水閘工作橋課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、.水閘工作橋課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)及成果任務(wù)：工作橋及剛架設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)尺寸選擇及配筋設(shè)計(jì)。成果：二號(hào)設(shè)計(jì)圖紙2 張計(jì)算書(shū)一本（ 35 頁(yè)左右）一、概述1、工作橋作用專為啟閉閘門而設(shè)。2、工作橋結(jié)構(gòu)型式大多采用梁式橋的形式，且橋身大多為裝配式結(jié)構(gòu)。但本設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單計(jì)，采用整體式。支承形式為簡(jiǎn)支梁式，施工采用吊裝方法。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容工作橋及剛架設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)尺寸選擇及配筋設(shè)計(jì)。'.三、設(shè)計(jì)資料1 、工作橋橋面高程原定為31.4m，本次設(shè)計(jì)各人不同；2 、閘墩頂高程 24.0m；3 、五孔閘，每孔凈寬 7.0m，中墩寬度 1.0m，邊墩寬度 0.9m；4、平板閘門，自重200KN；5、采用 QPQ-

2、2×160KN型啟閉機(jī)，每臺(tái)自重35KN；6、閘門吊點(diǎn)中心距，原定為4.75m，本次設(shè)計(jì)各人不同；'.7、荷載：人群荷載：各班不同；欄桿重： 1.5KN/m；每個(gè)繩鼓重： 6.54KN（著地面積350 ×350mm）；施工荷載： 4.0KN/m2；基本風(fēng)壓：各班不同8、建筑物等級(jí) 3 級(jí)； 9 、環(huán)境條件二類；10 、建筑材料：混凝土：各班不同；鋼筋；各班不同水閘工作橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1. 吊點(diǎn)中心距1班： 4.0 + 0.04 *學(xué)號(hào)末兩位數(shù)( 米)2班： 4.02 + 0.04 *學(xué)號(hào)末兩位數(shù)( 米)2. 工作橋面高程30.0 + 0.05 *學(xué)號(hào)末兩位數(shù) ( 米)3.

3、人群荷載1班： 3.0 kN/m2 2班： 2.5 kN/m24.基本風(fēng)壓1班： 0.35 kN/m22班： 0.4 kN/m25.梁柱受力縱筋1 班： HRB3352班： HRB4006.混凝土強(qiáng)度等級(jí)1 班：C25;2班： C30四、設(shè)計(jì)要求1. 計(jì)算書(shū)一份。包括：設(shè)計(jì)資料；結(jié)構(gòu)布置圖及說(shuō)明；橋面板、橫梁、縱梁、剛架配筋計(jì)算；2. 施工詳圖 2 張（二號(hào)圖紙） 。包括：工作橋立面和平面布置；橋面板、橫梁、縱梁和剛架配筋圖等。五、結(jié)構(gòu)布置一）工作橋縱向布置1. 工作橋長(zhǎng)度： 為便于安裝，工橋橋長(zhǎng)度 =兩閘墩中心線距離 20 30mm7000 500500 20 7980mm但計(jì)算時(shí)工作橋長(zhǎng)度

4、仍用8000 mm計(jì)算。'.2. 橫梁位置：地腳螺栓盡量位于梁中心線。（注意：一邊螺栓可位于橫梁中心線，另一邊不行）；638-150=488 ，488-400=881350-638-150=562， 562-400=1622、橫梁高度：取縱梁高度的2/3 3/4 ，常用 350 500mm；寬度： >180mm,常用 200 250mm；3. 活動(dòng)鋪板：為減輕吊裝重量，面板做成活動(dòng)鋪板，簡(jiǎn)支在縱梁上。寬度： 400 1000mm兩板之間空 10mm；長(zhǎng)度：在縱梁間距凈跨的基礎(chǔ)上，每邊加 6080mm支承長(zhǎng)度；高度： 60100mm。'.4. 手搖箱：位置：由圖 1330

5、確定；'.4. 手搖箱：高度：手搖箱手搖柄轉(zhuǎn)軸位置距橋面900 1000mm，由圖 13 29 確定。H=（ 900 1000 ） 400=（500 600 ） mm4. 手搖箱：注意：手搖箱位置需做懸臂板，懸臂板再活動(dòng)鋪板。'.5. 機(jī)墩： 啟閉機(jī)下設(shè)機(jī)墩，一般在工作橋吊裝后澆筑，但機(jī)墩中的豎向鋼筋預(yù)需先埋置在縱梁中。位置和大小：注意地腳螺栓的保護(hù)層 >50mm；5. 機(jī)墩：高度：由圖1329 確定。H=（ 900 1000 ）（ 360+240）=（ 300 400 ） mmQ3、 Q4Q1 、Q2二）、工作橋橫向布置1. 縱梁位置a.立柱和閘墩以杯形基礎(chǔ)聯(lián)接，杯形基

6、礎(chǔ)要求見(jiàn)圖1350；'.Q3、 Q4Q1 、Q2b. 盡量使螺栓位于縱梁軸線上，Q1和 Q2 地腳螺栓布置縱梁A 軸線上，由此梁A 位置就確定了；但Q3 和Q4 地腳螺栓不可能布置縱梁B 軸線上。由杯口要求，梁B 中心線距吊點(diǎn)中心線至少為535 h1/2 ， h1 為柱寬。310+150+75=535,916-30=8861485+30-916=5991、縱梁位置c、給活動(dòng)門槽留位置'.圖 13 53'.2、縱梁尺寸：高度：取工作橋長(zhǎng)的1/8 1/10 ；寬度：取縱梁高度的1/2 1/3 ，常為 250 400mm；3、懸臂板：寬度：機(jī)墩外操作寬度應(yīng)有 10001200

7、mm，兩邊欄桿每邊占用 100 200mm；懸臂板寬度 <700mm可不做挑梁。高度：端部取80 100mm，根部取 150 200mm。'.二）、剛架布置1 、剛架高度計(jì)算用的高度：H=31.424.0 h實(shí)際高度：H H1，其中： H1 為柱插入杯口的高度。H1需滿足：a. 大體為 1.2 0.8 倍柱長(zhǎng)邊尺寸；b. 大于 0.05H 。2 、剛架層數(shù)柱高 H<5m時(shí)，單層；柱高 H>5m時(shí)，雙層；取雙層。3 、剛架尺寸柱順?biāo)鞣较颍篽1 300500mm 橫梁高： h2 300 500m 貼角：斜角為45 度 高度為（ 0.5 1. 0）h13 、剛架尺寸柱垂直

8、水流方向：b1 400600mm橫梁寬度：最好取 b2b1，方便施工。垂直水流方向牛腿：沿垂直水流方向設(shè)置牛腿，以增加頂部支承長(zhǎng)度。牛腿尺寸：C>0.5b1 ，h>b1。'.3、剛架尺寸順?biāo)鞣较蚺Ｍ龋嚎紤]工作橋和剛架預(yù)制安裝誤差，工作橋縱梁外側(cè)面不宜與立柱外邊緣平齊，可在順?biāo)鞣较蛟O(shè)置小牛腿，即在柱頂順?biāo)飨蛱舫?00 150mm。工作橋配筋設(shè)計(jì)00051260080527519251925192519250A0126212620012038010032.74002005120020022002002002002003200052A500吊點(diǎn)距離 460079802080

9、008000工作橋立面圖1 ：50（共有五跨）00040701008802工作橋中心線0545545545545545B1B1 358.59B1B1008B2B29506067681354554528吊繩中心線085030020082004624002001001122080077980207980工作橋平面圖 1：50'.120072131.92 125300020093051020271004458100820000659382007300002 120202940793001730082004458100400006589316460750024.020750205550剛架配筋

10、圖 1：20053003503100703005575400757工作橋中心線吊繩中心線杯口配筋圖 1：20一. 面板配筋設(shè)計(jì)1. 活動(dòng)鋪板1) 安裝與檢修工況短暫狀況.5 1225050025095 1231.95 1000008800048048001015001381503805 1006 1000020266282880000112218180000224428288050511998824.07 89-9剖面圖 17 89：203003 螺栓00006301601206060活動(dòng)門槽 1：10a. 荷載計(jì)算板自重， g khbgG g k一個(gè)繩鼓重，G k 6.54kN GG Gk人

11、群荷載，qk q人 b qQ q k，可不考慮b. 計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支實(shí)心板l nal cl nh1.1l n繩鼓放在板中間'.c. 配筋計(jì)算按單筋截面計(jì)算。受力筋：d 6mm， s 200mm 分布筋： d= 6mm，s 300mm2) 正常使用工況，持久狀況a. 荷載：板自重，人群荷載 b. 內(nèi)力計(jì)算與檢修工況相同 c. 配筋計(jì)算與檢修工況相同最終取正常使用工況和檢修工況配筋大者作為最后配筋。5 105 1055445501660620001510620088B1配筋圖 1 ：20B2配筋圖 1 ：202. 懸板板取 1m板寬計(jì)算，由根部最大彎矩計(jì)算板的鋼筋用量。1) 安裝與檢

12、修工況a. 荷載與彎矩計(jì)算自重：g1k=rh1、g2k=rh2M1=0.5g1l2+(g2-g1)l2/6欄桿重： P1k=1.5kN/mM2=0.5g3l繩鼓繩鼓重： P ，將集中力放置離縱梁最遠(yuǎn)處。'.取 c 為繩鼓集中力P 到懸壁根部的距離，a 為繩鼓的著地面積，則P 對(duì)根部的彎矩為Pc，由寬度為b=a+2c的板帶承受，則M3=Pc/(a+2c)總彎矩： M=M1+M2+M3b. 配筋計(jì)算只計(jì)算正截面受力筋：d 6mm，s 200mm，至少 38/m 間距和縱梁筋相協(xié)調(diào)。分布筋： d=6mm ，s 300mm2) 正常使用工況a. 荷載彎矩計(jì)算：自重、欄桿重、人群荷載 b. 配筋

13、與檢修工況相同最終取正常使用工況和檢修工況配筋大者作為最后配筋。二. 橫梁配筋設(shè)計(jì)Q3Q2取受力大的橫梁計(jì)算，另一根筋相同。只計(jì)算正常使用工況。1. 荷載計(jì)算橫梁自重 g1機(jī)墩自重g2啟門力： Q1、 Q4 或 Q2、 Q3包括啟閉機(jī)重、閘門重。Q4Q12. 計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力計(jì)算橫梁實(shí)際為半固定狀態(tài)，精確計(jì)算應(yīng)采用有限單元法。工程簡(jiǎn)化：先按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，得跨中彎矩'.M0，實(shí)際梁的支座負(fù)彎矩=0.7 M0，跨中正彎矩 =0.7 M0。223. 配筋計(jì)算正截面：跨中，梁底至少2 12，通長(zhǎng)布置支座，梁頂至少212，通長(zhǎng)布置斜截面：不計(jì)算，按構(gòu)造要求配6 或 8，150-200的雙肢箍筋。61

14、802 1232.72 12101505 65 10103002 10101505 2270040015004007003700橫梁配筋圖 1 ：252 1202 120402 120096180052 12200200三. 縱梁配筋計(jì)算4-4剖面圖 1：20'.取受力大的一根計(jì)算，另一根配筋相同。1. 荷載計(jì)算a 恒載：均布荷載g包括：縱梁自重、一邊欄桿重、一半面板重集中荷載G包括：一半橫梁自重、半機(jī)墩重b. 可變荷載分布荷載 p人群荷載 ( 一半橋面 )集中荷載 P直接作用于縱梁上的啟門力通過(guò)橫梁傳遞的啟門力，求出橫梁的反力，作用于在縱梁上。2. 內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁：彎矩l0 ；剪力

15、ln3 承載力極限狀態(tài)計(jì)算按 T 形截面計(jì)算a. 正截面：由Mmax求梁底鋼筋A(yù)s，構(gòu)造見(jiàn)教材p48。b. 斜截面：由Vmax求箍筋和彎起鋼筋，注意構(gòu)造。c. 斜截面承載力驗(yàn)算：注意：正彎矩區(qū)切斷鋼筋。d. 橫梁處附加鋼筋計(jì)算A svd Ff yvsin'.四 . 吊裝驗(yàn)算預(yù)埋吊環(huán)，吊裝工作橋。吊點(diǎn)取0.2l 處。1. 荷載計(jì)算分布荷載：縱梁自重、懸臂板自重集中荷載：橫梁自重2. 內(nèi)力計(jì)算3. 配筋計(jì)算a. 跨中 Mmax，求出梁底鋼筋A(yù)s，校核是否大于原配鋼筋。b. 支座 Mmin，求出梁頂鋼筋A(yù)s ，此鋼筋可做架立鋼筋。五. 吊環(huán)計(jì)算1. 采用級(jí)鋼筋，延性好。2. 每個(gè)吊環(huán)按2 個(gè)

16、截面計(jì)算， 4 個(gè)吊環(huán)按 3 個(gè)計(jì)算。 3. 鋼筋應(yīng)力小于50MPa。TG Gk3sinTs50As六 . 剛架橫向計(jì)算剛架計(jì)算可分為橫向和縱向兩個(gè)方向。計(jì)算簡(jiǎn)圖：立柱和橫梁軸線組成。最不利工況：閘門開(kāi)啟到最高位。1. 荷載計(jì)算有水平荷載和垂直荷載1) 水平荷載：作用于工作橋、立柱和閘門上的風(fēng)壓力。風(fēng)壓力計(jì)算公式：0z ：風(fēng)壓高度系數(shù)；W0 ：基本風(fēng)壓； A：受風(fēng)面積。Tks zW AT QTk s ：風(fēng)壓體型系數(shù)；'.a. 工作橋風(fēng)壓A=(0.75-0.80)HL b.剛架立柱上風(fēng)壓c. 閘門風(fēng)為便于計(jì)算，將風(fēng)壓力轉(zhuǎn)化成節(jié)點(diǎn)力。2) 垂直荷計(jì)算a. 工作橋縱梁傳來(lái)的P工作橋自重：縱梁

17、、橫梁、機(jī)墩、欄桿、活動(dòng)鋪板、懸臂板。啟閉機(jī)和閘門自重：按 Q1、Q2、Q3 和 Q4比例分?jǐn)偟铰菟ㄉ?。b. 作用于工作橋上的風(fēng)壓力形成的方向相反、數(shù)值相等的PP''T0 H /ST0H22Sc. 剛架自重，轉(zhuǎn)化成結(jié)點(diǎn)力P1 和 P22. 內(nèi)力計(jì)算a. 彎矩分配法求水平荷載產(chǎn)生的彎矩b. 垂直荷載只產(chǎn)生 c. 剪力不大，不計(jì)算。3. 配筋計(jì)算a.立柱：對(duì)稱偏壓， 鋼筋通長(zhǎng)， 計(jì)算長(zhǎng)度為兩橫梁的軸線距離。b. 橫梁：按受彎構(gòu)件計(jì)算， 上下面配筋。'.120075 12250500250295 12131.92 1231.95 10030000520080809308085

18、14040200000000027115001004451381503881008200005 106 100056009000202366282888200003702 120200002000000001019022749181813007300820044581004000000000042020246828588931646000505011559898750024.024.020750205050剛架配筋圖 1 ：207 8：207 8530035099-9剖面圖螺栓七0. 剛架縱向計(jì)算3在縱0000慮相鄰兩孔閘向視為獨(dú)立柱，所受荷載有自重，橫梁重、工作橋傳

19、來(lái)的壓力。對(duì)6中墩立柱，需考0003501的開(kāi)啟方式。60120606057540075活動(dòng)門槽 1：101. 一孔閘門剛開(kāi)啟，另一孔未開(kāi)啟7工作橋中心線吊繩中心線a. 荷載計(jì)算與內(nèi)力計(jì)算杯口配筋圖 1 ：20P1未開(kāi)啟孔：工作橋自重、啟閉機(jī)重P2 開(kāi)啟孔：工作橋自重、啟閉機(jī)重、啟門力、人群荷載P3：剛架自重，作用于立柱根部b. 配筋計(jì)算視為端固定，上端工作橋縱梁它有一定的支承作用，取計(jì)算長(zhǎng)度l=1.5H 。注意最不利截面的選取。2. 兩孔閘門同時(shí)開(kāi)啟a. 荷載與內(nèi)力計(jì)算工作橋自、 啟閉機(jī)重、 啟門力、 人群荷載、 剛架自重。 b. 配筋計(jì)算按軸心受壓柱計(jì)算。'.3. 一跨工作橋吊裝完畢，相鄰一跨未吊裝a. 荷載與內(nèi)力計(jì)算半跨工作橋自重、施工荷載b. 配筋計(jì)算對(duì)稱配筋，短暫狀態(tài)工作橋