【文章內(nèi)容簡介】 00） +（ 4000400） *200* =* ===* 彎矩標準值： 短期組合 ==（ 67++2） */8= =****=3550 ＜ 長期組合 = =*（ 67++2*） */8= =****=2920 ＜ 故均會產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)進行裂縫寬度驗算： 受彎構(gòu)件的鋼筋應(yīng)力： = = 式中 分別為由荷載標準值按荷載效應(yīng)短期組合及長期效應(yīng)組 合計算的彎矩。 == == N/ 受拉鋼筋有效配筋率 : === 最大裂縫開展寬度： =（ 3c+） =（ 3c+） 式中 為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取 =； — 為鋼筋表面形狀系數(shù)， =； — 為荷載長期作用影響系數(shù)，對短期荷載組合 =，對長期荷載組合 =。 經(jīng)查表得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度允許值 {}（二類環(huán)境類別）， 短期組合為 ，長期組合為 。 短期荷載組合： =***（ 3*35+） =＜ 長期荷載組合： =***（ 3*35+） =＜ 故縱向抗裂滿足要求。 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 、橫向結(jié)構(gòu)計算 本次設(shè)計渡槽設(shè)有拉桿，故按照滿槽水進行計算。 、荷載計算 延槽長方向取 1/5 跨度即 3m寬為橫向計算單元，側(cè)墻于橫斷面剛性連接，拉桿 與側(cè)墻固定連接，每個計算單元含拉桿 2 根。 、拉桿 標準值： =2=2**25=設(shè)計值： g==*= kN/m 、側(cè)墻上水壓力（水壓力呈三角分布，滿槽時底端有最大壓力） 標準值： =hb=10**3= kN/m 設(shè)計值： ==*= kN/m 、底板 自重標準值： ==*3*25=15 kN/m 自重設(shè)計值： g==*15= kN/m 、底板上水壓力（ 水壓力呈均勻分布，滿槽時假設(shè)水面與拉桿中心線重合） 標準值： =hb=10**3= kN/m 設(shè)計值： q ==*= kN/m 、人群荷載（人群荷載換算成作用于中心軸線上的集中荷載） 標準值： =2*3=6kN 設(shè)計值： P== 計算簡圖如下： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 圖 橫向計算簡圖 、橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 圖 M橫向結(jié)構(gòu)彎矩圖（ ） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 圖 Q橫向結(jié)構(gòu)剪力 圖（ kN） 圖 N橫向結(jié)構(gòu)軸力圖（ kN） 使用力學(xué)求解軟件，求的橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力簡圖如上圖（圖 3 3 37），具體內(nèi)力如下： 內(nèi)力計算 桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1) 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 桿端 1 桿端 2 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 1 2 3 4 5 、配筋計算 、底板配筋與抗裂校核：（按底板中部彎矩配筋） 采用 C25 混凝土，＝ ， Ⅱ 級鋼筋， ==310N/mm2 ， M= ，N= kN。鋼筋保護層厚度 c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=12mm，則有a=c+d/2=36mm=， h=200mm， =ha=164mm。 =M/N=＞ h/2a=64mm，故按大偏心受拉構(gòu)件配筋 ,底板上側(cè)受拉，鋼筋面積為，下側(cè)鋼筋， e=h/2+a=1180100+36=1116mm。 == = 由上式得 =＜ 0，說明要按最小配筋率配筋。 =b=％ *3000*164=984 選配 4φ18@200（ =1018） == ε=1= ===4419 選配 4φ28+8φ18@200（ =4499） ρ ===％ ＞ =％ ，滿足要求。 裂縫寬度驗算：驗算跨中截面的裂縫，先考慮短期組合，近似取短期組合彎矩標準值 =M/=，則有 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 鋼筋應(yīng)力： ===有效配筋率計算： === 為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取 =；為鋼筋表面形狀系數(shù)， =；為荷載長期作用影響系數(shù)，對短期荷載組合 =，對長期荷載組合 =。最大允許裂縫寬度 {}：短期取 ，長期 取 （ mm）。 =（ 3c+） =***（ 3*30+*） =＜ ，故抗裂符合設(shè)計要求。 、側(cè)墻配筋與抗裂校核 由內(nèi)力計算簡圖得知，側(cè)墻與底板的固結(jié)處彎矩和剪力均達到最大，其值分別為 = ， = kN。 彎矩設(shè)計值 M=Ψ= 剪力設(shè)計值 Q=Ψ= kN 正截面：鋼筋保護層厚度 c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=12mm，則有a=c+d/2=36mm。 截面抵抗拒系數(shù) ： === δ=1=＜ =，不會發(fā)生超筋破壞。 縱向受力鋼筋面積： =δb=**3000*164=3852 配筋率： ρ===％＞ =％ ，滿足要求。 按板進行配筋計算，由于計算單元寬 b=3m，故每米需要配筋面積 =/3=1284，選配 4φ16+2φ18（ =1313） 斜截面： ==**3000*164=＞ Q=*= kN，故只 需按構(gòu)造配置鋼筋，根據(jù)規(guī)范要求可選配 φ8@200 的箍筋。 側(cè)墻的抗裂校核： 驗算貼腳頂端處截面的裂縫，先考慮短期組合，由于只有活載，則 =M/= ， M 為貼腳處的彎矩設(shè)計值，可近似假設(shè)彎矩為線性分布按比例求出，則有 鋼筋應(yīng)力： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 ===有效配筋率計算： === 為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取 =；為鋼筋表面形狀系數(shù)， =；為荷載長期作用影響系數(shù)，對短期荷載組合 =，對長期荷載組合 =。最大允許裂縫寬度 {}：短期取 ，長期取 （ mm）。 =（ 3c+） =***（ 3*30+*） =＜ ，故抗裂符合設(shè)計要求。 、拉桿的配筋計算 跨中彎矩 M= ，軸力 N= kN。拉桿所承受的剪力很小，可不進行斜截面強度計算。鋼筋保護層厚度 c=25mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=10mm，則有 a=c+d/2=30mm=， h=100mm， =ha=70mm。 =l=3600mm。 =M/N=，屬于偏心受壓構(gòu)件。 考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)繞曲對軸向力偏心距的影響，應(yīng)將軸向力對截面偏心距乘以偏心距增大系數(shù) ε。 η=1+ =， =式中 偏心距； — 構(gòu)件的計算長度； h— 截面的計算高度； 截面的有效高度； B— 構(gòu)件的截面面積； 截面對應(yīng)變截面曲率的影響； 構(gòu)件長細比對截面曲率的影響系數(shù)； N— 截面所受的軸力； 混凝土抗拉強度； 結(jié)構(gòu)系數(shù)， =。 經(jīng)計算得： ==，則取 =； =*3600/100=； 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 ε=1+=； ε=*1500=1550＞ = 屬于大偏心受壓構(gòu)件，配置對稱鋼筋，可得： ===； x==*70=＜ 2=60mm ==， 式中 =ηh/2+=155050+30=1530mm ===4060，由于計算單元寬 b=3m，含拉桿兩根，故每根鋼筋面積為==4190/2=2030。 選配 2φ36 鋼筋 。 配筋率： ρ=== ％＞ = ％ ， 滿 足 要 求 。 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 、支撐結(jié)構(gòu)的形式及尺寸擬定 支撐結(jié)構(gòu)選取空腹排架式拱式渡槽，拱上結(jié)構(gòu)為排架，排架采用等跨間距15m，槽身至于排架頂部，主拱圈采用肋拱。上下游漸變段各取 8m與梯形混凝土渠道連接，渡槽全長 180m，拱墩臺及排架基礎(chǔ)墩均采用漿砌石重力墩。槽下兩岸墩間用漿砌石護坡。混凝土強度等級 C25。 、主拱圈設(shè)計 主拱圈采用鋼筋混凝土變截面懸鏈線雙肋無鉸拱。拱上布置排架，排架間距15m，并在排架所在截面于兩肋間設(shè)置橫系梁。主拱圈兩拱腳處設(shè)拱 座，連接處設(shè)槽墩，拱座建于堅固的新鮮基巖上，可不考慮拱腳變位對拱圈應(yīng)力的影響?；炷翉姸鹊燃?C25。 基本參數(shù)有拱跨 L、矢跨比 f/L 和寬跨比 b/L。 （ 1） 拱跨 L 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，取計算跨度 L=87m，共兩跨。（其中兩跨連接處槽墩頂寬 3m） （ 2）矢跨比 f/L 由于槽身底面到地面最大高差約 15m，主拱圈形式采用肋拱，故選取矢跨比 1/6， f= （ 3）寬跨比 b/L 拱寬 b 一般與槽身寬相等，槽寬為 4m。 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 、拱軸系數(shù) m的確定及拱圈幾何特性計算 主拱圈采用等寬度變厚度矩形截面肋拱，擬定肋寬 =1m、拱頂寬度 =1m、厚度變化系數(shù) n=。拱寬為 4+1=5m。初步選取拱軸系數(shù) m=，將半跨拱肋等分為 12 段，根據(jù)《渡槽》書后附錄懸鏈線無鉸拱計算用表，計算出拱軸線的縱坐標及拱軸任一點處切線水平傾角的正切，根據(jù)式（ 41）計算各截面的拱厚 d，進而計算各項幾何數(shù)據(jù)，由式（ 42）、（ 43）計算拱圈內(nèi)、外緣坐標、計算結(jié)果見表 41，具體尺寸布置見圖 45 d= （ 41） 式中 為拱頂?shù)暮穸龋? ξ— 為表示拱截面位置的拱軸橫坐標無量綱參變量； n— 為拱圈截面 慣性矩變化系數(shù)，此處 n=； （ 42） （ 43） 表 41 拱圈幾何特性計算表 (1) 截面號 0拱頂 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12拱頂 (2) X 29 0 (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) d (頂厚 ) (12) A=b*d (13) = (14) J= (15) (16) 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 (17) =(2)(16) (18) =(4)+(15) (19) =(2)+(16) (20) =(4)(15) 、拱上排架設(shè)計 在已求出槽身底部高程的條件下，按照拱上排架布置方案，可定出排架底部高程并求得每個排架的高度 H，進一步計算設(shè)計條件下通過排架立柱傳給拱肋的鉛直荷載。 由地形圖可知，槽身底部于地表最大高差約 15m，渡槽的坡降為 1/800。 、排架底部高程及高度 H（ m） 截面號 0 1 2 3 4 5 6 H 截面 號 7 8 9