編號（學號）：
水工鋼筋混凝土結構課程設計
（ 2009級本科）
題目水閘工作橋設計
學院能源環境學院
專業水利水電
姓名指導教師
完成日期 2023年 6 月 22 日
水閘工作橋課程設計
第一部分擬定工作橋尺寸
一、 工作橋縱向布置
1、工作橋長度
為便於安裝，工作橋長度=兩閘墩中心線距離-20~30mm
7000+500+500-20=7980mm
但計算時工作橋長度仍用8000mm計算
2、橫樑
位置：為簡化計算，我們將地螺栓安裝在橫樑與縱樑相交處，不考慮其偏移。橫樑尺寸初步擬定為，高：
500mm；寬：250mm.橫樑上面的機墩取高：
400mm；寬：250mm
3、活動鋪板
為減輕吊裝重量，面板做成活動鋪板，簡支在縱樑上。活動鋪板尺寸選用寬：655mm，長度1500+280=1660mm；高度：
80mm。中間共四塊面板。橋兩邊再每邊兩塊。
總的橫向布置圖及尺寸如圖所示：
二、工作橋橫向布置
1、縱樑尺寸：高度：800；寬度：300.
2、懸臂板：高度：端部取100，根部取200；寬度：500
尺寸如圖所示
三、剛架布置（在此不計算）
1、剛架高度
計算用的高度：
h=31.05－24.0－h
實際高度：
h＋h1，其中：h1為柱插入杯口的高度。
h1需滿足：
a.大體為1.2～0.8倍柱長邊尺寸；
b.大於0.05h。
第二部分配筋設計
一、面板配筋設計
1．活動鋪板
1）安裝檢修工況
a．荷載計算
板自重：g=0.0825=1.31kn/m
g = g=1.05=1.3755kn/m
乙個繩鼓重：g=6.54kn，g= g=6.541.05=6.867kn
橋面活荷載不考慮
b．計算簡圖和內力計算
因此計算跨度去1580mm
跨中彎矩：
2）正常使用工況，持久狀況
a．荷載： 25=1.31kn/m
kn/m
人群荷載：
b．跨中彎矩
kn·m
從以上兩種狀態可知，安裝工況下的彎矩值更大，取大值進行計算
3）配筋計算
查表得：c=25mm（二類環境），估計鋼筋直徑為=10mm，
有書查表得：k=1.2，採用c25混凝土，查表，面板用hrb335的鋼筋，查表
，查附錄3表1，選用6（）
在受力鋼筋內側布置與受力鋼筋垂直分布鋼筋，按要求取
配筋如圖所示
2．懸臂板
圖2-3
取1m板寬計算，由根部
最大彎矩計算板的鋼筋用量。
1)安裝與檢修工況
a.荷載與彎矩計算
自重：（人群荷載不計）
對根部產生的彎矩：
欄杆重：
對根部產生的彎矩：
繩鼓重：p將集中力放置離縱樑最遠處。
圖2-4
取c為繩鼓集中力p到懸壁
根部的距離c=500-350/2=325，a=350為繩鼓的著地面積，則p對根部的彎矩為，由寬度為b=a+2c的板帶承受，繩鼓為可控可變荷載，分項係數取1.1則
對根部產生的彎矩：
總彎矩：
2）正常使用工況，持久狀況
a．荷載與彎矩計算
自重：（人群荷載不計）
對根部產生的彎矩：
欄杆重：
對根部產生的彎矩：
人群荷載：
產生的彎矩：
總彎矩：
以上兩種狀況可知，安裝工況下的彎矩更大，取大值進行計算
b．配筋計算
只計算正截面，採用hrb335鋼筋，查表得
受力鋼筋：
估計鋼筋直徑為： =10mm，
又因為，規定中說，懸臂板的受力鋼筋每公尺不少於 5φ8 (252mm2).
則懸臂板的配筋就取φ8@200 hpb335鋼筋的來布置。
分布鋼筋按要求取，直徑不小於6mm,間距不大於300.這裡我們取φ6@200來布置。懸臂板配筋如圖所示：
二.橫樑配筋設計
橫樑與縱樑澆築在一起，計算彎矩時按簡支結構計算，橫樑計算跨徑：
,計算跨徑按1575mm計算
1.荷載計算
橫樑自重：
機墩自重：
地螺栓傳來的設計力：
2、計算簡圖及內力計算
為簡化計算，使螺栓正好安裝在橫樑與縱樑相交處。則啟閉門對橫樑不產生彎矩。考慮到啟閉門中心與橫樑中心不重合，我們對計算彎矩取k=1.2的放大係數。
橫樑實際為半固定狀態，精確計算應採用有限單元法。工程簡化：先按簡支梁計算，得跨中彎矩，實際梁的支座負彎矩=0.7 ，跨中正彎矩=0.5 。
支座彎矩較大，取0.7進行計算，最終上下截面配置相同鋼筋
0.7c=35mm（二類環境），估計鋼筋直徑為： =10mm，
取的鋼筋進行配筋，
查附錄3表1，受力鋼筋取2φ14 （）
按規定取直徑為6mm，間距200的雙肢箍筋
橫樑上下緣布置相同的鋼筋。配筋圖如圖所示：
三.縱樑配筋計算
取受力大的一根計算，另一根配筋相同。
1.荷載計算
a恆載：
均布荷載g :
縱樑自重標準值：
一邊欄杆重標準值：
一半面板重標準值：
均布荷載設計值：
集中荷載g
一半橫樑自重：
一半機墩重：
b.可變荷載
分布荷載q, 人群荷載(一半橋面) ：
集中荷載p ：
直接作用於縱樑上的啟門力通過橫樑傳遞的啟門力，求出橫樑的反力，作用於在縱樑上
2.內力計算
計算跨徑：
計算跨徑按7350計，縱樑受力如圖所示。
其彎矩最大值在跨中：彎矩設計值為：
考慮次梁並不是對稱的t型梁，在最大彎矩值下考慮1.1的放大係數。
縱向鋼筋配置hrb335的鋼筋，查表
估計配置雙層鋼筋，
確定翼緣計算寬度
（平均）
是獨立t型梁
mm上述寬度均大於翼緣的實有寬度（800mm），取
屬於第一類t型梁
預計配置6φ25（） 的hrb335的受力鋼筋。橫向全梁拉通布置。
三．抗剪計算
1.支座邊緣設計值
2.截面尺寸驗算
截面尺寸滿足抗剪要求。
3.抗剪腹筋計算。
箍筋採用hrb335鋼筋
應由計算確定腹筋
選用雙肢箍筋
，取滿足最小配筋率要求，最後選配雙肢φ8@200 hpb335箍筋。
考慮到箍筋的綁紮固定，我們在縱樑上緣配置兩根架立鋼筋，直徑按規範取的φ12的hpb235鋼筋，縱樑高大於450，在中部布置兩根腰筋，直徑取12。
整個縱樑配筋圖如圖所示
四吊裝驗算
1. 荷載計算
分布荷載
縱樑自重：
懸臂板自重：
集中荷載
橫樑自重：500-9=2.34kn
g=1.05 (6+1.875)=8.27kn/m
g=1.052.34=2.46kn
2. 內力計算
支座截面處為第一種t形截面
跨中截面為第一種t形截面
五．吊環計算
選用1六．鋼架橫向計算
鋼架計算分為橫向和縱向兩個方向。
計算簡圖：立柱和橫樑軸線組成。
最不利工況：閘門開啟到最高位置。
1. 荷載計算：有水平荷載和垂直荷載。
1） 水平荷載：作用於工作橋、立柱和閘門上的風壓力。
風壓力計算公式：
a． 工作橋風壓
則b.鋼架立柱上的風壓
c.閘門風壓
為了便於計算，將風壓力轉化成節點力
2)、垂直荷載
a、工作橋傳來的p
工作橋自重：縱樑，橫樑，機墩，欄杆，活動鋪板，懸臂板
啟閉機和閘門自重：按, , ,的比例分攤到螺栓上
工作橋自重：
啟閉機和閘門自重
b、作用於工作橋上的風壓力形成方向相反，數值相等的
c、鋼架自重，轉化為節點力和
圖2-12
1、 內力計算
a、 彎矩分配法求水平荷載產生的彎矩
2、 配筋計算
，則 ，則為小偏心受壓
同理可知，體系中所有受壓構件均為小偏心受壓
對於小偏心受壓構件，如m相同，則n較大者危險，如n相同，則m較大者危險
選取危險的情況進行設計計算。
對稱配筋矩形截面小偏心受壓構件
按最小配筋率配筋
選配橫樑
按最小配筋率配筋
選配七、鋼架縱向計算
在縱向視為獨立柱，所受荷載有自重，橫樑重，工作橋壓力
對中墩立柱，需要考慮相鄰兩孔閘開啟方式。
1、 一孔閘門剛開啟，另一孔閘門未開啟
a、 荷載計算與內力計算
未開啟孔
開啟孔鋼架自重
則取所以為大偏心受壓
對稱配筋
2、 兩孔閘門同時開啟
a、荷載與內力計算
按軸心受壓柱計算
查表3、一跨工作橋吊裝完畢，相鄰一跨未吊完
a、荷載
大偏心受壓構件
按最小配筋率配筋
選配對於邊墩
大偏心受壓構件
水閘工作橋計算
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