水閘重建工程工程設計計算書

水閘重建工程工程設計計算書目錄第一章閘室尺寸擬定1第二章過閘流量的驗算2第三章閘室布置3第四章滲流壓力計算10第五章消能防沖設計16第六章閘室穩(wěn)定計算23第七章底板結構計算33第一章閘室尺寸擬定一、閘室結構型式年，閘右側建有水電站一座，左側有一座船閘。該橋閘是一座集防洪、發(fā)電及交通為一體的重要綜合性水利工程。但建成至今運行多年后，存在著嚴重的安全隱患，主要問題較多，經(jīng)專家組評定安全類別為“四開敞式水閘，不設胸墻，堰型采用平底寬頂堰，以便泄水時將淤積物排入大海。二、閘墩尺寸初定1.6m。中墩墩頭采用半圓形。三、孔口尺寸設計流量，Q1%=2550m3/s，閘孔的允許單寬流量[q]=10m3/s.m，因此設計總凈寬B0=Q1%/[q]=2550/10=255m，由于考慮到原東里橋閘全長孔的允許單寬流量，減少設計總凈寬。根據(jù)類似工程經(jīng)驗，取單孔凈寬B=12m，采用一連兩孔，一連寬度l=12×2+1.6×2+1.8=29m，則孔口數(shù)n=232/(29×0.5)=12(個)。則：B0=16×12=192m。四、閘堰頂高程的確定圖1.1第二章過閘流量的驗算一、判斷流態(tài)由于上下游水位差較小，不能忽略行近流速水頭，v0=2550/(280×5.8)=1.57m/sh0=av02/(2g)=1.0×1.572/(2×9.8)=0.13mH0=4.0+1.8+0.13=5.93m，下游水深，HS=3.78+1.8=5.58m，HS/H0=5.58/5.93=0.941＞0.9采用以流速水頭為主要因素的計算方法驗算泄流量。二、驗算泄流量0=0.877+(HS/H0-0.65)2=0.962校=0.962×5.58×192××0.351/2=2701>2550m3/s橋閘長度：B0=8×29=232m＜280m以上計算滿足要求。一、閘室的結構布置閘室的結構布置主要包括底板、閘墩、閘門工作橋和交通橋等部份結構的布置和尺寸擬定。1、底板參考《水閘》P146。足上部結構布置的要求，又要滿足穩(wěn)定及本身的結構強度等要求。工作橋?qū)?基座寬度+2×（操作寬度）+2×（柱尺寸）=1.9+2×0.8+2×0.2+2×0.18=4.2m。根據(jù)工作橋、工作便橋、公路橋、門槽等布置要求，及參考其它（在第七章的底板結構計算中，對底板的厚度作了修改，由于時間的關系在此章書中不作調(diào)整）圖3.1參考天大《水工建筑物》P300及《水閘》P126。常蓄水位時，△H=2.5-(-1.8)=4.3m，上下游水位差最大。擬取長度為20m。度10m。3、板樁參考天大《水工建筑物》P301。東里橋閘地基土層為軟弱場地土，重建橋閘不宜作天然淺基處理，宜進行樁基處理。本水閘采用垂直板樁防滲，板樁沿上下游布置，不透水層定在第六層，板樁深度要求達到第五層及第六層分層線上。則板樁深度=-1.8-2.2-(-16.5)=12.5m。（未計入板樁頂伸進齒墻內(nèi)的長度0.2m和樁尖部分長度0.4m），樁的兩側做成舌槽形，以便相互貼緊。由于考慮到閘室基礎較差，沉降量較大，而板樁樁尖未達到堅實土層，上游鋪蓋又采用鋼筋混凝土結構，因而把板樁頂部嵌入底板底面特設的凹槽內(nèi)，樁頂填塞可塑性較大的不透水材料。4、齒墻閘底板的上下游端均設有淺齒墻，用來增強閘室的抗滑穩(wěn)定，并側向防滲主要靠上游翼墻和邊墩，上游翼墻為反翼墻。砌石海漫的底部，或伸入底板下游齒墻稍前方，厚約0.2～0.3m，在排水與地基接觸處容易發(fā)生滲透變形。應做好反濾層。平鋪式排水反濾層采用三層。第一層為砂，第二層為砂礫石，第三層為礫石或碎石，性分縫，均設橡膠止水。為防止閘基與墻層被水流帶出，水閘底板與橡膠止水。7、閘墩上下游墩頭采用半圓形墩頭。閘墩上下游頂高采用同一高程。閘墩頂部高程=校核洪水位+波浪爬高+安全超高2hl=0.0136Vf3/2D1/3=0.0136×1.83/2×0.761/3=0.95m2L1=0.389VfD1/2=0.389×18×0.761/2=6.1m以上各式中：速，18m/s。D—吹程，0.76m。L1=3.05m，則：h0=4l2/(2L1)=4×3.14×0.224/6.1=0.46m。閘頂高程應高出河流靜水位，按下式計算（武水《水工建筑物》P24）：△h=2hl+h0+hc式中：2hl—波浪高度?！鱤=0.95+0.46+0.5=1.91m。取2.0m。則閘墩頂部高程=4.0+2.0=6.0m。整檢修門槽深度取0.2m，寬度取0.3m。具體布置見圖3.2。參考武水《水工建筑物》P177。工作橋高程視閘門及啟閉機型式、閘門高度而定。對于直升式平的富裕高度及必須滿足泄洪和吊出閘門板檢修要求。閘門高為2.5-(-1.8)=4.3m，門寬為12+2×0.25=12.5m，則排架高程為6+4.3+1.5=11.8m，排架高為5.8m。參考《水閘》P319。直升式平面門的工作橋高程較高，采用整體板梁式結構，由主梁、次梁、面板等部分組成，整體式布置是用橫梁和面板把位于門槽兩側的主梁連接起來，構成一個整體，多用于安裝固定式啟閉機和工作橋。工作橋一般采用兩根主梁，主梁位置可以根據(jù)結構合理布局要求適當移動，一般在啟閉機的底座螺栓位置上布置橫梁，啟門力通過橫梁傳遞給主梁，應盡量使兩根主梁的荷載接近相等。置攔桿的要求。0.18B=1.9+2×0.8+2×0.2+2×0.18=4.2m。0.3m，寬0.2m，板厚0.12m。工作橋架設在實體排架上。=1.5m×1.0m。工作橋布置見圖3.3。9、檢修便橋構造及布置見圖3.4。10、交通橋布置交通橋設在水閘下游端。交通橋按汽-20設計，掛-100校核，雙車道橋面凈寬7.0m，兩橋全部恒荷載按80KN/m計。參考《水閘》P324。本設計采用鋼筋混凝土排架支承工作橋。水流方向的截面寬度相等。第四章滲流壓力計算參考天大《水工建筑物》P295。采用改進阻力系數(shù)法進行滲流計算。一、防滲長度驗算1、閘基防滲長度L=4.3×4.5=19.35m.實際閘基防滲長度L=20+18+0.9+1.1+14.7×2+2×0.5×[21/2-1]+2×1.0×(21/2-1)=70.64m必須的防滲長度=C×△H=4.5×=20+17=37m＞19.35m。滿足防滲要求。二、滲透壓力計算1、簡化地下輪廓線由于鋪蓋及底板上下游兩瑞的齒墻較淺，可以將它們簡化成短樁。實際深度T，Te按式（6-8）確定。當L0/S0≥5，Te=0.5L0，當L0/S0＜5，Te=0.5L0/(1.6L0/S0+2)因本工程L0=37m,S0=16.2m，則:L0/S0=2.285＜5Te=0.5L0/(1.6L0/S0+2)=32.72me實=-1.8-(-28.05)=26.25m，則Te＞Te實，取Te=26.25m.參考《水閘》P146。過地下輪廓的角定、尖點，將滲流區(qū)域劃分成七個典型段（如圖圖4.1④段為內(nèi)部水平段。（1）、進口段阻力系數(shù)故S1=0.95m，T1=26.25m，S2=0.50m，T2=25.8m01=1.5(S1/T1)3/2+0.441+[(2/π)lnctg(π/4)×(1-S2/T2)]=0.0103+0.441+0.0194=0.47（2）、鋪蓋水平段S1=0.5m，S2=14.7-0.45=14.25m，L1=0.50m，T2=25.8m。x2=[L1-0.7(S1+S2)]/T2=[20-0.7(0.5+14.25)]/25.8=0.375（3）、板樁垂直段S1=14.7-0.45=14.25m，T1=25.8m，S2=14.7-1.2-1=12.5m，T2=26.25-1.2-1.0=24.05m?！羀lnctg(π/4)(1-S1/T1)+lnctgπ/4(1-S2/T2)]=(2/π)×[lnctg(π/4)(1-14.25/25.8)+lnctgπ/4(1-12.8/24.05)]=1.23（4）、底板水平段S1=12.5m，S2=1.0m，L2=17m，T=26.25-1.2m。x4=[17-0.7(12.5+1.0)]/25.05=0.301（5）、板樁垂直段S1=12.5m，T1=24.05m，S2=14.7m，T2=26.25mπ/4)(1-S1/T1)+lnctg(π/4）(1-S2/T2)]=(2/π)×[lnctg(π/4)(1-12.5/24.05)+lnc/4)(1-14.7/26.25)]=1.24（6）、出口段S1=2.2m，T1=25.05m02=1.5(S1/T1)3/2+0.441=0.48（1）、求各分段的滲透壓力水頭損失值i=0.47+0.375+1.23+0.301+1.24+0.48=4.086i)△H=(0.47/4.086)×4.3=0.495m2)、鋪蓋水平段：h2=(0.375/4.086)×4.3=0.395m3)、板樁垂直段：h3=(1.23/4.086)×4.3=1.294m4)、底板水平段：h4=(0.301/4.086)×4.3=0.317m5)、板樁垂直段：h5=(1.24/4.086)×4.3=1.294m6)、出口段：h6=(0.48/4.086)×4.3=0.505m公式（4-11）計算P110，1=1.21-1/{[12(T1/T)2+2]×(S1/T+0.059)}1h0，h0=∑hi度，m。1=1.21-1/{[12×(25.8/26.25)2+2]×(0.95/26.25+0.059)}=0.431h1=0.43×0.495=0.19m，進口段水頭損失減少值為△h1=0.495-0.19=0.305小于h2=0.395m。故鋪蓋水平段水頭損失值應修正為h21=h2+△h11=0.7m。）計算P110，2=1.21-1/{[12×(24.25/25.05)2+2]×(2.2/25.05+0.059)}=0.689≤1出口段水頭損失應修正為：2h6=0.689×0.505=0.348m，△h6=0.505-0.348=0.157≤h5=1.294m。故h5=1.294+0.157=1.451m。驗算：△h=0.19+0.7+1.294+0.317+1.451+0.348=4.3m，計算正確。由上游進口段開始，逐次向下游從作用水頭值相繼減去，各分段水頭損失值（也可由下游出口段從零開始向上游逐段累加各分段水頭）：H1=4.3mH2=4.3-0.19=4.11mH3=4.11-0.7=3.41mH4=3.41-1.294=2.116mH5=2.116-0.317=1.799mH6=1.799-1.451=0.348mH7=0.348m根據(jù)以上算得的滲透壓力水頭值，并認為沿水平段的水頭損失呈7、閘底板水平段滲透坡降和滲流出口處坡降的計算：計算。J0=h01/S1=0.348/2.2=0.158＜0.50（2）、底板水平段平均滲透坡降為：Jx=h41/L2=0.317/15=0.021＜0.50滿足閘基抗?jié)B穩(wěn)定要求。第五章消能防沖設計不利的工作情況，作為消能防沖的設計情況。在實際計算時，應在給設計流量。一、設計流量及消能池池深的計算。1、簡化計算需要單獨考慮側收縮的影響。實踐證明：在閘孔出流的條件下，邊墩及閘墩對流量的影響很小。驅(qū)式水躍最為不利，因此，本工程設計必須找出在單寬流量為多少時，會產(chǎn)生遠驅(qū)式水躍。取φ=1.0。（1）、當q=2m3/s.m，Q=456m3/s時，可求得：hk=(q2/g)1/3=(22/9.8)1/3=0.742m0=E0/hk=4.3/0.742=5.8c2=2.4，ξc=0.3k=2.41×0.742=1.79m(2)、同理可計算出q=0.5、1.0、1.5、3.5、5.0、6.5、7.4m3/s.m表5.1q（m3/s.m）0.51.01.52.03.55.06.57.4hc0.9351.31.581.792.282.652.863.1表5.2-1.46-0.8-0.71-0.080.551.081.823.10Q（m/s）01002005008001100150020000.341.01.091.722.352.883.624.9q（m/s.m）00.4390.8772.193.54.826.578.77擬設計降低護坦高程的消能池。3、消能池深度計算q=1.38m3/s.m，hk=(q2/g)1/3=(1.382/9.8)1/3=0.579m0=E0/hk=4.3/0.579=7.43c2=2.62，ξc=0.261k=2.62×0.579=1.52mk=0.261×0.579=0.151mht=1.25m×hc2-ht=1.05×1.52-1.25=0.35m，設d=0.35m，E0=4.3+0.35=4.65m,0=E0/hk=4.65/0.579=8.03c2=2.68，ξc=0.261k=2.68×0.579=1.55m△Z=(q2/2g)[1/(φht)2-1/(σj×hc2)2]=(1.382/19.6)[1/(1×1.25)2-1/(1.05×1.57)2]=0.026md=1.05×1.55-(1.25+0.026)=0.37m與原假設相符，故所求池深d=0.35m。池長的設計流量q=1.38m3/s.m，hc=0.151m，hc2=1.52m，ht=1.25m。Lj=c×(hc2-hc)=6.9×(1.52-0.51)=9.45m消能池長度應容納下水躍的長度，由于池的末端布置有尾檻，對水流具有反擊作用，故池中水躍長度小自由水躍長度。見武水《水工建筑物》P183及天水《水工建筑物》P304：L1=（0.75～0.8）×Lj取7.5m。L=40.35+L1=4.4+7.5=8.9m5、護坦武水《水工建筑物》P185。t=k1×[(△H)1/2×q]1/2式中：q—閘孔處單寬流量q=1.38m3/s.m，△H—上下游最大水位差△H=4.3-1.25=3.05m，k1—經(jīng)驗系數(shù)，取0.2，t=0.2×[3.051/2×1.38]1/2=0.31m。本工程取0.5m。并呈梅花形排列。排水孔內(nèi)填充碎石。海漫長度：L=k2×[(△H)1/2×q]1/2其余符號同前。L=13×[(3.05)1/2×1.38]1/2取L=20m。采用干砌石作海漫，柔性較好。7、防沖槽取值見成都科大上冊《水力學》P252。tp=(q/v)×1.1=3.0mt2=tp-t1=3.0-1.25=1.75m。本工程防沖槽深度取1.75m。第六章閘室穩(wěn)定計算參考《水閘》P170。取一個單元（一連兩孔）進行閘室穩(wěn)定計算。根據(jù)設計任務書的要求，分正常蓄水時中間孔穩(wěn)定計算及完建期圖6.1（3）、底板重一、中間孔穩(wěn)定計算中間孔穩(wěn)定計算，主要驗算正常蓄水穩(wěn)定。正常蓄水期水位高程1、荷載計算重力、排架重力、公路橋重力和檢修橋重力。取鋼筋混凝土的容重為25KN/m3。（1）、啟閉機重量采用QPQ2×8t,自重1.59×9.8×2=31.16KN。（2）、水閘閘門重量計算）；），B—孔口寬度,B=12.5m；G=2×10×0.81×1.0×0.156×4.31.43×12.50.88=187.8KNG=G1+G2+G3=[17×1.2+1/2(1.0+2.0)×1.0×2]×29×25=16965KNG1=(15.4×3.2+3.14×3.22－0.6×0.3×2－0.3×0.2×2)×7.8×25=11083.49KN2）、中墩：G2=(15.4×1.8+3.14×1.82-0.6×0.3×2－0.3×0.2×2)×7.8×25=5807.76KNG=G1+G2=16891.25KN1）、次梁重：G1=[(1.5+1.5)×0.2×(0.3+0.15)]×4×25=9KN2）、板重：G2=29×3.6×0.15×25=391.5KN3）、主梁重：G3=29×0.3(1.0－0.15)×2×25=369.75KN4）、排架重G4=(0.6×0.35×5.3×2+0.4×0.6×1.45+2.15×0.5×0.6)×2×25=160.95KNG=G1+G2+G3+G4=9+391.5+369.75+160.95=931.2KN（6）、檢修橋G=(1.2×0.2+0.5×0.3×2)×29×25=391.5KN（7）、公路橋1）、橋體重G1={[0.7×(0.15+0.10+0.15)1/2×2+0.2×1.0]×2×29×25}×5+0.75×0.15×2×29×25=3643.13KN按1.5KN/m估算。G2=2×1.5×29=87KNG=G1+G2=3730.13KN作用在水閘底板上的水重按照實際體積及水的容重計算確定。W=4.15×12×2×10×4.3=4282.8KN（9）、水平水壓力P1=(1/2)rH22L=1/2×1×4.82×29=3340.8KNP2=（Pc+Pd）h1L式中：H2=4.3+0.5=4.8,為止水以上的上游水深；Pc、Pd為底板c=3.41m、Pd=3.41+1.7=5.11m；h1=2.2-0.5=1.7m,為底板兩點的距離；其余符號同上,L=29m,r=10KN/m。P21=10×3.41×29×1.7=1681.13KNP22=1/2×10×1.72×10=144.5KN經(jīng)前面計算：L1=3.05m,hl=0.48m,h0=0.46m。直壩面的浪壓力按下式計算:Pc=[r(L1+2hl+h0)L1/2-r×L12/2]×29=[10×(3.05+0.95+0.46)×3.05/2-10×3.052/2]×29=1972.44KNH1＞L1時，h0=0.46m。作用在水閘基礎底面的揚壓力應根據(jù)地基類別，防滲排水布置及P1=1.799×10×29×17=8869.07KNP2=0.5×(2.116－1.799)×10×29×17=781.4KN（1）、基底壓應力計算基礎三合土，厚底為1.35～1.95m。粉細砂泥質(zhì)粗砂，該層總厚度為0.20～4.35，標貫擊數(shù)N=3.9～11.6擊，平均6.7擊。根據(jù)標貫擊數(shù)，查《建筑地基基礎設計規(guī)范》得[σ]=fk=105～235KN/m2之間取值,本工程挖除原橋閘底板基礎三合土，回填粉質(zhì)粘土和中砂，壓實作新基礎。F=1.1×fk=115.5～258.5KN/m2。∑W=33760.37KN,∑M=291504.48KN.mA=29×17=493m2,e=17/2-291504.48/33760.37=-0.13(偏下游)Pmax=33760.37/493×(1+6×0.13/17)Pmin=33760.37/493×(1-6×0.13/17)=65.34(KN/m2)(上游端)＜[σ]η=71.62/65.34=1.096＜[η]=2.0地基應力滿足要求。（2）、閘室抗滑穩(wěn)定計算。KC=f∑W/∑P=0.45×33760.37/7138.87=2.12＞1.25閘室抗滑穩(wěn)定滿足要求。二、邊孔完建期穩(wěn)定計算中間孔穩(wěn)定計算，主要驗算正常蓄水穩(wěn)定。正常蓄水期水位高程1、荷載計算重力、排架重力、公路橋重力和檢修橋重力。取鋼筋混凝土的容重為25KN/m3。（1）、啟閉機重量采用QPQ2×8t,自重1.59×9.8×2=31.16t。（2）、水閘閘門重量計算）；），B—孔口寬度,B=12.5m；G=2×10×0.81×1.0×0.156×4.31.43×12.50.88=187.8KN（3）、底板重G=G1+G2+G3=[17×1.2+1/2(1.0+2.0)×1.0×2]×29×25=16965KNG1=(15.4×3.2+3.14×3.22－0.6×0.3×2－0.3×0.2×2)×7.8×25=11083.49KN2）、中墩：G2=(15.4×1.8+3.14×1.82-0.6×0.3×2－0.3×0.2×2)×7.8×25=5807.76KNG=G1+G2=16891.25KN1）、次梁重：G1=[(1.5+1.5)×0.2×(0.3+0.15)]×4×25=9KN2）、板重：G2=29×3.6×0.15×25=391.5KN3）、主梁重：G3=29×0.3(1.0－0.15)×2×25=369.75KN4）、排架重G4=(0.6×0.35×5.3×2+0.4×0.6×1.45+2.15×0.5×0.6)×2×25=160.95KNG=G1+G2+G3+G4=9+391.5+369.75+160.95=931.2KN（6）、檢修橋G=(1.2×0.2+0.5×0.3×2)×29×25=391.5KN（7）、公路橋1）、橋體重G1={[0.7×(0.15+0.10+0.15)1/2×2+0.2×1.0]×2×29×25}×5+0.75×0.15×2×29×25=3643.13KN按1.5KN/m估算。G2=2×1.5×29=87KNG=G1+G2=3730.13KN基礎三合土，厚底為1.35～1.95m。粉細砂泥質(zhì)粗砂，該層總厚度為0.20～4.35，標貫擊數(shù)N=3.9～11.6擊，平均6.7擊。根據(jù)標貫擊數(shù)，查《建筑地基基礎設計規(guī)范》得[σ]=fk=105～235KN/m2之間取值。F=1.1×fk=115.5～258.5KN/m2。∑W=39128.04KN,∑M=336428.57KN.mA=29×17=493m2,e=17/2-336428.57/39128.04=-0.1(偏下游)Pmax=39128.04/493×(1+6×0.1/17)Pmin=39128.04/493×(1-6×0.1/17)=76.57(KN/m2)(上游端)＜[σ]η=82.17/76.57=1.073＜[η]=2.0地基應力滿足要求。第七章底板結構計算采用彈性地基梁法計算底板并進行配筋。參考《水閘》P266。一、選定計算情況（1）、在運用期，由于水的作用，不僅增加了閘室內(nèi)的水重，而且產(chǎn)生了揚壓力，顯然，運用期上游水位高，下游水位低的情況也水頭差大）進行計算。（2）、完建期，地基反力的分布也與完建期有了很大的變化。完建期間豎向力最大，故地基反力亦較大，底板內(nèi)力也較大，是底板的強度控制情況之一。二、閘基地基應力計算見《水閘》P292。計算不平衡剪力和進行剪力分配，必須先知道地基反力。在彈性軸的力矩之和。但在第六章計算中都是以上下游齒墻底面處的基底壓力，不能作為分析底板的應力，必須重新計算底板底面處的基底壓力。e=17/2-284365.61/33760.37=0.077m(偏上游)Pmax=33760.37/493×(1+6×0.077/17)Pmin=33760.37/493×(1-6×0.077/17)=66.62(KN/m2)(上游端)＜[σ]底壓力數(shù)值，Pmax=82.17(KN/m2)(下游端)，Pmin=76.57(KN/m2)(上游以閘門槽中心線為界，將閘室分成上下游兩段。各自承擔分段內(nèi)的上部結構重力和其它荷載。1、不平衡剪力計算F上=[(69.37+70.34)/2]×4.45×29=9014.65KNF下=[(69.37+66.62/2)]×12.55×29=24745.59KNF上=[(76.57+78.07)/2]×4.45×29=9978.15KNF下=[(78.07+82.17)/2]×12.55×29=29149.89KN其余荷載計算詳見第六章，詳見表7.2。y=(2×1.6×7.8×5.1+1.8×7.8×5.1+1.2×29×0.6)/(2×1.6×7.8+1.8×7.8+1.2×29)=2.98m計算對形心慣性矩：J=1/3[1.6×6.023×2+1.8×6.023+29×2.983-2×12×(2.98-1.2)3]=1/3×[698.14+392.7+767.44-135.35]=574.31m4△Q底=△Q/J×L×[2/3×f3-f2×n+1/3×n3]=△Q/574.31×14.5×[2/3×2.983-2.982×1.78+1/3×1.783]=0.073△Q△Q墩=(1-0.073)△Q四、板條上荷載計算1、板條上荷載分配（1）、上下游段總剪力△Q=2419.83KN△Q=0.073×△Q=176.65KN△Q墩=0.927×△Q=2243.18KN（2）、中墩自重1）、上游段中墩：5807.76×4.45/17=1520.27KN2）、下游段中墩：4287.49KN（3）、縫墩自重1）、上游段中墩：(11083.49/2)×(4.48/17)=1450.63KN2）、下游段中墩：(11083.49/2)×(12.55/17)=4091.11KN（4）、墩上荷載（工作橋等）分配：1）、上游段荷載：465.6+391.5+93.9+15.58=966.58KN其中：縫墩占1/4：966.58×1/4=241.65KN中墩占2/4：966.58×0.5=483.29KN2）、下游段荷載：465.6+93.9+15.58+3730.13=4305.21KN其中：縫墩占1/4：4305.21×0.25=1076.30KN中墩占2/4：4305.21×0.5=2152.61KN（5）、底板2）、下游段：12524.16KN（6）、水重：4282.8KN2）、下游段水重：01）、均布荷載：k=4440.84/(4.45×29)+4282.8/(4.45×24)-（2321.61+355.53）/(4.45×29)-2419.83×0.073/(4.45×29)=34.41+40.1-20.74-1.37=52.4KN/m2）、閘墩集中荷載中墩：=1520.27/(4.45×1)+483.29/(4.45×1)-[4282.8/(4.45×24)]×1.8-2419.83×0.927×1.8/(4.45×5)=341.63+108.6-72.18-181.47=196.58KN縫墩：p1=1450.63/4.45×1+241.65/4.45×1-[4282.8/(4.45×24)]×1.6-(2419.83×0.927/4.45)×(1.6/5)=325.98+54.3-64.16-161.31=154.81KN1）、均布荷載：k=12524.16/（12.55×29）-（6547.46+425.87）/（12.55×29）+2419.83×0.073/（12.55×29）=34.41-19.16+0.48=14.76KN/m2）、閘墩集中荷載中墩：值）=4287.49/（12.55×1）+2152.61/（12.55×1）+（2419.83×0.927/12.55）×（1.8/5）=341.63+171.52+64.35=577.5KN縫墩：p1=4091.11/（12.55×1）+1076.30/（12.55×1）+（2419.83×0.927/12.55）×（1.6/5）=325.98+85.76+57.20=468.94KN3、完建期荷載計算1）、均布荷載：k=4440.84/（4.45×29）+149.2×0.073/（4.45×29）=34.41+0.08=34.49KN2）、閘墩集中荷載中墩：=1520.27/4.45×1+483.29/4.45×1-（149.2×0.927/4.45）×（1.8/5）=341.63+108.6+11.19=461.42KN縫墩：p1=1450.63/（4.45×1）+241.65/（4.45×1）-（149.2×0.927/4.45）×（1.6/5）=325.98+54.3+9.95=390.23KN1）、均布荷載：k=12524.16/（12.55×29）-149.2×0.073/（12.55×29）=34.41-0.03=34.39KN/m2）、閘墩集中荷載中墩：值）=4287.49/（12.55×1）+2152.61/（12.55×1）-（149.2×0.927/12.55）×（1.8/5）=341.63+171.52-3.97=509.18KN縫墩：p2=4091.11/（12.55×1）+1076.30/（12.55×1）-（149.2×0.073/12.55）×（1.6/5）=325.98+85.76-0.28=411.46KN五、邊墩力偶計算參考《水閘》P297。水主要靠大氣降水及河流滲透補給，地下水對混凝土有弱中等分解類=17KN/m3,參考水利電力出版社《砌石壩設計》P16，r水=10KN/m3，ka=tg2(450-160/2)=0.568。1、正常蓄水期邊墩力偶計算Pa1=r濕HKa=173.850.568=37.18Pa2=Pa1+r浮H2Ka+r水H2=37.18+10×3.95×0.568+10×3.95=99.12KN/m2M1=1/2×37.18×(1/3×3.85+3.95+1.2)×3.85=460.44KN.mM2=37.18×3.95×1×(1/2×3.95+1.2)+1/2×(199.12-37.18)×3.95×1×(1/3×3.95+1.2)=466.28+307.87=774.15KN.mP1=1/2×r水×H2=1/2×10×（2.5+1.8）×2=92.45KN/mM3=P1h=92.45×1×(1/3×4.3+1.2)=243.45KN.mM=M1+M2+M3=-460.44-774.15+243.45=-991.14KN.m（2）、下游段：閘室內(nèi)無水，閘墩后有地下水，下游段閘墩頂部高程與上游段齊M=M1+M2=-1234.59KN.m見圖7.6。Pa1=r濕H1Ka=17×3.85×0.568=37.18Pa2=Pa1+r浮H2Ka+r水H2=37.18+10×3.95×0.568+10×3.95=99.12KN/m2M1=1/2×37.18×(1/3×3.85+3.95+1.2)3.85=460.44KN.mM2=37.18×3.95×1×(1/2×3.95+1.2)+1/2(199.12-37.18)×3.95×1×(1/3×3.95+1.2)=466.28+307.87=774.15KN.mM=M1+M2=-460.44-774.15=-1234.59KN.m（2）、下游段：閘室內(nèi)無水，閘墩后有地下水，下游段閘墩頂部高程與上游段齊平，故邊墩力偶與上游段相同，即：M=1234.59KN.m六、邊荷載計算：邊荷載包括兩部分：第一部分為邊墩上回填土的作用力，回填土按濕容重r濕=17KN/m3，浮容重r浮=10KN/m3，水的容重r水=10KN/m3；在29m內(nèi)且在開挖范圍內(nèi)荷載寬度為0.2×L=2.9m。1、正常蓄水位時期邊墩上邊荷載（取單元寬度計算）下水位為2.15m，填土。P1=P2=3.85×1.45×17+5.15×1.45×20=244.25KNP3=P2-0.725/2×1.45×20=244.25-10.51=233.74KNP4=P3-1.45/2×1.45×20=233.74-21.03=212.28KNP5=P4-1.45/2×1.45×20=212.28-21.03=191.68KNP6=P5-1.45/2×1.45×20=191.68-21.03=170.65KNP7=P6-1.45/2×1.45×20=170.65-21.03=149.62KNP8=P7-1.45/2×1.45×20=149.62-21.03=128.59KNP9=P8-1.45/2×1.45×20=128.59-21.03=107.56KNP10=1/2×(5.15-5.075)×2×20+1/2[(5.15-5.075)×2+1.45]×(5.8-5.15)×17+(9-5.8)×17×1.45=0.1125+0.52+78.88=79.51KNP11=(9-6.525)×2.9×17=122.02KNP12=(9-7.975)×2.9×17=50.53KNP13=1/2×(9-8.7)2×2×17=1.53KN（2）、完建期的邊墩上的荷載同正常蓄水位時期。1）、門前上游段，見正常蓄水期閘室穩(wěn)定計算。均布荷載:q=(70.34+69.37)/2=69.86KN/mP1～P2=0.1×L×q=1.45×69.86=101.3KNP11～P15=0.2×L×q=2.9×69.86=202.59KN2）、門后下游段均布荷載:q=(69.37+66.62)/2=68KN/mP1～P2=0.1×L×q=1.45×68=98.6KNP11～P15=0.2×L×q=2.9×68=197.2KN1）、門前上游段，見完建期閘室穩(wěn)定計算。均布荷載:q=(76.57+78.07)/2=77.32KN/mP1～P2=0.1×L×q=1.45×77.32=112.11KNP11～P15=0.2×L×q=2.9×77.32=224.22KN2）、門后下游段均布荷載:q=(78.07+82.17)/2=80.12KN/mP1～P2=0.1×L×q=1.45×80.12=116.17KNP11～P15=0.2×L×q=2.9×80.12=232.35KN邊荷載計算成果見表7.3。七、底板的內(nèi)力計算見《水閘》P282。E0=（0.4×4.082+0.4×1.869+0.4×2.062+0.4×7.143+1.1×6.25+0.45×3.774）/（0.4+0.4+0.4+0.4+1.1+0.45）=14.6357/3.15=4.65MPa1、計算梁的梁性指數(shù)見圖t=10×(E0/Eh)×(L/h)3=10×(4.65/2.6)×(13.7/1.2)3=2.66＞1.0近數(shù)值的表，因在確定梁的地基性質(zhì)，所有的原始資料有的不夠精確，所以允許有一定誤差。列表計算：表7.6閘底板彎矩計算表——邊荷載（縫墩）3、彎矩的疊加慮荷載的影響，但考慮邊荷載產(chǎn)生的彎矩較大，全部不考慮也不合理，故按50%考慮。八、底板底層配筋及抗裂計算由表7.7可知，上游段:Mmax=1234.59KN.m,Mmax=-507.69KN.m，下游段:Mmax=1234.59KN.m,Mmax=-824.42KN.m。上下游段彎矩值比較接近，故底板采用統(tǒng)一配筋。同時考慮到最大的彎矩出現(xiàn)在底板墩處，板按1021.6KN.m計算。1、基本數(shù)據(jù)：C20砼fc=10N/mm2二級鋼筋fy=310N/mm2板厚1200mm,保護層厚55mm,h0=1200-55-10=1135mm。板寬取1000mm板帶計算。dM/(fcbh02)dM/(fcbh02)=1.2×1021.6×106/[10×1000(1135)2]=0.0952=1-(1-2α)0.5=0.1002As=fbh0/fy=10×0.1002×1000×1135/310=3668.6mm2ρ=As/bh0=3668.6/（1000×1135）=0.323%＞0.15% 選用二級鋼筋φ25@125,=3927mm2的分布筋。3、底板的抗裂計算查《水閘》P282,表：C20混凝土的彈性模量EC=2.6N/mm2；級鋼筋的彈性模量ES=2.0×105N/mm2；C20混凝土的抗拉強度標準值ftk=1.5N/mm2；s=Mk/0.87×h0×As=1032.45×106/（0.87×1135×3927）=266.25N/mm2et=As/Aet=3927/（0.5×1000×1200）=0.006545ψ=1.1-0.65×ftk/(ρet×σs)=1.1-0.65×1.5/（0.006545×266.25）=0.54/Es×(2.7C+0.1d/ρet)v=2.4×0.54×266.25/(2×105)×(2.7×55-0.1×25/0.006545)×0.7=0.641mm＞[ωmax]=0.2mm。不能滿足裂縫要求。九、調(diào)整底板厚度，重新計算底板不滿足限裂要求，原因可能是因為底板厚度較薄，配筋量較少。因此，增加底板厚度，若還不滿足要求，則增加配筋量。經(jīng)過試算，若在邊墩邊設置岸墻擋土，解除邊力偶對底板的影響，則會減少底板底邊的底邊裂縫，但會造成底板頂邊裂縫。因此本工程不設置岸墻。k=34.41×1.5/1.2+40.1-20.74-1.37=62.37KNk=34.41×1.5/1.2-19.16+0.48=24.33KNk=34.41×1.5/1.2+0.08=43.09KNk=34.41×1.5/1.2-0.03=42.98KN/m。詳見表7-6-1、2、3。底板底層按1032.45KN.m計算，底板頂層按824.42KN.m計算。1)、基本數(shù)據(jù)：C20砼fc=10N/mm2二級鋼筋fy=310N/mm2板厚1200mm,保護層厚55mm,h0=1200-55-10=1135mm。板寬取1000mm板帶計算。2）底板配筋計算：dM/(fcbh02)dM/(fcbh02)=1.2×1032.45×106/[10×1000(1435)2]=0.0602=1-(1-2α)0.5=0.0621As=fbh0/fy=10×0.0621×1000×1435/310=2874.63mm2ρ=As/bh0=2874.63/（1000×1435）=0.2%＞0.15%選用二級鋼筋φ22@125,As=3041mm2s=Mk/0.87×h0×As=1032.45×106/(0.87×1435×3041)=271.95et=As/Aet=3927/(0.5×1000×1500)=0.00405=1.1-0.65×1.5/0.00405×271.95=0.2148/Es×(2.7C+0.1d/ρet)v=2.4×0.2148×271.95/(2×105)×(2.7×55-0.1×22/0.00405)×0.7=0.339mm＞[ωmax]=0.2mm。不能滿足裂縫要求。選配二級鋼筋φ25@110,As=4418m2s=Mk/0.87×h0×As=1032.45×106/(0.87×1435×4418)=187.19et=As/Aet=4418/(0.5×1000×1500)=0.00589ψ=1.1-0.65×ftk/(ρet×σs)=1.1-0.65×1.5/(0.00589×187.19)=0.1157/Es×(2.7C+0.1d/ρet)v=2.4×0.1157×187.19/(2×105)×(2.7×55-0.1×25/0.00589)×0.7=0.104mm＜[ωmax]=0.2mm。滿足抗裂要求。十、岸墻及翼墻的布置1、岸墻土壓力，同時減少邊力偶對閘底板的受力影響，在邊墩喧設置岸墻擋土。根據(jù)要求，本設計未對岸墻進行設計。2、翼墻的布置利用舊閘閘室的上、下游的翼墻。第八章閘墩的結構計算參考《水閘》P305。一、閘墩底部縱向應力計算因中墩受力最為不利，本工程以中墩設計為標準。將閘墩視為固定地閘底板上的懸臂梁。1）完建期∑G=31.6/2+187.8/2+5807.76+931.5/2+391.5/2+3730.13/2=8444.03KN∑M=3730.13/2×(11.55-8.5)+931.52×(4.33-8.5)+391.5/2×(1.5-8.5)+187.8/2×(4.33-8.5)+31.16/2×(4.33-8.5)=5688.45-1942.18-1370.25-391.56-64.97=1919.49KN.m(偏下游)墩底水平截面的形心軸至中心軸的距離為：X=-[4.05×0.3×0.6×2+7×0.2×0.3×2]/[1.82×3.14/4+13.4×1.8-0.3×0.6×2-0.2×0.3×2]=-2.298/26.18=-0.088(偏下游)P201)J=B(0.98×L)3/12=1.8×(0.98×17)3/12=693.6m4偏心距為:e=-0.088-1919.49/8444.03=-0.088-0.227=-0.315(偏下游)max=∑M/A+∑M/I×(L/2)=8444.03/26.18+8444.03×0.315×8.43/693.6=322.54+32.33=354.87KN/m2min=∑M/A-∑M/I×(L/2)=8444.03/26.18-8444.03×0.315×8.43/693.6=322.54-32.33=290.21KN/m22）、正常蓄水位情況計算如下：1、閘墩及上部結構重量：G=8444.03KN，M=1919.49KN.m，順鐘向。1）、上游水壓力：P=1/2×r水×H22×L=1/2×10×4.32×14.5=1340.53KN(水平向右)M1=P1×L=1340.53×4.3/3=1921.43KN.mPc=1972.44/2=986.22KN(水平向右)M2=Pc×(4.3+0.46)=986.22×4.76=4694.4KN.m∑G=31.6/2+187.8/2+5807.76+931.5/2+391.5/2+3730.13/2=8444.03KN∑M=M+M1+M2=1919.49+1921.43+4694.4=8535.32KN.m偏心矩:e=-0.088-8535.32/8444.03=1.1mmax=∑M/A+∑M/I×(L/2)=8444.03/26.18+8444.03×1.1×8.43/693.6=322.54+112.89=435.43KN/m2min=∑M/A-∑M/I×(L/2)=8444.03/26.18-8444.03×1.1×8.43/693.6=322.54-112.89=209.65KN/m2≤[σ]=1100KN/m2由以上計算結果可知，設計洪水位情況下縱向正應力較大，但仍二、閘墩底部橫向正應力計算當中孔檢修，臨時照常開門泄流。在開閘瞬間，閘墩橫向力最大。1、∑G=31.6/2+187.8/2+5807.76+931.5/2+391.5/2+3730.13/2=8444.03KN1）、橫向水壓力：P=1/2×r水×H22×L=1/2×10×4.32×14.3=1322.04KN(水平向M1=P×4.3/3=1322.04×4.3/3=1894.92KN.mJ11=L(0.98×B)3/12=17×(0.98×1.8)3/12=7.78m4max=∑G/A+∑M/J11×(B/2)=8444.03/26.18+(1894.92/7.78)×1.8/2=322.54+219.20=541.74KN/m2min=∑G/A-∑M/J11×(B/2)=8444.03/26.18-(1894.92/7.78)×1.8/2=322.54-219.20=103.34KN/m2三、墩底水平截面上縱向剪應力計算τ=QS/Jb，J=693.6m4Q=1340.53+986.22=2326.75KN按此計算墩底水平截面剪應力，見表8-1計算。四、邊墩墩底主拉應力計算閘門關閉時，上下游水位差大，由于邊墩受力不對稱，墩底受縱向力剪和扭矩的共同作用，可能產(chǎn)生較大的主拉應力。1、扭矩時產(chǎn)生的剪應力1=Mn/(0.4B2L)b1——至邊墩形心軸的距離，近似取0.8-0.15=0.65m。2)2]1/2P=1/2×10×4.32×6=554.7KN∑G=11083.49/2+1/4(31.6+187.8+931.5+391.5+3730.13)=5541.75+1318.13=6859.88KNMn=Pb1=554.7×0.65=360.56KN.m1=Mn/(0.4B2L)=360.56/(0.41.6217)=20.71KN/m22=3P/(2BL)=3554.7/21.617=30.59KN/m2σ=∑G/(BL)=6859.88/(1.6×17)=252.2KN/m22)2]1/2=252.2/2+1/2[252.22+4(20.71+30.59)2]1/2=126.1+136.14=262.24KN/m2≤[σ]=1100KN/m2五、門槽應力計算將閘墩及其上部結構的重力、水壓力及墩底平面的縱向正應力和剪應力作為外荷載，驗算門槽頸部鉛直線面上的應力。由前面的計算知，在正常蓄水位情況下水平方向水壓力最大、這是門槽頸部應力計算不利情況，故門槽應力計算選設計洪水情況為計算情況。荷載計算如表8.2。偏心距為:e=7.8/2-3146.08/209.75=-0.088-0.227=-11.1m(偏地下)A0=1.2×7.8=9.36m2M0=3146.08KN.m，T0=209.75mJ=1/12×1.2×7.8×=47.46m41=-209.75/9.36-3146.08/47.46×(7.8/2)=-22.41-258.53=-280.94KN/m2（底部）2=-209.75/9.36+3146.08/47.46×(7.8/2)=-22.41+258.53=236.12KN/m2（頂部）六、閘墩配筋計算1、墩身配筋計算最大壓應力小于混凝土的容許抗拉抗壓強度，故閘墩墩身不必配置縱根據(jù)前面計算，門槽底部出現(xiàn)拉應力，此值小于混凝土的允許抗第九章工作橋排架結構計算G=187.8/2=93.9KNFw=nT×(Tzd+Tzs)+nGG+Px=1.2×(Tzd+Tzs)+0.9G+4=1.2×(196.45+10.1)+1.1×93.9+4=355.15KNP=1/2h2r×L=1/2×4.32×10×12.5=1155.63KN最小為0.085，取為0.17?；瑒又С心ψ枇Γ篢zd=f2×P=0.17×1155.63=196.45KN0.06m，每邊側止水受水壓長度4.3m，側止水平均壓強=21.5。止水摩阻力：Tzs=f3×P=2×0.65×0.06×6×21.5=10.1KN下吸力底止水橡皮采用型，其規(guī)格為寬長。底止水沿門跨長下吸力Px=20×12.5×0.016=4KNFb=nT×(Tzd+Tzs)-nGG=1.2×(Tzd+Tzs)-0.9G=1.2×(196.45+10.1)-0.9×93.9=163.35KN≥93.9KN的設計在本設計中不予詳述。二、板的內(nèi)力及配筋計算超過五跨按五跨計算。1、板厚取12cm。板K=0.12×25×1=3KN/m板設=1.05×3=3.15KN/m2）、板上活荷載：q活設=1.2×2.5=3KN/m）：水泥砂漿比重取20KN/m3,粉刷漿比重取20KN/m3。平設=1.05(0.02×1×20+0.02×1×17)×1=0.777KN/m設=q板設+q活設+q平設=3.15+3+0.78=6.93KN/m。算。M1=0.1qL2=0.1×6.93×22=2.77KN.mM2=0.033qL2=0.033×6.93×4=0.91KN.mM3=0.046qL2=0.046×6.93×4=1.28KN.mMA=-0.105qL2=-1.05×6.93×4=-2.91KN.mMB=-0.105qL2=-1.05×6.93×4=-2.91KN.mMC=-0.07qL2=-0.079×6.93×4=-2.19KN.mMD=-1.05qL2=-1.05×6.93×4=-2.91KN.m1）、底部鋼筋:h0=100mm，b=1000mm。ma=M/(bh02)=2.77×106/（100×1002）=0.277KN/mAs=0.15%×1000×1000=150mm2選配一級鋼筋φ6@150,As=180mm22）、上部鋼筋h0=100mm，b=1000mm。ma=M/(bh02)=2.77×106/100×1002=0.277As=0.15%×1000×1000=150mm2選配一級鋼筋φ6@150,As=180mm2二、次梁的內(nèi)力及配筋計算1、荷載計算等）q1=6.93×3.6×1.988/3.6=13.78KN/m2）、次梁自重（不含板重）q2=1.05×0.18×0.2×25=0.95KN/m3）、次梁找平、粉刷q3=1.05×0.02×17×0.18×2=0.13KN/m圖9.3。見次梁受力圖8.3。q=13.78+0.95+0.13=14.86KN/m外端：M=63000N.M,V=99000N；內(nèi)端：M=15800N.M，V=86400N。（1）、設計內(nèi)力外端：M=63000N.M,V=99000N；內(nèi)端：M=15800N.M，V=86400N。（2）、正截面配筋計算：采用C20，fc=10N/mm2，fcm=11N/mm2，fy=310N/mm2,fyv=210N/mm2。as=M/（bh02）=/（200×2652）=4.4查表《特種》P132。,ρ=0.0202,AS=0.0202×200×265=1070.6mm2,選配AS=3φ22，AS=1140mm2。as=M/（bh02）=/（200×2652）=1.12,ρ=0.0043,AS=0.0043×200×265=227.9mm2,選配AS=3φ22，AS=1140mm2。（3）、斜截面配筋計算1）、驗算截面尺寸：0.2510200265=132500N≥99000N滿足要求。2）、驗算構造配箍條件λ=a/h=0.85/0.265=3.2,取λ=30.2/(λ+1.5)×fc×b×h0=0.2/(3+1.5)×10×200×265×10-3=23.5KN≤99KN應按計算配置箍筋。3）、ASV/S=[V-0.2/(λ+1.5)]fc×b×h0/1.25×fyv×h0=[(99-23.5)×10-3]/(1.25×210×265)=1.085mm2/mm。n=2,ASVL=50.3mm2。S=ASVL/1.085=50.3/1.085=90mm。5）、驗算配筋率參考《鋼筋混凝土基本構件計算》P80。svmin=0.02×fc/fyv=0.02×10/210=0.095%sv=ASV/bs=2×50.3/(200×90)=0.56%≥0.095%滿足最小配箍率的要求。三、縱向排架的內(nèi)力及配筋計算1、荷載計算g1=1.05×0.38×0.35×25=3.49KN/mq1=6.93×0.35=2.43KN/m3）、工作房采用砌體結構，傳給主梁的荷載：g2=1.05×0.1×2.15×25+(0.02×20+0.02×17)×2.15×1.05=7.31KN/mg3=0.18×1.05×19×3.0+0.02×1.05×20×3×2=13.3KN/mg=g1+q2+g2+g3=26.6KN/m（1）、帶啟閉機p1=q×L/2+p=14.86×3.6/2+72.26=99KN×177.78+22.35）/4=72.26KN（2）、不帶啟閉機p2=q×L/2=14.86×3.6/2=26.75KNp2=26.75+1.88=28.63KN6）、柱自重。：下段：p3=1.05×2.8×0.35×0.5×25=12.86KN上段：p4=1.05×5.3×0.35×0.5×25=24.35KN設計內(nèi)力:M=1648.6KN.M,V=640.4KN（1）、設計內(nèi)力M=1648.6KN.M,V=640.4KN（2）、正截面配筋計算：采用C20，fc=10N/mm2，fcm=11N/mm2。查表《特種鋼筋混凝土》P132。as=M/fcmbh02=1648600000/(11×350×4452)=2.2ξ=1-(1-2as)1/2,無意義。證明截面不能滿足要求。四、重新確定縱向排架斷面，計算排架內(nèi)力及配筋1、縱梁內(nèi)力及配筋計算1）、縱梁斷面尺寸的確定：L為梁的計算跨度13.8m。梁高h=(1/8～1/12)×L=(1/8～1/12)×13.8=1.15～1.725m，本工程取1.5m。梁寬b=(1/2～1/3)h=0.75～0.5m，本工程取0.75m。2）、荷載計算：（1）、由于縱梁截面增大，因此，增加了縱梁的線荷載:△q1=1.05×(1.5×0.75-0.35×0.5)×25=24.94KN/M（2）、柱的尺寸加大，則柱的自重相應增大。下段增大：△g1=1.0×52.8×0.75×1.5×25-12.69=70KN/m下段增大：△g2=1.05×5.3×0.75×1.5×25-24.35=132.17KN/m△q2=1.05×0.95×25=24.94KN/M其余荷載不變。3）、內(nèi)力計算圖9.7（截面變化之前的變矩圖）A截面：M=1007.4KN,V=547.6KN；B截面：M=1648.6KN,V=640.4KN；跨中：M=778.6KN。4）、配筋計算(1)、縱梁彎矩配筋計算表，參考《特種》P316。M（N.M）1007.4×106778.6×1061648.6×106ma=M/bh020.6430.4971.05ρ0.00220.00160.0036238417343901選配鋼筋實際鋼筋面積245419643927備注b=750h0=1445b=750h0=1445b=750h0=1445(2)、縱梁斜截面配筋計算截面547.6×103640.4×1030.25bh0fc2709.382719.380.07bh0fc758.63758.63φ8@200，As=252mm2。（3）、柱配筋計算，以下段柱為設計依據(jù)設計內(nèi)力；M=1006KN.mN=600KN截面面積，bxh=750mm×1500mmN=600KN由式：X=N/（fcm×b）=600000/（11×750）=72＜2a′=100mmo=M/N=（1006×103）/600=1.677m＞0.3hoc×A）/N=（0.5×10×750×1500）/600000=9.38=0.3×1445=0.434m=1.0由《特種》表3-14c，Lo=1.25×5.3=6.6Lo/h=6.6/1.5=4.48，ξ2=1則η=1AS=AS′=N（nei-h/2+a′）/[fy′×（ho-a′）]=60000×（1677-750+55）/[310×（1445-55）]=1367mm2A3′=A3=0.20%×b×ho=0.2%×750×1455=2182mm2S=AS′=2454mm2。述，相應加大柱尺寸，H=1500MM，b=7500mm，則柱自重也相應增大。下段：△g=70.0KN上段：△g=132.17KN橫梁自重：△q2=1.05×0.95×25=24.94KN/M圖9.92）、橫梁內(nèi)力計算梁：A截面：M=71.2KN,V=83.9KN；柱：B截面：M=71.2KN,V=1460KN；圖9.10圖9.113）、橫梁配筋計算（1）、上層橫梁正截面計算：截面M（KN.m）71.2ma=M/（bho2）0.045ρ0.0002最小配筋率配筋ρ=0.0015。A3=pbho1625mm2選配鋼筋實際鋼筋面積1964mm2備注需滿足最小配筋率要求其它橫梁截面配筋類同。（2）、斜截面配筋計算V=83.9KN，0.2fbhofc=2709.38KN0.07bhofc=758.63KN因0.07bhofc＞V按構造配箍筋，配4肢，n=4，φ8@200，AS=252mm2柱配筋相同。a、設計內(nèi)力：M=71.2KNN=1.46×103KN截面尺寸：b×h=750mm×1500mm。X=N/(fcm×b)=/(11×1500)=88＜2a′=100mmeo=M/N=/=5.0＜0.3×695=208.5mmea=0.12（0.3×ho-eo）=0.12×（0.3×695-50）=19mmei=ea+eo=50+19=69mmlO=1.25×2.8=3.5mlo/h=3.5/0.75=4.70＜8，取η=1。Nei=69mm＜0.3h=434mm，按小偏心受壓計算。3、計算解值：i+h/2-a=69+750/2-55=389mm，e′=-69+750/2-55=251mm。minbh=0.2%bh=0.2%×1500×750=2250mm2X=[-B±（B2-4AC）1/2]/2AA=0.5fcmb=0.5×11×1500=8250N/mmB=-fcmba′+fyAS（1-a′/ho）/（0.8-ξb）=-11×1500×55+310×2250×（1-55/695）/（0.8-0.544）=-907500+697500×0.92/0.256=.63N=-×251-310×2250×0.8×（695-55）/（0.8-0.544）=-176.1×107X={-.6+[（.632-4×8250）×（176.1×107）]1/2}/2×8250=375.1mm＜h=750mm。A3′=Ne-fcmbx（ho-X/2）/fy′（ho-a′）=[×389-11×1500×375.1（695-375.1/2）]/[310×（695-55）]=（×389-11×1500×375筋:AS=2250mm2選配：5φ25，實配鋼筋面積，As=2454mm2。按構造配置鋼筋,4肢，n=4,箍筋采用φ8@200，AS=252mm2第十章：平面鋼閘門的設計一、設計資料由前面幾章的內(nèi)容可知：焊條：E43，膠為滑道，壓合膠木為MCS-2。二、閘門結構的形式及布置見圖10.1。圖10.11、閘門尺寸的確定：閘門計算跨度：L=L0+2d=12+0.25=12.5m。主梁的形式應根據(jù)水頭和跨度大小而定，本閘門屬中等跨度，為了便于制造和維護，決定采用實腹式組合梁。3、主梁的布置根據(jù)閘門的高跨比，決定采用雙主梁。為使兩個主梁在設計水位y=H/3=4.3/3=1.43m，并要求下懸臂a≥012H和a≥04m，上懸臂c≤045H，今取=0.7m主梁間距：2b=2×（1.43-0.7）=1.46m則：C=4.3-1.46-0.7=2.14＞1.935m不滿足。重新計算：取a=0.5mm，a=0.12×4.3=0.52m。主梁間距：2b=2（1.43-0.5）=1.86m則：C=4.3-1.86-0.5=1.94m0.45×H=1.94m梁格采用復式布置和等高連接，水平次梁穿過橫隔板上的預留孔并被隔板所支承。水平次梁為連續(xù)梁，其間距應上疏下密，使面板各5、聯(lián)結系的布置和形式（1）橫向聯(lián)結系，根據(jù)主梁的跨度，采用布置三道橫隔板，其（2）縱向聯(lián)結梁，設在兩個主梁下翼緣的豎平面內(nèi)。邊梁采用單腹式，行走支承采用膠木滑道。三、面板設計估算面板厚度，在主梁截面選擇之后再驗算面板的局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應力。8mm厚。四、水平次梁，頂梁和底梁的設計1、荷載與內(nèi)力計算水平次梁和頂、底梁都是支承在橫隔板上的連續(xù)梁，作用在它們現(xiàn)列表10.1計算如下：梁號梁軸線處水壓強度p（KN/m）梁間距（m）/2（KN/m）備注1、（頂梁）1、R1=10.91.04×1/2×3/1=1.89KN/m0.9450.850.78515.2326.60.720.65517.4232.500.590.5718.5338.00.550.47518.057、（底梁）42.50.400.312.75合計94.17圖10.4次梁橫向彎矩M次中=0.077ql2=0.077×18.53×3.1252=13.93kN.mM次B=0107ql2=0.107×18.53×3.1252=19.36KN.mW=M/[σ]=19.36×106/160=121000mm3A=2515mm2,Wx=116800mm3，Ix=mm4,b=65mm,d=8.5mm。然后取基中較小值。式（6-11）B≤b1+bot=65+60×8=545mm按5號梁計算，設梁間距b=（b1+b2）/2=（0.59+0.55）/2=0.57m，O=0.89=0.8×3.125=2.5對于支座負彎矩移取lO=0.4×L=0.4×3.125=1.25m。根據(jù)lO/b查表6-1：對于lo/b=2.5/0.57=4.385得ξ1=0.918則B=ξ1b=0.918×570=523mm。對于lo/b=1.25/0.57=2.193，得ξ2=0.5362b=0.536×570=305mm。A=2515+523×8=6699mm2組合截面形心到槽鋼中心線的距離：e=523×8×（80+4）/6699=52.5mm跨中組合截面的慣性矩及截面模量為：次中=+2515×52.52+545×8×（27.5+8/2）2=.75mm4Wmin=.75/132.5=155495.69mm2A=2515+305×8=4955mm2組合截面形心到槽鋼中心線距離：e=（305×884）/4955=41.4mm支座處組合截面的慣性矩及截面模量：次B=+25.5×41.42+305×8×42.62=.8mm4Wmin=.8/121.4=148959mm23、水平次梁的強度驗算：截面的抗彎強度，即：次=M次B/Wmin=19.36×106/148959=129.96N/mm2≤[σ]=160N/mm2可不必驗算。5、頂梁和底梁：五、主梁設計1、設計資料荷截跨度L1=12m。2）、主梁荷載：q=4.32×10×1/2×1/2=46.23kN/m4）、主梁容許撓度[W]=L/600。1）、截面選擇（1）、彎矩與剪力Mmax=46.23×1.2/2×（12.5/2-12/4）=901.49KN.mVmax=qL1/2=1/2×46.23×12=277.4KN（2）、需要的截面抗矩，抵抗矩為：W=Mmax/[σ]=901.49×100/（144×0.1）=6260.34cm3（3）、腹板高度選擇，按剛度要求的最小梁高（變截面梁）為：hmin=0.96×0.23[σ]L/（E[W/L]）=521.74×0.96×0.23=115.76cm。經(jīng)濟梁高hec=3.1×W2/5=3.1×6260.342/5=102.33cm高ho=120cm。（4）、腹板厚度選擇，按經(jīng)驗公式計算：tW=h1/2/11=1201/2/11=0.99cm，選用tw=1.0cm。（5）、翼緣截面選擇，每個翼緣而要截面為：A1=W/ho-twho/b=6260.34/120-1.0×120/6=52.17-20=32.17cm2下翼緣選用t1=2.0cm（符合鋼板規(guī)格）需要，b1=A1/t1=32.17/2=16cm，選b1=24cm（在h/2.5～h/5=48～24cm以之間）。取為B=b1+60×δ=14+60×0.8=62cm。上翼緣截面積A1=14×2.0+62×0.8=77.6cm2（6）彎應力強度驗算：表