水閘工作橋課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、 水閘工作橋課程設(shè)計設(shè)計任務(wù)及成果任務(wù)：工作橋及剛架設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)尺寸選擇及配筋設(shè)計。成果：二號設(shè)計圖紙2張計算書一本（35頁左右）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(shè)計內(nèi)容 工作橋及剛架設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)尺寸選擇及配筋設(shè)計。三、設(shè)計資料 1、工作橋橋面高程原定為 31.4m，本次設(shè)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；4、平板閘門，自重200KN；5、采用QPQ-2160KN型啟閉

2、機(jī)，每臺自重35KN；6、閘門吊點中心距，原定為4.75m，本次設(shè)計各人不同； 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350350mm）；施工荷載：4.0KN/m2；基本風(fēng)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 水閘工作橋設(shè)計數(shù)據(jù)1. 吊點中心距1班： 4.0 + 0.04 * 學(xué)號末兩位數(shù) (米) 2班： 4.02 + 0.04 * 學(xué)號末兩位數(shù) (米)2. 工作橋面高程30.0 + 0.05 *學(xué)號末兩位數(shù) (米) 3. 人群荷載 1班：3.0 kN/m2 2班：2.

3、5 kN/m24. 基本風(fēng)壓 1班：0.35 kN/m2 2班：0.4 kN/m25. 梁柱受力縱筋 1班：HRB335 2班：HRB4006. 混凝土強(qiáng)度等級 1班：C25 ; 2班：C30四、設(shè)計要求 1.計算書一份。包括：設(shè)計資料；結(jié)構(gòu)布置圖及說明；橋面板、橫梁、縱梁、剛架配筋計算； 2.施工詳圖2張（二號圖紙）。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。 五、結(jié)構(gòu)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2030mm 700050050020 7980mm 但計算時工作橋長度仍用8000 mm計算。2.橫梁位置： 地腳螺栓盡量

4、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=88 1350-638-150=562， 562-400=1622、橫梁高度： 取縱梁高度的2/33/4，常用350500mm；寬度： 180mm,常用200250mm；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： 4001000mm兩板之間空10mm；長度：在縱梁間距凈跨的基礎(chǔ)上，每邊加6080mm支承長度；高度：60100mm。4.手搖箱： 位置： 由圖1330確定； 4.手搖箱：高度： 手搖箱手搖柄轉(zhuǎn)軸位置距橋面9001000mm， 由圖1329確定。H=（900

5、 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?。鹤⒁獾啬_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、Q4 Q1、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，杯形基礎(chǔ)要求見圖1350；Q3、Q4 Q1、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

6、線上。由杯口要求，梁B中心線距吊點中心線至少為535h1/2， h1為柱寬。 310+150+75=535, 916-30=886 1485+30-916=599 1、縱梁位置c、給活動門槽留位置 圖 1353 2、縱梁尺寸： 高度：取工作橋長的1/81/10； 寬度：取縱梁高度的1/21/3，常為250400mm；3、懸臂板： 寬度：機(jī)墩外操作寬度應(yīng)有10001200mm，兩邊欄桿每邊占用100200mm；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 計算用的高度： H=31.424.0h 實際高度： HH1，其中：H

7、1為柱插入杯口的高度。 H1需滿足： a.大體為1.20.8倍柱長邊尺寸； b.大于0.05H。 2、剛架層數(shù) 柱高H5m時，雙層；取雙層。 3、剛架尺寸柱順?biāo)鞣较颍?h1300500mm 橫梁高： h2300500m 貼角：斜角為45度 高度為（0.51. 0）h1 3、剛架尺寸 柱垂直水流方向： b1400600mm 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，以增加頂部支承長度。 牛腿尺寸： C0.5b1，hb1。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

8、順?biāo)飨蛱舫?00150mm。 工作橋配筋設(shè)計一.面板配筋設(shè)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 b.計算簡圖和內(nèi)力計算 簡支實心板 繩鼓放在板中間 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(nèi)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。 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、

9、g2k=rh2 M1=0.5g1l2+(g2-g1)l2/6欄桿重：P1k=1.5kN/m M2=0.5g3l 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.配筋計算 只計算正截面受力筋：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 300mm 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。二.橫梁配筋設(shè)

10、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(jī)墩自重g2 啟門力：Q1、Q4或 Q2、Q3包括啟閉機(jī)重、閘門重。2.計算簡圖和內(nèi)力計算 橫梁實際為半固定狀態(tài)，精確計算應(yīng)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(fù)彎矩=0.7 M0 ，跨中正彎矩=0.7 M0 。 3.配筋計算正截面：跨中，梁底至少212，通長布置 支座，梁頂至少212，通長布置斜截面：不計算，按構(gòu)造要求配6或8，150-200的雙肢箍筋。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

11、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)力計算 簡支梁：彎矩l0；剪力ln 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A(yù)s，構(gòu)造見教材p48。b.斜截面：由Vmax求箍筋和彎起鋼筋，注意構(gòu)造。c.斜截面承載力驗算：注意：正彎矩區(qū)切斷鋼筋。 d.橫梁處附加鋼筋計算 四.吊裝驗算 預(yù)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(nèi)力計算3.配筋計算 a.跨中Mmax，求出

12、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(yīng)力小于50MPa。 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(fēng)壓力。風(fēng)壓力計算公式： ：風(fēng)壓體型系數(shù)； ：風(fēng)壓高度系數(shù)；W0 ：基本風(fēng)壓；A：受風(fēng)面積。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) 為便于計算，將風(fēng)壓力轉(zhuǎn)化成

13、節(jié)點力。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(jī)墩、欄桿、活動鋪板、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P c.剛架自重，轉(zhuǎn)化成結(jié)點力P1和P22.內(nèi)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 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(gòu)件計算，上下面配筋。 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(nèi)力計算 P1 未開啟孔：工作橋自重、啟閉機(jī)重 P2 開啟孔：工作橋自重、啟閉機(jī)重、啟門力、