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1、“水工钢筋混凝土结构学”课程设计实例某排涝闸装配式钢筋混凝土工作桥设计计算书姓名：学号：班级：日期：目录1设计资料2实用文档2设计内容42.1 计算书42.2 施工图43工作桥结构布置43.1 桥面长度43.2 桥面宽度43.3 纵梁53.4 横梁63.5 机墩63.6 活动铺板63.7 栏杆柱及栏杆73.8 刚架84桥身结构计算84.1 悬臂板94.2 活动铺板114.3 横梁134.4 纵梁144.5 横梁与纵梁交界处附加箍筋计算204.6 纵梁钢筋的布置设计（MA图）204.7 裂缝开展宽度验算214.8 挠度验算225刚架计算与配筋235.1 刚架计算简图235.2 横向计算235.3
2、 纵向计算29参考文献31根据初步设计成果，提出设计数据和资料如下：(1)排涝闸闸室立面图见图Io(2)工作桥桥面高程31.5m。(3)闸墩顶高程24.0m。(4)该闸共3孔，每孔净宽7m。(5)中墩宽度1m,边墩宽度0.9m。(6)闸门采用平面闸门，闸门自重200kN0(7)启闭设备采用3台(每孔一台)绳鼓式QPQ-2X16OkN型启闭机，启门力(标准值)320kNo每台启闭机重量(标准值)70kN0启闭机高1080mmo启闭机地脚螺栓位置和机墩尺寸见图2。(8)闸门吊绳中心距离3.6m。(9)荷载桥面活荷载标准值5.0kNm2;栏杆重标准值1.5kNm;安装荷载最重部件为绳鼓，每个绳鼓重(
3、标准值)6.54kN,着地面积为35OmmX350mm；启闭机地脚螺栓作用力设计值(含启闭机重、启门力)：0=35.365kN,Q=46.265kN,03=56.116kN,Q=76.125kN;施工荷载标准值6.0kNm2;水闸所在地区基本风压3o=O.45kNm2(风荷载体型系数s=L3,风压高度变化系数“z=0.9);钢筋混凝土重力密度25kNm3;在进行荷载组合设计值计算时，注意启门力属可控制其不超出规定限制的可变荷载。水闸所在地区地震烈度为6度，可不考虑地震作用，但应注意工作桥纵梁与刚架的节点构造，以增强抗震能力。(10)吊装机械的最大起重量250kN0(11)最大裂缝宽度允许值：0
4、.3mm。(12)允许挠度：o400o(13)水工建筑物级别3级，基本荷载组合。(14)结构环境类别二类。(15)建筑材料钢筋：梁、柱纵板、横梁纵向受力筋为HRB335钢筋，其余为HPB235钢筋。混凝土：强度等级C30(16)设计依据的规范为水工混凝土结构设计规范(SL191-2008)工作桥图2启闭机地脚螺栓位置和机墩尺寸2设计内容2.1 计算书工作桥结构设计计算书一份，包括：桥面板、纵梁及联系横梁和支撑刚架的尺寸拟定；工作桥身荷载计算、内力计算及配筋计算；支撑刚架荷载计算、内力计算及配筋计算；工作桥和刚架的材料（钢筋、混凝土）用量。2.2 施工图工作桥结构施工图，包括：工作桥立面和平面布
5、置图；桥面板、纵梁、横梁模板图和配筋图；刚架立柱、横梁模板图和配筋图；设计有关说明。2.3 桥结构布置3.1 桥面长度按图1闸室立面图，工作桥分3跨，中跨长8000mm,边跨长8200mm,桥面总长度为24400mm。为便于安装，跨间设安装缝20mm,中跨实际长7980mm,边跨长8190mm,如图3所示。3.2 桥面宽度机墩宽16001800mm,两边操作宽1000l200mm,栏杆200400mm,拟定桥面宽度为3200mm,如图3所示（工作桥面边跨和中跨）。工作桥中心线3600吊绳中心线17872226, ,800 , , 1577 , 1577地脚螺栓位置图图3工作桥桥面结构布置图3.
6、2纵梁考虑到方便起吊，工作桥每跨设置两根倒L型纵梁并由三根横梁连接，然后再在两纵梁之间加活动铺板。工作桥下支撑刚架的牛腿纵向(垂直水流方向)尺寸中部取800mm,端部取600mm,因此工作桥净跨4f=7200mm0纵梁截面尺寸按梁高人=(l8l10)4,和梁宽b=(1/21/3)/?选取，拟定力=80Omm,b=300mm0纵梁翼缘厚度端部和根部通常为80100mrn和150200mm,分别取80mm和160mm,挑出长度按工作桥面要求取600mmo纵梁肋的位置应满足桥面宽度和机墩横向(平行水流方向)尺寸的要求，纵梁肋净间距取1400mmo纵梁长度与各跨工作桥长度相等，中跨为7980mm,边跨
7、为8190mm。纵梁截面形式和位置如图3所示。3.3 纵梁考虑到方便起吊，工作桥每跨设置两根倒L型纵梁并由三根横梁连接，然后再在两纵梁之间加活动铺板。工作桥下支撑刚架的牛腿纵向(垂直水流方向)尺寸中部取1OOOmrn,端部取IOoOmm,因此工作桥净跨/“=1400Omm。纵梁截面尺寸按梁高力=(1/8-1/10)/和梁宽b=(12-13)。选取，拟定刀=150Omm,b=500mm,)纵梁肋的位置应满足桥面宽度和机墩横向(平行水流方向)尺寸的要求，纵梁肋净间距取1400mm。纵梁长度与各跨工作桥长度相等，中跨为7980mm,边跨为819OmmC纵梁截面形式和位置如图3所示。3.4 横梁横梁联
8、接两侧纵梁，净跨度与纵梁间距相等，为MOOmm0横梁截面为矩形，截面高度h按纵梁高度的2334选取,截面宽度b按横梁高度的1312选取,拟定A=500mm,b=250mm.横梁上布置机墩，沿纵梁纵向的位置由吊绳中心距（360Omm）和图2启闭机地脚螺栓位置尺寸确定，见图3。3.5 横梁横梁联接两侧纵梁，净跨度5000mm。横梁截面为矩形，截面高度力按纵梁高度的2334选取，截面宽度6按横梁高度的1312选取，拟定Zr=100Omm,b=500mm.横梁上布置机墩，沿纵梁纵向的位置由吊绳中心距（360Omm）和图2启闭机地脚螺栓位置尺寸确定，见图3。3.6 机墩机墩在纵梁横梁上现浇，一般做成框子
9、形，机墩高拟定=30Omm,宽度与所在纵梁及横梁相同，b=250mm0浇筑机墩时，注意留出启闭机地脚螺栓位置。启闭机地脚螺栓位置见图3。3.7 活动铺板活动铺板厚。通常为80100mm,宽度b为4001000mm,支撑宽度。为80100mmo拟定力=8Omm,活动铺板长度按纵梁间距140Omm和=80mm,拟定/=156Ommo由桥面布置可知，工作桥各跨中部活动铺板宽度范围均为2226mm,除两边跨外侧端部活动铺板宽度范围1787mm外，其余端部活动铺板宽度范围均为1577mm。为了便于安装，活动铺板尺寸比设计值少1020mm,拟定/=154Omm,b=500mm和6=43Omm两种。这样，各
10、跨中部布置5块43Omm活动铺板(5430)=2150mm,两边跨外侧端部布置4块43Omm活动铺板(4430)=1720mm,其余跨端部共布置3块50Omm活动铺板(3500)=1500mmo活动铺布置见图3。3.8 活动铺板活动铺板厚力通常为80IoOmm,宽度6为400IoOOmm,支撑宽度。为80IOomm。拟定人=100mm,活动铺板长度按纵梁间距5000mm和=10Omm,拟定/=520OmmO由桥面布置可知，工作桥各跨中部活动铺板宽度范围均为2226mm,除两边跨外侧端部活动铺板宽度范围1787mm外，其余端部活动铺板宽度范围均为1577mm。为了便于安装，活动铺板尺寸比设计值少
11、1020mm,拟定/=154Omm,6=50Omm和b=430mm两种。这样，各跨中部布置5块43Omm活动铺板(5430)=2150mm,两边跨外侧端部布置4块43Omm活动铺板(4430)=1720mm,其余跨端部共布置3块50Omm活动铺板(3500)=1500mmo活动铺布置见图3。3.9 栏杆柱及栏杆栏杆柱截面为150mmX150mm,高度120Omm,每跨内设5根，距桥面边缘50mm。相邻两个栏杆柱之间距顶部100mm处和底部焊接直径50mm不锈钢管，上下不锈钢管间焊接直径20mm不锈钢管，间距150mm。栏杆柱布置见图3。3.10 杆柱及栏杆栏杆柱截面为15OmmXl50mm,高
12、度120Omrrb每跨内设8根，距桥面边缘50mm。相邻两个栏杆柱之间距顶部100mm处和底部焊接直径50mm不锈钢管，上下不锈钢管间焊接直径20mm不锈钢管，间距150mm。栏杆柱布置见图3。3.11 架刚架立柱纵向（垂直水流方向）截面尺寸b通常为400600mm,横向（平行水流方向）截面尺寸力通常为300500mm,拟定6X力=40OmmX30Ommo横梁截面宽度力不应大于闸门槽颈部厚度和立柱截面尺寸山截面高度加通常300500mm,拟定从Xn=250mm300mm,并带有支托宽200mm。立柱纵向设牛腿，短悬臂长度，c0.5hf高度62,拟定c=200mm,A2MOOmmo按图1排涝闸闸
13、室立面图，刚架高度为6700mm,将刚架设为两层。刚架结构布置图如图4所示。500DD剖面图4刚架结构布置图3.7刚架刚架立柱纵向（垂直水流方向）截面尺寸通常为400600mm,横向（平行水流方向）截面尺寸通常为300500mm,但是考虑到本次工程规模较大、安全等级高，拟定Z）=1000mm100Omme横梁截面宽度从不应大于闸门槽颈部厚度和立柱截面尺寸b,截面高度通常300500mm,拟定bX=250mm300mm,并带有支托宽20Ommo立柱纵向设牛腿，短悬臂长度，c0.5bf高度ii2b,拟定c=200mm,7/2=40Ommo按图1排涝闸闸室立面图，刚架高度为6700mm,将刚架设为两
14、层。刚架结构布置图如图4所示4桥身结构计算4.1 悬臂板4.1.1 正常使用阶段（持久工况）1）计算简图挑出梁以外的板按固结在梁肋的悬臂板计算，长度600mm,计算简图如图5所示。2）荷载按Im板宽计算,Z=1000mmo（b）检修阶段悬臂板自重设计值：g1=1.050.5(0.08+0.16)l25=3.15kNm(平均值)人群荷载设计值：71=1.25.0l=6kNm栏杆重设计值：G1=1.051.5l=l.58kN,距固定端600-(50+150/2)=475mm3)悬臂板根部截面弯矩=-(3.15+6)0.62+1.580.475=2.40kNm4)正截面配筋计算fc=14.3N/mm2K=1.2C=25mm/,=300Nmm2pm11=0.15%=0.468a=C+2=25+5=30mm,o=160-30=130mmKML2x2.40106I4.3x10001302=O.O119 V a总= 0.468=l-l-2a=l-l-20.0119=0.01204=bhjc/4=.l20100013014.3300=74.4mm2minbh0=0.15%1000130=l95mm24.L2安装检修阶段（短暂工况）1）计算简图一个绳鼓重6.45KN,着地面积35OmmX350mm,将集中荷载尽可能放在离纵梁肋最远处，如图5（b）所示。计算宽度b=m+2ci=3
