水闸工作桥课程设计指导书

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。'.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-

2、2×160KN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350 ×350mm）；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.

3、人群荷载1班： 3.0 kN/m2 2班： 2.5 kN/m24.基本风压1班： 0.35 kN/m22班： 0.4 kN/m25.梁柱受力纵筋1 班： HRB3352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 20 30mm7000 500500 20 7980mm但计算时工作桥长度

4、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=881350-638-150=562， 562-400=1622、横梁高度：取纵梁高度的2/3 3/4 ，常用 350 500mm；宽度： >180mm,常用 200 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。宽度： 400 1000mm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

5、确定；'.4. 手摇箱：高度：手摇箱手摇柄转轴位置距桥面900 1000mm，由图 13 29 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。'.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 ） mmQ3、 Q4Q1 、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

6、础要求见图1350；'.Q3、 Q4Q1 、Q2b. 尽量使螺栓位于纵梁轴线上，Q1和 Q2 地脚螺栓布置纵梁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535 h1/2 ， h1 为柱宽。310+150+75=535,916-30=8861485+30-916=5991、纵梁位置c、给活动门槽留位置'.图 13 53'.2、纵梁尺寸：高度：取工作桥长的1/8 1/10 ；宽度：取纵梁高度的1/2 1/3 ，常为 250 400mm；3、悬臂板：宽度：机墩外操作宽度应有 10001200

7、mm，两边栏杆每边占用 100 200mm；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=31.424.0 h实际高度：H H1，其中： H1 为柱插入杯口的高度。H1需满足：a. 大体为 1.2 0.8 倍柱长边尺寸；b. 大于 0.05H 。2 、刚架层数柱高 H<5m时，单层；柱高 H>5m时，双层；取双层。3 、刚架尺寸柱顺水流方向：h1 300500mm 横梁高： h2 300 500m 贴角：斜角为45 度 高度为（ 0.5 1. 0）h13 、刚架尺寸柱垂直

8、水流方向：b1 400600mm横梁宽度：最好取 b2b1，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：C>0.5b1 ，h>b1。'.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100 150mm。工作桥配筋设计00051260080527519251925192519250A0126212620012038010032.74002005120020022002002002002003200052A500吊点距离 460079802080

9、008000工作桥立面图1 ：50（共有五跨）00040701008802工作桥中心线0545545545545545B1B1 358.59B1B1008B2B29506067681354554528吊绳中心线085030020082004624002001001122080077980207980工作桥平面图 1：50'.120072131.92 125300020093051020271004458100820000659382007300002 120202940793001730082004458100400006589316460750024.020750205550刚架配筋

10、图 1：20053003503100703005575400757工作桥中心线吊绳中心线杯口配筋图 1：20一. 面板配筋设计1. 活动铺板1) 安装与检修工况短暂状况.5 1225050025095 1231.95 1000008800048048001015001381503805 1006 1000020266282880000112218180000224428288050511998824.07 89-9剖面图 17 89：203003 螺栓00006301601206060活动门槽 1：10a. 荷载计算板自重， g khbgG g k一个绳鼓重，G k 6.54kN GG Gk人

11、群荷载，qk q人 b qQ q k，可不考虑b. 计算简图和内力计算简支实心板l nal cl nh1.1l n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 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。5 105 1055445501660620001510620088B1配筋图 1 ：20B2配筋图 1 ：202. 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

12、修工况a. 荷载与弯矩计算自重：g1k=rh1、g2k=rh2M1=0.5g1l2+(g2-g1)l2/6栏杆重： P1k=1.5kN/mM2=0.5g3l绳鼓绳鼓重： P ，将集中力放置离纵梁最远处。'.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

13、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Q3Q2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 g1机墩自重g2启门力： Q1、 Q4 或 Q2、 Q3包括启闭机重、闸门重。Q4Q12. 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'.M0，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2 12，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。61

14、802 1232.72 12101505 65 10103002 10101505 2270040015004007003700横梁配筋图 1 ：252 1202 120402 120096180052 12200200三. 纵梁配筋计算4-4剖面图 1：20'.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、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

15、ln3 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A svd Ff yvsin'.四 . 吊装验算预埋吊环，吊装工作桥。吊点取0.2l 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 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

16、截面计算， 4 个吊环按 3 个计算。 3. 钢筋应力小于50MPa。TG Gk3sinTs50As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：0z ：风压高度系数；W0 ：基本风压； A：受风面积。Tks zW AT QTk s ：风压体型系数；'.a. 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

17、、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PP''T0 H /ST0H22Sc. 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。'.120075 12250500250295 12131.92 1231.95 10030000520080809308085

18、14040200000000027115001004451381503881008200005 106 100056009000202366282888200003702 120200002000000001019022749181813007300820044581004000000000042020246828588931646000505011559898750024.024.020750205050刚架配筋图 1 ：207 8：207 8530035099-9剖面图螺栓七0. 刚架纵向计算3在纵0000虑相邻两孔闸向视为独立柱，所受荷载有自重，横梁重、工作桥传

19、来的压力。对6中墩立柱，需考0003501的开启方式。60120606057540075活动门槽 1：101. 一孔闸门刚开启，另一孔未开启7工作桥中心线吊绳中心线a. 荷载计算与内力计算杯口配筋图 1 ：20P1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l=1.5H 。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