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1、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-28000mm 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、二、工作桥横向布置（一）、纵梁尺寸高度：800mm 宽度：300mm（二）、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=32.15 24.0 h图2-1活动铺板布置图2 .实际高度实际高度为H + H1,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=32.15 24.0 0.8=7.35m H + H1=7.35+0.5=7.85m图1-5刚架尺寸图第二章结构设计-、面板配筋设计(一)、活动铺板1. 安装检修
3、工况(1) . 荷载计算.板自重 g k=0.08 X0.65 X25=1.3kN/mg=T Ggk=1.05 xi.3=1.365kN/m.一个绳鼓重Gk6.54KN G丫 GGk6.541.056.867 KN.施工荷载q=1.2 x 4=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l0lna1300801380mml0lnh1300801380mml0 1.1ln 1.1 1300 1430mm因此计算跨度取1380mm2-2 计算内力受力简图. 跨中弯矩1 _12121M Glgl2-ql26.544 08 08 04钢筋,f y=300N/mm!, s
4、KMfcbh01-2 sfcb h0fy0.2150.85 b 0.46814.36500.215503002333.293mmAs/bh0333.293 1.0365050min0.151.38 - 1.344 1.3821 4.8 1.382 3.718KN m 882.正常使用情况，持久状况(1) .荷载.板自重 gk = bh =0.08 x 0.65 x 25= 1.3KN/mg = Ggk = 1.05 x 1.43 = 1.365KN/m.人群荷载 qGqkb1.22.50.651.95KN/m(2) .跨中弯矩1 212M(gq)12(1.3651.95)1.3820.789K
5、N/m808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(1类环境)，估计钢筋直径为d=10mm,da c30mm,h 0 h-a 50mm20查表得k=1.2,采用C30混凝土 ,fc=14.3N/mm-2,活动铺板用HRB335勺1.23.7181060.19214.3650502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:gk= bh =0.08*0.57*25=1.14KN/mg=G gk=1.05*1.18=1.197KN/m.一个绳鼓重：Gg01
6、.05 6.546.867KN.人群荷载：qk=2.5 0.571.425KN/ mq= gk =1.21.4251.71 KN/ mg1kh1 0.1252.5KN/m简支实心板，绳鼓放在板中间1-12112M - Gl gl 2 6.871.381.1971.3822.655KN m408 0483.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1 212M-(gq)l2-(1.3441.92)1.38 20.777KN/m808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KM 1.2
7、2.655106s q -0.156fcbh2 14.3570 502-2 s 0.1710.85 -0.468sbAfcb h0a f fy14.3 570 0.171 502232.5mm300min bh0 0.15640250=48 mm受力筋选配6c8(As=302mm)配筋图如图所示：图2-3铺板配筋图悬臂板绳鼓图2-4绳鼓位置图图2-5根部悬臂板受力图取1m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g2kh20.2 25 5KN/m这里不计人群荷载对根部产生的弯矩M1M12,0.5 Gg1kl G(g 2k20.51.052.50
8、.522glk)l2/61.052 (5-2.5)0.5 2/60.4375KN m(2) .栏杆重1.05PK1.575KN1.05P1.575KNK栏杆对根部产生的弯矩M2GPW1051.50.50.7875KN? m(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 R=6.54X 0.325=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:GPC/(a2c)1.056.540.3252.23
9、2KN m0.3520.325总弯矩：M M1M2 M30.4375 0.78752.2323.457KN m(二)、正常使用情况，持久状况1.荷载与弯矩计算(1) .自重g1khi0.1252.5KN/mh20.225 5KN/m2,、, 2 对根部产生的弯矩：M1 0.5 Gg1klG(g2k-g1k)i /6M 0.51.052.50.53.00.52 0.375KN m21.05 (5-2.5)0.5 2/60.4375KN m(2) .栏杆重P3k1.5KN/m栏杆对根部产生的弯矩：GP3kl1.051.50.50.7875KN m(3) .人群荷载q 1.22.53.0KN/m人群
10、荷载产生的弯矩:1 .22 ql0总弯矩：M M1M2M3 0.43750.78750.3751.65KN m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 HRB33任冈筋，查表得：fy=300N/mrm受力筋：估计钢筋直径为d=10mm, a cd_ 30mm2h0h-a 200-30170mmKMfcbh01.23.475106214.360017020.01681- ；1-2 s0.0050.85 b0.468fcb h0fy14.36000.0051703002 24.31mm又因为，规定中说，悬臂板的受力钢筋每米不少于 3里8
11、(A= 151m用则悬臂板的配筋就取8200HRB335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620睐布置。悬臂板配筋图如图所示:津加1口比非o二Af i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：10=1300+400=1700或 l 0=1.05 乂 1300=1365mm 计算跨径按1365mn#（一）.荷载计算1 .横梁自重g1500250251.053.28KN/m2 .机墩自重g2400250251.052.63KN/m地螺栓传来的设计力：1.1Qi=1.1
12、 X 56.12=61.73 kN/m1.1Q 4=1.1 x 76.13=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。MO图2-8 横梁受力示意E1叱-g2） 8支座若矩较大，取1 J j 】 I I _a 1/1、0. 7MO到图2-9横梁弯矩图21210(3.282.625)1.365 2 =1.375KN m080.7 M0进行计算，最终上下截面配置相同的钢筋。QH-j；y2Q 7MO 产0 7M011_：t_1! !1 I-1 cM 0.7
13、1.2 M0 0.71.21.3751.16KN m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 M,实际梁的支座负弯矩=0.7M0,跨中 正弯矩=0.7Mbc=35mm（二类环境），估计钢筋直径为d=20mm,45mm,h 0h-a500-45455mmKMfcbh01.21.1614.325010645520.001561- ；1-2 s0.00150.85 b0.468fcb h014.32500.0015645528.139 mmfy300As/bh08.1390.0072250455min0.20min的钢筋进行配置minbh00.2%250
14、455227.5mn2支座负弯矩配筋相同，通常布置如下：由于hw450mrift计构造腰筋, 每侧不少于0.1%bhw=0.1%*250*455=113.75mn表得，受力筋取 214 （A=308mm）按规定取直径为6mm间距200mm勺双肢箍筋，横梁上下布置相同的钢筋。配筋图如图:2电14 t受力钠筋）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:g1k25 0.3 0.8 6KN/m.一边栏杆重标准值：g2k1.5KN m.一半面板重标准值g3k(8065
15、0100200600)2-6251063.55KN/m均布荷载设计值：g gk 1.05 (61.5 3.55)11.60KN/m(2) .集中荷载G-9-102.03KN910 92.075KN1300.一半横梁自重：G1k500 250 25 1660.一半机墩重：G2k400 250 25 工G GGKG；G1kG2k)1.05(2.032.075)4.31KN2.可变荷载(1) .分布荷载q人群荷载：取一半桥面的人群荷载。qk2.5 1.35 3.375KN /mq Gq k 1.2 3.375 4.05KN /m(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
16、梁的反力，作用于在纵梁上。88.05KNG=1.1Qi=1.1 X56.12=61.73 kN/m G2=1.1Q4=1.1 x 76.13=83.74 kN/mG1 G 61.734,3166.04KN G2 G 83.744.31Ge+Pe C?王Gi+FHI 口 II IIn1 D图 2-11纵梁示意图（二）.内力计算1.计算跨径In L 2c80003005006900mmlna 69005007400mml01.05I n 1.0570007350mm计算跨径按7350mmT,纵梁受力如图所示图2-12纵梁受力示意图7350 57202Lbc 638 150 327mm2lab 32
17、7 1050 1377mm2.弯矩设计值为其弯矩最大值在跨中12-M (gq)l2(G18耳)0.237 (G2P2)1.3771(11.64.05)827.35266.040.32788.051.377248.5KN m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 1.1248.5273.37KN m3.配筋纵向钢筋配置HRB400勺钢筋，查表fy 360KN/mm2估计配置双层钢筋，a 70mmh0 h-a 730mm确定翼缘计算宽度hf100200 150mm 均)纵梁自重：是独立T型梁b/2450mmf 3b/fb 12h/f 2100mm上述宽度均大于翼缘的实有
18、宽度（800mIm,取 bf 800mmKM 1.2273.37328.05KNfcb fh f (h0h/f)214.3800150150 (730)1123.98KN m2 hfKM fcbfhf(h0- f )属于第一类T型梁KMs 一 . 2fcbf h0328.0510614.3280073020.05381- .1-2 S0.0560.85b0.468fcb h0As f14.38000.05636073021299.08mm预计配置5c8 ( As 1272mm2)的HRB400勺受力钢筋。横向全梁拉通布置。(三)、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值:1V -(g+q)l0(G Q3
19、)(G Q4)1 (11.64.05)7.35266.0488.05211.6KN2、截面尺寸验算hw 730-150580mm2hwb5801.934.03000.25fcbh0 0.25 14.3 360730939.5KNKV 1.2211.6 253.92p sv min =0.15% 满足最小配筋率要求Vc+Vsv=0.7ft bh01.25f yv Asv h0s0.71.43300 730 1.25210 101 200 730315.99KN KV 253.921010.239不需要配弯起筋422mm,取s200 smax 250mm，满足最小配筋率要求，最后选配双肢。8200
20、HRB235i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Av dF88.17 103593m存svfyv sin210 0.707选配3。16五、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g1 bh 25 0.80.3 6KN/m(2) .悬臂梁自重 1-6g2bh 25 - (100200) 600 1062.25KN/m(3)
21、 .总分布荷载g (g1g2)1.05 (62.25)8.66KN/m2 .集中荷载(1) . 一半横梁自重-1300GK500250 25 2.03KN(2) .总集中荷载GG1.052.032.13KNK横梁受力相等，则：G1 G2 2.13KN1 s 1GlI_ 二I图2-15横梁受力示意图3.配筋计算- gl8.668FaFd2G 2 2.13 35.49KNAB 122K%1.2 35.4942.58KN7c253.92KN,A截面配筋满足抗剪要求12-M1g 0.2l G l uA21bc1 8.661.62 2.13 0.37211.88KN m2KIA 1.211.8814.2
22、5KN mfcbf h/f(h0-14.3 800150150 (730- )1123.98KN mr / / h f 一 一“ KM fcb/fh/fS。-寸）所以属于第一种 算：T型截面，支座处截面验1.211.810614.38007302fcbf h00.00250.85 b0.00230.468Afcb h0a fV14.3800 0.002573069.68mm2360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8.66422.13(40.327)2.13(41.377)35.49(41即方向与假设的相反.6)5.102KN.mKMfcbf h0fcb h0fy1.25
23、.10210600.00114.3800 73020.00150.85 -0.468b14.3800 0.0015 73034 8mm22439mr2360，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GK 2 (0.8 0.3 8)4 (0.5 0.25 1.3)2 (0.15 0.6 8)25(3.840.651.44)25148.25KN(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GGK 3Sin1.05148.50.86660.02KN2As60.022 34.846.
24、750N/mr2T1002600.2mm选用 1 0 28(AS=615.8mrm )七、刚架横向计算(一)、荷载计算1 .水平荷载(1) .工作桥风压力A 0.8HL 0.8 (0.80.41.08) 814.592m2T A s zA 1.3 0.9 0.414.5926.83KN0s z 0(2)刚架立柱上风压力2A主=0.4 X7.35=2.94m2T、 A a 7 cA1.3 0.9 0.42.941.38KN立s z 0(3).闸门上风压力s z 0A 1.30.90.47.35 76.02KN由等效条件得水平荷载为:T1=T1/%)“2,1(6.83+6.02+1.38-)415
25、.84KNT2/1.38+26.02=12.73KNT2= T2/11. 2( _+2T)2立 闸11.2(-21.38+26,02 )=15.276KN2,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。钢架受力示意图图 2-183.启闭机和闸门自重(0.80.30.651.38)20.08+425+ (1.38)1.05(0.50.250.641.3104.41KN1.3)2 (0.40.08)(0.50.251.3)0.138)(2002 35)Q4132 24270-167KN213.87P/1.05167175.35KN4.作用于工作桥上的风压力形成的方向相反
26、、数值相等的PH 0.40.81.082.28m,横梁间距 S=1.3+20.15=1.6mT0H/S6.830.80.41.08 ./1.624.87KN5.刚架自重转化成结点力P1和P2耳0.47.350.4 250.4210.41.2251.0517.95KN2P20.20.40.80.80.4 0.20.4(7.35 / 40.4)0.40.41.05258.98KN2Ti=15.84KN T2=15.276KN7 .立柱自重：R = 17.95KN P 2=8.98KN8 .工作桥自重：P=104.41KN9 .启闭机自重：P =175.35KNP合右 =Pi+P+P =198.17
27、KNP 合左=Pi+P-P =188.43KNEA 2.8 107 0.164.5 10670.40.4 34EI2.8 1075.6 104127.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 h o=455mm.配筋计算KM 1.237.99S 2fcbh014.325045520.0621-1-2 s 0.0640.85 b 0.468289.4mm2fcb h014.32500.064455fy360As 289.4 bh0250 4550.549所以选 4C10 (As=314mir
28、i ).配筋图4clO(2)立柱.配筋计算l0e04)802OGMm1ax32.57KN ? m1 / WH3.4750.4MmaxNh)0.58.6832.57N 47.48KN(7.350.4)3.475m4cl047.78103681.7mmh0355 / 303011.8mm故按实心偏距计算e0 681.7mm0.5f cA0.514.3400 400KN1.247.4810320.1 1 取 18.68151400 e0 h0l0h21.028e0681.71.028700.8mm 0.3h 0106.5mm为大偏心受压，压构件计算KN1.247.48103fcbh014.34003
29、550.028 0.518X=( h0=0.028 x 355=9,94mm 2a=90mm e/=i e。h/2+a=1.028*681.7-400/2+45=545.78mmA KNe 1.244.78103545.782As A 262.8mmfy(ha )360(35545)A p minbh0=0.20%x 400X355=284mm.按最/、配筋率配筋选用 4C10 (A=A=314mn2).配筋图。0。图2-22钢架立柱配筋图(3)横梁M=24.605KN.mKM1.224.6051 06fcbf h0-0.04114.3400 3552JJ-2 s0.0410.85 .0.46
30、8bfcb h014.3400 0.041355仆fy 360上下各 5C8, AS 236mm231.3mn2M=15.75KN.mKMS9fcbf h01.215.7510614.3400 35520.026J-2 sA fcb h0 a f fy0.0250.85 -0.468b14.3400 0.025355360142.8mm2上下选 6C6 AS 170mm2配筋图和立柱一样只不过刚劲选用：(二)纵向计算1. 一孔闸门刚开启，另一孔未开启(1).荷载计算与内力计算Pi未开启孔P1 P/ / 2 Q21.05R开启孔P2 P1 Q3 Q4 1.24 3 1.356C6l01.5H1.
31、57.3511.025m175.36351.052217.9556.115110.439KN76.12519.44169.3KN刚架自重作用于立柱根部P30.41.05 0.20.41,22L / 3P20.80.40.60.20.4(7.350.4)0.42532.12KN110.439169.332.12311.859KNP1)(169.3110,439)0.4*2/315.69KN.m0.40.40.411,0250.48,e00.5f PAcKN0.514.315.69311.85910610350.31mm1.23118594004002 3.061,取 111.150.01 L 1
32、.15h(守 1 20.0111.0250.40.87355140050.31/11.05 2 *()2 * 0.870.44.351400(e04.35KNfcbh0h0e050,31218.81.231185914.30.184(3)对称配筋则:As A400 3550.3h0136.50.184b 0.5535565.42mm63.8mm2a90mmKNe1.2311859fy(h 0 a)360 (35545)金 48.15mm22.两孔闸门同时开启(1).荷载计算与内力计算包括：工作桥、启闭机重、启门力、人群荷载、刚架自重P F2 P3 169.332.13201.43KN(2),配
33、筋计算，按轴心受压柱计算fc14.3N / mm,f y360N/ mr2K1.2洛 27.560.48,需考虑纵向弯曲的影响，查表得0.7ASKN fcA 1.2一y311859 1030.714.3400 400、 00.7360按最小配筋率配筋minbh002% 400 400320mm选用 4C10(Aq A,314mm)S S(3).一跨工作桥吊装完毕，相邻一跨未吊装.荷载与内力计算P G (48 1.21.6 / 2)140.95KNa.配筋计算对称配筋，短暂状态K 1.2,f14.3N/ mr2,f yf/y360N /mr2KNfcbh0h h0“e0As父bh0351045mm,%40045355mm1.2311.85910314.3400 3550.18735565.42mmha 218.82KNefy(h 0 a)214400 355按最小配筋率配筋4000.1872a451.2311.8590.151%0.5590mm63.8mm360 (35545)103 徵8214mm?min 0.2%284mmASminbh00.2% 400 355选用 5c12(As=565m2m