鋼筋混凝土水閘工作橋課程設計綜合版ppt課件.ppt

水閘工作橋課程設計 1 設計任務及成果任務 工作橋及剛架設計 包括結構尺寸選擇及配筋設計 成果 一號設計圖紙一張計算書一本 35頁左右 2 第一部分擬定工作橋尺寸 工作橋縱向布置1 工作橋長度為便于安裝 工作橋長度 兩閘墩中心線距離 20 30mm 7000 500 500 20 7980mm但計算時工作橋長度仍用8000mm計算2 橫梁位置 為簡化計算 我們將地螺栓安裝在橫梁與縱梁相交處 不考慮其偏移 橫梁尺寸初步擬定為 高 500mm 寬 250mm 橫梁上面的機墩取高 400mm 寬 250mm3 活動鋪板為減輕吊裝重量 面板做成活動鋪板 簡支在縱梁上 活動鋪板尺寸選用寬 655mm 長度1500 280 1660mm 高度 80mm 中間共四塊面板 橋兩邊再每邊兩塊 總的橫向布置圖及尺寸如圖所示 3 4 5 水閘工作橋課程設計一 概述1 工作橋作用專為啟閉閘門而設 2 工作橋結構型式大多采用梁式橋的形式 且橋身大多為裝配式結構 但本設計為簡單計 采用整體式 支承形式為簡支梁式 施工采用吊裝方法 二 設計內容工作橋及剛架設計 包括結構尺寸選擇及配筋設計 6 7 8 9 三 設計資料1 工作橋橋面高程原定為 31 4m 本次設計各人不同 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 10 4 平板閘門 自重200KN 5 采用QPQ 2 160KN型啟閉機 每臺自重35KN 6 閘門吊點中心距 原定為4 75m 本次設計各人不同 11 12 7 荷載 人群荷載 各班不同欄桿重 1 5KN m每個繩鼓重 6 54KN 著地面積350 350mm 施工荷載 4 0KN m2基本風壓 各班不同8 建筑物等級3級 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 13 水閘工作橋設計數(shù)據(jù)1 吊點中心距1 3 6班 4 0 0 04 學號末兩位數(shù) 米 2 4 7班 4 02 0 04 學號末兩位數(shù) 米 5班 4 0 0 04 學號末兩位數(shù) 0 01 米 2 工作橋面高程30 0 0 05 學號末兩位數(shù) 米 3 人群荷載1 4 7班 3 0kN m22 3 6班 2 5kN m25班 2 0kN m2 14 4 基本風壓1 3 6班 0 35kN m22 4 7班 0 4kN m25班 0 45kN m25 梁柱受力縱筋1 3 4班 II級2 6班 III級5 7班 III級6 混凝土強度等級1班 C25 2 6班 C25 5 7班 C303 4班 C35 15 四 設計要求1 計算書一份 包括 設計資料 結構布置圖及說明 橋面板 橫梁 縱梁 剛架配筋計算 2 施工詳圖一張 一號圖紙 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 16 五 結構布置一 工作橋縱向布置1 工作橋長度 為便于安裝 工橋橋長度 兩閘墩中心線距離 20 30mm 7000 500 500 20 7980mm但計算時工作橋長度仍用8000mm計算 17 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 638 150 562 562 400 162 18 19 2 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 20 3 活動鋪板 為減輕吊裝重量 面板做成活動鋪板 簡支在縱梁上 寬度 400 1000mm兩板之間空10mm 長度 在縱梁間距凈跨的基礎上 每邊加60 80mm支承長度 高度 60 100mm 21 4 手搖箱 位置 由圖13 30確定 22 4 手搖箱 高度 手搖箱手搖柄轉軸位置距橋面900 1000mm 由圖13 29確定 H 900 1000 400 500 600 mm 23 4 手搖箱 注意 手搖箱位置需做懸臂板 懸臂板再活動鋪板 24 5 機墩 啟閉機下設機墩 一般在工作橋吊裝后澆筑 但機墩中的豎向鋼筋預需先埋置在縱梁中 位置和大小 注意地腳螺栓的保護層 50mm 25 5 機墩 高度 由圖13 29確定 H 900 1000 360 240 300 400 mm 26 二 工作橋橫向布置1 縱梁位置a 立柱和閘墩以杯形基礎聯(lián)接 杯形基礎要求見圖13 50 Q3 Q4 Q1 Q2 A 27 b 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中心線距吊點中心線至少為535 h1 2 h1為柱寬 310 150 75 535 916 30 8861485 30 916 599 B A Q1 Q2 Q3 Q4 28 1 縱梁位置c 給活動門槽留位置 圖13 53 29 30 2 縱梁尺寸 高度 取工作橋長的1 8 1 10 寬度 取縱梁高度的1 2 1 3 常為250 400mm 31 3 懸臂板 寬度 機墩外操作寬度應有1000 1200mm 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 32 二 剛架布置1 剛架高度計算用的高度 H 31 4 24 0 h實際高度 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倍柱長邊尺寸 b 大于0 05H H1 33 2 剛架層數(shù)柱高H5m時 雙層 取雙層 3 剛架尺寸柱順水流方向 h1 300 500mm橫梁高 h2 300 500mm貼角 斜角為45度 高度為 0 5 1 0 h1 34 3 剛架尺寸柱垂直水流方向 b1 400 600mm橫梁寬度 最好取b2 b1 方便施工 垂直水流方向牛腿 沿垂直水流方向設置牛腿 以增加頂部支承長度 牛腿尺寸 C 0 5b1 h b1 35 3 剛架尺寸順水流方向牛腿 考慮工作橋和剛架預制安裝誤差 工作橋縱梁外側面不宜與立柱外邊緣平齊 可在順水流方向設置小牛腿 即在柱頂順水流向挑出100 150mm 36 工作橋配筋設計 37 38 一 面板配筋設計1 活動鋪板1 安裝與檢修工況短暫狀況a 荷載計算板自重 一個繩鼓重 人群荷載 可不考慮 39 b 計算簡圖和內力計算簡支實心板繩鼓放在板中間 40 41 c 配筋計算按單筋截面計算 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 內力計算與檢修工況相同c 配筋計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 42 43 2 懸板板取1m板寬計算 由根部最大彎矩計算板的鋼筋用量 1 安裝與檢修工況a 荷載與彎矩計算自重 g1k rh1 g2k rh2M1 0 5g1l2 g2 g1 l2 6欄桿重 P1k 1 5kN mM2 0 5g3l 44 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 M3 繩鼓重 P 將集中力放置離縱梁最遠處 45 b 配筋計算只計算正截面受力筋 d 6mm s 200mm 至少3 8 m間距和縱梁筋相協(xié)調 分布筋 d 6mm s 300mm 46 2 正常使用工況a 荷載彎矩計算 自重 欄桿重 人群荷載b 配筋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 47 二 橫梁配筋設計 取受力大的橫梁計算 另一根筋相同 只計算正常使用工況 1 荷載計算橫梁自重g1機墩自重g2啟門力 Q1 Q4或Q2 Q3包括啟閉機重 閘門重 48 2 計算簡圖和內力計算橫梁實際為半固定狀態(tài) 精確計算應采用有限單元法 工程簡化 先按簡支梁計算 得跨中彎矩M0 實際梁的支座負彎矩 0 7M0 跨中正彎矩 0 7M0 49 3 配筋計算正截面 跨中 梁底至少2 12 通長布置支座 梁頂至少2 12 通長布置斜截面 不計算 按構造要求配 6或 8 150 200的雙肢箍筋 50 三 縱梁配筋計算取受力大的一根計算 另一根配筋相同 1 荷載計算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 一半機墩重 51 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橫梁傳遞的啟門力 求出橫梁的反力 作用于在縱梁上 2 內力計算簡支梁 彎矩l0 剪力ln 52 3承載力極限狀態(tài)計算按T形截面計算a 正截面 由Mmax求梁底鋼筋As 構造見教材p48 b 斜截面 由Vmax求箍筋和彎起鋼筋 注意構造 c 斜截面承載力驗算 注意 正彎矩區(qū)切斷鋼筋 53 d 橫梁處附加鋼筋計算 54 四 吊裝驗算預埋吊環(huán) 吊裝工作橋 吊點取0 2l處 1 荷載計算分布荷載 縱梁自重 懸臂板自重集中荷載 橫梁自重2 內力計算 55 3 配筋計算a 跨中Mmax 求出梁底鋼筋As 校核是否大于原配鋼筋 b 支座Mmin 求出梁頂鋼筋As 此鋼筋可做架立鋼筋 56 五 吊環(huán)計算1 采用 級鋼筋 延性好 2 每個吊環(huán)按2個截面計算 4個吊環(huán)按3個計算 3 鋼筋應力小于50MPa 57 六 剛架橫向計算剛架計算可分為橫向和縱向兩個方向 計算簡圖 立柱和橫梁軸線組成 最不利工況 閘門開啟到最高位 1 荷載計算有水平荷載和垂直荷載1 水平荷載 作用于工作橋 立柱和閘門上的風壓力 風壓力計算公式 風壓體型系數(shù) 風壓高度系數(shù) W0 基本風壓 A 受風面積 58 a 工作橋風壓A 0 75 0 80 HLb 剛架立柱上風壓c 閘門風壓為便于計算 將風壓力轉化成節(jié)點力 59 2 垂直荷計算a 工作橋縱梁傳來的P 工作橋自重 縱梁 橫梁 機墩 欄桿 活動鋪板 懸臂板 啟閉機和閘門自重 按Q1 Q2 Q3和Q4比例分攤到螺栓上 b 作用于工作橋上的風壓力形成的方向相反 數(shù)值相等的P 60 c 剛架自重 轉化成結點力P1和P22 內力計算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)生力c 剪力不大 不計算 3 配筋計算a 立柱 對稱偏壓 鋼筋通長 計算長度為兩橫梁的軸線距離 b 橫梁 按受彎構件計算 上下面配筋 61 62 七 剛架縱向計算在縱向視為獨立柱 所受荷載有自重 橫梁重 工作橋傳來的壓力 對中墩立柱 需考慮相鄰兩孔閘的開啟方式 1 一孔閘門剛開啟 另一孔未開啟a 荷載計算與內力計算P1未開啟孔 工作橋自重 啟閉機重P2開啟孔 工作橋自重 啟閉機重 啟門力 人群荷載P3 剛架自重 作用于立