一、弧门支座的配筋计算:
(1)弧门支座截面尺寸验算(尺寸级其意义见附图1、2,荷载大小见附图3)
a:弧门推力作用点至闸墩边缘的距离;
:闸墩的有效长度;
h:弧门支座高度;
b:弧门支座宽度;
:由荷载标准值按荷载效益短期组合计算的闸墩一侧的弧门推力;
A:由于a/=85/480=0.177<0.3
==18000×1.2=21600 KN
b=3.0 m
h=4.9 m
=2.01 N/mm2
0.7×2.01×3.0×4.9×103=20682.9 KN
<满足裂缝控制要求:
(2)弧门支座的配筋计算:
弧门支座的纵向受力钢筋截面面积As:
F:闸门一侧的弧门推力设计值;
a:弧门推力作用点至闸墩边缘的距离;
:钢筋混凝土结构系数;
:普通钢筋的抗拉强度设计值;
:闸墩的有效长度;
在本闸墩的计算中,相应参数取值如下:
F=18000 KN
a=0.85 m
=1.2
=360 N/mm2(采用HRB 400三级钢筋)
=4.8 m
=13281.25 mm2
选配18φ36,AS=9161×2=18322 mm2
配双排,每排9根。其余钢筋按15×15cm进行配置。其长度,形式以及布置位置请设计人员确定。
二、弧门支座附近的闸墩受拉区钢筋设计
(1)裂缝控制计算:
1)闸墩两侧均承受弧门支座推力作用时:
因为:
==18000×1.2=21600 KN
0.7×2.01×3.0×3.0×103=12663 KN
不能满足裂缝控制要求:
在闸墩上闸墩b根据闸墩的实际结构及受力配筋情况,加宽到5.2米进行计算,则:
0.7×2.01×3.0×5.2×103=21949.2 KN
满足裂缝控制要求;
2)闸墩一侧承受弧门支座推力作用时:
==18185.4KN<
不能满足裂缝控制要求:
假设b=6.3米,则
==22032.28 KN >
满足裂缝控制要求:
在弧门支撑点附近加宽,加大局部刚度,增加混凝土的承受面,确保b值能够达到6.3米以上,基本可满足计算要求;
(2)弧门支座附近的闸墩局部受拉钢筋配置计算:
F:闸门一侧的弧门推力设计值;
:闸墩一侧局部受拉有效范围内的第i根局部受拉钢筋的截面面积;
:第i根局部受拉钢筋与弧门推力方向的夹角;
:钢筋混凝土结构系数;
:受拉边局部受拉钢筋中心至闸墩另一边的距离。
B:闸墩厚度;
:弧门支座推力对闸墩厚度中心线的偏心矩;
:普通钢筋的抗拉强度设计值;
在本计算中,参数取值如下:
F=18000 KN
=1017.9 mm2
=2°增量,最大值为30°
=1.2
=2.86 m
B =3.0 m
=2.35 m
=7.0 cm
闸墩在两侧弧门支座推力作用时,闸墩两侧受力钢筋设计:
=1.2×18000=21600 KN
钢筋采用φ36,同时取n=0、2、4……30,=1017.9 mm2,按双层配扇形筋,则
2×2×=360×1017.9×2×15.2555×2=22361.15 KN
>=21600 KN
闸墩在一侧弧门支座推力作用时:
=1.314286 KN
=16504.66 KN <=21600 KN
不能满足配筋要求:
需加强配筋:
钢筋采用φ36,同时取n=0、1.5、3.0……30,=1017.9 mm2,按双层配扇形筋,则
2×2×=360×1017.9×2×20.03052×2=29360.25 KN
>=21600 KN
闸墩在一侧弧门支座推力作用时:
=0.738095 KN
=21670.66 KN >=21600 KN
满足配筋要求:但布置太密,设计人员根据工程实际情况应该可以处理好该问题;
根据以上计算,闸门支座处受拉钢筋以单侧弧门支座推力作用时的配筋为准。
三、闸墩两侧配筋设计:
弯矩计算:
(1)混凝土自重取25KN/m3;
(2)根据设计图纸计算水头取23.5米(按校核洪水位取);
(3)弧门支座水平推力75t(单侧);
(4)宽尾墩上作用的动、静水压力;
模型尺寸:宽度×厚度×高度=1.0×3.0×23.5 m
1)由水压力产生的弯矩M1:
计算简图如左图所示:
因为水水压力:P=
所以总水压力:
F1==0.5×10×23.52 =2761.25 KN
M1=F1×L/3=2761.25×23.5/3=21629.79 KN.m
2)由重力产生的弯矩:M2
重力:
G=mg===25×23.5×1.0×3.0
=1762.5 KN
M2=GL=1762.5×1.5=23.75 KN.m
弧门水平推力作用产生的弯矩,根据其力的方向以及运行情况,在本计算中列入安全度不加以考虑。宽尾墩上的动、静水压力产生的弯矩,根据向领导的咨询意见,由于其产生的弯矩小,可不加以考虑;
因此闸墩上的总弯矩:
M=M1-M2 =21629.79-23.75=186.04 KN.m
根据弧形闸门运行环境,其分类为:二类,固保护层厚度取7.0cm
设计混凝土采用C30,钢筋采用三级钢筋HRB(400)
| M(KN.m) | b(m) | h(m) | a(mm) | (m) | |
| 186.04 | 1.0 | 3.0 | 70 | 1.2 | 2.93 |
| (N/mm2) | (N/mm2) | (mm2) | |||
| 14.3 | 360 | 0.186 | 0.207 | 25132 |
附图1
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