渡槽箱形梁结构计算书.docx

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1—1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Ⅲ级，则安全系数为γ0=0.9（DL-T5057-2009规范），C30混凝土重度为γ=25kN/m3（根据水工混凝土结构设计规范DL-T5057-2009：6.1.7条），正常运行期为持久状况，其设计状况系数为ψ=1.0，荷载分项系数为：永久荷载分项系数γG=1.05，可变荷载分项系数γQ=1.20（《水工建筑物荷载设计规范》（DL5057-1997规范）），结构系数为γd=1.2（DL-T5057-2009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=γ0ψγ（V1+2V2+V3)=0.9×1×25×(0.15×
2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94（kN/m）
设计值：G1=γG×g1k=1.05×21.94=23.04（kN/m）
（a）面板自重
设计值：g1=γGγ0ψγV1=1.05×0.9×1×25×(0.15×2.3)=8.15（kN/m）
（b）腹板自重
设计值：g2=γGγ0ψγ2V2=1.05×0.9×1×25×(0.25×0.7)×2=8.27（kN/m）
（c）底板自重
设计值：g3=γGγ0ψγV3=1.05×0.9×1×25×(1.4×0.2)=6.62（kN/m）
（2）水重：标准值：G2k=γ0ψγV4=0.9×9.81×1×（0.6×0.9）=4.77（kN/m）
设计值：G2=γG×g2k=1.05×4.77=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γ1=28kN/m3，缘石采用C30
混凝土预制，C25混凝土重度为γ=25kN/m3。
标准值：G3k=γ0ψγ1V5+γ0ψγV6=0.9×1×28×2×｛(0.5×0.16×0.16×5÷10)+0.8×0.16｝+0.9×1×25×2×(0.16×0.3)=8.92（kN/m）
设计值：G3=γG×g2k=1.05×8.92=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=1.2×1.2=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ω值在任何情况下不得小于2．4kPa。
当跨径或加载长度l＜20m时：

式中：ω—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=4.24×1.0=4.24（kN/m）
设计值：Q3=1.2×4.24=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1—2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=1.05×8.8=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1—3剪力图及弯矩图
=×43.95×9.242
=469.04（kN.m）
跨端剪力设计值V=（q1+q2+G2+G3+Q1+Q3）l
=×43.95×9.24=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-T5057-2009》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。
（2—1）

（2—2）
式中M——弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效