水闸工作桥课程设计

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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8000 mm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：

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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

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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:gk0.080.85251.7KN/m

gGgk1.051.71.KN785m /一个绳鼓重：Gk6.54KN, GGGk6.541.056.867KN 桥面活载不考虑 b 计算简图和内力计算

l0lna1500801580mm l0lnh1500801580mm l01.1ln1.115001650mm

因此计算跨度取1580mm

c.跨中弯矩：

12pl016.8671.582Mgl01.7851.583.26KNm

84842)正常使用工况，持久状况

a.荷载：板自重 gk0.080.85251.7KN/m

gGgk1.051.7精彩文档

1.KN785m /实用标准文案

人群荷载qGqkb1.240.854.08KN/m

b.跨中弯矩：

12M1gql01.83KNm

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

dc25mm(二类环境),估计钢筋直径为d=10mm,ac30mm2h0ha50mm

由书2-7查k=1.2，采用C25混凝土，查表fc11.9N/mm2，面板用HPB335的钢筋，查表fy300N/mm2

6KM1.23.2610b800mm，s0.155， 22fcbh011.985050112s0.1690.85b0.468

Asfcbh011.98500.16950285.2mm2 fy300285.2As/bh00.67%min0.15%

85050查附录3表1，选用6φ8(As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

φ6@250。 配筋图如图所示：

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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

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自重：

g1k=h1=0.125=2.5kN/mg2k=h20.2255kN/m

（人群荷载不计） 对根部产生的弯矩：

M1=0.5Gg1kl2+G(g2k-g1k)l2/6

M1=0.51.052.50.52+1.05(5-2.5)0.52/6=0.9843KNm

栏杆重：P1k=1.5kN/m 对根部产生的弯矩：

M2=GP3Kl1.051.50.5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=6.540.3252.1255，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：

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M3=GPc/(a+2c)=1.16.540.3252.338KNm

0.3520.325总弯矩：M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kNm

2)正常使用工况，持久状况 a.荷载与弯矩计算

自重：

对根部产生的弯矩：

g1k=h1=0.125=2.5kN/mg2k=h20.2255kN/m

M1=0.5Gg1kl2+G(g2k-g1k)l2/6

M1=0.51.052.50.52+1.05(5-2.5)0.52/6=0.9843KNm

栏杆重：P1k=1.5kN/m 产生的弯矩：

M2=GP3Kl1.051.50.50.7875KNm

2.4kN/m

人群荷载：q=1.240.5产生的弯矩：

122.40.52M3ql00.3KNm

22总弯矩：

M=M1+M2+M3=1(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，采用HPB235钢筋，查

fy210N/mm2

d30mm2受力筋：

估计钢筋直径为d=10mm,ac精彩文档

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h0ha20030170mm

KM1.24.11106s0.0287， 22fcbh011.9500170112s0.02930.85b0.468

fcbh011.95000.0293170As141mm2

fy210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@200 HPB235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：l015003001800mm

l01.1ln1.0515001575mm

计算跨径按1575计 1、荷载计算

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横梁自重：g1500250251.053.28kN/m 机敦自重：g2250250251.051.kN/m

地螺栓传来的设计力：

1.1Q11.156.1261.73kN/m 1.1Q41.176.1383.74kN/m

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=0.7 M0 ，跨中正弯矩=0.5 M0 。

12M01.05(g1g2)l01.6KNm

8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

0.71.2M01.35kNm

dc35mm(二类环境),估计钢筋直径为d=10mm,ac40mm

2h0ha50040460mm

KM1.21.35106s0.00256， 22fcbh011.9250460112s0.002570.85b0.468

fcbh011.92500.00257460As16.74mm2

fy210精彩文档

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As/bh016.740.015%min0.25%

250460取min的钢筋进行配置，

Asminbh0288mm2

查附录3表1，受力钢筋取2φ14 （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：

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 :

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纵梁自重标准值：g1k250.30.86kN/m 一边栏杆重标准值：g2k1.5kNm 一半面板重标准值：

g3k(80750100200500)251063.375kN/m

2均布荷载设计值：ggk1.05(61.53.375)11.42kN/m

集中荷载G

2100 一半横梁自重：G1k500250251093.28kN

2一半机墩重：G2k5002502521001093.28kN 2 GGGK1.05(3.283.28)6.9kN b.可变荷载

分布荷载q, 人群荷载(一半桥面) ：

qk43.16.2kN/m 2qGqk1.26.27.44kN/m

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：G1.1806.994.9kN

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2.内力计算

计算跨径：l070005007500mm

l01.05ln1.0570007350mm

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：

12Mgl0G0.75G1.8581(11.427.44)7.35294.92.6 8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1.1的放大系数。M=374.11.1=411.5KNm.

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纵向钢筋配置HPB400的钢筋，查表估计配置双层钢筋，a70mm

fy360N/mm2

h0ha730mm

确定翼缘计算宽度

h'f150mm(平均)

'h'f/h0150/7300.2050.1mm 是T型梁

b'fl02500mm 3b'fb12h'f2100mm

上述宽度均大于翼缘的实有宽度（800mm），取bf'800mm

KM1.2411.5493.8kNm

150fcbh(h0)11.9800150(730)935.34kNm

22'f'fh'fKMfcb'fh'f(h0属于第一类T型梁

h'f2)

KM493.8106s0.9734， '22fcbfh011.9800730112s0.1030.85b0.468

fcbh011.98000.103730As1981mm2

fy360

预计配置6φ22（As置。

2281mm2） 的HPB400的受力钢筋。横向全梁拉通布

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三、抗剪计算

1、支座边缘剪力设计值：

1Vgl0G221(11.427.44)7.3594.92 2259.11KNm2、截面尺寸验算

hw730200530mm2

hw7302.434.0mm2 b3000.25fcbh00.2511.9300730651.5kNKV=1.2259.11=311kN截面尺寸满足抗剪要求

3、抗剪腹筋计算 箍筋采用HPB335钢筋

Vc0.7ftbh00.71.27300730194.7kNKV=311kN

应由计算确定腹筋

AsvKV - 0.7ftbh0311194.7==0.425kN s1.25fyh01.25300730选用双肢箍筋，直径φ8（Asv101mm2）

s101248mm2，取s=2000.425满足最小配筋率要求，最后选配双肢φ8@200 HPB335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

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四、 裂缝开展宽度验算

查附录5表1，wlim0.3mm

dwmaxskEs(30c0.07te)，纵梁为受弯构件，查2.1

主梁标准值在跨中产生的弯矩值为

Mk12gkl0Gk0.75Gk1.8581(61.53.3756.2)7.352(8023.28)2.6 8340KNmMK340106sk234.7N/mm2

0.87h0AS0.877302281d22mm

ASA2281S0.0543 Ate2ab270300teEs2105

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wmaxskEs(30c0.07dte)2.1234.722(30350.07)0.2350.0543210wmaxwlim0.3mm，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

l0/4007350/m4 0m018.375跨中标准值计算得到的弯矩Mk340KNm

AS22810.01042

bh0300730ES2105E7.14 4EC2.810h'f1500.2h0146，则取h'f146mm

'f(b'fb)h'fbh0(800300)1460.333

300730f=0

3Bs(0.0250.28E)(10.55'f0.12f)Ecbh0(0.0250.287.140.0104)（1+0.550.333）2.801043007303 1.771014Nmm2B0,65Bs0.651.77101411.51013

25MKl0534010673502f16.6mm 1348B4811.510fl0/4007350/40018.375mm,则构件挠度满足要求。

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