水閘泵站擋墻結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

1、目錄1 水閘配筋及裂縫計(jì)算11.1 基本情況11.1.1 主要計(jì)算依據(jù)規(guī)范11.1.2 計(jì)算方法11.1.3 主要參數(shù)的選取51.1.4 計(jì)算軟件61.1.5 基本概況61.2 閘室段荷載及內(nèi)力計(jì)算61.2.1 完建無(wú)水期61.2.2 檢修期101.3 閘室段配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算141.3.1 底板底層141.3.2 底板面層171.3.3 邊墩191.3.4 中墩211.4 箱涵段荷載及內(nèi)力計(jì)算221.4.1 完建無(wú)水期22檢修期261.5 箱涵段配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算261.5.1 底板底層261.5.2 底板面層291.5.3 頂板面層311.5.4 頂板底層341.5.5 邊墩外側(cè)3

2、62 箱涵配筋及裂縫計(jì)算402.1 基本情況402.1.1 主要計(jì)算依據(jù)規(guī)范402.1.2 計(jì)算方法及計(jì)算軟件402.1.3 主要參數(shù)的選取40基本概況412.2 荷載及內(nèi)力計(jì)算412.2.1 完建無(wú)水期422.2.2 校核洪水期472.3 配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算51底板512.3.2 箱涵邊墩552.3.3 箱涵中墩582.3.4 箱涵頂板583 移動(dòng)泵房配筋及裂縫計(jì)算633.1 基本情況633.1.1 主要計(jì)算依據(jù)規(guī)范633.1.2 計(jì)算方法及計(jì)算軟件633.1.3 主要參數(shù)的選取63基本概況643.2 荷載及內(nèi)力計(jì)算643.2.1 荷載計(jì)算653.2.2 內(nèi)力計(jì)算653.3 配筋計(jì)算及抗

3、裂驗(yàn)算673.3.1 邊墩673.3.2 底板底層693.3.3 底板面層714 水閘扶壁式擋墻配筋及裂縫計(jì)算734.1 基本情況734.1.1 主要計(jì)算依據(jù)規(guī)范734.1.2 計(jì)算方法及計(jì)算軟件734.1.3 主要參數(shù)的選取73基本概況744.2 內(nèi)力計(jì)算754.2.1 內(nèi)河扶壁擋墻754.2.2 外河扶壁擋墻784.3 配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算824.3.1 內(nèi)河扶壁擋墻824.3.2 外河扶壁擋墻912.2.3 滲流穩(wěn)定計(jì)算1191 水閘配筋及裂縫計(jì)算1.1 基本情況1.1.1 主要計(jì)算依據(jù)規(guī)范（1）水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL 191-2008）；（2）水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范（DL 50

4、77-1997）；（3）其他相關(guān)規(guī)程規(guī)范。1.1.2 計(jì)算方法1.1.2.1 荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：式中：K承載力安全系數(shù)；S荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；R結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力設(shè)計(jì)值。荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：式中：SG1k自重、設(shè)備等永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)； SG2k土壓力、淤沙壓力及圍巖壓力等永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)；SQ1k一般可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)；SQ2k可控制其不超出規(guī)定限值的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。1.1.2.2 配筋計(jì)算矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力按下式計(jì)算：同時(shí)，受壓區(qū)計(jì)算高度x應(yīng)滿足下列要求：式中：K

5、承載力安全系數(shù)；M彎矩設(shè)計(jì)值（N·mm）；fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；As、As縱向受拉、受壓鋼筋的截面面積（mm2）；fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；fy鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；h0截面有效高度（mm），即縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣距離；b矩形截面的寬度或T形截面的腹板寬度（mm）；as受壓鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離（mm）；b相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度；Es鋼筋彈性模量（N/mm2）；xb界限受壓區(qū)計(jì)算高度（mm）。1.1.2.3 抗裂驗(yàn)算對(duì)于受彎構(gòu)件，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，抗裂驗(yàn)算應(yīng)符合：式中：Mk按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的彎矩值（N·mm

6、）；ct混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)，對(duì)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，ct可取為0.85；ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）；m截面抵抗矩塑性系數(shù)；E鋼筋彈性模量與混凝土彈性棤的比值，即EEs/Ec；W0換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩（mm3）,W0=I0/（h-y0）；y0換算截面重心至受壓邊緣的距離（mm），參照水工混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范式-3，y0（0.5+0.425E）h；I0換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩（mm4），參照水工混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范式-4，I0（0.0833+0.19E）bh3；h截面全高（mm）；縱向受拉鋼筋的配筋率，As/bh0 。1.1.2.4 裂縫寬度驗(yàn)算配置帶肋鋼筋的矩形、T形及I形截面受

7、拉、受彎和偏心受壓鋼筋砼構(gòu)件在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的最大裂縫寬度max按下式計(jì)算：式中：考慮構(gòu)件受力特征和荷載長(zhǎng)期作用的綜合影響系數(shù)，對(duì)受彎和偏心受壓構(gòu)件，取2.1；對(duì)偏心受拉構(gòu)件，取2.4；對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取2.7。c最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（mm），當(dāng)c>65mm時(shí)，取c65mm。d鋼筋直徑（mm），當(dāng)鋼筋用不同直徑時(shí)，式中的d改用換算直徑4As/u，此處，u為縱向受拉鋼筋截面總周長(zhǎng)（mm）。te縱向受拉鋼筋的有效配筋率，當(dāng)teAs/Ate，當(dāng)te<0.03時(shí)，取te0.03。Ate有效受拉混凝土截面面積（mm2），對(duì)受彎、偏心受拉及大偏心受壓構(gòu)件，Ate取為其

8、重心與受拉鋼筋重心相一致的混凝土面積，即Ate2asb，其中as為As重心至截面受拉邊緣的距離，b為矩形截面的寬度，對(duì)于有翼緣的倒T形及I形截面，b為受拉翼緣寬度；對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取Ate為2asls，但不大于構(gòu)件全截面面積，其中as為一側(cè)鋼筋重心至截面近邊縱的距離，ls為沿截面周邊配置的受拉鋼筋重心連線的總長(zhǎng)度；As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積(mm2)，對(duì)受彎、偏心受拉及大偏心受壓構(gòu)件，As取受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；對(duì)全截面受拉的偏心受拉構(gòu)件，As取拉應(yīng)力較大一側(cè)的鋼筋截面面積；對(duì)軸心受拉構(gòu)件，As取全部縱向鋼筋截面面積；sk按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力（N/mm2）。按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

9、的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力按下式計(jì)算：1 軸心受拉構(gòu)件2 受彎構(gòu)件3 大偏心受壓構(gòu)件當(dāng)時(shí)，可取。4 偏心受拉構(gòu)件（矩形截面）對(duì)小偏心受拉構(gòu)件，上式右邊括號(hào)內(nèi)取減號(hào)，對(duì)大偏心受拉構(gòu)件，取加號(hào)。式中：軸心拉力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋（對(duì)全截面受拉的偏心受拉構(gòu)件，為拉應(yīng)力較大一側(cè)的鋼筋）合力點(diǎn)的距離（mm）；軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離（mm）；縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離（mm）；使用階段的偏心距增大系數(shù)；截面重心至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離（mm）；受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值，其中、分別為受壓翼緣的寬度、高度（mm），當(dāng)時(shí)，取。1.1.3 主要參數(shù)的選取參照水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

10、范（SL 191-2008），水閘閘室配筋計(jì)算各主要參數(shù)取值如下：（1）結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別：本工程位于東江中下游的一級(jí)支流沙河與其支流的匯合口處，水閘工作環(huán)境按長(zhǎng)期處于淡水水位變化區(qū)考慮，屬三類環(huán)境（表）；（2）建筑物級(jí)別：3級(jí)，根據(jù)初步設(shè)計(jì)報(bào)告，本工程水閘主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)，水閘閘室屬主要建筑物，因而按3級(jí)建筑物考慮；（3）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力安全系數(shù)K：基本組合K1.20，偶然組合K1.00（表），當(dāng)荷載效應(yīng)組合由永久荷載控制時(shí)，安全系數(shù)K增加0.05，本工程水閘自重及設(shè)備重、垂直土壓力等對(duì)結(jié)構(gòu)作用明顯，本計(jì)算書(shū)考慮將安全系數(shù)提高0.05，即基本組合K

11、1.25，偶然組合K1.05；（4）砼保護(hù)層厚度：對(duì)于截面厚度不小于2.5m的底板及墩墻，三類環(huán)境下砼保護(hù)層最小厚度為50mm，而本工程水閘閘室底板及墩墻厚度均小于2.5m，但考慮到水閘閘室底板底直接與地基土接觸，保護(hù)層厚度應(yīng)適當(dāng)加大，本計(jì)算書(shū)水閘閘室底板、墩墻砼保護(hù)層厚度統(tǒng)一按50mm計(jì)（表）。（5）受力鋼筋最小配筋率（min）（表）：對(duì)于受彎構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件的受拉鋼筋：梁為0.20，板為0.15；對(duì)于偏心受壓構(gòu)件的受拉或受壓鋼筋：墩墻為0.15。（6）鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度限值（lim）：根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）第條規(guī)定，處于三類環(huán)境條件下的混凝土最大裂縫寬度計(jì)算值不

12、應(yīng)超過(guò)0.15mm，此處的三類環(huán)境對(duì)應(yīng)于水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL/T191-1996）中規(guī)定的屬于水位變動(dòng)區(qū)，或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境，適用于本工程水閘的工作環(huán)境，因而，水閘閘室的最大裂縫寬度計(jì)算值不超過(guò)0.15mm計(jì)。（7）除特別注明外，本工程結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度為C25，C25砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc11.9N/mm2（表），彈性模量Ec2.80×104N/mm2（表）；（8）普通熱軋鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（表-1）：HPB235（）：fy=210 N/mm2，fy210 N/mm2；HRB335（）：fy=300 N/mm2，fy300 N/mm2。鋼筋彈性模量Es（表）：HPB235（）

13、：Es=2.1×105 N/mm2；HRB335（）：Es=2.0×105N/mm2。1.1.4 計(jì)算軟件理正結(jié)構(gòu)工具箱5.62版平面剛桁架1.1.5 基本概況本工程水閘為潛孔式，過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬?.5m×4.3m，共2孔，長(zhǎng)11.50m，分為閘室段和箱涵段，其中閘室段主要承受荷載有自重、水重、側(cè)向水平土壓力、外水壓力、內(nèi)水壓力、地基反力等，箱涵段除承受上述荷載外，還承受垂直土壓力，本計(jì)算書(shū)分別對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，選取結(jié)構(gòu)最不利工況進(jìn)行配筋計(jì)算。1.2 閘室段荷載及內(nèi)力計(jì)算不同的水位組合下，水閘的地基反力各有不同，本計(jì)算書(shū)選取下述兩種工況進(jìn)行配筋計(jì)算：工況一：完建無(wú)水期地

14、下水位平底板底，即0.30m；工況二：檢修期水閘單孔檢修，對(duì)中墩不利，此時(shí)水位取水閘運(yùn)行時(shí)自排最高控制水位3.50m。1.2.1 完建無(wú)水期填土后，地下水位平底板底，此時(shí)地基反力最大，對(duì)底板及邊墩不利（取單寬計(jì)算，下同）。根據(jù)前述水閘穩(wěn)定計(jì)算可知，基底應(yīng)力最大值為117.27kN/m2、最小值為116.12kN/m2，本次計(jì)算根據(jù)不同的截面位置采用相應(yīng)的基底應(yīng)力。本工程水閘閘室設(shè)有兩道胸墻，且有工作橋連接，而外側(cè)設(shè)有防滲刺墻，均固結(jié)于水閘閘墩上，承擔(dān)了一部分內(nèi)力，本次計(jì)算為偏安全考慮，選取工作橋面板位置處進(jìn)行計(jì)算，橋面板與閘墩固結(jié)處視作鉸支座，基底應(yīng)力按最大值計(jì)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：1.2.1.1

15、荷載計(jì)算1）側(cè)向水平土壓力標(biāo)準(zhǔn)值：q1Htg2(45°-/2)18.5×（）/332.68kN/m2 則水閘邊墩荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值：q1設(shè)1.20×32.6839.22 kN/m2 2）基底應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：q2117.2725×0.897.27kN/m2（由于基底應(yīng)力最大值與最小值相差不大，本計(jì)算近擬取為最大值）水閘底板荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值：q2設(shè)1.20×97.27116.72kN/m21.2.1.2 內(nèi)力計(jì)算一、設(shè)計(jì)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬(B) - mm 鋼混構(gòu)件高(H) - mm 鋼材截面積(A) - *102mm2 彎矩

16、- kN-m 剪力 - kN二、標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬(B) - mm 鋼混構(gòu)件高(H) - mm 鋼材截面積(A) - *102mm2 彎矩 - kN-m 剪力 - kN1.2.2 檢修期水閘單孔檢修時(shí)，水位取為水閘最高自排水位3.50m，此時(shí)，對(duì)中墩不利，基底應(yīng)力最大值為80.30kN/m2、最小值為79.15kN/m2，計(jì)算時(shí)近似取最大應(yīng)力值80.30kN/m2。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：1.2.2.1 荷載計(jì)算1）側(cè)向水平土壓力標(biāo)準(zhǔn)值：q1H1tg2(45°-/2)18.5×(5.40-3.50)/311.72kN/m2q2q1'H2tg2(45

17、°-/2)11.729.0×(3.500.10)/321.92kN/m2則水閘邊墩荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值：q1設(shè)1.20×11.7214.06kN/m2q2設(shè)1.20×21.9226.30kN/m22）水平水壓力（包括內(nèi)水壓力和外水壓力）外水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值q'2水H210.0×(3.50-0.10)34.0 kN/m2設(shè)計(jì)值q'2設(shè)1.20×34.040.8kN/m2內(nèi)水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值q5水H'210.0×(3.50-0.50)30.0 kN/m2 設(shè)計(jì)值q5設(shè)1.20×30.036.0 kN/m2

18、3）閘室內(nèi)水重標(biāo)準(zhǔn)值q4水H'210.0×(3.50-0.50)30.0 kN/m2 設(shè)計(jì)值q4設(shè)1.20×30.036.0 kN/m24）基底應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：q380.3025×0.860.30kN/m2水閘底板荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值：q3設(shè)1.20×60.3072.36kN/m2（檢修工況下，引起基底應(yīng)力的荷載既有永久荷載（自重、閘門、土壓力等），又有可變荷載（水壓力等），雖為永久荷載占主體，但偏安全考慮，水閘底板基底應(yīng)力按一般可變荷載考慮。）補(bǔ)充：對(duì)于水閘邊墩外側(cè)，高程7.50m3.50m（水位以上）范圍內(nèi)主要承受水平土壓力，3.50m高程處荷載標(biāo)

19、準(zhǔn)值q111.72kN/m2，設(shè)計(jì)值q1設(shè)14.06kN/m2；高程3.500.10m（水位以下至底板軸線）邊墩外側(cè)承受的荷載有水平土壓力和水平水壓力，底板軸線處合力標(biāo)準(zhǔn)值q2q'221.92+34.055.92 kN/m2，設(shè)計(jì)值值q2設(shè)q'2設(shè)26.30+40.8067.10 kN/m2。1.2.2.2 內(nèi)力計(jì)算一、設(shè)計(jì)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬(B) - mm 鋼混構(gòu)件高(H) - mm 鋼材截面積(A) - *102mm2 彎矩 - kN-m 剪力 - kN二、標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬(B) - mm 鋼混構(gòu)件高(H) - mm 鋼

20、材截面積(A) - *102mm2 彎矩 - kN-m 剪力 - kN1.3 閘室段配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算1.3.1 底板底層根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，閘室段底板底層最大彎矩值出現(xiàn)在完建無(wú)水期支座端，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)其值為344.5kN·m，相應(yīng)剪力值為349.2kN，由于水閘中墩厚1000mm，則構(gòu)件自身截面的內(nèi)力折減后彎矩值344.5-349.2×1.0/2169.9kN·m。荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，最大彎矩值為287.1kN·m，相應(yīng)剪力值為291.0kN，則折減后彎矩值287.1-291.0×1.0/2141.6kN·m。1.3.1.1 配

21、筋計(jì)算水閘底板厚度為800mm，取單寬截面計(jì)算，根據(jù)前述主要參數(shù)的選取可知，混凝土保護(hù)層厚度為50mm，估計(jì)鋼筋直徑d16mm，排成一排，acd/25016/258mm，則截面有效高度h0ha80058742mm，由上述計(jì)算可知，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)閘室段底板折減后最大彎矩值為169.9kN·m，先假設(shè)按單筋截面配筋，則受壓區(qū)配筋A(yù)s'0。由 ，有1.25×169.9×10611.9×1000·x（742x/2） 由，有11.9×1000x300×As且要求滿足 聯(lián)立求解得：x24.46mm，As970.05mm2因此，上

22、述假定可滿足要求，則配筋率<min0.15，為此，最小配筋面積不得小于0.15×1000×7421113mm2，結(jié)合截面限裂要求，閘室段底板底層初選16100(As2011mm2)。1.3.1.2 抗裂驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)閘室段底板底層最大彎矩值為141.6kN·m，初選配筋16100(As2011mm2)，取單寬截面進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，則截面寬度為1000mm，高度為800mm，計(jì)算可知其縱向受拉鋼筋實(shí)際配筋率。查水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL191-2008）表，對(duì)于C25砼結(jié)構(gòu)，混凝土彈性模量Ec2.80×104N/mm2，查表，HRB3

23、35級(jí)鋼筋彈性模量Es2.0×105N/mm2，則EEs/Ec2.0×105/2.80×1047.143，則換算截面重心至受壓邊緣的距離y0（0.5+0.425E）h（0.5+0.425×7.143×0.27）×800406.56mm，換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩I0（0.0833+0.19E）bh3（0.0833+0.19×7.143×0.27）×1000×800344,525,751,808.0（mm4），那么換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩W0=I0/（h-y0）44,525,751,808.0

24、/（800406.56）113,170,373.65（mm3）。查附錄C表C可知，閘室底板厚度h800mm，矩形截面修正系數(shù)0.7+300/h0.7+300/8001.075<1.1，取為1.075，因而，截面抵抗矩的塑性系數(shù)m1.55×1.0751.666；查表可知C25混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk1.78 N/mm2，則1.666×0.85×1.78×113,170,373.65285,263,807.6N·mm285.26kN·mm，而荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)彎矩值Mk141.6kN·m，小于，則截面及配筋滿足抗裂要求。

25、但是，由于本水閘裂縫控制寬度參照水閘設(shè)計(jì)規(guī)范的要求為0.15mm，較水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的三類環(huán)境下0.25mm的限制條件嚴(yán)格得多，為此，需再進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。1.3.1.3 裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)閘室段底板底層最大彎矩值為141.6kN·m，由上述選配16100(As2011mm2）的鋼筋，取單寬截面按受彎構(gòu)件計(jì)算，則2.1；砼保護(hù)層厚度為50mm，則最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離c50mm；受拉鋼筋重心至截面受拉邊緣的距離as50+16/258mm，則Ate2asb2×58×1000116000mm2teAs/Ate201

26、1/1160000.017<0.03，取為0.03，則N/mm2裂縫寬度 =0.134mm<lim0.15mm，滿足要求。因而，上述初選鋼筋可滿足裂縫寬度控制要求，即閘室段底板底層選配16100(As2011mm2)，分布筋選配12200（As565mm2），具體配筋詳見(jiàn)水閘閘室鋼筋圖。補(bǔ)充：根據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL191-2008）第條的規(guī)定，當(dāng)驗(yàn)算裂縫寬度控制不滿足要求時(shí)，可適當(dāng)增加受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，但增加的鋼筋截面面積不宜超過(guò)承載力計(jì)算所需縱向鋼筋截面面積的30?？紤]到按照水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）第條對(duì)裂縫寬度的規(guī)定較水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表中的規(guī)定

27、要嚴(yán)格得多，本計(jì)算書(shū)認(rèn)為水閘配筋可不受此條限制。1.3.2 底板面層1.3.2.1 配筋計(jì)算水閘底板厚度為800mm，取單寬截面計(jì)算，混凝土保護(hù)層厚度為50mm，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)閘室段底板面層最大彎矩值為171.9kN·m，配筋計(jì)算方法同前，先假設(shè)按單筋截面配筋，初選鋼筋直徑為16，則受壓區(qū)配筋A(yù)s'0，求得受壓區(qū)計(jì)算高度x24.75mm，相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度b0.550，滿足x(24.75mm)<0.85bh0(0.85×0.550×(800-50-16/2)346.89mm)，且x>s0，因而前述假設(shè)成立，即閘室段底板面層按單筋截面配筋，詳

28、見(jiàn)下表：閘室段底板面層配筋計(jì)算表因此，上述假定可滿足要求，則配筋率0.13<min0.15，為滿足構(gòu)造要求，閘室段底板面層配筋不得小于As0.15×1000×7421113mm2，結(jié)合水閘限裂要求，初選16100(As2011mm2)。1.3.2.2 抗裂驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)閘室段底板面層最大彎矩值為143.3kN·m，初選配筋16100(As2011mm2)，取單寬截面進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，則閘室段底板面層正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1砼彈性模量（N/mm2）Ec28000C25,表2鋼筋彈性模量（N/mm2）Es200000表3E=E

29、s/EcE7.143 4受拉區(qū)實(shí)際配筋率0.27%5換算截面重心至受壓邊緣的距離(mm)y0406.582 6換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩(mm4)I044532831420.87 7換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩(mm3)W0113194702.48砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）ftk1.78C25，表9修正系數(shù)0.7+300/h1.075附錄C,表C10截面抵抗矩形塑性系數(shù)m1.67 11混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)ct0.8512m·ct·ftk·W0(N.mm)28536794813標(biāo)準(zhǔn)彎矩(N.mm)M別條件:Mkm·ct&#

30、183;ftk·W0滿足要求1.3.2.3 裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)前述內(nèi)力及配筋計(jì)算，取單寬截面按受彎構(gòu)件進(jìn)行最大裂縫寬度驗(yàn)算，計(jì)算方法同前，則主要參數(shù)表編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1最外層縱筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離(mm)c502鋼筋直徑(mm)d163標(biāo)準(zhǔn)彎矩(kN.m)Mk143.34截面寬度(mm)b10005截面高度(mm)h8006有效高度(mm)h07427受拉鋼筋面積(mm2)As2011表B-18標(biāo)準(zhǔn)荷載受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)sk110.385 底板面層正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注重心至邊緣距離(mm)as58有效受拉面積(mm2)Ate116000受拉

31、縱筋面積(mm2)As2011有效配筋率te0.030 綜合影響系數(shù)2.1鋼筋彈性模量(N/mm2)Es200000裂縫寬度(mm)max0.136 最大裂縫寬度限值(mm)lim0.15三類環(huán)境,表結(jié)論：max<0.15,滿足要求因而，上述初選鋼筋可滿足裂縫寬度控制要求，即閘室段底板面層選配16200(As2011mm2)，非受力方向布置12200(As565mm2)的分布筋，具體配筋詳見(jiàn)水閘閘室鋼筋圖。1.3.3 邊墩根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，完建無(wú)水期水閘邊墩為外側(cè)受拉，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)最大彎矩值出現(xiàn)在支座端，其值為146.8kN·m，相應(yīng)剪力值為98.9kN，由于水閘底板厚8

32、00mm，考慮到構(gòu)件自身截面的內(nèi)力折減，則折減后彎矩值146.898.9×0.8/2107.24 kN·m。荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，最大彎矩值為122.4kN·m，相應(yīng)剪力值為82.5kN，則折減后彎矩值122.482.5×0.8/289.40kN·m。1.3.3.1 配筋計(jì)算水閘邊墩厚度為700mm，取單寬截面計(jì)算，混凝土保護(hù)層厚度為50mm，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)閘室段邊墩最大有效彎矩值為107.24kN·m，配筋計(jì)算方法同前，考慮到邊墩外側(cè)固端鋼筋與底板底層鋼筋的整體性，本次設(shè)計(jì)擬考慮利用底板底層縱向受力筋彎折，即選用16的鋼筋，先假設(shè)按單筋截

33、面配筋，則受壓區(qū)配筋A(yù)s'0，求得受壓區(qū)計(jì)算高度x17.79mm，相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度b0.550，滿足x(17.79mm)<0.85bh0(0.85×0.550×(700-50-16/2)300.14mm)，且x>s0，因而前述假設(shè)成立，則邊墩外側(cè)按單筋截面配筋，則閘室段邊墩外側(cè)配筋詳見(jiàn)下表：閘室段邊墩外側(cè)配筋計(jì)算表因此，上述假定可滿足要求，則配筋率<min0.15，不滿足最小配筋率的要求，按構(gòu)造配筋，截面縱向受拉鋼筋截面面積不得小于0.15%bh00.15%×1000×(700-50-16/2)963mm2，則閘室段邊墩外

34、側(cè)初選16100(As2011mm2)。1.3.3.2 抗裂驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)閘室段邊墩外側(cè)最大有效彎矩值為89.4kN·m，初選配筋16100(As2011mm2)，取單寬截面進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，則閘室段邊墩外側(cè)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1砼彈性模量（N/mm2）Ec28000C25,表2鋼筋彈性模量（N/mm2）Es200000表3E=Es/EcE7.143 4受拉區(qū)實(shí)際配筋率0.31%5換算截面重心至受壓邊緣的距離(mm)y0356.656 6換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩(mm4)I030030031619.94 7換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩(mm3)

35、W087463482.698砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）ftk1.78C25，表9修正系數(shù)0.7+300/h1.1附錄C,表C10截面抵抗矩形塑性系數(shù) m1.70511混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)ct0.8512m·ct·ftk·W0(N.mm)225626485.113標(biāo)準(zhǔn)彎矩(N.mm)Mk8940000014判別條件:Mkm·ct·ftk·W0滿足要求1.3.3.3 裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算，取單寬截面按受彎構(gòu)件進(jìn)行最大裂縫寬度驗(yàn)算，計(jì)算方法同前，則主要參數(shù)表編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1最外層縱筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離(mm

36、)c502鋼筋直徑(mm)d163標(biāo)準(zhǔn)彎矩(kN.m)Mk89.44截面寬度(mm)b10005截面高度(mm)h7006有效高度(mm)h06427受拉鋼筋面積(mm2)As2011表B-18標(biāo)準(zhǔn)荷載受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)sk79.592 邊墩外側(cè)正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注重心至邊緣距離(mm)as58有效受拉面積(mm2)Ate116000受拉縱筋面積(mm2)As2011有效配筋率te0.030 綜合影響系數(shù)2.1鋼筋彈性模量(N/mm2)Es200000裂縫寬度(mm)max0.098 最大裂縫寬度限值(mm)lim0.15三類環(huán)境,表結(jié)論：max<0.

37、15,滿足要求因而，上述初選鋼筋可滿足裂縫寬度控制要求，即閘室段邊墩外側(cè)選配16100(As2011mm2)，非受力方向布置12200(As565mm2)的分布筋，具體配筋詳見(jiàn)水閘閘室鋼筋圖。1.3.4 中墩 根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，水閘中墩受拉區(qū)最大彎矩出現(xiàn)在檢修期，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)最大彎矩值為75.6kN·m，其值較小，按構(gòu)造選配鋼筋即可，水閘中墩厚度為1000mm，則配筋面積As0.15%bh00.15%×1000×(1000-50-18/2)1411.5mm2，為便于施工，中墩受拉鋼筋選配20200(As1570mm2)，非受力方向布置12200(As565m

38、m2)的分布筋，具體配筋詳見(jiàn)水閘閘室鋼筋圖。1.4 箱涵段荷載及內(nèi)力計(jì)算不同的水位組合下，水閘的地基反力各有不同，本計(jì)算書(shū)選取下述兩種工況進(jìn)行配筋計(jì)算：工況一：完建無(wú)水期地下水位平底板底，即0.30m；工況二：檢修期水閘單孔檢修，對(duì)中墩不利，此時(shí)水位取水閘運(yùn)行時(shí)自排最高控制水位3.50m。1.4.1 完建無(wú)水期填土后，地下水位平底板底，此時(shí)地基反力最大，對(duì)底板及邊墩不利（取單寬計(jì)算，下同）。完建無(wú)水期地下水位取平底板底，即為0.30m，此時(shí)箱涵主要承受的外荷載為垂直土壓力、側(cè)向水平土壓力、地基反力等，垂直及水平水壓力均為0，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：1.4.1.1 荷載計(jì)算1）P125×(0.7

39、×4.3+0.3×0.3)77.50kN/m（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：1.05×77.5081.38kN/m P225×(1.0×4.3+0.3×0.3×2)112.00kN/m（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值P2設(shè)1.05×112.00117.60kN/m2）垂直土壓力q土及面板自重q1：由于水閘箱涵段涵頂填土高度為漸變斷面，本次計(jì)算取最高土層斷面進(jìn)行計(jì)算，即填土面高程為9.36m位置處，則填土高度9.365.304.06m，箱涵土壓力參照上埋式管的計(jì)算方法（水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5077-1997）第條），箱涵底板落于粉質(zhì)粘土層

40、，根據(jù)地勘資料提出的土層參數(shù)，參照可塑性粘土適用曲線，因Hd/D14.06/11.40.36，查圖可知，垂直土壓力系數(shù)Ks約為1.02，則q土+ q1KsHdD1砼d1.02×18.5×4.06+25×0.589.11Kpa（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：1.2×1.02×18.5×4.06+1.05×25×0.5105.06Kpa3）地基反力：q2q1+ q土+ (2P1+P2)/B89.11+(2×77.50+112.00)/11.4112.53Kpa（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：105.06+ (2×81.38+1

41、17.6)/11.4129.65Kpa4）側(cè)向水平土壓力： q3rHtg2(45°-/2)18.5×()/326.58Kpa（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：1.2×26.5831.90Kpaq4rHtg2(45°-/2)18.5×(9.36-0.1)/357.10Kpa（標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：1.2×57.1068.52Kpa1.4.1.2 內(nèi)力計(jì)算一、設(shè)計(jì)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬(B) - mm 鋼混構(gòu)件高(H) - mm 彎矩 - kN-m 剪力 - kN 配筋 - mm*mm二、標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算條件 計(jì)算結(jié)果 單位：同前。1.4.2檢

42、修期根據(jù)前述對(duì)閘室段內(nèi)力計(jì)算可知，由于檢修期水位較低，計(jì)算知中墩內(nèi)力值很小，按構(gòu)造配筋即可，為此，本計(jì)算書(shū)不再進(jìn)行箱涵段檢修期配筋計(jì)算。1.5 箱涵段配筋計(jì)算及裂縫寬度驗(yàn)算1.5.1 底板底層根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，箱涵段底板底層最大彎矩值出現(xiàn)在完支座端B點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)編號(hào)詳見(jiàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖），荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)，彎矩最大值為390.0kN·m，相應(yīng)剪力值為392.1kN，考慮到構(gòu)件自身截面的內(nèi)力折減，則折減后彎矩值390.0392.1×1.0/2193.95 kN·m。荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，最大彎矩值為339.6 kN·m，相應(yīng)剪力值為341.0kN，則折減后彎矩值339.6

43、341.0×1.0/2169.1kN·m。1.5.1.1 配筋計(jì)算根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)，箱涵底板底層最大彎矩值出現(xiàn)在B點(diǎn)固端（結(jié)點(diǎn)編號(hào)詳見(jiàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖），有效彎矩值為193.95kN·m， 箱涵段底板厚度為800mm，取單寬截面計(jì)算，混凝土保護(hù)層厚度為50mm，配筋計(jì)算方法同前，先假設(shè)按單筋截面配筋，初選鋼筋直徑為18，則受壓區(qū)配筋A(yù)s'0，求得受壓區(qū)計(jì)算高度x28.02mm，相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度b0.550，滿足x(28.02mm)<0.85bh0(0.85×0.550×(800-50-18/2)346.42mm)

44、，且x>s0，因而前述假設(shè)成立，即箱涵段底板按單筋截面配筋，則箱涵段底板底層配筋詳見(jiàn)下表：箱涵段底板底層配筋計(jì)算表因此，上述假定可滿足要求，則配筋率min（0.15），結(jié)合限裂要求，箱涵段底板底層初選18100(As2545mm2)。1.5.1.2 抗裂驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)箱涵段底板底層最大有效彎矩值為169.1kN·m，初選配筋18100(As2545mm2)，取單寬截面進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，則箱涵段底板底層正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1砼彈性模量（N/mm2）Ec28000C25,表2鋼筋彈性模量（N/mm2）Es200000表3E=Es/EcE7.14

45、3 4受拉區(qū)實(shí)際配筋率0.34%5換算截面重心至受壓邊緣的距離(mm)y0408.341 6換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩(mm4)I045036120146.52 7換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩(mm3)W0114988102.78砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）ftk1.78C25，表9修正系數(shù)0.7+300/h1.075附錄C,表C10截面抵抗矩形塑性系數(shù)m1.67 11混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)ct0.8512m·ct·ftk·W0(N.mm)289889175.213標(biāo)準(zhǔn)彎矩(N.mm)Mk16910000014判別條件:Mkm·ct·ftk

46、·W0滿足要求1.5.1.3 裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)前述內(nèi)力及配筋計(jì)算，取單寬截面按受彎構(gòu)件進(jìn)行最大裂縫寬度驗(yàn)算，計(jì)算方法同前，則主要參數(shù)表編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1最外層縱筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離(mm)c502鋼筋直徑(mm)d183標(biāo)準(zhǔn)彎矩(kN.m)Mk169.14截面寬度(mm)b10005截面高度(mm)h8006有效高度(mm)h07417受拉鋼筋面積(mm2)As2545表B-18標(biāo)準(zhǔn)荷載受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)sk103.067 箱涵底板底層正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注重心至邊緣距離(mm)as59有效受拉面積(mm2)Ate118000受拉縱筋面積(

47、mm2)As2545有效配筋率te0.030 綜合影響系數(shù)2.1鋼筋彈性模量(N/mm2)Es200000裂縫寬度(mm)max0.132 最大裂縫寬度限值(mm)lim0.15三類環(huán)境,表結(jié)論：max<0.15,滿足要求因而，上述初選鋼筋可滿足裂縫寬度控制要求，即箱涵底板底層選配18100(As2545mm2)，非受力方向布置12200(As565mm2)的分布筋，具體配筋詳見(jiàn)閘室鋼筋圖。1.5.2 底板面層根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，箱涵段底板面層最大彎矩值出現(xiàn)在跨中，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)，彎矩最大值為195.0 kN·m；荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，最大彎矩值為169.8kN·m。1.

48、5.2.1 配筋計(jì)算根據(jù)前述內(nèi)力計(jì)算可知，荷載為設(shè)計(jì)值時(shí)，箱涵底板面層最大彎矩值出現(xiàn)在跨中，最大彎矩值為195.0 kN·m， 箱涵段底板厚度為800mm，取單寬截面計(jì)算，混凝土保護(hù)層厚度為50mm，配筋計(jì)算方法同前，先假設(shè)按單筋截面配筋，初選鋼筋直徑為18，則受壓區(qū)配筋A(yù)s'0，求得受壓區(qū)計(jì)算高度x28.18mm，相對(duì)界限受壓區(qū)計(jì)算高度b0.550，滿足x(28.18mm)<0.85bh0(0.85×0.550×(800-50-18/2)346.42mm)，且x>s0，因而前述假設(shè)成立，即箱涵段底板面層按單筋截面配筋，配筋計(jì)算詳見(jiàn)下表：箱涵段

49、底板面層配筋計(jì)算表因此，上述假定可滿足要求，則配筋率min（0.15），結(jié)合限裂要求，箱涵段底板底層初選18100(As2545mm2)。1.5.2.2 抗裂驗(yàn)算根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，荷載為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)箱涵段底板面層最大彎矩值為169.8kN·m，初選配筋18100(As2545mm2)，取單寬截面進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，則箱涵段底板面層正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1砼彈性模量（N/mm2）Ec28000C25,表2鋼筋彈性模量（N/mm2）Es200000表3E=Es/EcE7.143 4受拉區(qū)實(shí)際配筋率0.34%5換算截面重心至受壓邊緣的距離(mm)y0408.341 6換算截面對(duì)其重

50、心軸的慣性矩(mm4)I045036120146.52 7換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩(mm3)W0114988102.78砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）ftk1.78C25，表9修正系數(shù)0.7+300/h1.075附錄C,表C10截面抵抗矩形塑性系數(shù)m1.67 11混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)ct0.8512m·ct·ftk·W0(N.mm)289889175.213標(biāo)準(zhǔn)彎矩(N.mm)Mk16980000014判別條件:Mkm·ct·ftk·W0滿足要求1.5.2.3 裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)前述內(nèi)力及配筋計(jì)算，取單寬截面按受彎構(gòu)件進(jìn)行最大裂

51、縫寬度驗(yàn)算，計(jì)算方法同前，則主要參數(shù)表編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注1最外層縱筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離(mm)c502鋼筋直徑(mm)d183標(biāo)準(zhǔn)彎矩(kN.m)Mk169.84截面寬度(mm)b10005截面高度(mm)h8006有效高度(mm)h07417受拉鋼筋面積(mm2)As2545表B-18標(biāo)準(zhǔn)荷載受拉鋼筋應(yīng)力(N/mm2)sk103.493 箱涵底板面層正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算編號(hào)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值備注重心至邊緣距離(mm)as59有效受拉面積(mm2)Ate118000受拉縱筋面積(mm2)As2545有效配筋率te0.030 綜合影響系數(shù)2.1鋼筋彈性模量(N/mm2)Es200000裂縫寬度(mm)max0.133 最大裂