水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)

1、水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì) 水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)目錄第一章 前言第一節(jié) 課程設(shè)計(jì)的目的第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)第三節(jié) 設(shè)計(jì)資料第四節(jié) 主要任務(wù)第五節(jié) 主要成果第二章 結(jié)構(gòu)布置第一節(jié) 縱梁第二節(jié) 鋪板第三節(jié) 縱梁翼緣第四節(jié) 橫梁第五節(jié) 鋼架第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算第一節(jié) 鋪板計(jì)算第二節(jié) 縱梁翼緣板計(jì)算第三節(jié) 橫梁計(jì)算第四節(jié) 縱梁計(jì)算第五節(jié) 鋼架的計(jì)算第四章 工程材料用量計(jì)算第一節(jié) 工程混凝土用量第二節(jié) 工程鋼筋用量第一章 前言第一節(jié) 課程設(shè)計(jì)目的1、復(fù)習(xí)鞏固水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法。2、提高獨(dú)立分析和解決問題的能力。3、實(shí)際操作練習(xí)，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力。4、將課本所學(xué)理論和工程實(shí)際相結(jié)合，加深

2、對(duì)理論的理解。第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)某排澇閘上裝配式鋼筋混凝土工作橋。第三節(jié) 設(shè)計(jì)資料根據(jù)初步工程設(shè)計(jì)成果和工程設(shè)計(jì)要求，提出設(shè)計(jì)依據(jù)和資料如下。1 、排澇閘示意圖，詳見結(jié)構(gòu)布置圖（一）。2 、工作橋高程31.4m，橋墩頂高程24.0m，該閘共5孔，每孔凈寬7m，中墩寬度1m，邊墩寬度0.9m。3 、閘門采用鋼絲網(wǎng)水泥波形面板和鋼筋混凝土梁組成的平面閘門。閘門自重200KN.4 、啟閉設(shè)備采用五臺(tái)（每孔一臺(tái)）繩鼓式QPQ2160型啟閉機(jī)，啟閉力320KN，每臺(tái)啟閉設(shè)備重35KN，啟閉機(jī)形狀及主要參考資料見下圖。圖一5 、啟閉機(jī)吊點(diǎn)中心位置見參考資料見下圖，吊點(diǎn)中心距離4.75m。6、主要荷載、人群荷

3、載2.5KN/。、欄桿重1.5KN/。、安裝荷載（最重部件為繩鼓），每個(gè)繩鼓重6.5KN/（參考著地面積為35035mm）。、施工荷載4 KN/.、水閘所在地基本風(fēng)壓w0=0.4KN/.、鋼筋混凝土重力密度25 KN/。、荷載分項(xiàng)系數(shù)不變荷載系數(shù)rG=1.05；可變荷載rQ=1. 20，啟閉力屬于可控的可變荷載rQ=1.10；、水閘所在地區(qū)為地震地烈度地區(qū)，可不考慮地震荷載，但應(yīng)該注意工作橋縱梁的支點(diǎn)構(gòu)造，以增強(qiáng)抗震能力。7、吊裝設(shè)備最大起重量250KN。8、建筑物級(jí)別為3級(jí)。9、結(jié)構(gòu)環(huán)境條件為二類。10、建筑材料、鋼筋梁柱受力筋為級(jí)鋼，板受力筋為級(jí)鋼，分布筋和鋼箍為級(jí)鋼。、混凝土強(qiáng)度C25。

4、第四節(jié) 主要任務(wù)1、結(jié)構(gòu)布置2、結(jié)構(gòu)尺寸3、細(xì)部設(shè)計(jì)4、板，梁，支架的結(jié)構(gòu)計(jì)算5、施工圖6、結(jié)構(gòu)布置圖7、工程材料用量估算第五節(jié) 主要成果1 、設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，包括設(shè)計(jì)資料，結(jié)構(gòu)布置圖與扼要說明，橋面梁，橫梁，縱梁和支架的計(jì)算，材料用量表（僅要求計(jì)算橋身所用的鋼筋和混凝土用量）。2、施工詳圖一張，包括工作橋立面和和平面布置，橋面板、橫梁、縱梁和鋼架配筋等。第二章 結(jié)構(gòu)布置根據(jù)初步設(shè)計(jì)成果及選用的啟閉機(jī)形式和相關(guān)尺寸，參照水閘工作橋設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和尺寸布置如下（以一段縱梁和閘墩之間為設(shè)計(jì)單元）；第一節(jié) 縱梁縱梁一般取跨度的1/81/10，寬為高的1/21/3，不小于200300mm，

5、一般取250400mm?？v梁通常設(shè)置兩根預(yù)制型或者T型截面梁，梁肋中間距可根據(jù)可根據(jù)其地腳螺栓埋于兩內(nèi)的位置而定，兩梁肋的中間距可采用1.52.3m，為方便吊裝，縱梁的長(zhǎng)度為兩閘墩的中線距離減去2030mm的接縫寬度以便安裝后瀝青砂漿填隙。兩縱梁的梁肋中心距取1485mm根據(jù)以上設(shè)計(jì)依據(jù)，可布置縱梁尺寸如下；兩縱梁的梁肋中心距： 1485mm長(zhǎng) 7000mm500mm500mm20mm7980mm高 7980mm1/10798mm800mm寬 800mm2/5340mm第二節(jié) 鋪板鋪板的頂面須與縱梁頂面齊平，常用實(shí)心板，寬度主要視運(yùn)輸和安裝設(shè)備的能力及橫梁布置的情況而定，板寬變化幅度為400m

6、m1000mmmm，長(zhǎng)度為兩縱梁的凈距加上每邊60mm80mm的支撐寬度，以便于安放鋪板，實(shí)際寬度因比設(shè)計(jì)寬度減少10mm，長(zhǎng)度減小20,mm，鋪板厚度一般為60,mm80mm。寬；橫梁中間有3326mm的歡度范圍需要鋪設(shè)鋪板，先考慮此處的鋪板為整塊，取板寬為665mm，共5塊；兩邊橫梁的兩邊有兩個(gè)987mm的寬度范圍需要鋪設(shè)鋪板，取寬度為493mm的鋪板的鋪設(shè)，一邊兩塊，共四塊。根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)成果如下；中間的3326mm的跨度的鋪板設(shè)計(jì)為：長(zhǎng)度：設(shè)計(jì)寬度為1145mm80mm21305mm，工程實(shí)際重應(yīng)減去20mm 的施工縫，即鋪板實(shí)際長(zhǎng)度為1285mm。寬度：設(shè)計(jì)寬度為665mm，

7、工程實(shí)際中應(yīng)減去10mm的施工縫，即鋪板的實(shí)際寬度為655mm。厚度：設(shè)計(jì)厚度為70mm。橫梁兩邊的987mm的跨度的鋪板設(shè)計(jì)為：長(zhǎng)度：設(shè)計(jì)寬度為1145mm80mm21305mm，工程實(shí)際重應(yīng)減去20mm 的施工縫，即鋪板實(shí)際長(zhǎng)度為1285mm。寬度：設(shè)計(jì)寬度為493mm，工程實(shí)際中應(yīng)減去10mm的施工縫，即鋪板的實(shí)際寬度為483mm。厚度：設(shè)計(jì)厚度為70mm。第三節(jié) 縱梁翼緣縱梁翼緣的懸臂段端部厚一般為80100mm，在懸臂根部梁肋除一般加厚150200mm，懸臂的寬度一般為400700mm，可不設(shè)置挑梁。則依據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)成果如下；端部厚度： h180mm根部厚度： h2150mm

8、寬： L0=700mm第四節(jié) 橫梁橫梁的位置設(shè)置取決于啟閉機(jī)的位置，采用QPQ型啟閉機(jī)繩鼓安置橋跨兩端，因而在橋跨兩端各布置一對(duì)橫梁，橫梁軸線與地腳螺栓排列的軸線一致，以改善受力條件。橫梁的高度可取縱梁高度的2/33/4,一般取350mm500mm，橫梁寬度一般不小于180mm，常去200mm250mm。則設(shè)計(jì)成果如下：橫梁寬度：b=250mm橫梁高度：h=400mm橫梁長(zhǎng)度：l0=1145mm第五節(jié) 鋼架在多孔水閘當(dāng)中，當(dāng)閘門比較高時(shí)，工作橋支于閘墩頂?shù)匿摷苌希摷苡闪⒅蜋M梁所組成，在現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制成整體，安裝時(shí)吊入閘墩頂預(yù)留的杯型孔內(nèi)，然后再與閘墩加以連接。鋼架高度小于5m時(shí)，采用單層鋼架

9、，高度大于5m時(shí)，采用雙層或多層鋼架，立柱中心線與縱梁中心線相重合。立柱縱向（垂直水流方向）的截面尺寸b常為400mm600mm，橫向（順從水流方向）的截面尺寸h1常為300mm500mm。立柱的頂部可以加做短懸臂，以增加頂部的支撐長(zhǎng)度，對(duì)于雙層或多層鋼架，橫梁一般等間距布置，橫梁的寬度b2不應(yīng)該超過閘墩門槽頸的厚度，（一般中墩門槽頸的厚度不小于400mm），最好采用b2=b1（優(yōu)點(diǎn)：施工預(yù)制方便，當(dāng)閘門要出槽檢修時(shí)，只要拆去活動(dòng)門槽，這門就可以外移），也有采用b2小于b1的，橫梁高度h2常用300mm500mm.考慮工作橋和鋼架預(yù)制安裝的誤差，工作橋縱深外側(cè)面不宜與立柱外邊緣齊平，因此可以將

10、橫梁端部在在順?biāo)鞣较蛱舫?00mm150mm。立柱寬度b=600mm立柱高度h=500mm立柱長(zhǎng)度l=6.6mm橫梁寬度b=600mm 橫梁高度h=500mm第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算第一節(jié) 鋪板計(jì)算活動(dòng)鋪板是以兩縱梁為支座的單跨簡(jiǎn)支板，由鋪板跨中的最大彎矩，按單筋手腕構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算決定受力鋼筋的用量，其計(jì)算可以分為以下兩種情況：（一）安裝或檢修啟閉機(jī)時(shí)，板的荷載包括辦的自重(恒荷載)，人群荷載（活荷載）和施工荷載（活荷載）。安裝或檢修是臨時(shí)的，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)按=0.95考慮，如按計(jì)算而得的鋼筋面積很小時(shí)，應(yīng)采用最小配筋率配置鋼筋。鋪板型：1、資料：長(zhǎng)度：l0=lna=1145mm80mm2=130

11、5mm寬度：b=665mm厚度：h=70mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。短暫設(shè)計(jì)狀況=0.95。2、荷載：自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=rbh=250.070.665KN/m=1.16KN/m設(shè)計(jì)值：g= rGgk=1.051.16KN/m=1.22KN/m人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk1=bq1=2.50.665KNK/m=1.66KN/m設(shè)計(jì)值：q= rQqk1=1.201.66KN/m=2.00KN/m施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk2=bq2=40.665KN/m=2.6

12、6KN/m設(shè)計(jì)值：q2=bqk21.202.66KN/m=3.19KN/m3、內(nèi)力計(jì)算：跨中彎矩值：M= r01/8（gq1q2）l02=1.00.951/8（1.222.003.192）1.3052=1.30KN.m4、配筋計(jì)算：二類環(huán)境條件，查表得混凝土保護(hù)層厚度c=25mm。估計(jì)混凝土直徑d=10mm。排成一排得a=c+d/2=25+5=30mm。則截面有效高度為：h0=ha=7030=40mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.21.30106）/（12.5665402）=0.12=112s=11As=（fcbh0）/fy=12.5665 查得要求基本最小的配筋率min=0.15%

13、。= As/（bh0）=205.8/（66540）=0.77%0.15=min查得配置58（AS=251mm2），間距為151mm200mm。符合要求。分布鋼筋采用66，間距為249mm300mm。符合要求。5、配筋分布圖鋪板型：1、資料:長(zhǎng)度：l0=lna=1145mm80mm2=1305mm寬度：b=493mm厚度：h=70mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。短暫設(shè)計(jì)狀況=0.95。2、荷載:自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=rbh=250.070.493KN/

14、m=0.86KN/m設(shè)計(jì)值：g= rGgk=1.050.86KN/m=0.91KN/m人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk1=bq1=2.50.493KNK/m=1.23KN/m設(shè)計(jì)值：q= rQqk1=1.201.23KN/m=1.48KN/m施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk2=bq2=40.493KN/m=1.97KN/m設(shè)計(jì)值：q2=bqk21.201.97KN/m=2.36KN/m3、內(nèi)力計(jì)算:跨中彎矩值：M= r01/8（gq1q2）l02=1.00.951/8（0.911.482.36）1.3052=0.96KN.m4、配筋計(jì)算:二類環(huán)境條件，查表得混凝土保護(hù)層厚度c=25mm。估計(jì)混凝土直徑d=10mm。排

15、成一排得a=c+d/2=25+5=30mm。則截面有效高度為：h0=ha=7030=40mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.20.96106）/（12.5493402）=0.12=112s=11As=（fcbh0）/fy=12.5493 查得要求基本最小的配筋率min=0.15%。= As/（bh0）=140.8/（49340）=0.71%0.15=min查得配置48（AS=201mm2），間距為144mm200mm。符合要求。分布鋼筋采用66，間距為249mm300mm。符合要求。5、配筋分布圖（二）、正常使用時(shí)，板上的荷載有辦的自重（恒荷載），人群荷載（活荷載）設(shè)計(jì)狀況系數(shù)按=1.

16、0計(jì)算。鋪板型1、資料:長(zhǎng)度：l0=lna=1145mm80mm2=1305mm寬度：b=665mm厚度：h=70mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。永久設(shè)計(jì)狀況=1.02、荷載:自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=rbh=250.070.665KN/m=1.16KN/m設(shè)計(jì)值：g= rGgk=1.051.16KN/m=1.22KN/m人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk1=bq1=2.50.665KNK/m=1.66KN/m設(shè)計(jì)值：q= rQqk1=1.201.66KN/m=2.0

17、0KN/m3、內(nèi)力計(jì)算:跨中彎矩值：M= r01/8（gq1）l02=1.01.01/8（1.222.00）1.3052=0.69KN.m因MM,則跨中最大彎矩值為M，即按安裝或檢修時(shí)的情況進(jìn)行配筋計(jì)算即可，即鋪板配筋見圖鋪板型：1、資料:長(zhǎng)度：l0=lna=1145mm80mm2=1305mm寬度：b=493mm厚度：h=70mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。永久設(shè)計(jì)狀況=1.0。2、荷載:自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=rbh=250.070.493KN/m

18、=0.86KN/m設(shè)計(jì)值：g= rGgk=1.050.86KN/m=0.91KN/m人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk1=bq1=2.50.493KNK/m=1.23KN/m設(shè)計(jì)值：q= rQqk1=1.201.23KN/m=1.48KN/m3、內(nèi)力計(jì)算:跨中彎矩值：M= r01/8（gq1）l02=1.01.01/8（0.911.48）1.3052=0.51KN.m因MM,則跨中最大彎矩值為M，即按安裝或檢修時(shí)的情況進(jìn)行配筋計(jì)算即可，即鋪板配筋見圖第二節(jié) 縱梁翼緣計(jì)算縱梁翼緣板按懸臂梁板計(jì)算，鹽橋跨方向去1m寬的，由根部的最大彎矩計(jì)算板的鋼筋用量其計(jì)算分為兩種情況；安裝檢修啟閉機(jī)時(shí)，正常使用時(shí)。（一）安裝

19、和檢修啟閉機(jī)時(shí)板上作用的荷載P1為欄桿荷載，施工荷載q2，人群荷載q1和自重荷載g。資料取單位板寬：b=1m懸臂長(zhǎng)度：l0=700mm懸臂端部：h1=80mm懸臂根部：h2=150mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210KN/m2二類結(jié)構(gòu)環(huán)境條件，安全級(jí)別為2級(jí)，短暫設(shè)計(jì)狀況：r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。短暫設(shè)計(jì)狀況=0.95。2、荷載、自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：gk1=rbh=250.081KN/m=2KN/m設(shè)計(jì)值：g1= rGgk=1.052KN/m=2.1KN/m標(biāo)準(zhǔn)值：gk2=rbh=250.151KN/m=3.75KN/m

20、設(shè)計(jì)值：g= rGgk2=1.053.75KN/m=3.94KN/m、欄桿荷載標(biāo)準(zhǔn)值：p1k=1.5KN/m21m=1.5KN/m設(shè)計(jì)值：p1=rGp1k=1.051.5KN/m=1.58KN/m、人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q1k=2.51.0KN/m=2.5KN/m設(shè)計(jì)值：q1=rQq1k=1.22.5KN/m=3KN/m、施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q2k=41.0KN/m=4.0KN/m設(shè)計(jì)值：q2= rQq2k=1.24KN/m=4.8KN/m3、內(nèi)力計(jì)算、自重荷載在根部的彎矩值為M1=12g1l02+12（g2g1）l0=0.52.10.72+0.5(3.942.1) 0.72/3=0.66KN.m、欄桿

21、荷載在根部產(chǎn)生的彎矩值為M2=12p1l02=0.51.580.72、人群荷載在根部產(chǎn)生的彎矩值為M3=12q1l02=0.530.72、施工荷載在根部產(chǎn)生的彎矩值為M4=12q2l02=0.54.80.72則全部荷載在根部產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值為M= r0（M1+M2+M3+M4）=1.00.95(0.66+0.39+0.74+1.18)=2.82KN.m4、配筋計(jì)算二類環(huán)境條件，查表得混凝土保護(hù)層厚度c=25mm。估計(jì)混凝土直徑d=10mm。排成一排得a=c+d/2=25+5=30mm。則截面有效高度為：h0=ha=15030=120mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.22.82106）

22、/（12.510001202）=0.02=112s=11As=（fcbh0）/fy=12.51000查得要求基本最小的配筋率min=0.15%。= As/（bh0）=142.8/（1000120）=0.12%0.15=min則按最小配筋率配置鋼筋，As=0.15%1000120mm2=180mm2查得配置58（AS=251mm2），間距為200mm。符合要求。分布鋼筋采用46，間距為213mm300mm。符合要求。5、配筋分布圖如上（二）正常使用時(shí)橋面板的配筋往往以臨時(shí)荷載為依據(jù)，使用時(shí)的均布荷載影響是很小的，面板的斜截面強(qiáng)度要求低于安裝或檢修時(shí)的短暫狀況，可不必計(jì)算。故正常是使用不必進(jìn)行配筋

23、計(jì)算。則翼緣板配筋情況如上。第三節(jié) 橫梁計(jì)算設(shè)計(jì)橫梁時(shí)，只需設(shè)計(jì)繩鼓下的橫梁，位于橋墩中部，僅起聯(lián)系縱梁的作用，自身受外力很小，無需計(jì)算。繩鼓下面的橫梁的荷載，除自重和機(jī)墩重量外，還受啟閉機(jī)機(jī)座地腳螺栓傳來的啟閉機(jī)重量和啟門力，前兩項(xiàng)荷載可由結(jié)構(gòu)尺寸估計(jì)，后一項(xiàng)作用力由啟閉機(jī)型號(hào)決定。本文在設(shè)計(jì)上采用啟閉機(jī)地腳螺栓和縱梁中心距等距的設(shè)計(jì)思路，故不知在啟閉機(jī)機(jī)座上的地腳螺栓設(shè)置于兩根縱梁內(nèi)，橫梁上只需考慮自重荷載和機(jī)座的重量。橫梁以兩更縱梁為支座，計(jì)算跨度為來兩梁肋之間的凈距，橫梁兩端實(shí)際為半固定狂態(tài)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，橫梁的跨中可按簡(jiǎn)支梁的跨中彎矩的0.7倍計(jì)算，根據(jù)跨中和支座的彎矩值，分別確定跨中

24、及支座的鋼筋用量，當(dāng)計(jì)算出受力鋼筋面積很小時(shí)，可在梁頂和梁低分別配置兩根直徑布小于12mm 的直鋼筋。一般情況，橫梁不必計(jì)算配置抗剪鋼筋，可按構(gòu)造要求配置直徑6mm或8mm，間距150mm200mm的雙支箍筋。1、資料橫梁長(zhǎng)度：l0=1145mm橫梁寬度：b=200mm橫梁高度：h=400mm橫梁上機(jī)墩長(zhǎng)度：l1=1145mm橫梁上機(jī)墩寬度：b1=200mm橫梁上機(jī)墩高度：h1=400mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=310 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。永久設(shè)計(jì)狀況=1.0。荷載橫梁

25、自重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk1=rbh=250.40.2KN/m=2KN/m設(shè)計(jì)值：g1= rGgk1=1.052KN/m=2.1KN/m機(jī)墩荷載自重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk2=rbh=250.20.4KN/m=2KN/m設(shè)計(jì)值：g2= rGgk2=1.052KN/m=2.1KN/m3、內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁跨中彎矩值為M= r01/8（g2g1）l02=1.01.01/8（2.1+2.1）1.1452=0.69KN.m橫梁的跨中彎矩和支座彎矩可按簡(jiǎn)支梁跨中彎矩的0.7倍計(jì)算。M跨中=M支座=0.7M=0.70.69KN.m=0.48KN.m4、配筋計(jì)算二類環(huán)境條件，查表得混凝土保護(hù)層厚度c=25mm。估計(jì)混凝土直徑d=

26、10mm。排成一排得a=c+d/2=25+5=30mm。則截面有效高度為：h0=ha=40030=370mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.20.48106）/（12.52003702）=0.002=112s=1120.002As=（fcbh0）/fy=12.5200查得要求基本最小的配筋率min=0.15%。= As/（bh0）=6（200370）=0.009%0.15=min則按最小配筋率配置鋼筋，As=0.15%200370mm2=111mm2則在梁頂和梁低底分別配置兩根直徑為12mm 的直鋼筋，橫梁按構(gòu)造要求配置9跟直徑為6mm的雙支箍荊，間距為135.6mm。橫梁布置圖如下第

27、四節(jié) 縱梁計(jì)算一、縱梁配筋計(jì)算作用在縱梁上的荷載可以分為兩部分：、恒載：包括縱梁自重、欄桿重、橋面鋪板重及有橫梁和機(jī)墩傳給它的集中荷載，前三項(xiàng)則為均布荷載，以KN/m記，后兩項(xiàng)為橫梁自重以、機(jī)墩及其上的啟閉機(jī)的重量通過地腳螺栓傳遞給縱梁的集中荷載?；詈奢d：包括兩項(xiàng)一是由橫梁傳遞給縱梁或者由啟閉機(jī)機(jī)座通過地腳螺栓直接作用在縱梁上的集中啟門力，二是人群分布荷載和施工荷載，可由荷載強(qiáng)度和人群活動(dòng)范圍計(jì)算出。更具啟門力分布情況，為安全起見，取兩根縱梁中受力較大的一根進(jìn)行計(jì)算，然后兩根縱梁配置一樣的鋼筋，縱梁是以鋼架的柱頂為制作的單跨靜定梁，彎矩計(jì)算寬度取兩支座之間的中心距，即l0=ln+a1.05ln

28、，a為一邊的支撐寬度，ln為凈寬度，剪力計(jì)算跨度取凈寬度ln。對(duì)于簡(jiǎn)支縱梁，除集中荷載外，只需將所有均布荷載（包括或荷載和恒荷載）加在梁上，即可求得罪不利的內(nèi)力（跨中最大彎矩和支座邊緣的最大剪力）。在設(shè)計(jì)時(shí)，先按受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面強(qiáng)度計(jì)算，確定橫向鋼筋用量，同時(shí)，還必須進(jìn)行截面強(qiáng)度計(jì)算，確定橫向鋼筋的用量，此外，尚應(yīng)驗(yàn)算撓度及裂縫的寬度1、資料縱梁長(zhǎng)度：l0=1.05ln=1.057000mm=7350mm縱梁寬度：b=340mm縱梁高度：h=800mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=310 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，r0=1.0；rG=1.0

29、5；rQ=1.20；rd=1.20。永久設(shè)計(jì)狀況=1.0。計(jì)算啟閉機(jī)啟門力時(shí)rQ=1.12、荷載縱梁自重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk1=rbh=250.340.8KN/m=6.8KN/m設(shè)計(jì)值：g1= rGgk=1.056.8KN/m=7.14KN/m欄桿自重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk2= 1.5KN/m設(shè)計(jì)值：g2= rGgk2=1.051.5KN/m=1.58KN/m翼緣板重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk3=250.5（0.08+0.15）0.7KN/m=2KN/m設(shè)計(jì)值：g3= rGgk=1.052KN/m=2.1KN/m鋪板自重：鋪板型標(biāo)準(zhǔn)值：gk41=0.5rbh=0.5250.070.665KN/m=0.58KN/m設(shè)計(jì)值

30、：g41= rGgk41=1.050.58KN/m=0.61KN/m鋪板型標(biāo)準(zhǔn)值：gk42=0.5rbh=0.5250.070.493KN/m=0.43KN/m設(shè)計(jì)值：g42= rGgk42=1.050.43KN/m=0.45KN/m二者取不利于工程安全的計(jì)算，即鋪板荷載為g4=0.61KN/m橫梁自重：標(biāo)準(zhǔn)值：gk5=（rhbl0）/2=0.5251.1450.20.4KN/m=1.145KN/m設(shè)計(jì)值：g5= rGgk5=1.051.145KN/m=1.2KN/m機(jī)墩自重（包括橫梁上的機(jī)墩和搭在縱梁上的機(jī)墩）：標(biāo)準(zhǔn)值：gk6=（rhbl1）/2=0.5251.5450.20.4KN/m=1

31、.545KN/m設(shè)計(jì)值：g6= rGgk6=1.051.545KN/m=1.6KN/m啟閉機(jī)通過地腳螺栓所傳遞的力：Q1=35.365KN Q2=46.256KNQ3=56.115KN Q4=76.125KN則Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4=213.87KN啟閉機(jī)重在所縱梁上所產(chǎn)生的力：標(biāo)準(zhǔn)值：Qk3=17.556.115213.87QK4=17.576.1253=213.87設(shè)計(jì)值：Q3= rGQk3=1.054.59KN=4.82KNQ4= rGQk4=1.056.23KN=6.54KN則縱梁上集中恒荷載為G1=Q3+g5+g6=4.82KN+1.2KN+1.6KN=7.62KNG2=

32、Q4+g5+g6=6.54KN+1.2KN+1.6KN=9.34KN啟門力標(biāo)準(zhǔn)值：pk1=16056.115213.87pk2=16076.125213.87設(shè)計(jì)值：p1=rQpk1=1.141.98KN=46.18KNP2=rQpk2=1.156.95KN=62.65KN人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=（2.52+1.66）/2=3.33KN/m設(shè)計(jì)值：P= rQpk=1.23.33KN=4.0KN施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk3=(4KN/m2+2.66KN/m)=5.33KN/m設(shè)計(jì)值：P3= rQpk=1.25.33KN=6.40KN則總計(jì)為：g+p=g1+g2+g3+g4+p+ P3=7.14KN/m+

33、1.58KN/m+2.1KN/m+0.61KN/m+4.0KN/m+6.40KN=21.83KN/mG1+p1=7.62KN+46.18KN=53.8KNG2+p2=9.34KN+62.65KN=71.99KN3、內(nèi)力計(jì)算跨中彎矩設(shè)計(jì)值M= r01/8（gp）l02+（G1+p1）X1+（G2+p2）X2=1.01.01821.837.352+53.80.812+71.991.862=325.14KN.m支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值= r01/2（gp）l0+（G1+p1）+（G2+p2）=1.01.01221.837.35+53.8+71.99=206.02KN4、配筋計(jì)算、縱向受力鋼筋配置二類環(huán)

34、境條件下，a=45mm，截面有效高度h0=ha=（80045）mm=755mm，將已知數(shù)據(jù)帶入一下公式得：s=（ rdM）/（fcbh0）=（1.2325.14106）/（12.53407552）=0.16=112s=112As=（fcbh0）/fy=12.53407550.17=As/(bh0)=1759.64340755=0.69%查得要求基本最小的配筋率min=0.15%。則縱向配置鋼筋為620（AS=1885mm2）. 橫向全梁拉通布置。間距為50mm200mm。符合要求。5、橫向鋼筋配置截面尺寸驗(yàn)算：hw=h0200mm=(755200)mm=555mmhw/b=5553400.25

35、fcbh0=0.2512.5340755N=802.19KN rd=1.2206.02KN=247.22KN則截面尺寸滿足抗剪要求。6、抗剪腹筋計(jì)算以支座邊緣截面為驗(yàn)算截面。由于該梁不是矩形截面獨(dú)立梁，故不考慮剪跨比對(duì)截面受剪承載力的影響。c=0.07 cbh0=0.0712.5340755N=224.61KN rd=1.2206.02KN=247.22KN應(yīng)由計(jì)算確定腹筋選取雙支箍筋，由于兩高較大（h0=800mm），箍筋不能太細(xì)，選取10250，即AS=157mm2，S=250mm。查表得Smax=300mm，S=250mm rd=1.2206.02KN=247.22KN故配置雙支1025

36、0滿足要求。7、箍筋最小配筋率復(fù)核sv=Asv/bs=157340250100%=0.18架立筋，腰筋和中立筋ln6m，取架立筋210h700mm，取腰筋210中立筋取于箍筋相同，210二、縱梁撓度驗(yàn)算1、計(jì)算荷載效應(yīng)組合、荷載效應(yīng)短期組合Ms= r018（gk+qk）l02+（Gk1+pk1）X1+(GK2+pk2)X2=1.0 0.125(6.8+1.5+2+0.58+5.33) 7.352+49.260.812+65.871.862=272.11KN.m、荷載長(zhǎng)期組合效應(yīng)ML= r018（gk+qk）l02+（Gk1+pk1）X1+(GK2+pk2)X2= r018（gk+qk）l0=1

37、.0 0.125(6.8+1.5+2+0.58+5.33) 7.352=109.46KN.m、計(jì)算梁的短期剛度Bs=AS/bh0=1885/(340755)=0.7%Bs=（0.025+0.28E）Ecbh03=（0.025+0.282105/(2.8104）0.7%)2.81043407553=1.591014mm2、計(jì)算梁的長(zhǎng)期剛度BL、對(duì)于荷載效應(yīng)短期組合BL=MS/(ML(1)+MS)=2.00.4/=2.00.4157/1885=1.96BL=272.11109.461.961+272.111.591014=1.15、對(duì)于荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合BL=BS/=1.591014/1.96=0.

38、8110142、驗(yàn)算梁的撓度fs=548MSl02/BL=548272.1110673502(1.151014)fs/l0=13.3/73501553fs/l0=fl=548Mll02/Bl=548109.4610673502(8.11013fl/l0=7.673501960 fs/l0故設(shè)計(jì)撓度滿足要求。三、裂縫開展寬度驗(yàn)算因縱梁處于露天環(huán)境，則荷載效應(yīng)短期組合下wmax=0.3mm，長(zhǎng)期組合下wmax=0.25mm1、荷載短期組合MS=272.11KN.mss=Mk/(O.87h0As)=272.11106/（0.877551885）=219.76KN/mm2d=20mmte=AS/Ate

39、=AS/2ab=18852wmax=123ss(3c+O.1d/te)/ES=1.01.01.5219.76(345+0.120/0.06)/(2.0105)=0.27m0.3mm2、對(duì)于荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合Ml=109.46KN.msl=Ml/(O.87h0As)=109.46106/（0.877551885）=88.4KN/mm2wmax=123sl(3c+O.1d/te)/ES=1.01.01.588.4(345+0.120/0.06)/(2.0105)=0.11m0.25mm故在長(zhǎng)期和短期荷載效應(yīng)要求下，設(shè)計(jì)裂縫寬度均滿足要求。四、吊裝驗(yàn)算為了便于橋身吊裝，需在縱梁的兩端預(yù)埋吊環(huán)的吊點(diǎn)位置

40、，可設(shè)在距離吊點(diǎn)的0.2l（l為縱梁的全長(zhǎng)）處。以減小吊裝高度，在吊裝時(shí)，吊點(diǎn)截面（發(fā)生最大負(fù)彎矩和最大剪力）與跨中截面（發(fā)生最大正彎矩）均為最不利的受力截面，必須再次進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可取半個(gè)橋身計(jì)算，吊裝中它所承受的荷載為縱梁的自重g（均布荷載）和半吊裝自重G（集中荷載），鋪板與欄桿工作橋就位后在鋪設(shè)和安裝。因而其重量不予考慮。計(jì)算荷載（包括考慮動(dòng)力系數(shù)1.11.3）確定后，按雙懸臂梁計(jì)算內(nèi)力，由配置在縱梁內(nèi)的鋼筋，驗(yàn)算跨中和支座截面是否滿足強(qiáng)度要求。1、資料縱梁長(zhǎng)度：7000mm500mm500mm20mm7980mm縱梁高度：7980mm1/10798mm800mm縱梁寬度：8

41、00mm2/5340mmC25混凝土fc=12.5KN/m2r=25KN/m3級(jí)鋼筋fy=210 KN/m2二類環(huán)境條件下，安全級(jí)別為2級(jí)，rG=1.05；短暫設(shè)計(jì)狀況=0.95。2、荷載縱梁自重和懸臂板重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=250.340.8+250.5（0.08+0.15）0.7=8.81KN/m設(shè)計(jì)值：g= rG gk=1.058.81=9.25KN/m半跨梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=gk5=1.15KN/m設(shè)計(jì)值：G= rG gk5=1.73KN/m3、內(nèi)力計(jì)算、吊裝時(shí)最大負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值M= r01/2g（0.2l0）2+G（0.2l1.09）=1.00.951/29.251.5962+1.940.5

42、0612.12KN/m、吊點(diǎn)最大剪力值= r0g0.3l0+G=1.00.959.250.37.98+1.94=24.08KN、跨中最大正彎矩值M= r01/2g（0.5l0）2G1.85G（0.5l1.09）+（0.5gl+2G）0.3l=1.00.951/29.253.9921.941.851.941.9+（3.999.25+21.94）2.394=14.80KN/m4、彎矩驗(yàn)算縱梁配筋620（AS=1885mm2）=（fyAS）/(fcbh0)=310188512.5s=（10.5）=0.18（10.50.18）=0.115Mu=fcsbh02=12.50.1153407552=278K

43、N.mrdM=1.214.08=16.90KN.mrdM Mu則彎矩符合安全標(biāo)準(zhǔn)。、剪力驗(yàn)算縱梁配置箍筋2610250，即AS=157mm2，fy=210N/mm2Vcs=0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0/S=0.0712.5340755+1.25210157755/250=349.0KNv0=24.08KN Vcs/rd=349.0/1.2=209.92KN則剪力符合安全標(biāo)準(zhǔn)故設(shè)計(jì)吊裝安全五、吊環(huán)驗(yàn)算吊環(huán)的布置及起吊方式如下圖，吊環(huán)采用一級(jí)鋼筋制作，不得使用冷加工鋼筋，每個(gè)吊環(huán)按兩個(gè)截面積計(jì)算其抗拉強(qiáng)度，設(shè)計(jì)安全系數(shù)不小于四，（動(dòng)力系數(shù)已考慮在內(nèi)），為保證吊環(huán)的強(qiáng)度，每一個(gè)吊環(huán)所

44、需截面積為As=KT/2fy。其中T為一個(gè)吊環(huán)所受得拉力，T=G/nsin，G為工作橋的重量，n】為吊環(huán)數(shù)，有四個(gè)吊環(huán)時(shí)僅三個(gè)吊環(huán)同時(shí)發(fā)生作用，為吊索頃角。一般宜采用4560。根據(jù)計(jì)算的As，選擇吊環(huán)直徑，吊環(huán)買入縱梁內(nèi)深度不應(yīng)小于30d（d為吊環(huán)直徑）。并焊接或綁扎于縱梁的鋼筋骨架上。1、資料縱梁長(zhǎng)度：l7980mm縱梁高度：h0=800mm縱梁寬度：b=340mmK=4 =45 fY=210N/mm2-2、荷載G=gkl+4Gk=8.817.98+41.15=74.90KN3、配筋A(yù)s=KT/2fy=474.90103/（22102）=504.4mm2則選取28的一級(jí)鋼作吊環(huán)，買入深度為8

45、40mm。第五節(jié) 鋼架的計(jì)算鋼架的計(jì)算可分為橫向和縱向兩個(gè)方向。一、橫向的計(jì)算鋼架在橫向時(shí)固定與扎頓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，其計(jì)算簡(jiǎn)圖由立柱和橫向軸線所組成，立柱底部一般按固定端考慮。作用于鋼架的荷載有水平荷載和垂直荷載，水平荷載是指作用于工作橋上、立柱立柱和閘門上的風(fēng)壓力。作用在閘門上的風(fēng)壓力可按下面的公式計(jì)算T0= w A=sz w 0AW為風(fēng)壓強(qiáng)度KN/m2A工作橋受風(fēng)面積A=（0.750.80）HL.m2H縱梁地面至啟閉機(jī)頂?shù)酶叨萀工作橋跨中至跨中的間距s=1.3 z=0,9垂直荷載包括1、工作橋縱梁傳來的風(fēng)向壓力p和p；2、作用在工作橋上的風(fēng)向壓力通過縱梁的支座在立柱頂形成等量反對(duì)稱的p，它等于工

46、作橋的總風(fēng)向壓力對(duì)頂橫梁中心取距在除以兩立柱軸線距離；3、鋼架自重，計(jì)算中可化為節(jié)點(diǎn)荷載p1和p2。鋼架受力最不利情況是閘門開啟到最大高度，并且在工作橋上無人群荷載。橫梁為偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)衡量的軸向壓力較小時(shí)，可不考慮軸向壓力的影響，按軸向受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。鋼架中橫梁和立柱的配筋要求，與一般的梁柱一樣，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可參閱鋼架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造。1、資料立柱 縱向（垂直與水流方向）截面尺寸b1=600mm橫向h1=500mm高度H=7400800=6600mm橫梁高度h2=500mm橫梁寬度b2=600mm橫梁長(zhǎng)度l2=1485mmC25混凝土fc=12.5KN/m2 =25KN/m2級(jí)鋼筋fy=310

47、N/mm2二類結(jié)構(gòu)環(huán)境條件，安全級(jí)別為二級(jí)，r0=1.0；rG=1.05；rQ=1.20；rd=1.20。2、荷載水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：T0k=sz w 0(0.8HL)=1.30.90.40.8(0.8+0.4+1.08) 8.0=6.839KN設(shè)計(jì)值：T0= rQT0k=1.26.829=8.1948KN標(biāo)準(zhǔn)值：T1k= T0k+sz w 0(0.8HL)=6.829+1.30.90.40.8（3.175+0.25）0.6=7.242KN設(shè)計(jì)值：T1= rQT1k=1.27.242=8.6904KN標(biāo)準(zhǔn)值：T2k= T2k+sz w 0(0.8HL)=7.242+1.30.90.40.83.17

48、50.6=7.955KN設(shè)計(jì)值：T2= rQT2k=1.27.955=9.546KN閘門上的風(fēng)向壓力標(biāo)準(zhǔn)值：T3k=sz w 0(0.8HL)=1.30.90.40.83.1751.57.5=13.37KN設(shè)計(jì)值：T3= rQT3k=1.213.37=16.044KN垂直荷載P=（g1+g2+g3+g4）l0+4（g5+g6）+2(Q3+Q4)+2(P1+P2)=1.05(6.8+1.5+0.58+2.0) 7.35+41.05(1.145+1.545)+2(4.82+6.54)+2(46.18+62.65)=83.97+11.30+22.72+217.66=335.65KNP=( g1+g2

49、+g3+g4) l0+4（g5+g6）+2(Q3+Q4)+2(P1+P2)=1.05(6.8+1.5+0.58+2.0) 7.35+41.05(1.145+1.545)+21.05(17.54.596.23)+21.1(16041.9856.95)=83.97+11.30+14.03+134.35=243.65KNP=T0(H+0.25)/1.485=8.194P1= rGh1b1（l/2+0.25）+h1b1l/2=1.05250.50.6(3.175/2+0.25)+250.50.60.4925=18.35KNP2= rGh1b1l/2+h1b1(l20.5)/2=1.05250.50.6

50、3.175+250.50.60.4925=28.88KN3.內(nèi)力計(jì)算反對(duì)稱荷載計(jì)算將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為鋼架考慮，在力法中各圖如下所示。1p=14EI(4T1+T2)l2l2p=14EI(3T1+T2)l2l11=1EI(2l2l1+13l112=21=ll12/EI22=1EI(ll12+13l1l=3.175m l1=12T1=T1+13T3=8.6904+ 13T2=T2+T3=9.546+ 16.044=25.59KN由方程組 帶入數(shù)字解得： 11X1+12X2+1p=0 X1=17.68KN21X1+22X2+2p=0 X2=50.63KN繪制彎矩圖如下：（M=X11+X22+P）正對(duì)稱荷載設(shè)

51、計(jì)正對(duì)稱荷載只引起軸力，軸力由正對(duì)稱荷載引起的橫梁軸力Np1和反對(duì)稱荷載引起的軸力Np2（Np2=X11+X22+Np）和豎直荷載引起的Np3之和，軸力圖如上：4、配筋由M、N可知：、Mmax=37.59KN.m，相應(yīng)的N=12.8KN作用于下不橫梁兩端。、Nmax=465.15KN，相應(yīng)的M1=24.48KN.m，M2=28.43KN.m。作用于右側(cè)立柱兩端。、Nmin=7.02KN，相應(yīng)的M=13.13KN.m，作用于上部橫梁兩端。下部橫梁兩端配筋計(jì)算1、資料Mmax=37.59KN.m，l0=1.485mC25混凝土：fc=12.5N/mm2級(jí)鋼筋fy=310KN/m2橫梁寬度b=600

52、mm 橫梁高度h=500mm2、配筋二類環(huán)境條件下a=45mm，則h0=455mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.237.59106）/（12.56004552）=0.029=112s=11As=（fcbh0）/fy=12.5600= As/（bh0）=319.23/(600455)=0.11%0.15%=min則按最小配筋率計(jì)算配筋A(yù)s=minbh0=6004550.15%=409.5mm2選用216（AS=402mm2），分布筋選用66200，則配筋圖如下：上部橫梁配筋1、資料M=13.3KN.m，l0=1.485mC25混凝土：fc=12.5N/mm2級(jí)鋼筋fy=310KN/m2

53、橫梁寬度b=600mm 橫梁高度h=500mm2、配筋二類環(huán)境條件下a=45mm，則h0=455mms=（ rdM）/（fcbh0）=（1.213.13106）/（12.56004552）=0.010=112s=11As=（fcbh0）/fy=12.5600= As/（bh0）=110.08/(600455)=0.04%8，因此，需要考慮縱向的彎曲影響。求ye0=Mmax/Nmax=37.59103/465.15=81mmh/30=500/30=16.71 故取1=1l0/h=1315,故取2=10=1+（1/(1400e0/h0)）（l0/h）212=1+4551400811.01.0132

54、=1.68e0=136.080.3h0=136.5mm故應(yīng)按最小偏心受壓計(jì)算e= e0+h/2a=136.08+25045=341.08mm=（rdNfcbh0）/（rdNefcbh0）/（0.8 b）（h0a）+ fcbh0+b帶入數(shù)字得：=1.45AS=rdNe(10.5) fcbh02/fy（h0 a）8，需要考慮縱向彎曲的影響。求e0=M/N=80.62106/(321.58103)=250.7mmh0/30=600/30=20mm15 2=1.150.01(l0/h)=1.150.0115.857=0.99=1+（1/(1400e0/h0)）（l0/h）212=1+555140025

55、0.71.00. 99e0=1.39250.7mm=348.470.3h0=166.5mm按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算:計(jì)算AS和Ase= e0+h/2a=348.47+600/245=603.47mm對(duì)于級(jí)鋼筋，查表得sb=0.396As=rdNesb fcbh02/fy（h0 a）=（1.2321.58103603.4712.50.3965005552）/(55545) 3100按最小配筋率計(jì)算AsAs=minbh0=5005550.2%=555mm2選用316（As=603mm2）s=（rdNesb fcbh02）/fy（h0 a）=(1.2321.58603.47103310555510)/（12.55005552）=0.121=1（12s）1/2=0.13b=0.554x=h0=72.152a=90me= e0h/2+a=348.47300+45=93.47mmAS=（rdNe）/fy（h0 a）=（1.2321