渡槽箱形梁结构计算书(11.18).doc

1、 - 0 - 一、槽身纵向内力计算及配筋计算根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向按正常过水高程计算（本渡槽设计水位高程取 60cm）。图 11 槽身横断面型式（单位：mm）1、荷载计算根据设计拟定，渡槽的设计标准为 5 级，使用年限 50 年所以渡槽的安全级别级，则安全系数为 0=0.9（DL-T 5057 -2009 规范），C30 混凝土重度为 =25kN/m 3（根据水工混凝土结构设计规范 DL-T 5057-2009：6.1.7 条），正常运行期为持久状况

2、，其设计状况系数为 =1.0，荷载分项系数为：永久荷载分项系数 G=1.05，可变荷载分项系数 Q=1.20（水工建筑物荷载设计规范（DL 5057 -1997 规范），结构系数为 d=1.2（DL-T 5057 -2009 规范）。纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而人群荷载为可变荷载。（1）槽身自重：标准值：G 1k= 0（V 1+2V2+V3)=0.9125(0.152.3+0.70.252+1.40.2)=21.94（kN/m）设计值：G 1= Gg1k=1.0521.94=23

3、.04（kN/m）- 1 - （a）面板自重设 计 值 ： g1= G 0 V1=1.050.9125(0.152.3)=8.15（ kN/m）（b）腹板自重设 计 值 ： g2= G 0 2V2=1.050.9125(0.250.7)2=8.27（ kN/m）（c）底板自重设 计 值 ： g3= G 0 V3=1.050.9125(1.40.2)=6.62（ kN/m）（2）水重：标准值：G 2k= 0V 4=0.99.811（0.60.9）=4.77（kN/m）设计值：G 2= Gg2k=1.054.77=5.01（kN/m）（3）栏杆荷载：本设计采用大理石栏杆，大理石的容重 1=28kN

4、/m3，缘石采用 C30 混凝土预制，C25 混凝土重度为 =25kN/m 3。标准值：G 3k= 0 1V5+ 0 V6=0.91282(0 .50.160.16510)+0.80.16 +0.91252(0.160.3)=8.92（kN/m）设计值： G 3= Gg2k=1.058.92=9.37（kN/m）根据城市桥梁设计荷载标准(CJJ77-98) 规范要求：桥上人行道栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载，竖向荷载采用 1.2kN/m；水平向外荷载采用 1.0kN/m。两者分别考虑，不得同时作用。标准值： Q 栏杆竖向 =1.2（kN/m）设计值： Q 1=1.21.2=1.44（kN/m）

5、（4）人群荷载：根据城市桥梁设计荷载标准(CJJ77-98) 规范要求：梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载 w，可按下列公式计算，且 值在任何情况下不得小于 24kPa。 当跨径或加载长度 l20m 时：- 2 - 205.4p式中：单位面积上的人群荷载（kPa）；l加载长度（m），本设计中跨径为 10m；单边人行道宽度(m)；在专用非机动车桥上时宜取 1/2 桥宽，p当 1/2 桥宽大于 4m 时应按 4m 计，本设计宽度为 2.3m。kPa24.035.4标准值： Q 1k=4.241.0=4.24（kN/m）设计值： Q 3=1.24.24=5.09（kN/m）2、内力计算可按梁理论计算

6、，沿渡槽水流方向按简支或双悬臂梁计算应力及内力：图 12 槽身纵向计算简图及荷载图（单位：mm）计算长度 l=ln+a=8.8+0.6=9.4（m）l=1.05ln=1.058.8=9.24(m)所以计算长度取为 9.24m跨中弯矩设计值为 M= （q 1+q2+G2+G3+Q1+Q3）l 2 图 13 剪力图及弯矩8图= 43.959.24281- 3 - =469.04（kN.m）跨端剪力设计值 V= （q 1+q2+G2+G3+Q1+Q3）l= 43.959.24=203.05（kN）213、正截面的配筋计算将渡槽简化为 h=1.05m、b=1.4m 的 I 形梁进行配筋,采用 C25

7、混凝土及 HRB400 钢筋。该底板处于露天且长期处于水环境（二类环境条件），根据水工混凝土结构设计规范28DL-T 5057-2009规范要求，钢筋混凝土保护层厚度为 c=35mm，估计受拉钢筋要排成两层，所以 c=70mm,估计钢筋直径 d=20mm，考虑双筋，a=c+1/2d=45mm，h 0=1050-80=970mm，r d=1.2。（21） （22） 式中 M弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑结构重要性系数 0及设计状况系数 在内；Mu截面极限弯矩值； = d 0,=1 .20.91=1.08； K=1.15（ 承载力安全系数）fc混凝土轴心抗压强度设计值，混凝

8、土选用 C25，则 fc=11.9N/mm；b截面宽度；x混凝土受压区计算高度；h0截面有效高度；fy钢筋抗拉强度设计值，选用 HRB4000，则 fy=360N/mm；As受拉区纵向钢筋截面面积；I 形截面受压区的翼缘计算宽度；)()()2( 00 fffcc hbxhbf 0ffccsyfAfb- 4 - I 形截面受压区的翼缘高度。按第一种 T 形截面计算。根据以上各式，计算受弯钢筋计算如下：= （ 按 单 筋 截 面 计 算）20hbfKMcs34.021.9703.14.656Ssba.8.bs ）20 (94.173602.9.1mfhbAycs %0.9714.min0 bhs受

9、拉钢筋按最小配筋率计算：A S=14009700.002=2716mm2受拉钢筋选 920 ，其实际 AS=2827（mm 2） ，受压钢筋按照构造配置。4、斜截面承载力及抗扭配筋计算已知 V=203.05kN， =1.44,5.07bhw截面尺寸满足抗剪要求。(a)抗剪腹筋计算,故不需要进行斜截面抗剪计算，按构造要求配置腹筋。Smax=400mm(h=1050mm800mm) ,s=150mm2/3A=(753600mmm)(8) mNfKNycorS 036015.2369.5.61.N 不满足要求，圆形墩钢筋柱按照构造法布置。纵向钢筋配筋率 =0.55%，min则 = Acor=0.00

10、551002366.5=5513.01mm,圆形墩纵向钢筋选取sAin1820（A=5655.6mm），箍筋选用 8200。2、墩基础配筋计算墩基础尺寸：高 1000mm，宽 2200m，长 2200m，保护层厚度 35mm。(1)永久荷载标准值产生的轴心压力：N1=656.35-250.61=628.09kN(2)荷载设计值计算的基底净反力值（扣除基础自重及其上的水重）- 8 - kPaANpn 7.129.0681mkNbhaMcc 28.30).12().12(4)()241基础底板受力钢筋截面面积：2601 37.10)35(9.8. mfhKAys %5.27inbs按照最小配筋率计

11、算 2min 30210.bhAs 选用 2214（A 实际 =3385.8mm），由于基础地面为正方形，底板另外一方向的受力钢筋截面积相同，其配筋一致。3、墩帽配筋计算墩基础尺寸：高 600mm，宽 1200m，长 1800m，保护层厚度 35mm。(1)永久荷载标准值：N2=439.5+32.886=472.386kNV=236.19kN(2)荷载设计值计算的墩帽底净反力值 kPaApn 70.218.36472mkNbhaMcc 81.)2.1()2.(4)()2底板受力钢筋截面面积：2601 19.730)5(9.81. mfhKAys %5.2674inbs按照最小配筋率计算 ，选用 1214（A 实际2min 1608601. mbhAs =1846.8mm）- 9 -