编号（学号）：水工钢筋混凝土结构课程设计（2009级本科）题目水闸工作桥设计学院能源环境学院专业水利水电姓名指导教师完成日期 2009年 6 月 22 日水闸工作桥课程设计第一部分拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置1、工作桥长度为便于安装，工作桥长度=两闸墩中心线距离-20~30mm=7000+500+500-20=7980mm 但计算时工作桥长度仍用8000mm计算2、横梁位置：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。

横梁尺寸初步拟定为，高：500mm；宽：250mm.横梁上面的机墩取高：400mm；宽：250mm3、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。

活动铺板尺寸选用宽：655mm，长度1500+2 80=1660mm；高度：80mm。

中间共四块面板。

桥两边再每边两块。

总的横向布置图及尺寸如图所示：二、工作桥横向布置1、纵梁尺寸：高度：800；宽度：300.2、悬臂板：高度：端部取100，根部取200；宽度：500 尺寸如图所示三、刚架布置（在此不计算）1、刚架高度计算用的高度：H=31.05－24.0－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。

第二部分 配筋设计一、面板配筋设计 1．活动铺板 1）安装检修工况 a ．荷载计算板自重：g k =0.08655.0⨯⨯25=1.31KN/m g =G γ g k =1.0531.1⨯=1.3755KN/m一个绳鼓重：G k =6.54KN ，G=G γ G k =6.54⨯1.05=6.867KN 桥面活荷载不考虑 b ．计算简图和内力计算158********=+=+=a l l n 158********=+=+=h l l n165015001.11.1=⨯==n l l 因此计算跨度去1580mm跨中弯矩：m KN l G gl M •=⨯+⨯⨯=⨯+=770.2458.1867.658.13755.1814812020 2）正常使用工况，持久状况a ．荷载：⨯⨯=655.008.0k g 25=1.31KN/m 3755.131.105.1=⨯==k G g g γKN/m 人群荷载：m KNb q q k G /358.2655.032.1=⨯⨯==γ b ．跨中弯矩165.158.1)358.23755.1(811)(811220=⨯+⨯=+⨯=l q g M KN ·m从以上两种状态可知，安装工况下的弯矩值更大，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 ，mm dc a 302=+= mm a h h 500=-=有书查表得：k=1.2，采用C25混凝土，查表2/9.11mm KN f c =，面板用HRB335的钢筋，查表2/300mm N f y =mm b 655=，171.0506559.1110770.22.1262=⨯⨯⨯⨯==o c s bh f KM α 468.085.0189.0211=<=--=b s ξαξ 2053.24530050189.06559.11mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ %15.0%75.05065553.245min 0=>=⨯==ρρbh A s 查附录3表1，选用68φ（2302mm A s =）在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直分布钢筋，按要求取250@6φ配筋如图所示2．悬臂板绳鼓图2-3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：mKN h g m KN h g k k /5252.0/5.2251.02211=⨯===⨯==γγ（人群荷载不计）对根部产生的弯矩：m KN l gg l g M k kG k G •=⨯-⨯+⨯⨯⨯=-+=4375.065.0)5.25(05.15.05.205.15.06)(5.022212211γγ栏杆重：m KN P k /5.11= 对根部产生的弯矩：m KN l P M k G •=⨯⨯==7875.05.05.105.112γ绳鼓重：P 将集中力放置离纵梁最远处。

图2-4取c 为绳鼓集中力P 到悬壁根部的距离c=500-350/2=325，a=350为绳鼓的着地面积，则P 对根部的弯矩为1255.2325.054.6=⨯=c P ，由宽度为b =a +2c 的板带承受，绳鼓为可控可变荷载，分项系数取1.1则对根部产生的弯矩：m KN c a P M c G •=⨯+⨯⨯=+÷=338.2325.0235.0325.054.61.1)2(3γ总弯矩：m KN M M M M •=++=++=563.3338.27875.04375.0321 2）正常使用工况，持久状况 a ．荷载与弯矩计算 自重：mKN h g m KN h g k k /5252.0/5.2251.02211=⨯===⨯==γγ（人群荷载不计）对根部产生的弯矩：mKN l g g l g M k kG k G •=⨯-⨯+⨯⨯⨯=-+=4375.065.0)5.25(05.15.05.205.15.06)(5.022212211γγ栏杆重：m KN P k /5.11= 对根部产生的弯矩：m KN l P M k G •=⨯⨯==7875.05.05.105.112γ人群荷载：m KN q •=⨯⨯=6.3132.1产生的弯矩：m KN ql M •=⨯==45.025.06.321203 总弯矩：m KN M M M M •=++⨯=++=675.1)45.07875.04375.0(1)(321ϕ 以上两种状况可知，安装工况下的弯矩更大，取大值进行计算b ．配筋计算只计算正截面，采用HRB335钢筋，查表得2/300mm N f y = 受力钢筋：估计钢筋直径为：d =10mm ，mm dc a 302=+= mm a h h 170302000=-=-=0248.01705009.1110563.32.1262=⨯⨯⨯⨯==o c s bh f KM α 468.085.00251.0211=<=--=b s ξαξ 206.843001700251.05009.11mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ 又因为，规定中说，悬臂板的受力钢筋每米不少于 5φ8 (252mm2).则悬臂板的配筋就取φ8@200 HPB335钢筋的来布置。

分布钢筋按要求取，直径不小于6mm,间距不大于300.这里我们取φ6@200来布置。

悬臂板配筋如图所示：二.横梁配筋设计横梁与纵梁浇筑在一起，计算弯矩时按简支结构计算，横梁计算跨径：mm l 180030015000=+=,mm l l n 1575150005.105.10=⨯===计算跨径按1575mm 计算 1.荷载计算横梁自重：m KN g /28.305.1252505001=⨯⨯⨯= 机墩自重：m KN g /63.205.1252504002=⨯⨯⨯= 地螺栓传来的设计力：m KN Q /9.3837.351.11.11=⨯= m KN Q /74.8313.761.11.14=⨯=2、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。

则启闭门对横梁不产生弯矩。

考虑到启闭门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，精确计算应采用有限单元法。

工程简化：先按简支梁计算，得跨中弯矩0M ，实际梁的支座负弯矩=0.70M ，跨中正弯矩=0.50M 。

m KN l M •=+⨯=83.1)63.228.3(81200支座弯矩较大，取0.70M 进行计算，最终上下截面配置相同钢筋 0.7m KN M /53.12.10=⨯c=35mm （二类环境），估计钢筋直径为：d =10mm ，mm dc a 402=+= mm a h h 460405000=-=-=0029.04602509.111053.12.1262=⨯⨯⨯⨯==o c s bh f KM α 468.085.0003.0211=<=--=b s ξαξ2068.13300460003.02509.11mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ %15.0%012.046025068.13min 0=<=⨯==ρρbh A s 取min ρ的钢筋进行配筋，20min 288mm bh A s ==ρ 查附录3表1，受力钢筋取2φ14 （2308mm A s =） 按规定取直径为6mm ，间距200的双肢箍筋 横梁上下缘布置相同的钢筋。

配筋图如图所示：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 :纵梁自重标准值：m KN g k /68.03.0251=⨯⨯= 一边栏杆重标准值：m KN g k •=5.12 一半面板重标准值：m KN g k /375.31025)500220010075080(63=⨯⨯⨯+⨯=- 均布荷载设计值：m KN g g k /42.11)376.35.16(05.1=++⨯==γ集中荷载G一半横梁自重：KN G k 34.210215002525050091=⨯⨯⨯⨯=- 一半机墩重： KN G k875.110215002525040092=⨯⨯⨯⨯=-()KN G G k G 43.4875.134.205.1=+⨯==γ b.可变荷载分布荷载q, 人群荷载(一半桥面) ：m KN q k /65.421.33=⨯= m KN q q k G /58.565.42.1=⨯==λ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KN G 17.6643.412.561.13=+⨯=KN G 17.8843.4125.761.14=+⨯=2.内力计算计算跨径： mm l 750050070000=+= mm l l n 7350700005.105.10=⨯== 计算跨径按7350计，纵梁受力如图所示。

其弯矩最大值在跨中：弯矩设计值为：()mKN G G gl M /10.384195.217.88145.117.6635.758.542.1181219.2169.18124320=⨯+⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+= 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。

m KN M •=⨯=51.4221.110.384纵向钢筋配置HRB335的钢筋，查表2/300mm KN f y = 估计配置双层钢筋，mm a 70=mm a h h 7300=-=确定翼缘计算宽度mm h f 150'=（平均） mm h h f 1.0205.0730150/''>==是独立T 型梁 24503'==l b f mm mm h b b f f 210012''=+=上述宽度均大于翼缘的实有宽度（800mm ），取mm b f 800'=m KN KM •=⨯=01.50751.4222.1m KN h h h b f f f f c •=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-34.93521507301508009.112'0'' ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-<2'0''f ffc h h h b f KM 属于第一类T 型梁1.07308009.111001.507262=⨯⨯⨯==o c s bh f KM α 468.085.011.0211=<=--=b s ξαξ202.254830073011.08009.11mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ预计配置6φ25（22945mm A s =） 的HRB335的受力钢筋。