水闸工作桥课程设计

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1.051.71.785/GkggKNm一个绳鼓重：6.54kGKN,6.541.056.867GkGGKN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1580mmc.跨中弯矩：2200116.8671.581.7851.583.268484plMglKNm2)正常使用工况，持久状况a.荷载：板自重0.080.85251.7/kgKNm1.051.71.785/GkggKNm人群荷载1.240.854.08/GkqqbKNmb.跨中弯矩：20111.838MgqlKNm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(),d302dcmmacmm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，62201.23.26100.15511.985050scKMfbh，s1120.1690.850.468b2011.98500.16950285.2300csyfbhAmmf0min285.2/0.67%0.15%85050sAbh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=h0.2255kN/m（人群荷载不计）对根部产生的弯矩：221k2k1kM1=0.5g+(g-g)/6GGll22M1=0.51.052.50.5+1.05(5-2.5)0.5/6=0.9843KNm栏杆重：1kP=1.5kN/m对根部产生的弯矩：3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNm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：1.16.540.325M3=Pc/(a+2c)=2.3380.3520.325GKNm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=h0.2255kN/m对根部产生的弯矩：221k2k1kM1=0.5g+(g-g)/6GGll22M1=0.51.052.50.5+1.05(5-2.5)0.5/6=0.9843KNm栏杆重：1kP=1.5kN/m产生的弯矩：3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNm人群荷载：q=1.240.52.4kN/m产生的弯矩：22012.40.530.322MqlKNm总弯矩：M=M1+M2+M3=1(0.9843+0.7875+0.3)=2.072kNm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：d302dacmm估计钢筋直径为=10mm,020030170hhamm62201.24.11100.028711.9500170scKMfbh，s1120.02930.850.468b2011.95000.0293170141210csyfbhAmmf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01.11.0515001575nllmm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()1.68MgglKNm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(),d402dcmmacmm二类环境估计钢筋直径为=10mm,050040460hhamm62201.21.35100.0025611.9250460scKMfbh，s1120.002570.850.468b2011.92500.0025746016.74210csyfbhAmmf0min16.74/0.015%0.25%250460sAbh取min的钢筋进行配置，2min0288sAbhmm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(80750500)25103.375/2kgkNm均布荷载设计值：1.05(61.53.375)11.42/kggkNm集中荷载G一半横梁自重：91210050025025103.282kGkN一半机墩重：92210050025025103.282kGkN1.05(3.283.28)6.9GKGGkNb.可变荷载分布荷载q,人群荷载(一半桥面)：3.146.2/2kqkNm1.26.27.44/GkqqkNm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：'20210.751.8581(11.427.44)7.3594.92.68374.1MglGGKNm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'025003flbmm''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(730)935.3422fcffhfbhhkNm'''0()2fcffhKMfbhh属于第一类T型梁6'220493.8100.973411.9800730scfKMfbh，s1120.1030.850.468b2011.98000.1037301981360csyfbhAmmf预计配置6φ22（22281sAmm）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：01221(11.427.44)7.3594.922259.11VglGKNm2、截面尺寸验算2730200530whmm27302.434.0300whmmb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==0.425s1.251.25300730tyfbhkNfh选用双肢箍筋，直径φ8（2svA101mm）21012480.425smm，取maxs=200250smm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，lim0.3wmmmax(300.07)skstedwcE，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20210.751.8581(61.53.3756.2)7.35(8023.28)2.68340kkkkMglGGKNm62034010234.7/0.870.877302281KskSMNmmhA22dmm22810.05432270300SSteteA