挡潮闸毕业设计报告

挡潮闸毕业设计报告XX闸是一座挡潮闸，防洪保护农田45万亩，设计灌溉面积5.3万亩，设计排涝面积40万亩。起着引水灌溉和防洪排涝的作用。（1）建筑物级别：二级（2）孔口设计水位1）引水：长江3.6m，内河3.16m，引水流量200m3/s，长江5.5m，内河4.00m，引水流量400m3/s，2）排水：长江3.60m，内河5.0m，排水流量320m3/s。（3）消能防冲设计（1）引水：长江3.60m，内河3.16m，初始流量由闸门开度决定；（2）排水：长江3.10m，内河3.60m，初始流量由闸门开度决定。（4）闸室稳定计算1）设计情况：正向挡水：长江8.44m，内河4.0m反向挡水：长江2.50m，内河5.8m2）正常挡水：长江6.5m，内河5.0m3）校核情况：正向挡水：长江8.68m，内河4.0m反向挡水：长江2.2m，内河5.8m（5）地质资料XX闸持力层为粉质粘土夹砂，标准地基承载力90kPa，按《水闸设计规范》表7.3.10，取综合摩檫系数f=0.35。（6）回填土资料回填土采用粉砂土，其内摩檫角=26°,c=0，湿容重18kN/m3，饱和容重为20kN/m3，浮容重为10kN/m3。（7）地震设计烈度：7°。（8）其他上下游河道断面相同均为梯形，河底宽30.0m，河底高程-0.5m，边坡1：2.5。两岸路面高程为6.5m。交通桥标准：汽-10设计，履带-50复核，双车道。（1）土基上闸室沿基础底面的容许抗滑稳定安全系数〔Kc〕特殊组合（地震情况）〔Kc〕=1.05（2）闸室基底压力最大值与最小值之比容许值〔η〕（3）结构计算系数根据《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077--1997）确定①结构重要系数γ0=1.0②设计状况系数持久状况ф=1.0；短暂状况ф=0.95；偶然状况ф=0.85③永久作用系数γG：对结构有利时取1.05对结构不利时取0.95④可变作用分项系数γQ水重γQ=1.0水平水压力γQ=1.0渗透压力γQ=1.2地震动水压力γQ=1.0⑤地震惯性里分项系数γE=1.0⑥结构系数γd=1.2闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。在选择过程中首先要根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。挡潮闸闸址宜选在岸线和边坡稳定的潮汐河口附近，且闸址泓滩冲淤变化小、上游河道有足够的蓄水容积的地点。本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。本工程的任务是防洪、排涝、灌溉。由于是建立在平原河道上的挡潮闸，且正常挡水位和泄水水位差较大，需要设置胸墙，采用开敞式水闸，无底砍平底板宽顶堰，堰顶高程与河床相同为-0.5m。由于知道上下游水位可以推算上下游水深，且已知河道断面和过闸流量可估算行近流速1、河道过水断面计算校核情况：A1=（2.5×6+30）×6=270㎡设计情况：A2=（2.5×4.1+30）×4.1=165.03㎡排水情况：A3=（2.5×5.5+30）×5.5=240.63㎡总水头的计算见下表1-1表1-1总水头计算表流量Q（m3/s）下游水深上游水深H过水断面A行近流速V上游总水头H0（m）设计流量200m3/s3.664.1165.034.17校核流量400m3/s4.506.0270.006.11排水流量320m3/s4.15.5240.635.59闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，判别是否为淹没出流，其判别计算表见下表1-2表1-2流态判别计算表计算情况下游水深hs上游总水头H00.72H0流态设计情况3.664.173.00淹没出流校核情况4.506.114.40淹没出流排水情况4.105.594.02淹没出流按照闸门总净宽计算公式，根据设计洪水、校核洪水和排水三种情况分别计算。闸门总净宽计算公式其中є为堰流侧收缩系数取为1.0，m为堰流流量系数，取为0.385。σ为淹没系数，由hs/H0的计算结果查规范表A.0.1-2可得。计算结果见下表2-3表2-3闸孔总净宽计算表流量Q（m3/s）下游水深hs上游总水头H0（m）hsH0淹没系数σB设计流量200m3/s3.664.170.8780.870校核流量400m3/s4.506.110.7360.998排水流量320m3/s4.105.590.7330.998根据《水闸设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定闸孔净宽b=6m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用3孔。根据地基情况选用整体式底板，可不设缝，其中中墩厚1.2m，边墩厚1.0m，如下图2-1所示。闸孔总净宽度为L=3×6+1.2×2+1.0×2=22.4（m）-22,4-根据孔口与闸墩的尺寸，分别计算设计流量、校核流量和排水流量三种情况下的过闸流量。首先可计算侧收缩系数，通过计算b0/bs查《水闸设计规范》表A.0.1-1，计算结果如下：1）设计情况对于中孔：=0.833查《水闸设计规范》表得ez=0.973对于边孔：=0.285查《水闸设计规范》表得eb=0.9102)校核情况对于中孔：=0.833查《水闸设计规范》表得ez=0.973对于边孔：=0.20查《水闸设计规范》表得eb=0.909对于中孔：ez=0.973对于边孔：=0.21查《水闸设计规范》表得eb=0.909再计算泄洪流量，流量计算公式为：Q=mσε-/2gH03/2B0其中e为堰流侧收缩系数已算出，m为堰流流量系数，为0.385。σ为淹没系数，由hs/H0的计算结果查规范表A.0.1-2可得。计算结果见下表2-4表2-4过流能力校核计算计算情况（m3/s）hsH0бєQ（m3/s）校核过流能力设计流量2000.8780.8700.910216.388.09%校核流量4000.7360.9980.952440.2510.06%排水流量3200.7330.9980.952385.2520.39%过流能力超过了规定的5％的要求，说明孔口的尺寸有些偏大，但根据实际要求可以不再进行孔口尺寸的调整。由于本闸位于平原地区，河床的抗冲能力较低，所以采用底流式消能。已知道消能计算上下游的水位，而泄水流量由闸门的开度决定，为了保证无论何种开度下均能发生淹没式水跃消能，需找出最容易冲刷的一组数据，计算消力池的池深和池长。（1）正向泄水：长江水位3.6m，水位3.16m，流量由开度决定。取闸门开度为0.5m、1.0m、1.5m，2.5m、3.5m时做为计算点，取其中最危险开度计算消力池的深度及长度。消力池计算简图见下图3-1 正向泄水，当闸门开度为0.5m时按照迭代法求hc，时，T0=hc+再加以转换。令q2/2gφ2=则T0=hc+，即αhc=αT0T0-结合本例，取流速系数φ=0.95e=0.5m时，取上游水深为总水头，H=4.1m，=0.12＜65，此时为孔口出流，计算此时的过闸流量。μ——流量系数查表，故得η=6.1h//c=η1hc＝6.1×0.316＝1.93(m)＜hs＝3.66(m)为淹没出流同理计算其他几种情况，当闸门开度达到3.5m时，e/H＞0.65，为堰流，流量计算公式为式中：m流量系数为0.385，Є为侧收缩系数已算出为0.952，σ淹没系数为0.87，堰流的流量不再随开度的大小而变。计算结果见下表3-1表3-1跃后水深计算开启高度泄流量单宽流量收缩水深跃后水深下游水深流态判别（m3/s）（m4/s）hc（m）h//c（m）0.546.632.590.3163.66淹淹没出89.884.990.6382.523.66淹没出流129.787.210.9662.863.66淹没出流2.5198.911.051.6523.143.66淹没出流3.5210.9611.721.7943.163.66淹没出流从表中的计算结果中可以看出随着闸门的开度变化，跃后水深不断增加但始终是淹没出流的形式，可以选择跃后水深与下游水深最接近的一组数据作为消能计算的数据。闸门开度为3.5m时最容易造成冲刷，为计算数据。此时的流量Q为210.96m3/s，上游水位为3.60m，下游水位为3.16m。Fr2==3.17则通过查表可得η1=2.06h//c=η1hc＝2.06×1.51＝3.11＜hs＝3.66(m)为淹没出流此时的流速为=3.17此时流速不可以忽略。则总水头T0=T+=4.61mB=20.4mQ=210.96m3/s同样计算α,可得hc=1.36mFr2=4.34η1=2.48h//c=η1hc＝2.48×1.36＝3.37＜hs＝3.66(m)为淹没出流。可以不设消力池，不用挖深。检验淹没系数其中：α为动能校正系数，可采用1.0-1.05，这里取1.0。q为消力池末端单宽流量=1.08满足要求。则可以不挖深消力池。对于反向泄水：长江水位3.1m，内河3.6m，流量由开度决定。计算的方法如上所述，计算结果如下表3-2所示：表3-2反向泄水跃后水深计算开启高度泄流量单宽流量收缩水深跃后水深下游水深流态判别（m3/s）（m4/s）hc（m）h//c（m）0.546.632.590.3163.60淹淹没出89.884.990.6382.523.60淹没出流129.787.210.9662.863.60淹没出流2.5198.911.051.6523.143.60淹没出流3.5210.9611.721.7943.163.60淹没出流同样选取闸门开度3.5m时为计算点，此时的流量Q为210.96m3/s，上游水位为3.60m，下游水位为3.10m。Fr2==3.17则通过查表可得η1=2.06h//c=η1hc＝2.06×1.51＝3.11＜hs＝3.66(m)为淹没出流此时的流速为=3.17此时流速不可以忽略。则总水头T0=T+=4.61mB=20.4mQ=210.96m3/s同样计算α,可得hc=1.36mFr2=4.34η1=2.48h//c=η1hc＝2.48×1.36＝3.37＜hs＝3.60(m)为淹没出流。可以不设消力池，不用挖深。检验淹没系数其中：α——动能校正系数，可采用1.0-1.05，这里取1.0。q——消力池末端单宽流量=8.27m2/s=1.06满足要求。则可以不挖深消力池。正向泄水：根据池长的计算公式Lsj=Ls+βLjLj=6.9（h//c-hc）=6.9×（3.37-1.36）=13.9（m）因为没有挖深消里池，再考虑到水流扩散角的要求，取池长为18m。反向泄水：计算方法如上，同样取消力池长度为18m。消力池不用挖深，为了便于施工消力池底板作成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后2/3处设置冒水孔，孔下铺设反滤层，冒水孔孔径为10cm，间距为2m，呈梅花型布置。根据抗冲要求，计算消力池底板厚度：k1——消力池底板计算系数，可采用0.15～0.20，这里取为0.18。q——消力池前端的过闸单宽流量=10.34m4/s△H——闸空泄水时上下游水位差反向泄水时t=0.18=0.49m取消力池底板的厚度为0.5m。消力池构造尺寸见下图3-2图3-2消力池构造尺寸图（单位：高程m，尺寸cm）选取最容易冲刷的情况作为海漫长度计算数据，则正向泄水其流量Q为210.96m3/s，上游水位为3.6m，下游水位为3.16m；反向泄水流量其流量Q为210.96m3/s，上游水位为3.6m，下游水位为3.1m。（1）、正向泄水海漫长度计算q——海漫起端单宽流量ks——经验系数，取9.5。Lp=9.5=22.3m则确定海漫的长度为23.0m。（2）反向泄水海漫长度计算Lp=9.5=23.0m确定海漫长度为23.0m。因为对海漫要求有一定的粗糙度，以便进一步消能，有一定的透水性，有一定的柔性所以选择在海漫的起始端为8.0m长的浆砌石水平段，因为浆砌石的抗冲性比较好，其顶面高程与护坦齐平，内部设有冒水孔，冒水孔的直径为10cm，间距为2m，下铺设40cm反滤层。后15m为干砌石水平段，中间设一格埂，下铺设15cm的砂垫层。海漫全程厚度均为0.4m。1、正向泄水：防冲槽末端冲刷坑深度计算，计算公式如下：qm—海漫末端单宽流量=5.39m2/s〔v〕—相应允许平均流速=v0R1/4-1/5v0—查《水力学》知此处取0.8m/sR—水力半径=2.88m[v]=0.8×2.881/4-1/5=(0.98-1.04)m/s此处取1.0m/s。hm—末端水深2、反向泄水防冲槽深度计算为了方便施工，正、反向防冲槽设计为相同构造，确定其深度为2.0m，底宽为3.0m，上游坡度为1：3，下游坡度为1：3，其构造见下图3-35图3-3海漫、防冲槽构造图（单位：高程m，尺寸cm）为了保护上、下游翼墙以外的河道两岸岸坡不受水流的冲刷，需要进行护坡。采用混凝土护坡，厚0.3m，下设0.1m的砂垫层。保护范围自防冲槽向下延伸4-6倍的水头，确定为18m。防止闸基渗透变形；减小闸基渗透变形；减小水流损失；合理选用地下轮廓尺寸。防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径，减小渗透坡降和闸底板的渗透压力；在低水位侧设排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。（1）闸基防渗长度的确定根据下式计算闸基理论防渗长度为18.72m，地质为粉质粘土夹砂，查表取其渗透系数为4.0，则其防渗长度为：L=CΔH=4.0×(8.68-4)=18.72m（2）防渗设备由于此工程双向排水，双向都要设置防渗排水设施。为了延长渗径，消力池的前6.0m作为防渗用，与底板连接处设止水。闸底板上、下游侧设置齿墙。（3）防渗设备尺寸和构造（4）闸底板水水流方向长度，根据闸基土质为粉质粘土，A取2.5L=AΔH=2.5×(8.68-4)=11.7(m)为满足上部结构的要求，取闸底板顺水流方向的长度为15m。（5）闸底板厚度为实际取闸底板厚度为1.0m。（6）齿墙具体尺寸见下图4-1图4-1闸底板尺寸图（单位：高程m，尺寸cm）(7)校核地下轮廓线的长度根据以上设计数据，实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓线的长度，通过校核，满足要求。满足要求。采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。排水的位置直接影响渗透压力的大小和分布，应根据闸基土质情况和水闸的工作条件，做到既减少渗压又避免渗透变形。（1）水平排水。水平排水为加厚反滤层中的大颗粒层，形成平铺层。排水反滤层一般2～3层不同粒径的砂和砂粒石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层增大。反滤层的材料应该是能抗风化的砂石料，并满足：被保护土壤的颗粒不得穿过反滤层；各层的颗粒不得发生移动；相邻两层间，较小一层的颗粒不得穿过较粗一层的空隙；反滤层不能被阻塞，应具有足够的透水性，以保证排水通畅；同时还要保证耐久、稳定，起工作性能和效果不随时间的推移和环境的改变而变差。本次设计的反滤层由碎石、中砂和细砂组成，其中上部为20cm的碎石，中间为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。（2）铅直排水设计。本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm，呈梅花型布置，孔下设反滤层。（3）侧向排水设计。侧向防渗排水布置应根据上下游水位、墙体材料和墙后填土土质以及地下水位的变化等情况综合考虑，并应与闸基的防渗排水不止相适应，在空间上形成防渗整体。在消力池翼墙设2～3层排水孔，呈梅花形布置，孔后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。凡具有防渗要求的缝都要求设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种。前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上下游翼墙铅直缝中；后者设在消力池与底板温度沉降缝、翼墙与消力池本身的温度沉降缝内。止水采用止水铜片加沥青油毛毡。计算闸底板各点渗透压力；验算地基土在初步拟定的地下轮廓线下的渗透稳定性。计算方法有直线比例法、流网法和改进阻力系数法，由于改进阻力系数法计算结果精确，采用此种方法进行计算。（1）地基有效深度的计算。L0—地下轮廓的水平投影长度，L0=6×2+15=27（m）S0—地下轮廓的铅直投影长度，S0=1+0.5+1.5+2.0+1.5+0.5+0.1=7.1（m）（2）分段阻力系数的计算。通过地下轮廓的各角点和尖端将渗流区域分成15个典型段，如下图4-2所示。阻力系数计算结果见下表4-15050275图4-1渗流区域分段图（单位：cm）75表4-1各渗流区段几何参数和阻力系数表段号段别Si，S2m）Ti（m）Li备注进口段0.4630进出口段：内部铅直段：内部水平段：内部水平段000.50.0318内部铅直段0.50.0309内部水平段0.55.50.2531内部铅直段0.0929内部水平段000.0680内部铅直段0.0638内部水平段0.7388内部铅直段0.0638续上表（10）内部水平段000.0680（11）内部铅直段0.0929（12）内部水平段0.55.50.2531（13）内部铅直段0.50.0309（14）内部水平段000.50.0318（15）出口段0.10.4418总计2.7246各段水头损失为：（3）当进出口处底板的埋深及板桩长度的总值较小时，进出口段的水头损失要修正，才能使结果与实际接近。进、出口水头损失值的修正进、出口处修正系数β1按如下公式计算：其中：β1——阻力修正系数T/——齿墙底部至计算深度线的铅直距离，mT——出水口至计算深度线的铅直距离，mS——齿墙外侧埋深，m进口处T/=15.7m,T=16.7m,S=1.0m,将数据带入上述公式计算得，所以进口水头损失应予修正。以设计正向为例进口段水头损失值应修正为：=β1h1=0.5427×0.752=0.409m其中：h/1——修正后的进口段水头损失，mh1——修正前的进口段水头损失，m进口段水头损失减小值为：Δhl＝(1-β1)h1=(1-0.5427)×0.752=0.343m需要修正的水头为：h2＝0.052m，h3＝0.0504m，h4＝0.413m,h2+h3=0.052+0.050=0.102〈Δhl，h/2=2h2=2×0.052=0.104m,h/3=2h3=2×0.0504=0.101mh/4=h4+Δhl-(h2+h3)=0.412+0.343-0.102=0.655m出口处T/=15.7m,T=15.8m,S=1.0m,将数据带入上述公式计算得，修正系数β2为：所以出口水头损失应予修正。以设计正向出口段为例水头损失值应修正为：h/15=β2h15=0.6195×0.720=0.446m其中：h/15——修正后的出口段水头损失，mh15——修正前的出口段水头损失，m出口段水头损失减小值为：Δh15＝(1-β2)h15=(1-0.6195)×0.720=0.274m需要修正的水头为：h14＝0.052m，h13＝0.0504m，h12＝0.412m,h14+h13=0.052+0.0504=0.102〈Δh15h/14=2h/14=2×0.052=0.104，h/13=2h/13=2×0.0504=0.101h/12=h12+Δh15-(h14+h13)=0.412+0.274-0.102=0.584m修正后的计算结果见下表4-2表4-2各区段渗压水头损失计算表渗压水头损失（m）h1h2h3h4h5h6h7设计情况正向挡水修正前0.7520.0520.0500.4130.1510.1110.104修正后0.4090.1040.1010.6650.1510.1110.104反向挡水修正前0.5610.0390.0370.3070.1130.0820.077修正后0.3040.0770.0750.4870.1130.0820.077校核情况正向挡水修正前0.7950.0550.0530.4350.1600.1170.110修正后0.4320.1090.1060.6910.1600.1170.110反向挡水修正前0.6120.0420.0410.3340.1230.0900.084修正后0.3320.0840.0820.5310.1230.0900.084正常挡水正向挡水修正前0.2550.0180.0170.1390.0510.0370.035修正后0.1380.0350.0340.2210.0510.0370.035续上表渗压水头损失h8h9h10h11h12h13h14h15设计情况正向挡水修正前1.2040.1040.1110.1510.4130.0500.0520.720修正后1.2040.1040.1110.1510.5840.1010.1040.446反向挡水修正前0.8950.0770.0820.1130.3070.0370.0390.533修正后0.8950.0770.0820.1130.4340.0750.0770.331校核情况正向挡水修正前1.2690.1100.1170.1600.4350.0530.0550.759修正后1.2690.1100.1170.1600.6160.1060.1090.470反向挡水修正前0.9760.0840.0900.1230.3340.0410.0420.584修正后0.9760.0840.0900.1230.4740.0820.0840.362正常挡水正向挡水修正前0.4070.0350.0370.0510.1390.0170.0180.243修正后0.4070.0350.0370.0510.1970.0340.0350.151(4)计算各角点的渗透压力值。各角点的渗压水头=该段前角点渗压水头-此段水头损失值计算结果列入表4-3表4-3各角点渗压水头渗压水头（m）H1H2H3H4H5H6H7H8设计情况正向挡水4.444.033.933.833.173.022.912.81反向挡水3.303.002.922.842.362.242.162.09校核情况正向挡水4.684.254.144.033.343.183.072.95反向挡水3.603.273.183.102.572.453.362.27正常挡水正向挡水0.980.95续上表渗压水头（m）H9H10H11H12H13H14H15H16设计情况正向挡水0.650.550.450反向挡水0.920.480.410.330校核情况正向挡水0.570470反向挡水0.530.460360正常挡水正向挡水0.540.510.470.420.220.190150（4）验算渗流逸出坡降（以设计正向为例）闸底板水平段渗透坡降和渗流出口处坡降的计算①渗流出口处平均坡降按下计算为：=0.51〈②底板水平段平均渗透坡降为：经过验算，出口处和水平处平均坡降满足要求，不会发生渗透变形。校核情况和正常挡水情况比较结果见下表4-4表4-4渗流逸出坡降汇总表计算内容计算情况水平坡降出口坡降J〔J〕结论J〔J〕结论设计情况正向挡水0.09（0.3～0.4）满足0.446（0.6～0.7）满足反向挡水0.07满足0.331满足校核情况正向挡水0.10满足0.584满足反向挡水0.07满足0.362满足正常挡水正向挡水0.03满足0.151满足经过验算，各种情况下出口处和水平处平均坡降满足要求，不会发生渗透变形。（1）作用。闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并较均匀地传给地基，还有防冲、防渗等作用。（2）形式。常用的闸底板有平底板和钻孔灌注桩底板。由于在平原地区软地基上修建水闸，采用整体式平底板，由于是三孔闸总长为22.4m，可不设缝。（3）长度。根据前面设计，已知闸室底板长度为15m。（4）厚度。根据前面设计，已知闸底板厚度为1.0m。（1）作用。分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构，使水流顺利的通过闸室。（2）外形轮廓。应能满足过闸水流平顺、侧向收缩小、过流能力大的要求。上、下游墩头采用半圆形。其长度采用与底板同长。（3）厚度。中墩1.2m，边墩1.0m。平面闸门槽尺寸应根据闸门的尺寸确定，检修门槽深0.2m，宽0.2m，主门槽深0.3m，宽0.8m。检修门槽与工作门槽之间留1.5m的净距，以便于工作人员检修。（4）高度。用校核水位加安全超高来计算。H墩=H校+0.5=8.68+0.5=9.18（m）则确定墩顶高程为9.2m。由于挡水与泄水水位差较大，需要设置胸墙。胸墙的高度为4.0m，具体尺寸见下图5-1。又由于上下游水位差较大，为了节省材料，内河侧墩顶高程为内河校核水位和安全超高的和。H墩=H校+0.5=5.8+0.6=6.4（m）墩墙的布置见下图5-1图5-1墩墙结构简图（单位：高程m，尺寸cm）闸门按工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门；按材料性质分为钢闸门、混凝土闸门和钢丝网水泥闸门；按结构分为平面闸门、弧行闸门等。工作闸门的基本尺寸为闸门高6m，宽6m，采用平面钢闸门，双吊点，滑动支承。检修闸门采用叠梁式，闸门槽深为20cm，宽为20cm。（1）根据《水工设计手册》，平面直升钢闸门结构活动部分重量公式如下：G=0.012k支k材H1.65B1.85式中G—闸门活动部分重量，tk支—闸门的支承结构特征系数，对于滑动式支承取0.8，对于滚动式支承取1.0，对于台车式支承k材—闸门材料系数，普通碳素钢制成的闸门为1.0，低合金钢制成的闸门取0.8H—闸门高度，取6mB—闸门宽度，取6mG=0.012k支k材H1.65B1.85=0.012×1.0×1.0×61.65×61.85=6.35(t)则闸门自重为N=10×5.08=63.5（kN）（2）初估闸门启闭机的启门力和闭门力。根据《水工设计手册》中的近似公式：FQ=（0.10～0.12）P+1.2GFW=（0.10～0.12）P-1.2G式中P—平面闸门的总水头压力，kN，计算简图见下图5-2图5-2平面闸门的总水头压力计算简图P=0.5(γh1+γh2）hb=0.5×（10×3.48+10×9.18）×5.7×6-0.5×42×10×6=1684.86FQ=0.10×1684.86+1.2×63.5=244.7（kN）FW=0.10×1684.86-1.2×63.5=92.3（kN）此时闸门门前水位为8.68m，为所需启门力最大的时候，启门力为244.7kN，闭门力为92.2kN，查《闸门设计手册》，选用电动卷扬式启闭机型号为QPQ-2×160。工作桥是为了安装和便于工作人员操作而设的桥。工作桥设置高程与闸门的尺寸及形式有关。由于是平面的闸门，采用固定式卷扬启闭机，闸门提升后不能影响泄放最大流量，并留有一定的富裕度。根据工作需要和设计规范，工作桥设在工作闸门的正上方，用墩墙式排架支承。已知启闭机基座宽为1674mm，再设0.65m的空间方便工作人员检修，还有栏杆所占用的空间，则工作桥的总宽为：1.7+0.65×2+0.3+0.2=3.5（m）工作桥主梁采用双L型梁结构，主梁高0.7m，悬臂长0.65m，净跨7.2m。每跨有四根横梁，横梁高度h=0.5m，宽度b=0.3m，其位置随启闭机的位置而定。工作桥设活动铺板，铺板的厚度为0.08m，长度为1.56m。工作桥细部构造图见下图5-3排架高度=闸门高+安全超高+吊耳高=6+0.5+0.5=7.0（m）排架采用墩墙式，其宽度=1.4+0.4×2+0.6=2.8（m）工作桥顶高程=下游闸墩高程+排架高度+工作桥高度=9.2+7.0+0.7=16.9（m）55图5-3工作桥构造图（单位：cm）交通桥的作用是连接两岸交通，供车辆和人通行。交通桥的位置根据闸室稳定和两岸等连接条件，布置在内河侧。交通桥标准：汽——10设计，挂——50校核；双车道。桥面净宽7m,两侧人行道各0.75m,栏杆各0.25m，所以交通桥面总宽9.0m。跨度为6.0m，可用实心板桥。其具体尺寸见下图5-4-7,7-图5-4交通桥构造图（单位：m）检修桥的作用为放置检修闸门。桥宽2.0m，由钢筋混凝土平板组成，平板厚12cm，其构造见下图5-52图5-5检修桥结构图（单位：cm）①设计情况的选择。水闸在使用的过程中可能出现各种不利的情况。本工程考虑完建无水、正向设计水位、正向校核水位、反向设计水位、反向校核水位、正向正常挡水等情况进行闸室稳定验算。包括地基承载力、地基不均匀系数、抗滑稳定验算。本次地震烈度按7度设计。②基本荷载组合。完建无水期和正常挡水、设计情况为基本组合；挡水校核情况为特殊组合。本闸为三孔闸，无分缝取整个闸室为单元进行计算，需计算的荷载见下表表6-0荷载组合荷载组合计算情况荷载水重静水压力扬压力土压力地震荷载基本组合完建期√√正向挡水设计情况正常情况√√√√√反向挡水设计情况√√√√√特殊组合正向校核工况1√√√√√正向校核工况2√√√√√√反向校核√√√√√荷载主要是闸室和上部结构自重。在计算中以三孔为一联，省略一些细部的构件重量，如：栏杆。力矩对闸底板上游端点所取。钢筋混凝土重度采用25KN/m3；混凝土采用23KN/m3；水重度采用10KN/m3。自重荷载计算见下表6-1表6-1完建期无水荷载计算构件名称算式重力（kN)力臂（m）力矩（kNm）闸底板（1.5×1.0+3.0×1.0）×22.4100807.5756002×9.7×（3.14×0.62×0.5+5.3×3358.722.558564.72×6.9×（3.14×0.62×0.5+8.5×371410.4538811.3边墩2861.52.958441.43139.510.4532807.8续上表工作桥〔（0.4×0.7×2+0.3×0.5×0.65×2）×21.4+0.5×0.3×1.4×12+0.08×1.4×（21.4-1.2×6）〕×695.684.53130.56桥墩（2.8×0.5×7.0+2×（0.5×0.5+1.3×0.5×0.3）×0.5）×25×41024.524.54610.34交通桥（7.0×0.4×22.4+2.0×0.5×22.4）212822344检修桥0.3×2×22.4×25134.41134.4胸墙（0.5×0.75+0.5×1.0+0.25×3）×18731.253.232358.28启闭机3.5×10×34.5472.563.5×3190.54.5857.25总计28124.94197961.1根据荷载计算结果，下列式进行地基承载力的验算，可得结论为：完建无水期的地基承载力能够满足要求，地基不会发生不均匀沉降。地基承载力公式为：偏心矩代入数值得： e=7.5-=-0.46m（前偏）基底应力平均值［Pu］——地基承载力允许值，kPa地基承载力允许值［Pu］根据《土力学》利用以下公式计算过程如下：［Pu］=Pk+ηby(b-3)+ηdy0(d-0.5)Pk——地基承载力标准值，kPaηb、ηd——地基承载力修正系数，查《土力学》分别为0.5，2.2y——基础底面以下土的天然重度，kN/m3取为20.0kN/m3γ0——基础底面以上土的加权平均重度，kN/m3，取为20.0kN/m3b——基础底面的宽度，大于6.0m时取为6.0m，d——基础埋置深度，m。取为2.0［Pu］=90+0.5×20×（6-3）+2.2×20×（1.0-0.5）=142kPa经验算地基承载力满足要求，并且地基不会发生不均匀沉降。先计算上、下游水压力、浮托力、渗透压力、上下游水重，然后列表计算各项荷载及其力矩，最后算出偏心距和基底压力。上游水平水压力底板上游消力池与底板之间的缝中设有止水铜片，位于高程-0.8m处。上游水压力分为三部分：止水铜片以上为P1，按静水压力考虑；止水铜片以下部分为P2、P3，由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的水压力强度（相对于下游水位）与渗透压强之和，在止水以下的缝内水流状态可认为是静止的，所以，缝内渗透压强处处相等，其数值即为缝底这一点的渗透压强，而缝内静止压强按一般方法进行计算。压力分布图如下：下游水平水压力底板下游消力池与底板之间的缝中设有止水铜片，位于高程-0.8m处。下游水压力也分为三部分：止水铜片以上为P4，按静水压力考虑；止水铜片以下部分为P5、P6，由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的水压力强度（相对于下游水位）与渗透压强之和，在止水以下的缝内水流状态可认为是静止的，所以，缝内渗透压强处处相等，其数值即为缝底这一点的渗透压强，而缝内静止压强按一般方法进行计算。上下游压力分布图如下图6-1所示：P2P3P4P4P5P6图6-1水平水压力计算简图(1）计算水平水压力正向挡水：上游水位8.44m，下游水位4.0m，底板厚1.0m，齿墙深1.0m上游水平水压力p1=Y(H上+0.3)2×22.4H下+H5+0.5)+(H下+H6+2.0)]×1.5×22.4下游水平水压力H下+H12+0.5)+(H下+H11+2.0)]×1.5×22.4其中：Y——水的容重，kN/m3H下——下游水深，mH上——上游水深，mH5——5点的渗透水头，mH6——6点的渗透水头，mH11——11的渗透水头，mH12——12点的渗透水头，m则H下=4.5m,H上=8.94m,H5=3.17m,H6=3.02m,H12=1.24m,H11=1.39m,考虑到P2、P5可以相互抵消，则可直接计算（P2-P5）将数据代入公式得，P1=9562.29kNP2-P5）=86.46kN，P3=2971.92kN，P4=2580.48kN，P6=2373.84kN同理计算设计反向，校核正、反向，正常挡水时的水平水压力，各点的渗透水头可查表4-3。计算结果见下表6-2表6-2水平水压力计算表计算情况计算公式水平水压力力臂力矩设计情况正向挡水上游p10.5×10×9.242×22.49562.294.7845707.75p2-p510×（7.97-6.04）×0.286.46138.336p310×0.5×（8.17+9.52）×1.5×22.42971.920.732169.502下游p40.5×10×4.82×22.42580.483.38515.584p610×0.5×（6.24+7.89）×1.5×22.42373.840.721709.165反向挡水下游p610×0.5×（4.42+6.03）×1.5×22.41219.682.83415.104p40.5×10×3.32×22.41755.60.711246.476上游p10.5×10×6.62×22.44878.723.919027.01p2-p510×（5.66-4.22）×0.264.51103.216p310×0.5×（5.86+7.24）×1.5×22.42200.80.721584.576校核情况正向挡水上游p10.5×10×9.482×22.410065.484.8648918.23p2-p510×（8.14-6.15）×0.289.15142.64校核情况正向挡水续上表p310×0.5×（8.34+9.68）3027.360.732209.973下游p40.5×10×4.82×22.42680.483.38845.584p610×0.5×（6.35+7.79）2405.760.721732.147反向挡水下游p40.5×10×3.02×22.42.72721.6p610×0.5×（4.2+5.82）1683.360.711195.186上游p10.5×10×6.62×22.44878.723.919027.01p2-p510×（5.57-4.0）×0.2×22.470.34112.544p310×0.5×（5.77+7.15）2170.560.721562.803正常挡水正向挡水上游p10.5×10×7.32×22.45968.484.1324649.82p2-p510×（6.87-6.22）×0.229.1246.592p310×0.5×（7.07+8.52）2619.120.731911.958下游p40.5×10×5.82×22.43767.683.6313676.68p610×0.5×（6.42+7.97）2417.520.721740.614根据表4-3各角点渗压水头，画出渗压水头图，如下图6-2所示计算结果见下表6-3l（a）设计正向渗透压力简图29224（b）设计反向渗透压力简图147307（c）校核正向渗透压力简图2222723624（d）校核反向渗透压力简图7 2r254517 2r25451「2「2（e）正常挡水渗透压力简图表6-3渗透压力计算表计算情况计算公式渗透压力力臂力矩(kNm)设计情况正向挡水0.5×F1（2.91+3.02）×1.0×22.4F1664.160.5332.080.5×F2（2.81+1.6）×13×22.4×F26420.966.9144368.830.5×F3F3323.6814.494690.12校核情况续上表反向挡水0.5×（1.03+1.11）×1×2F1239.680.51122.240.5×（1.19+2.09）×13×22.4F24775.688.0938635.250.5×（2.16+2.24）×13×22.4F3492.87145.60正向挡水0.5×（3.18+3.07）×1.0×22.4F17000.5350.000.5×（2.95+1.69）×13×22.4F26755.846.9146682.850.5×（1.58+1.47）×1×2F3341.614.494949.78反向挡水0.5×（2.45+2.36）×1×2F1538.727811.440.5×（2.27+1.3）×13×22.4×F25197.928.0942051.170.5×（1.21+1.12）×1×2F3260.960.51133.09正常挡水正向挡水0.5×（1.02+0.98）×1×2F12240.5112.000.5×（0.95+0.54）×13×22.4F22169.446.914969.140.5×（0.51+0.47）×1×2F3109.7614.491590.42因为上游设置胸腔，当水位超过5.2m时，上游水重分为两部分计算正向挡水：反向挡水：H上——上游水深，mH下——下游水深，m设计正向：上游水位为8.44m，水深8.94m，下游水位为4.0m，水深4.5m。G上1=3.1×18×8.94×10=4988.52（kN力臂L=1.55mG上2=5.7×18×1.0×10=1026（kN力臂L=3.60m×10.1×4.5×10=8181（kN力臂L=9.95m设计反向：上游水位5.8m，水深6.3m，下游水位2.5m，水深3.0m。×4.1×3.0×10=2214（kN力臂L=2.05m校核正向：上游水位为8.68m，水深9.18m，下游水位为4.0m，水深4.5m。G上1=3.1×18×9.18×10=5122.44（kN力臂L=1.55mG上2=5.7×18×1.0×10=1026（kN力臂L=3.6mG下=18×10.1×4.5×10=8181（kN）力臂L=9.95m校核反向：上游水位5.8m，水深6.3m，下游水位2.2m，水深2.7m。×4.1×2.7×10=2214（kN力臂L=2.05m正向挡水：上游水位6.5m，水深7.0m，下游水位5.0m，水深5.5m。G上1=3.1×18×7.0×10=3906（kN力臂L=1.55mG上2=5.7×18×1.0×10=1026（kN力臂L=3.60m力臂L=9.95m根据下游水位，计算下游水深，则建筑物排开水的重量即为浮托力的大小。设计正向下游水位为4.0m，水深为4.5m。F浮=（15×1.0+3.0×1.0）×22.4×10+10×4.5×（3.14×0.62+13.8×1.2+15×1.0）×2=6974.14（kN力臂L=7.5m。设计反向下游水位为2.5m，水深为3.0mF浮=（15×1.0+3.0×1.0）×22.4×10+10×3.0×（3.14×0.62+13.8×1.2+15×1.0）×2=6974.14（kN力臂L=7.5m校核正向下游水位4.0m，水深4.5mF浮=（15×1.0+3.0×1.0）×22.4×10+10×4.5×（3.14×0.62+13.8×1.2+15×1.0）×2=6974.14（kN力臂L=7.5m。校核反向下游水位2.2m，水深2.7mF浮=（15×1.0+3.0×1.0）×22.4×10+10×2.7×（3.14×0.62+13.8×1.2+15×1.0）×2=6974.14（kN力臂L=7.5m正常挡水下游水位为5.0m，水深为5.5mF浮=（15×1.0+3.0×1.0）×22.4×10+10×5.5×（3.14×0.62+13.8×1.2+15×1.0）×2=6974.14（kN力臂L=7.5m将计算的荷载汇总，计算力矩，力矩顺时针为正，逆时针为负，竖向力向上为负，向下为正；水平力向右为正，向左为负。结果见下表6-4、6-5、6-6、6-7（1）荷载计算表6-4设计情况正、反向荷载和力矩计算表正向挡水反向挡水竖向力水平向力力矩竖向力水平向力力矩28125197961.128124.97197961.1水重上游601511425.8111453.4113961.33下游818181400.9522144538.7浮托力-6974-52306.02-5993.42-44950.68渗透压力-7409-49391.03-5508.16-45903.09水平水压力上游止水9562.2945707.751219.683415.1止水3058.382307.841755.61246.48下游止水-2580.48-8515.58-4878.72-19027.01续上表止水-2373.84-1709.16-2265.31-1687.8总计279387666.35226881.6630290.79-4168.75209554.13（2）地基承载力和不均匀系数验算根据荷载计算结果，下列式进行地基承载力的验算，可得结论为：设计挡水时的地基承载力能够满足要求，地基不会发生不均匀沉降。设计正向：偏心矩代入数值得：e=7.5-=-0.62m（后偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.66<=2.0，满足要求。设计反向：偏心矩代入数值得：e=7.5-=0.58m（前偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.61<=2.0，满足要求。（3）抗滑稳定验算在水闸运行期内，当闸室作用于地基的铅直力较小而水平力达到某一限值时，闸室即沿地基表层滑动。此时，可将作用力归结为两类：一类是滑动力，主要水平向的水压力；另一类是抗滑力，主要是底板与地基接触面上的摩擦力和凝聚力。如滑动力小于可能产生的最大抗滑力，闸室能保证稳定，反之，就会产生滑动。在验算闸室稳定性时，以相邻沉降缝之间的闸室段作为计算单元，本工程为三孔闸，作为计算单元。由于本闸是属于二级水工建筑物，其抗滑稳定安全系数KC，按下式进行计算。其中：ΣG——铅直方向的作用力总和,kNΣP——水平方向的作用力总和，kN[Kc]——抗滑稳定容许值，基本组合取为1.3f——摩檫系数，根据其地质状况取为0.35设计正向：=1.31>=1.3，满足要求。设计反向：=2.54>=1.3，满足要求。（1）荷载计算表6-5校核情况正、反向荷载和力矩计算表正向挡水反向挡水竖向力水平向力力矩竖向力水平向力力矩28125197961.128124.97197961.1水重上游6148.4411633.3811453.4113961.33下游818181400.951192.62444.83浮托力-6974.1-52306.02-5797.28-43479.61渗透压力-7797.4-51982.63-5997.6-49995.7水平上游止水10154.6349060.87-4949.06-19139.55水压力续上表止水3027.362209.97-2170.56-1562.8下游止水-2680.48-8845.582721.6止水-2405.76-1732.151683.361195.19总计27682.88095.75227399.8928976.09-4428.26204106.39（2地基承载力和不均匀系数验算校核正向：偏心矩代入数值得：e=7.5-=-0.71m（后偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.79<=2.0，满足要求。校核反向：偏心矩代入数值得：e=7.5-=0.46m（前偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.45<=2.0，满足要求。（3）抗滑稳定验算由于本闸是属于二级水工建筑物，其抗滑稳定安全系数KC，按下式进行计算。其中：ΣG——铅直方向的作用力总和,kNΣP——水平方向的作用力总和，kN[Kc]——抗滑稳定容许值，特殊组合Ⅰ取为1.15f——摩檫系数，根据其地质状况取为0.35设计正向：=1.20>=1.15，满足要求。设计反向：=2.29>=1.15，满足要求。表6-6正常挡水荷载和力矩计算表正向挡水竖向力水平向力力矩28124.94197961.1水重上游49329747.9下游999999490.05浮托力-7627.94-57209.58渗透压力-2503.2-16171.56水平上游止水以上5997.624696.41止水以下2619.121911.96水续上表水压力下游止水以上-3767.68-13676.68止水以上-2417.52-1740.61总计32924.82431.52245008.99（1）偏心矩代入数值得：e=7.5-=-0.06m（前偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.024<=2.0，满足要求。（2）抗滑稳定验算由于本闸是属于二级水工建筑物，其抗滑稳定安全系数KC，按下式进行计算。其中：ΣG——铅直方向的作用力总和,kNΣP——水平方向的作用力总和，kN[Kc]——抗滑稳定容许值，基本组合取为1.3f——摩檫系数，根据其地质状况取为0.35=4.74>=1.3，满足要求。（1）地震力计算Fi=ahξGEiαi/gah——水平向设计地震加速度代表值，根据设计烈度为7°,ah=0.1gFi——作用在质点i的水平向地震惯性力代表值，ξ——地震作用效应折减系数，这里取0.25GEi——集中在质点i的重力作用标准值，αi——质点i的动态分布系数，g——重力加速度闸墩地震力：αi=1.5Fi=0.1×10×0.25×1.5×1373.714/10=490.26（kN力臂L=3.85m排架地震力：αi=3.0Fi=0.1×10×0.25×3.0×1024.5/10=76.84（kN力臂L=8.35m表6-6地震情况荷载计算正向挡水竖向力水平向力力矩28124.97197961.1水重上游6148.4411633.38下游818181400.95浮托力-6974.14-52306.02渗透压力-7797.44-51982.63水平水压力上游止水10154.6349060.87止水3027.362209.97下游止水-2680.48-8845.58止水-2405.76-1732.15地震情况490.292377.91排架76.84641.61总计27682.838662.88230419.41（2）地震情况偏心矩代入数值得：e=7.5-=-0.82m（后偏）基底应力平均值基底应力分布不均匀系数=1.97<=2.5，满足要求。（3）抗滑稳定验算由于本闸是属于二级水工建筑物，其抗滑稳定安全系数KC，按下式进行计算。其中：ΣG——铅直方向的作用力总和,kNΣP——水平方向的作用力总和，kN[Kc]——抗滑稳定容许值，基本组合Ⅱ取为1.05f——摩檫系数，根据其地质状况取为0.35地震情况：桥的结构已定，桥面宽3.5m。纵梁净跨6700mm，纵梁长度三跨都是7200mm。纵梁高700mmm，宽度为400mm。横梁截面为矩形，高度500mm，宽度为300mm；其位置由启闭机机座的尺寸和吊点中心距决定。机墩在横梁上现浇，一般做成框子形，机墩高300mm，宽度与所在的横梁相同。综合考虑桥面宽、纵梁梁勒间距、机座和起吊要求，确定工作桥平面布置简图如下图7-1图7-1工作桥平面结构布置简图（单位：cm）活动铺板厚度为80mm，由桥面布置可知工作桥各跨中部活动铺板宽为1776mm，两端部活动铺板宽1352mm。为了便于安装，预制长度和预制宽度均比实际的长度和宽度少20mm，拟订活动铺板预制长1540mm，宽度为430mm和330mm。这样每跨中部布置（4×430）mm，其余边跨布置（4×330）mm。栏杆柱截面为150mm×150mm，每跨内设五根：栏杆截面为70mm×120mm。排家为墩墙式，高7000mm，截面尺寸为500mm×15000mm。挑出纵梁以外的板按悬臂板计算，计算简图如图7-2G147-475（ab）图7-2悬臂板计算简图（单位：mm）（1）使用阶段（持久状况）悬臂板自重设计值：g1=1.05×0.5×（0.1+0.2）×1×25=3.9375（m）人群荷载：q1=1.2×2.5×1=3（kN）栏杆重设计值：G1=1.05×1.5×1.1=1.575（kN）悬臂板根部截面承载力计算γ0=1.0ψ=1.0M=0.5（g1+q1）l02+G1l1=0.5×6.9375×0.652+1.575×0.475=2.214（kNm）fc=10kN/mm2，fy=310kN/mm2，h0=200-30=170（mm）ρ=ξfc/fy=0.0092×10/310=0.03﹪<ρmin=0.15﹪（2）安装状况（短暂状况）一个绳鼓重6.45kN，着地面积为350mm×350mm，将集中荷载尽量放在离纵梁远的位置，如图7-2（b）所示悬臂板自重设计值：g1=1.05×0.5×（0.1+0.2）×0.8×25=3.152（m）人群荷载设计值：q1=1.2×2.5×0.8=2.4（kN）栏杆重设计值：G1=1.575×0.8=1.26（kN）绳鼓重设计值：1.1×6.45=7.10（kN）取设计状况系数ψ为0.95，根部截面承载力设计值为M=0.95×[7.1×0.225+1.26×0.475+（3.152+2.4）×0.652×0.5]=3.04（kNm）=0.0158ξ=0.0159ρ=ξfc/fy=0.0159×10/310=0.05﹪<ρmin=0.15﹪As=ρminbh0=0.0015×1000×170=255（㎜2）按构造配筋。选用当b=430mm时，As=ρminbh0=0.00152×430×60=39.23（㎜2）当b=330mm时，As=ρminbh0=0.00152×330×60=30.10（㎜2）ф8@200mm为受力筋。Ф6@300mm为分布筋。如图7-3所示o8@2006@3o图7-3悬臂板配筋图活动铺板长1540mm，净跨4000mm，板厚为80mm，板宽有430mm和330mm两种，取计算跨径为1470mm。（1）使用阶段（持久工况）板自重设计值：g=1.05×0.08×25×1=2.1（kN/m）人群荷载设计值：q=1.2×2.5×0.8=2.4（kN）M=1.378（kNm）=0.046ξ=0.047ρ=ξfc/fy=0.047×10/310=0.152﹪>ρmin=0.15﹪当b=430mm时，As=ρminbh0=0.00152×430×60=39.23（㎜2）当b=330mm时，As=ρminbh0=0.00152×330×60=30.10（㎜2）（2）检修阶段（短暂工况）重6.45（设计值为7.10kN）的绳鼓作用于跨中，计算简图如下图7-4（b）所示：P/-1470-/-1470-147（a）使用阶段（（a）使用阶段跨中弯矩值M=0.95[（2.1+3）×1.472/8+7.10×1.47/4]=3.787（kNm）=0.126ξ=0.135ρ=ξfc/fy=0.135×10/310=0.435﹪>ρmin=0.15﹪当b=430mm时，As=ρbh0=0.00435×430×60=112.23（㎜2）当b=330mm时，As=ρbh0=0.00435×330×60=86.13（㎜2）208选配2ф8（As=100.6㎜2）。配筋图见下图7-5208-i560--i560-图7-5活动铺板配筋图横梁与纵梁浇注在一起，与纵脸的连接为半固定状态，计算内力时可做简化出来，计算正弯矩时按简支考虑，计算负弯矩时按固定支座考虑。横梁计算跨径：l1=1400+300=1700（mm）l0=1.05×1400=1470（mm）取l0=1470mm。横梁自重设计值：g1=1.05×0.3×0.5×25=3.9375kN/m机墩重设计值：g2=1.05×0.3×0.3×25=2.3625kN/m地脚螺栓传来的设计力1.1Q3=1.1×56.12=61.73kN1.1Q4=1.1×76.13=83.74kN（1）正截面承载力计算。取受荷较大的横梁进行承载力计算，其他横梁都照此配筋。图7-6为其计算简图。由内力计算得，在集中荷载计算点的截面，正弯矩最大M=10.96kNm；最大负弯矩发生在支座截面M1=10.55kNm。（a）求跨中弯矩（b）求支座弯矩图7-6横梁计算简图（单位：m）1）按最大正弯矩确定横梁底部纵筋（b=300mm，h=500mm）=0.021ξ=0.0214ρ=ξfc/fy=0.0214×10/310=0.07﹪<ρmin=0.15﹪满足构造要求选用3ф16（As=603mm2）。2）按支座负弯矩确定横梁顶部部受力筋=0.021ξ=0.021ρ=ξfc/fy=0.021×10/310=0.07﹪>ρmin=0.15﹪满足构造要求选用3ф16（As=603mm2）。（3）横梁抗剪承载力计算。最大剪力设计值为V=4.63+75.99=80.62kN；选双肢的ф8@200，则=182.29＞γdV=1.2×80.62=96.74kN横梁配筋如图7-73o163o163o163o16 图7-7横梁配筋图（单位：mm）取受力大的一根底板进行计算。（1）荷载统计纵梁自重设计值：g1=1.05×[0.7×0.4+0.5（0.1+0.2）×0.65]×25=9.4375kN/m栏杆重设计值：g2=1.05×1.5=1.575kN/m板重设计值：g3=0.7×0.08×25×1.05=1.47kN/m人群荷载设计值：q=1.2×2.5×1.75=5.25kN/m荷载设计值汇总：p=g1+g2+g3+q=17.89kN/m横梁和机墩重设计值：G=1.05×（0.3×0.5×0.7+0.3×0.3×1）×25=5.12kN启闭机传到纵梁上的力的计算Q1=35.37kN、Q2=46.27kN为位于同一根纵梁，Q3=56.12kN、Q4=76.13kN到近支座距离为136mm，如下图7-8所示图7-8启闭机传给纵梁的力的计算简图（单位：m）R4=69.05kNR3=50.93kN横梁传给纵梁的集中设计力为G1=1.1R3+G=1.1×50.93+5.12=61.11kNG2=1.1R4+G=1.1×69.05+5.12=81.08kN计算跨度：l0=lc=6700+（250+250）=7200mml0=1.05ln=1.05×6700=7035mm0=7035mm。计算简图如下图7-9所示。其中，图7-9（a）为计算弯矩时的简图，图7-9（b）为计算剪力时的计算简图。（a）纵梁计算简图（b）M图（c）V图图7-9纵梁计算简图及内力图（2）内力计算。结果示意图为图7-9。其中，图7-9（b）为M图，图7-9（c）为V图。（3）正截面承载力计算。估计需要双排钢筋，取a=70mm，则h0=630mm，h′f=150mm（平均）。b′f=1050mmMmax=368.21kN·m故属第一类T型梁。ρ=ξfc/fy=0.115×10/310=0.371﹪>ρmin=0.15﹪As=ρbh0=0.00371×1050×630=2454.16（㎜2）选用8ф20（As=2513.6mm2）。（4）斜截面抗剪承载力计算（集中荷载产生的剪力占总剪力小于75﹪)。hw/b=480/400=1.2＜4.00.25fcbh0=0.25×10×400×630=630kN＞γdV=1.2×205.12=246.14kN尺寸满足要求。0.07fcbh0=0.07×10×400×630=176.4<γdV=1.2×205.12=246.14kN需按计算配置横向钢筋。选双肢Ф8@200的箍筋沿全梁布置，则Vcs=0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0/s=176.4+0.001×1.25×2×210×50.3×630/200=259.58kN＞γdV=1.2×205.12=246.14kN理论上不用弯起钢筋，但为了构造要求一般要弯起两根钢筋。第一排弯起钢筋的弯起点距离支座边缘的距离为s1+h-a-a′=100+700-70-40=690mm，为了受力均匀一般弯起第二排钢筋。（5）绘制图。校核弯起钢筋位置结果示于图7-10。SMR46315<N图7-10纵梁MR图（6）横梁与纵梁见解处附加箍筋计算F=G2=81.08kNM=Asv/（nAsvl）=655/（2×50.3）=6.51s=3b+2h1=3×400+2×（700-500-70）=1460mm综合考虑，在横梁的两侧1460mm的范围内纵梁箍筋增至双肢ф8@100。（7）裂缝开展宽度的验算。图7-11为标准荷载的作用下纵梁的计算简图，图7-11（a）为恒载，图7-11（b）为人群荷载；图7-11（c）为启闭机传到纵梁上的力。55557035（a）恒载（b）人群荷载图2552557035（c）启闭机传来的荷载图7-11标准荷载作用下纵梁的计