=203.05 (kN)23、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-T 5057-2009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=970mmrd=1.2。 占I 11x hf ( ) 1 MEfcbxg-一)+f

8、c(bfb)hf (b) (2 1) 谊F2 2I IfyA 兰 fgb + 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；M u_截面极限弯矩值；丫Y = YdX Y 0 X , 丫 =1.2X0.9X 1=1.08 K=1.15(承载力安全系数)f c_混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用 C25,则fc=11.9N/mmb _截面宽度；x _混凝土受压区计算高度；h 0 _截面有效高度；f y_钢筋抗拉强度设计值，选用 HRB4000则fy=360N/mm；A s_受拉区纵向钢筋截面面积；bf

9、 _ 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。IhfKM =1.15 469.04 = 539.40kN fcbfhf (ho -)=3674.42kN m2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15 469.4巧讹织云沁歸 fcbfh。 11.9 2300 970=1 - 1 -2：上=0.02 0.85 0.44As 1474.94- 0.11% 叮 min - 0.20%bh0 1400 9702受拉钢筋按最小配筋率计算： As=1400X 970X 0.002=2716mm受拉钢筋选9也20，其实际As=2827 (m命,

10、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 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。S ma)=400mm(h=1050mm800mm) ,s=150mm Pstmin b 1050mm ,满足要fys 360 100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 414 (A=615m2),下层纵筋 1/3Ast1 =17

11、02.15 - 3+2716=3283.38mm，选用 1120 (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 =bf -b -2c = 2300 -500 -2 35 = 1730mm， 人。= hf - 2c = 150- 2 35 = 80mmUcor 二 2(bcor )= 2(1730 80)二 3620mmAcor =bcorhcor =1730 80 =138400 mm250 3选用 8箍筋，则s空凹=119.76mm,取s=100mm0.42bh 洗巾36% -in巾20%，满足最小配筋率要求。钢筋选 12 14，其实际 As=18

12、46.8 (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：25X 0.25 X 0.6 2X n X 6.51=183.97kN ;槽墩以上荷载(渡槽荷载及墩座荷载)：439.5+32.886=472.39kN ;荷载设计值产生轴向压力 NG=183.97+439.5+32.886=656.35kN,(2)1 o=O.5l=651O - 2=3255mm,长细比入=l/d=3255/1200=2.72/3A=(753600mm2)(8) As fy1.15 656.35 1000 -1 11.9

13、1002366.5仆360N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 = min X A=or =0.0055 X 1002366.5=5513.01mm2,圆形墩纵向钢筋选取 18A20 (A=5655.6mm),箍筋选用 A 82002、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：N 1=656.35-25 X 0.62X n X 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)N1 628.09pn - 129.77kPaA 2.2 汉 2

14、.2pn . 2 , 129.77 2 丄 .M1 (a-九)(2b bj (2.2 -1.2) (2 2.2 1.2) =30.28kN m24 24基础底板受力钢筋截面面积:6A KM1 1.15 汉 30.28X0 2As 1 111.37mm0.9h0fy 0.9 (1000-35) 360A 111 37：? =bh =1000 2200 05% ：汕=0.15%按照最小配筋率计算 As =咕ibh =0.0015 1000 2203300mm2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

15、础尺寸：高 600mm宽1200m 长1800m 保护层厚度 35mm (1)永久荷载标准值:N 2=439.5+32.886=472.386kNV=236.19kN (2)荷载设计值计算的墩帽底净反力值N4=218.70kPaA 1.8 1.2p 218 70M2 n(ahc)2(2b bc) (1.81.2)2 (2 1.2 1.2) = 11.81kN m24 24底板受力钢筋截面面积:輕=行5仆1 106予伽口?0.9g fy 0.9 (600-35) 360亠給6巾01八巾15%按照最小配筋率计算 人ibh =0.0015 600 1 800162mm2，选用12止14 (A实际=1846.8mn2)