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1、1水闸工作桥课程设计设计任务及成果任务：工作桥及刚架设计，包括结构尺寸选择及配筋设计。成果：二号设计图纸 2 张计算书一本（35 页左右）一、概述1、工作桥作用专为启闭闸门而设。2、工作桥结构型式大多采用梁式桥的形式，且桥身大多为装配式结构。但本设计为简单计，采用整体式。支承形式为简支梁式，施工采用吊装方法。二、设计内容工作桥及刚架设计，包括结构尺寸选择及配筋设计。2三、设计资料1、工作桥桥面高程原定为 31.4m，本次设计各人不同；2、闸墩顶高程24.0m；3、五孔闸，每孔净宽 7.0m，中墩宽度 1.0m，边墩宽度 0.9m；4、平板闸门，自重 200KN；5、采用 QPQ-2160KN
2、型启闭机，每台自重 35KN；6、闸门吊点中心距，原定为 4.75m，本次设计各人不同；37、荷载：人群荷载：各班不同 ；栏杆重：1.5KN/m；每个绳鼓重：6.54KN（着地面积 350350mm） ；施工荷载：4.0KN/m2；基本风压：各班不同 8、建筑物等级 3 级； 9、环境条件二类； 10、建筑材料：混凝土：各班不同； 钢筋；各班不同 水闸工作桥设计数据1. 吊点中心距1 班： 4.0 + 0.04 * 学号末两位数 (米) 2 班： 4.02 + 0.04 * 学号末两位数 (米)2. 工作桥面高程30.0 + 0.05 *学号末两位数 (米) 3. 人群荷载 1 班：3.0 k
3、N/m2 2 班：2.5 kN/m24. 基本风压 1 班：0.35 kN/m2 2 班：0.4 kN/m25. 梁柱受力纵筋 1 班：HRB335 2 班：HRB4006. 混凝土强度等级 1 班：C25 ; 2 班：C30四、设计要求1.计算书一份。包括：设计资料；结构布置图及说明；桥面板、横梁、纵梁、刚架配筋计算；2.施工详图 2 张（二号图纸） 。包括：工作桥立面和平面布置；桥面板、横梁、纵梁和刚架配筋图等。 五、结构布置一）工作桥纵向布置1.工作桥长度： 为便于安装，工桥桥长度=两闸墩中心线距离2030mm700050050020 7980mm但计算时工作桥长度仍用 8000 mm
4、计算。42.横梁位置： 地脚螺栓尽量位于梁中心线。 （注意：一边螺栓可位于横梁中心线，另一边不行） ；638-150=488，488-400=88 1350-638-150=562， 562-400=1622、横梁高度： 取纵梁高度的 2/33/4，常用 350500mm；宽度： 180mm,常用 200250mm；3.活动铺板：为减轻吊装重量，面板做成活动铺板，简支在纵梁上。宽度： 4001000mm 两板之间空 10mm；长度：在纵梁间距净跨的基础上，每边加 6080mm 支承长度；高度：60100mm。54.手摇箱：位置： 由图 1330 确定；64.手摇箱：高度： 手摇箱手摇柄转轴位置
5、距桥面 9001000mm， 由图 1329 确定。H=（900 1000）400=（500 600）mm4.手摇箱：注意： 手摇箱位置需做悬臂板，悬臂板再活动铺板。75.机墩： 启闭机下设机墩，一般在工作桥吊装后浇筑，但机墩中的竖向钢筋预需先埋置在纵梁中。位置和大小：注意地脚螺栓的保护层50mm；5.机墩：高度：由图 1329 确定。H=（900 1000）（360+240）=（300 400）mmQ3、Q4 Q1、Q2二） 、工作桥横向布置1.纵梁位置a.立柱和闸墩以杯形基础联接，杯形基础要求见图 1350；8Q3、Q4 Q1、Q2b.尽量使螺栓位于纵梁轴线上，Q1 和 Q2 地脚螺栓布置
6、纵梁 A 轴线上，由此梁 A 位置就确定了；但 Q3 和Q4 地脚螺栓不可能布置纵梁 B 轴线上。由杯口要求，梁 B 中心线距吊点中心线至少为 535h1/2， h1 为柱宽。 310+150+75=535, 916-30=886 1485+30-916=5991、纵梁位置c、给活动门槽留位置 9图 1353 102、纵梁尺寸：高度：取工作桥长的 1/81/10；宽度：取纵梁高度的 1/21/3，常为 250400mm；3、悬臂板：宽度：机墩外操作宽度应有 10001200mm，两边栏杆每边占用 100200mm；悬臂板宽度5m 时，双层；取双层。3、刚架尺寸柱顺水流方向： h1300500m
7、m 横梁高： h2300500m 贴角：斜角为 45 度 高度为（0.51. 0）h1 3、刚架尺寸柱垂直水流方向： b1400600mm 横梁宽度： 最好取 b2b1，方便施工。 垂直水流方向12牛腿 ： 沿垂直水流方向设置牛腿，以增加顶部支承长度。 牛腿尺寸： C0.5b1，hb1。3、刚架尺寸顺水流方向牛腿：考虑工作桥和刚架预制安装误差，工作桥纵梁外侧面不宜与立柱外边缘平齐，可在顺水流方向设置小牛腿，即在柱顶顺水流向挑出 100150mm。工作桥配筋设计54545480 108A103232.7中 1500021616798中463702167920798062B2B1B1BB23002
8、5081925957648 59863. 8中 15中中1350225 1043 8304 8178831.9 31.924.024.0中 10中 120中 中中 120999-中 12 3中305303088607 87 860790395039505075401620250127 45 812 12 5 1026120 8240 95 1353750407 1032 1 14582 95 10240 8120 8260 8136099046060一.面板配筋设计1.活动铺板1)安装与检修工况短暂状况a.荷载计算 板自重， kGkg hbg一个绳鼓重， 人群荷载， kNG54.6 kQq b
9、q人，可不考虑 b.计算简图和内力计算简支实心板nclha1.绳鼓放在板中间14c.配筋计算按单筋截面计算。受力筋：d 6mm，s 200mm 分布筋：d= 6mm，s 300mm2)正常使用工况，持久状况a.荷载：板自重，人群荷载 b.内力计算与检修工况相同 c.配筋计算与检修工况相同最终取正常使用工况和检修工况配筋大者作为最后配筋。 541608054108 5 2 5 62B中 B中 2.悬板板取 1m 板宽计算，由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。1)安装与检修工况a.荷载与弯矩计算自重： g1k=rh1、g2k=rh2 M1=0.5g1l2+(g2-g1)l2/6栏杆重：P1k=1.5k
10、N/m M2=0.5g3l中绳鼓重： P，将集中力放置离纵梁最远处。15取 c 为绳鼓集中力 P 到悬壁根部的距离，a 为绳鼓的着地面积，则 P 对根部的弯矩为 Pc，由宽度为b=a+2c 的板带承受，则 M3=Pc/(a+2c) 总弯矩： M=M1+M2+M3b.配筋计算 只计算正截面受力筋：d 6mm，s 200mm，至少 38/m 间距和纵梁筋相协调。分布筋：d= 6mm，s 300mm2)正常使用工况a.荷载弯矩计算：自重、栏杆重、人群荷载 b.配筋与检修工况相同最终取正常使用工况和检修工况配筋大者作为最后配筋。二.横梁配筋设计 Q23取受力大的横梁计算，另一根筋相同。只计算正常使用工
11、况。1.荷载计算横梁自重 g1 机墩自重 g2 启门力：Q1、Q4 或 Q2、Q3 包括启闭机重、闸门重。412.计算简图和内力计算横梁实际为半固定状态，精确计算应采用有限单元法。工程简化：先按简支梁计算，得跨中弯矩16M0，实际梁的支座负弯矩=0.7 M0 ，跨中正弯矩=0.7 M0 。 223.配筋计算正截面：跨中，梁底至少 212，通长布置 支座，梁顶至少 212，通长布置斜截面：不计算，按构造要求配 6 或 8，150-200 的双肢箍筋。70105332.中 24472 68015 5 6809 4-中12三.纵梁配筋计算17取受力大的 一根计算， 另一根配筋相同。1.荷载计算a 恒
12、载：均布荷载 g 包括：纵梁自重、一边栏杆重、一半面板重集中荷载 G 包括：一半横梁自重、半机墩重b.可变荷载分布荷载 p 人群荷载(一半桥面) 集中荷载 P 直接作用于纵梁上的启门力通过横梁传递的启门力，求出横梁的反力，作用于在纵梁上。2.内力计算简支梁：弯矩 l0；剪力 ln 3 承载力极限状态计算按 T 形截面计算a.正截面：由 Mmax 求梁底钢筋 As，构造见教材 p48。b.斜截面：由 Vmax 求箍筋和弯起钢筋，注意构造。c.斜截面承载力验算：注意：正弯矩区切断钢筋。 d.横梁处附加钢筋计算sinyvdsvfFA18四.吊装验算 预埋吊环，吊装工作桥。吊点取 0.2l 处。1.荷
13、载计算分布荷载：纵梁自重、悬臂板自重 集中荷载：横梁自重2.内力计算3.配筋计算 a.跨中 Mmax，求出梁底钢筋 As，校核是否大于原 配钢筋。b.支座 Mmin，求出梁顶钢筋 As ，此钢筋可做架立钢筋。五.吊环计算1.采用 级钢筋，延性好。2.每个吊环按 2 个截面计算，4 个吊环按 3 个计算。3.钢筋应力小于 50MPa。50sin3sskGAT六.刚架横向计算刚架计算可分为横向和纵向两个方向。计算简图： 立柱和横梁轴线组成。 最不利工况：闸门开启到最高位。1.荷载计算 有水平荷载和垂直荷载1)水平荷载：作用于工作桥、立柱和闸门上的风压力。风压力计算公式： ：风压体型系数； ：风压高
14、度系数；W0 ：基本风压；A：受风面积。kQzskTAWT0sz19a.工作桥风压 A=(0.75-0.80)HL b.刚架立柱上风压 c.闸门风 为便于计算，将风压力转化成节点力。2)垂直荷计算a.工作桥纵梁传来的 P工作桥自重：纵梁、横梁、机墩、栏杆、活动铺板、悬臂板。启闭机和闸门自重：按 Q1、Q2、Q3 和 Q4 比例分摊到螺栓上。b.作用于工作桥上的风压力形成的方向相反、数值相等的 P SHTTP2/2 00c.刚架自重，转化成结点力 P1 和 P22.内力计算a.弯矩分配法求水平荷载产生的弯矩 b.垂直荷载只产生 c.剪力不大，不计算。3.配筋计算 a.立柱：对称偏压，钢筋通长，计
15、算长度为两横梁的轴线距离。b.横梁：按受弯构件计算，上下面配20筋。 50225 10430 8304 81 778831.9 31.924.024.0 中 10中 1中20中 中中 1中20999-中 120 3中3053030588607 87 8607903950395050754016420250101207745 81205 12 5 1026 120 8240 95 810353075754075 1032 1 8145 295 810240 8120 8260 813622199046060七.刚架纵向计算在纵向视为独立柱，所受荷载有自重，横梁重、工作桥传来的压力。对中墩立柱，需考虑相邻两孔闸的开启方式。1.一孔闸门刚开启，另一孔未开启a.荷载计算与内力计算P1 未开启孔：工作桥自重、启闭机重 P2 开启孔：工作桥自重、启闭机重、启门力、人群荷载 P3：刚架自重，作用于立柱根部b.配筋计算视为端固定，上端工作桥纵梁它有一定的支承作用，取计算长度
