闸墩结构设计

闸墩结构设计 1.闸墩应力计算 (1) 闸墩底面应力计算 根据材料力学偏心受压计算公式，墩底纵向正应力为 max min  G  M AJ x x x A  2*2.2*1.23.14*0.62 0.8*0.4  6.73m2 B(0.98L)31.2*(0.98*6)3 J x  20.33m4 1212 完建期：由于结构和结构荷载都是对称分布的，闸墩的纵向应力可认为是均匀分布的， 则中墩所受荷载最大，以中墩为例计算墩底应力。  G  751.4985.11956.87 1412.56kN 42 A6.73 G 1412.36   209.86kPa 则中墩墩底应力  正常蓄水情况： G 1412.56kN H  0.5*32*9.81*6.2  273.70 kN（→） M 1412.56*3273.70*1 4511.38kN*m 将G、M向墩底形心转移，得 G 1412.56kN M M 3.0*G  4511.383*1412.56  273.7kN*m  max   max 1412.56273.7 *3  223.35kPa（下游） 6.7320.33 1412.56273.7 *3 196.43kPa（上游） 6.7320.33 设计洪水情况： G 1412.56kN H  0.5*4.882 *9.81*6.20.5*2.172*9.81*6.2  581.02kN（→）  M 1412.56*3 0.5*4.88 0.5*2.172*9.81*6.2* 将 2*9.81*6.2* 4.88 3 2.17  5312.16kN*m 3 G 、M向墩底形心转移，得 G 1412.56kN M M 3.0*G  5312.163*1412.56 1074.48kN*m  max   max 1412.561074.48 *3  262.74kPa（下游） 6.7320.33 1412.561074.48 *3 157.04kPa（上游） 6.7320.33 三种情况下闸墩底部纵向正应力均无拉应力出现，且最大正应力为 262.74kPa，小于混 凝土的抗压强度。由于中墩荷载基本是对称的，横向正应力基本为压应力，且一般不超 过混凝土的抗压强度，故不计算横向正应力。 （2）闸墩底面水平截面剪应力计算 由以上计算可知，在设计洪水情况下作用在墩底的水平力最大。此时剪力Q也最大， 故选取设计洪水情况为墩底水平截面剪应力的计算情况。  QS Jb Q  581.02kN B(0.98L)31.2*(0.98*6)3 J x  20.33m4 1212 表 1.1 墩底剪应力计算表 位置 0-0 1-1 2-2 面积A 0 1.1*1.2 力臂 （a） 0 1.85 0.75 0 -0.75 -1.85 面积矩 0 23.82 23.82 23.82 35.72 35.72 23.82 23.82 23.82 23.82 Q Jb  0 QS 备注 Jb 1.2 1.2 1.2 0.8 0.8 1.2 1.2 1.2 0 S  A*a 0 1.55 2.44 0.99 0 -0.98 -2.44 -1.56 S n  S n1  S 0 1.55 3.99 4.98 4.98 4.98 4.98 4 1.56 0 0.5*3.14*0.622.7536.92 95.03 118.60 177.91 177.91 118.6 95.26 37.15 0 3-3 左1.1*1.2 3-3 右 4-4 左0.4*0.8 4-4 右 5-5 6-6 7-7 1.1*1.2 1.1*1.2 0.5*3.14*0.62-2.75 、 图 1 墩底剪应力图 （3）门槽应力计算 取闸门下游，墩底以上的闸墩部分为脱离体， 将闸墩及其上部结构的重力、 水压力以及 墩底平面的纵向正应力和剪应力作为外荷载，验算门槽颈部铅直截面上AB 的应力。 由以上计算可知，设计洪水情况下水平水压力最大，故选取设计洪水情况为计算情况。 表 1.2 门槽荷载及力矩计算表（对B 点求矩） 荷计算式 载 闸（756.4+985.1）/8 墩 以 上 部 分 闸25*2.2*1.2*5.68 墩 自0.5*3.14*0.62*5.68*25 重 竖向力（kN）水平力（kN） ↓↑→← 217.69 力臂力矩（kN*m） （m）↘↙ 1217.69 备注 374.88 80.26 1.1 2.45 412.37 197.02 墩0.5*（213.41+262.74） 底*2.8*1.2 反 力 水 压 力 墩 底 剪 力 799.321.451158.58 581.021074.48由  H 得 291.6000.5*(118.6+95.26)*1.1+ 0.5*(95.26+37.15）+ *1.1+ 0.5*37.15*0.6 合 计 126.49↑289.42→742.98↘ 5.68742.98 0.27m（偏底部） 2289.42 289.426*0.27 max min  (1) 5.68*0.85.68 e   max =-81.86kPa（底部） ， min =-45.53kPa 2、闸墩配筋计算 （1）墩身配筋。由前面计算可知， 三种情况下闸墩底部截面纵向正应力未出现拉应力， 且最大压应力小雨混凝土的容许抗压强度， 故闸墩墩身不必配置纵向受力钢筋。 只需配置构 造钢筋，配筋如下：竖向配置12 的钢筋，间隔300mm，其下端插入底板500mm；水平向 采用8 的分布钢筋，间隔 250mm。 （2）门槽配筋。由前面计算可知，门槽出现的最大拉应力为81.86kPa，小于混凝土的 容许抗拉强度故门槽也只需配置构造钢筋， 门槽水平处采用12 的钢筋间距 250mm。 （闸墩 混凝土保护层厚度初拟 60mm） 。