渡槽箱形梁结构计算书(11.18).doc

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/m3（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，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：G1k=0（V1+2V2+V3)=0.9125(0.15 2.3+0.70.252+1.40.2)=21.94（kN/m） 设计值：G1=Gg1k=1.0521.94=23.04（kN/m）（a）面板自重 设计值：g1=G0V1=1.050.9125(0.152.3)=8.15（kN/m）（b）腹板自重 设计值：g2=G02V2=1.050.9125(0.250.7)2=8.27（kN/m）（c）底板自重 设计值：g3=G0V3=1.050.9125(1.40.2)=6.62（kN/m） （2）水重：标准值：G2k=0V4=0.99.811（0.60.9）=4.77（kN/m） 设计值：G2=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/m3，缘石采用C30 混凝土预制，C25混凝土重度为=25kN/m3。 标准值：G3k=01V5+0V6=0.91282(0.50.160.16510)+0.80.16+0.91252(0.160.3)=8.92（kN/m） 设计值： G3=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： Q1=1.21.2=1.44（kN/m）（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： 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， 当1/2桥宽大于4m时应按4m计，本设计宽度为2.3m。 标准值： Q1k=4.241.0=4.24（kN/m） 设计值： Q3=1.24.24=5.09（kN/m）2、内力计算可按梁理论计算，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=（q1+q2+G2+G3+Q1+Q3）l2 图13 剪力图及弯矩图 =43.959.242=469.04（kN.m）跨端剪力设计值 V=（q1+q2+G2+G3+Q1+Q3）l =43.959.24=203.05（kN）3、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，h0=1050-80=970mm，rd=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； =d0,=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； 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）受拉钢筋按最小配筋率计算：AS=14009700.002=2716mm2受拉钢筋选920 ，其实际AS=2827（mm2），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,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=150mmSmax=400mm。箍筋选用双肢8150,即Asv=101mm， (b) 抗扭腹筋计算 扭矩设计值：T=M=469.04（kN.m），=1.44,腹板翼缘整个截面受扭塑性抵抗矩为： 截面尺寸满足要求。，可不用对该构件进行剪扭承载力计算，仅需按构造要求配置钢筋。 ， 分配I形截面的扭矩故可不计剪力V的影响。 故只需按受弯构件的正截面受弯和纯扭构件的受扭分别进行承载力计算。设， 按最小配筋率因此，抗扭箍筋应按最小配箍筋率要求配置。选用8（Ast1=50.3mm），s=50.30.5=100.6mm,取s=100mm，选用双肢8100抗扭箍筋。（c）抗扭纵筋计算,满足要求。顶梁高度较大（h=1050mm,）上层纵筋1/3Ast1=1702.153=567.38mm，选用414（A=615mm），中层纵筋1/3Ast1=1702.153=567.38mm，选用414（A=615mm），下层纵筋1/3Ast1=1702.153+2716=3283.38mm，选用1120（A=3456.2mm）（d）翼缘抗扭钢筋计算受压翼缘不计V的影响，按纯扭计算。， 箍筋计算：选用8箍筋，则,取s=100mm。，满足最小配筋率要求。纵筋计算： ，满足最小配筋率要求。钢筋选1214 ，其实际AS=1846.8（mm2）2、 槽墩内力计算及配筋计算1、圆柱形中墩配筋计算圆形中墩直径d=1200mm,柱高l=6510mm，保护层厚度c=35mm。(1)圆形槽墩自重：250.250.66.51=183.97kN；(2)槽墩以上荷载（渡槽荷载及墩座荷载）：439.5+32.886=472.39kN；(3)荷载设计值产生轴向压力NG=183.97+439.5+32.886=656.35kN,(2)l0=0.5l=65102=3255mm,长细比=l/d=3255/1200=2.72/3A=(753600mmm)(8)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%，则=Acor=0.00551002366.5=5513.01mm,圆形墩纵向钢筋选取1820（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） 基础底板受力钢筋截面面积： 按照最小配筋率计算 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