渡槽结构计算书.doc
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1、目 录1. 工程概况12槽身纵向内力计算及配筋计算2(1)荷载计算2(2)内力计算3(3)正截面的配筋计算4(4)斜截面强度计算6(5)槽身纵向抗裂验算73槽身横向内力计算及配筋计算8(1)底板的结构计算10(2)渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算11(3)侧墙的结构计算12(4)基地正应力验算19 1. 工程概况重建渡槽带桥,原渡槽后溢洪道断面下挖,以满足校核标准泄洪规定。目前,东方红干渠已整修改造完毕,东方红干渠设计成果显示,该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m,下游侧渠底设计高程为165.40m。本次设计将现状渡槽拆除,按照上述干渠设计底高程,结合溢洪道现状布置及底宽,在原渡槽位重建渡槽
2、带桥,上部桥梁按照四级道路标准,荷载标准为公路-级折减,建筑材料均采用钢筋砼,桥面总宽5m。现状渡槽拆除后,为满足东方红干渠的过流规定及溢洪道交通规定,需重建跨溢洪道渡槽带桥。新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+95.25,同现状渡槽桩号,下底面高程为165.20m,满足校核水位+0.5m超高规定,桥面高程167.40m,设计为现浇结合预制混凝土结构,根据溢洪道设计断面,拟定渡槽带桥总长51m,8.5m6跨。上部结构设计如下:渡槽过水断面尺寸为2.71.6m,同干渠尺寸,采用C25钢筋砼,底及侧壁厚20cm,顶壁厚30cm,筒型结构,顶部两侧壁水平挑出1.25m,并在顺行车方向每隔2m设立一加
3、劲肋,维持悬挑板侧向稳定,桥面总宽5m,路面净宽4.4m,设计荷载标准为公路-级折减,两侧设预制C20钢筋砼栏杆,基础宽0.5m。下部结构设计如下:下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构,并设立横梁,由于地基为砂岩,基础采用人工挖孔端承桩,尺寸为1.21.2m,基础进一步岩层弱风化层1.0m,盖梁尺寸为41.61.2m。2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。槽身纵向一般按满槽水。图21 槽身横断面型式(单位:mm)(1)荷载计算根据规划方案中拟定,
4、渡槽的设计标准为4级,所以渡槽的安全级别级,则安全系数为0=0.9,混凝土重度为=25kN/m3,正常运营期为持久状况,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,结构系数为d=1.2。纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑,涉及槽身重力(栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的)、槽中水体的重力、车道荷载及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载,而车道荷载、人群荷载为可变荷载。槽身自重:标准值:g1k=0V1=0.925(0.35+0.222+0.22.5+0.20.3+0.10.1+20.40.2+0.0252+0.1022)=72.09(kN
5、/m) 设计值: g1=G。g1k=1.0572.09=75.69(kN/m)水重: 标准值: g2k=0V2=0.99.81(1.62.7-0.10.1-0.40.2)=37.35(kN/m) 设计值: g2=G。g2k=1.0537.35=39.22(kN/m)车辆荷载:集中荷载标准值: pk=1402=280 kN 设计值: p=1.2280=336 kN 人群荷载:标准值: qk=3.0(kN/m) 设计值: q=1.23=3.6(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22 槽身纵向计算简图(单位:cm)计算长度l=ln+a=6.9+
6、0.8=7.7(m) l=1.05ln=1.056.9=7.245(m) 所以计算长度取为7.25m跨中弯矩设计值为 M=0(g1+g1+q)l2 +pl =0.91.0118.67.252+3367.25=1898.5(kN.m)跨端剪力设计值 Qmax=(q+g1+g2)l+1.2P =0.91.0118.67.25+1.2336=797.42(kN)(3)正截面的配筋计算对于简支梁式槽身的跨中部分底板处在受拉区,故在强度计算中不考虑底板的作用,但在抗裂验算中,只要底板与侧墙的接合能保证整体受力,就必须按翼缘宽度的规定计入部分或所有底板的作用。不考虑底板与牛腿的抗弯作用,将渡槽简化为h=2
7、.3m、b=0.4m的矩形梁进行配筋。考虑双筋,a=0.08,h0=2.3-0.08=2.22(m),rd=1.2。 (21) fcbx=fyAS (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结构系数,d=1.20; fc混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土选用C25,则fc=12.5N/mm; b矩形截面宽度; 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; As受拉区纵向钢筋截面面积; 将=x/h0代入式(24)、(25),并令s=(1-0.5),则有 (23)fcbh0=fyAs
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