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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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：一号设计图纸一张,计算书一本（35页左右）,水闸全景,闸墩,工作桥,水闸工作桥课程设计,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。,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,；,7、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/m,2,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,1,3,6班： 4.0 + 0.04 * 学号末两位数 (米),2,4,7班： 4.02 + 0.04 * 学号末两位数 (米),5班： 4.0 + 0.04 * 学号末两位数 0.01 (米),2. 工作桥面高程,30.0 + 0.05 *学号末两位数 (米),3. 人群荷载,1,4,7班：3.0 kN/m2,2,3,6班：2.5 kN/m2,5班：2.0 kN/m2,4. 基本风压,1,3,6班：0.35,kN/m2,2,4,7班：0.4,kN/m2,5班：0.45,kN/m2,5. 梁柱受力纵筋,1,3,4班：II 级,2,6班：III级,5,7班：III级,6. 混凝土强度等级,1班：C25 ; 2,6班：C25; 5,7班：C30 3,4班：C35,四、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、施工详图一张（一号图纸）。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2030mm,700050050020 7980mm,但计算时工作桥长度仍用8000 mm计算。,2、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=162,2、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。,4、,手摇箱：,位置：,由图1330确定；,4、,手摇箱：,高度：,手摇箱手摇柄转轴位置距桥面9001000mm，,由图1329确定。,H=（900 1000）400=（500 600）mm,4、,手摇箱：,注意,：,手摇箱位置需做悬臂板，悬臂板再活动铺板。,5、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）mm,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；,Q,3、,Q,4,Q,1,、Q,2,A,b、,尽量使螺栓位于纵梁轴线上，Q,1,和Q,2,地脚螺栓布置纵梁A轴线上，由此梁A位置就确定了；,但 Q,3,和Q,4,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535h,1,/2， h,1,为柱宽。,310+150+75=535, 916-30=886,1485+30-916=599,B,A,Q,1,、Q,2,Q,3,、Q,4,1、纵梁位置,c、,给活动门槽留位置,图 1353,2、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700mm可不做挑梁。,高度：,端部取80 100mm，根部取150 200mm。,二）、刚架布置,1、刚架高度,计算用的高度,：,H=31.424.0h,实际高度,：,HH,1,，,其中：H,1,为柱插入杯口的高度。,H,1,需满足,：,a.,大体为1.20.8倍柱长边尺寸；,b.大于0.05H。,H,1,2、刚架层数,柱高H5m时，双层；取双层。,3、刚架尺寸,柱顺水流方向,：,h,1,300500mm,横梁高,：,h,2,300500mm,贴角,：,斜角为45度，,高度为（0.51.0）h,1,3、刚架尺寸,柱垂直水流方向,：,b,1,400600mm,横梁宽度,：,最好取b,2,b,1,，,方便施工。,垂直水流方向牛腿,：,沿垂直水流方向设置牛腿，以增加顶部支承长度。,牛腿尺寸,：,C0.5b,1,，hb,1,。,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,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，,一个绳鼓重，,人群荷载， ，,可不考虑,b.计算简图和内力计算,简支实心板,绳鼓放在板中间,c.配筋计算,按单筋截面计算。受力筋：,d,6mm，,s,200mm,分布筋：,d,=,6mm，,s,300mm,2)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。,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：,g,1k,=,rh,1,、,g,2k,=,rh,2,M,1,=0.5,g,1,l,2,+(,g,2,-,g,1,),l,2,/6,栏杆重：,P,1k,=1.5kN/m,M,2,=0.5,g,3,l,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,+2,c,的板带承受，则,M,3,=,Pc,/(,a,+2,c,),总弯矩：,M,=,M,1,+,M,2,+,M,3,绳鼓重：,P，,将集中力放置离纵梁最远处。,b.配筋计算,只计算正截面,受力筋：,d,6mm，s,200mm，,至少,3,8/m,间距和纵梁筋相协调。,分布筋：d=,6mm，s,300mm,2)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,取受力大的横梁计算，另一根筋相同。,只计算正常使用工况。,1.荷载计算,横梁自重,g,1,机墩自重,g,2,启门力：Q,1,、Q,4,或 Q,2,、Q,3,包括启闭机重、闸门重。,2.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,M,0,，实际梁的支座负弯矩,=0.7,M,0,，跨中正弯矩,=0.7,M,0,。,3.配筋计算,正截面：跨中，梁底至少,2,12，,通长布置,支座，梁顶至少,2,12，,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。,三.纵梁配筋计算,取受力大的,一根计算，,另一根配筋,相同。,1.荷载计算,a恒载：,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、一半机墩重,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,l,0,；剪力,l,n,3承载力极限状态计算,按T形截面计算,a.正截面：由,M,max,求梁底钢筋,A,s,，构造见教材p48。,b.斜截面：由,V,max,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,四.吊装验算,预埋吊环，吊装工作桥。吊点取0.2,l,处。,1.荷载计算,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,M,max,，求出梁底钢筋,A,s,，校核是否大于原,配钢筋。,b.支座,M,min,，求出梁顶钢筋,A,s,，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。,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； ：风压高度系数；,W,0,：基本风压；,A,：受风面积。,a.工作桥风压,A,=(0.75-0.80),HL,b,.,刚架立柱上风压,c.闸门风压,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,Q,1,、,Q,2,、,Q,3,和,Q,4,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,c.刚架自重，转化成结点力,P,1,和,P,2,2.内力计算,a.弯矩分配法求水平荷载产生的 弯矩,b.垂直荷载只产生力,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，上下面配筋。,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,P,1,未开启孔：,工作桥自重、启闭机重,P,2,开启孔：,工作桥自重、启闭机重、,启门力、人群荷载,P,3,：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,l,=1.5,H,。,注意最不利截面的选取。,2.两孔闸门同时开启,a.荷载与内力计算,工作桥自、启闭机重、启门力、人群荷载、刚架自重。,b.配筋计算,按轴心受压柱计算。,3. 一跨工作桥吊装完毕，相邻一跨未吊装,a.荷载与内力计算,半跨工作桥自重、施工荷载,b.配筋计算,对称配筋，短暂状态,工作桥施工图布置,
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