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第一章 基本设计资料一、工作桥的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两个方面，这两个方面又包括四个内容：活动铺板、横梁与机墩、纵梁、钢架。二、工作桥的设计资料 （一）、工作桥桥面高程为 31.35m （二）、闸墩顶高程24.0m （三）、五孔闸，每孔净宽7.0m，中墩宽度1.0m，边墩宽度0.9m （四）、平板闸门，自重200KN （五）、采用QPQ-2160KN型启闭机，每台自重35KN （六）、闸门吊点中心距 5.720m （七）、荷载 1. 人群荷载：2.5 KN/m 2. 栏杆重： 1.5KN/m 3. 每个绳鼓重：6.54KN（着地面积350350mm） 4. 施工荷载： 4.0KN/m2 5. 基本风压： 0.4 KN/m （八）、建筑物等级3级 （九）、环境条件二类 （十）、建筑材料 1.混凝土：C30 2.钢筋： HRB400三、总体布置图活动铺板机墩纵梁 图1-1 工作桥结构图第二章 拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置 （一）、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。 图1-2 工作桥纵向布置俯视图 （二）、横梁 1.位置 为简化计算，我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处，不考虑其偏移。 2.横梁尺寸初步拟定为 高：500mm；宽：250mm. 横梁上面的机敦取高：400mm；宽：250mm. 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。 （1）、活动铺板长度计算 .吊点中心距=4.02+0.0443=5740mm .吊点间铺板长度=5740-(1350-638)26=719.33mm 铺板长度取：650mm. .桥两边铺板长度=5740+6382+6506=10916mm8000mm 桥两边铺板长度取570mm ,满足要求。因此活动铺板选用：中间板宽：650mm；长度：1300+2*80=1460mm；高度：80mm。 中间共六块面板。桥两边再一边两块板。总的横向布置图及个尺寸如图所示： 图1-3 总的横向布置图2、 工作桥横向布置（一）、纵梁尺寸 高度：800mm； 宽度：300mm。（2） 、悬臂板尺寸 高度：端部取100mm，根部取200mm； 宽度：600mm尺寸如图所示： 图1-4 悬臂板尺寸图三、刚架布置 （一）、刚架高度 1. 计算用的高度 H=32.1524.0h 2. 实际高度 实际高度为 HH1，其中：H1为柱插入杯口的高度。 （1）.H1需满足 .大体为1.20.8倍柱长边尺寸。 .大于0.05H。 （2）.实际高度H=32.1524.00.8=7.35m HH1=7.35+0.5=7.85m 图 1-5 刚架尺寸图第二章 结构设计一、面板配筋设计（一）、活动铺板 图2-1 活动铺板布置图 1. 安装检修工况(1).荷载计算.板自重 gk=0.080.6525=1.3kN/m g=Ggk=1.051.3=1.365kN/m .一个绳鼓重 .施工荷载 q=1.24=4.8KN/m其中桥面活载不考虑。(2) .计算简图和内力计算.尺寸计算 因此计算跨度取1380mm 图2-2计算内力受力简图 .跨中弯矩2.正常使用情况，持久状况(1).荷载 .板自重 0.080.65251.3KN/m g1.051.431.365KN/m .人群荷载(2).跨中弯矩从以上两种状态可知，安装工况下的弯矩最大，取大值进行计算。(3).配筋计算：查表得c=25mm(二类环境)，估计钢筋直径为d=10mm,查表得k=1.2,采用C30混凝土,fc=14.3N/mm2,活动铺板用HRB335的钢筋,fy=300N/mm2,，查表知应选用68（As=302mm2），在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋，按要求取6250。(4) 两边铺板荷载及内力计算 两边铺板 b=570mm h=80mm 荷载及内力计算同中间铺板 .板自重:gk0.08*0.57*25=1.14KN/m g=gk=1.05*1.18=1.197KN/m .一个绳鼓重： .人群荷载： 简支实心板，绳鼓放在板中间3.正常使用工况，持久状况 (1).荷载 .板自重g=1.344KN/m .人群荷载q=1.92KN/m (2)内力计算取安装检修工况与正常使用工况中较大内力进行配筋计算M=2.655KNm 按单筋截面计算 受力筋选配6C8(As=302mm2)配筋图如图所示： 图2-3铺板配筋图 二、 悬臂板 图2-4 绳鼓位置图 图2-5 根部悬臂板受力图取板宽计算，由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。（一）、 安装检修工况 1、荷载与弯矩计算（1）.自重 这里不计人群荷载 对根部产生的弯矩 （2）.栏杆重 栏杆对根部产生的弯矩 (3) .绳鼓重 将集中力放置离纵梁最远处,如图所示。 图2-6绳鼓集中力放置取c为绳鼓集中力P到悬臂根部的距离c=500-350/2=325,a=350 为绳鼓的着地面边长，则P对根部的弯矩为Pc=6.540.325=2.1255，由宽度为b=a+2c的板带承受，绳鼓为永久荷载，分项系数为1.05则其对根部产生的弯矩：总弯矩：（二）、正常使用情况，持久状况 1.荷载与弯矩计算 （1）.自重 对根部产生的弯矩： (2).栏杆重 栏杆对根部产生的弯矩：(3).人群荷载 人群荷载产生的弯矩：总弯矩：从以上状态可知，安装工况下的弯矩大，取大值进行算。即M=3.457KN2.配筋计算只计算正截面，采用HRB335钢筋，查表得：fy=300N/mm2受力筋：估计钢筋直径为d=10mm, 又因为，规定中说，悬臂板的受力钢筋每米不少于38（As= 151mm2）则悬臂板的配筋就取8200HRB335的钢筋来布置。分布钢筋按要求取，在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋直径不小于6mm间距不大于300按要求取6200来布置。悬臂板配筋图如图所示：图2-7 悬臂板配筋图 三、 横梁横梁与纵梁浇筑在一起，计算弯矩的时候按简支结构计算，横梁计算跨径：l0=1300+400=1700或l0=1.051300=1365mm，计算跨径按1365mm计（一）.荷载计算1.横梁自重 2. 机墩自重 地螺栓传来的设计力：1.1Q1=1.156.12=61.73 kN/m 1.1Q4=1.176.13=83.74 kN/m（二）.计算简图及内力计算为简化计算，使螺栓正好安装在横梁与纵梁相交处。则启闭机对横梁不产生弯矩。考虑到启闭机中心与横梁中心不重合，我们对计算弯矩取k=1.2的放大系数。横梁实际为半固定状态，精确计算因采用有限单元法。工程简化：先按简支梁计算，得跨中弯矩M0，实际梁的支座负弯矩=0.7M0，跨中正弯矩=0.7M0 图2-8 横梁受力示意图 图2-9 横梁弯矩图 支座弯矩较大，取0.7 M0进行计算，最终上下截面配置相同的钢筋。c=35mm（二类环境），估计钢筋直径为d=20mm,取min的钢筋进行配置支座负弯矩配筋相同，通常布置如下：由于hw450mm设计构造腰筋，每侧不少于0.1%bhw=0.1%*250*455=113.75mm 查表得，受力筋取214（As=308mm2）按规定取直径为6mm,间距200mm的双肢箍筋，横梁上下布置相同的钢筋。配筋图如图： 图2-10 横梁配筋图四.纵梁配筋计算取受力大的钢筋进行计算，另一根配筋与之相同。（一）.荷载计算1.恒载（1）.均布荷载g 包括：纵梁自重、一边栏杆重、一半面板重.纵梁自重标准值： .一边栏杆重标准值：.一半面板重标准值 均布荷载设计值： (2).集中荷载G .一半横梁自重：.一半机墩重： 2.可变荷载(1).分布荷载q人群荷载：取一半桥面的人群荷载。（2）.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。G1=1.1Q1=1.156.12=61.73 kN/m G2=1.1Q4=1.176.13=83.74 kN/m 图2-11 纵梁示意图（二）.内力计算1.计算跨径 计算跨径按7350mm计，纵梁受力如图所示 图2-12 纵梁受力示意图2.弯矩设计值为其弯矩最大值在跨中考虑次梁并不是对称的T型梁，在最大弯矩值下考虑1.1的放大系数。3.配筋纵向钢筋配置HRB400的钢筋，查表估计配置双层钢筋， 确定翼缘计算宽度 是独立T型梁 上述宽度均大于翼缘的实有宽度（800mm），取 属于第一类T型梁预计配置5C8（） 的HRB400的受力钢筋。横向全梁拉通布置。（三）、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值：2、截面尺寸验算 截面尺寸满足抗剪要求3、抗剪腹筋计算箍筋采用HRB235钢筋应由计算确定腹筋选用双肢箍筋，直径8（）则sv =Asv/bs =101/(300200)=0.168%sv min =0.15% 满足最小配筋率要求Vc+Vsv= 不需要配弯起筋,满足最小配筋率要求,最后选配双肢8200 HRB235箍筋。考虑到箍筋的绑扎固定，我们在纵梁上缘配置两根架立钢筋，直径按规范取的12的HRB235钢筋，纵梁高大于450，在中部布置两根腰筋，直径取12。整个纵梁配筋图如图所示 图2-13 纵梁配筋4.横梁处附近钢筋计算 图2-14 横梁钢筋布置图选配316五、吊装验算预埋吊环，吊装工作桥。吊点取0.2L0处。取工作桥长度为8m。（一）.荷载计算 1.分布荷载(1).纵梁自重 (2).悬臂梁自重 (3).总分布荷载2.集中荷载(1).一半横梁自重 (2).总集中荷载 横梁受力相等，则： 图2-15横梁受力示意图3.配筋计算, A截面配筋满足抗剪要求所以属于第一种T型截面,支座处截面验算: 根据图进行跨中截面验算: 图2-16横梁跨中截面受力示意图即方向与假设的相反 ,所配钢筋面积小于纵梁所配钢筋面积，满足要求。六、吊环计算： 图2-17 吊装示意图工作桥为整体式，由2根纵梁、6根横梁和悬臂梁组成。（一）、自重标准值 （二）。吊环的选择每个吊环按2个截面计算,4个吊环按3个计算 选用128(AS=615.8mm2 )七、刚架横向计算（一）、荷载计算1.水平荷载 （1）.工作桥风压力(2)刚架立柱上风压力A主 =0.47.35=2.94m2(3).闸门上风压力由等效条件得水平荷载为：2.垂直荷载（1）工作桥自重包括：纵梁、横梁、机墩、栏杆、活动铺板、悬壁板。 图2-18 钢架受力示意图3.启闭机和闸门自重4.作用于工作桥上的风压力形成的方向相反、数值相等的 5.刚架自重转化成结点力P1和P2 T1=15.84KN T2=15.276KN 7.立柱自重：P1=17.95KN P2=8.98KN 8.工作桥自重：P=104.41KN9.启闭机自重：P/ =175.35KNP合右 =P1+P/+P/ =198.17KNP合左 =P1+P/-P/ =188.43KN 7 .结构力学求解器求解 图2-19钢架弯矩图 图2-20钢架轴力图（1）横梁横梁内力轴力较小，按受弯构件配筋取Mmax=37.99KNm b=250mm h0=455mm.配筋计算所以选4C10（AS=314mm2）.配筋图 图2-21 钢架横梁配筋图(2) 立柱.配筋计算 ,故按实心偏距计算,为大偏心受压,压构件计算X=h0=0.028355=9,94mm 2a=90mm e/=e0h/2+a=1.028*681.7-400/2+45=545.78mmAsminbh0=0.20%400355=284mm按最小配筋率配筋选用4C10（As=As=314mm）.配筋图 图2-22钢架立柱配筋图(3) 横梁 M=24.605KN.m 上下各5C8, M=15.75KN.m 上下选6C6