67/73設(shè)計總說明本次設(shè)計作為水利水電工程專業(yè)本科生的畢業(yè)設(shè)計，主要目的在于運用所學(xué)的有關(guān)專業(yè)課，專業(yè)基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)課等的理論；了解并初步掌握水利工程的設(shè)計容，設(shè)計方法和設(shè)計步驟；熟悉水利工程的設(shè)計規(guī)；提高編寫設(shè)計說明書和各種計算與制圖的能力。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，說明書分為六章。第一章，基本資料。第二章，渡槽的整體布置和渡槽斷面形式的選擇，以與支承結(jié)構(gòu)形式的確定。第三章，擬定渡槽斷面尺寸，確定槽身總長度，進(jìn)行水力計算，從而確定槽底縱坡以與進(jìn)出口高程。第四章，槽身的結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行槽身縱橫斷面力計算與結(jié)構(gòu)計算并配置鋼筋。第五章，排架和牛腿的結(jié)構(gòu)計算，進(jìn)行排架順槽向和橫槽向的結(jié)構(gòu)與配筋計算，并驗算其穩(wěn)定性。第六章，細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，對伸縮縫、止水、支座和兩岸的連接做近一步的要求。DesignGeneralInformationContentabstractthisdesigntookthewaterconservationwaterandelectricityprojectspecializedundergraduatestudent'sgraduationproject,themainpurposeliesintherelatedprofessionalcoursewhichtheutilizationstudies,specializedelementaryknowledgeandbasiccourseandsoontheory;Understandingandpreliminarygraspinghydraulicengineeringdesigncontent,designmethodanddesignprocedure;Familiarhydraulicengineeringdesignstandard;Enhancesthecompilationdesigninstructionbookletandeachkindofcomputationandchartingability.Accordingtothedesignprojectdescription,theinstructionbookletdividesintosixchapters.Thefirstchapters,fundamentaldata.Andsecondchapters,theaqueductoverallarrangementandaqueductsectionformchoice,supportingstructureformascertainingthat.Thirdchapters,designtheaqueductsectiondimension,ascertainslotbodygeneralthelength,carryoutahydrauliccomputation,ascertainthelongitudinalslotbottomslopeandimportandexportelevationthereby.Fourthchapters,physicaldesignoftheslotbody,calculationandstructurecarryingouttheslotbodysectionverticalandhorizontalinternalforcecalculateanddeployareinforcedbar.Andfifthchapters,rowracksandstructureofthelegofcattlesecretlyschemeagainst,therowbeinginprogressputsupsecretlyschemingagainstalongtheslottocomposinginreplythestructurethatthehorizontalstrokeslotfacesandmatchingtendon,checkingcalculationitsstability.Sixthchapters,detailphysicaldesign,water,abutmentandbothbanksconnectionjustdoclosesingle-steprequesttotheexpansionjoint.畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度□優(yōu)□良□中□與格□不與格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□優(yōu)□良□中□與格□不與格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性□優(yōu)□良□中□與格□不與格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□與格□不與格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)？□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂與附件）？□優(yōu)□良□中□與格□不與格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□與格□不與格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□與格□不與格建議成績：□優(yōu)□良□中□與格□不與格（在所選等級前的□畫“√”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)？□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂與附件）？□優(yōu)□良□中□與格□不與格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□與格□不與格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□與格□不與格建議成績：□優(yōu)□良□中□與格□不與格（在所選等級前的□畫“√”）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）與教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□優(yōu)□良□中□與格□不與格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□與格□不與格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)？□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂與附件）？□優(yōu)□良□中□與格□不與格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□與格□不與格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□與格□不與格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□與格□不與格評定成績：□優(yōu)□良□中□與格□不與格（在所選等級前的□畫“√”）教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年月日教學(xué)系意見：系主任：（簽名）年月日目錄設(shè)計總說明1DesignGeneralInformation21基本資料51.1工程概況51.1.1灌區(qū)基本概況51.1.2東一干概況61.2地形地質(zhì)情況61.2.1地形61.2.2地質(zhì)61.3氣象71.4基本數(shù)據(jù)72整體布置92.1渡槽位置的選擇92.2槽身斷面形式的選擇92.3槽身支承結(jié)構(gòu)形式的選擇92.4槽身接縫構(gòu)造103槽身斷面設(shè)計113.1斷面截面尺寸確定113.1.1水力計算113.1.2水頭損失驗算123.1.3進(jìn)出口高程確定133.2U型渡槽截面其他尺寸確定143.3橫桿、人行便道與端肋尺寸確定143.4進(jìn)出口的形式選擇與布置153.5其他資料164槽身的結(jié)構(gòu)計算174.1荷載計算174.2槽身縱向結(jié)構(gòu)計算194.2.1抗滑穩(wěn)定驗算194.2.2抗傾覆穩(wěn)定驗算204.3槽身縱向結(jié)構(gòu)計算214.3.1力計算214.3.2縱向配筋計算224.3.3正截面的抗裂驗算234.3.4斜截面承載力計算244.4槽身橫向結(jié)構(gòu)計算254.4.1滿槽水情況下的力計算264.4.2半槽水情況下的力計算294.4.3橫向配筋計算334.4.4橫向抗裂驗算354.5拉桿結(jié)構(gòu)與配筋計算364.5.1力計算364.5.2配筋計算374.6端肋結(jié)構(gòu)與配筋計算394.6.1力計算404.6.2配筋計算425排架設(shè)計445.1排架尺寸的確定445.2荷載分布455.3排架橫槽向結(jié)構(gòu)計算465.3.1滿槽水+側(cè)向風(fēng)壓的計算工況465.3.2空槽加側(cè)向風(fēng)壓的計算工況515.3.3立柱的配筋計算515.3.4橫梁的配筋計算535.4排架順槽向結(jié)構(gòu)計算545.4.1驗算單根立柱的豎向穩(wěn)定性545.4.2施工吊裝驗算555.4.3排架起吊時的強(qiáng)度驗算565.5牛腿尺寸驗算586細(xì)部構(gòu)造設(shè)計616.1渡槽與兩岸渠道的連接616.2渡槽的伸縮縫616.3支座62辭63參考文獻(xiàn)64專業(yè)參考文獻(xiàn)65譯文731基本資料1.1工程概況陸渾灌區(qū)是省較大的灌區(qū)之一，灌區(qū)跨越，、市三個地區(qū)的六個縣，灌區(qū)圍居住人口大約100萬人。陸渾灌區(qū)的主要水源是陸渾水庫。1.1.1灌區(qū)基本概況陸渾水庫位于省嵩縣境，它是伊河上的一座大型水庫，控制流域面積，多年平均徑流量億總庫容億，興利庫容億，興利水位。大壩壩頂高程，最大壩高，溢洪道位于大壩東岸。為加大部分洪庫容溢洪道上設(shè)有閘門，閘底檻高程，閘頂高程，門高。溢洪道最大泄水流量為，泄洪洞位于大壩與溢洪道之間，為的城門洞型明流無壓洞，洞長，進(jìn)口底高程。出底高程，最大泄流量。整個灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成的，全長共，建筑物座，其中主要建筑物有隧洞座，全長；渡槽座，全長；另外還有倒虹吸等輸水建筑物。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積萬畝，總干渠進(jìn)口設(shè)計流量為，相應(yīng)水位，總干渠末端設(shè)計流量，相應(yīng)水位。灌區(qū)三條干渠規(guī)劃成果如表1—1所示：表1—1陸渾灌區(qū)總干、主干渠規(guī)劃數(shù)據(jù)表渠名項目總干渠東一干東二干西干區(qū)渠長（KM）45.30137.9051.8055.50控制面積（萬畝）165.8085.3044.7017.50規(guī)劃面積（萬畝）120.0457.6127.3616.77水庫引灌（萬畝）113.5852.7325.7816.77反調(diào)節(jié)灌（萬畝）6.464.881.5801.1.2東一干概況東一干渠規(guī)劃灌溉面積萬畝，其中萬畝，伊川萬畝，偃師萬畝，汞陽萬畝。一干渠設(shè)計流量考慮近期與遠(yuǎn)期兩種情況，也就是在同一渠段上的建筑物，如渡槽，隧洞等的輸水能力按遠(yuǎn)期規(guī)劃確定設(shè)計流量（譬如東一干進(jìn)口段上的建筑物設(shè)計流為）,以使留有余地。而渠道土石方開挖斷面按近期規(guī)劃確定尺寸，（譬如東一干進(jìn)口段的渠道設(shè)計流量為。東一干渠自埠到已水河的渠段設(shè)計長度為。共有各種建筑物座，其中隧洞座，累計長度；渡槽座，累計長度，橋座，（包括公路橋座，生產(chǎn)橋座，人行橋座，排洪橋座），還有退水閘與節(jié)制閘座，涵洞（管）座，流槽座，跨渠渡槽座，支斗渠引水口座。東一干全部工程量：土方開挖萬立方米，回填土方萬立方米，石方開挖萬立方米，砌石萬立方米，混凝土萬立方米，鋼筋混凝土萬立方米。需要凈工日（包括民工和技工）2475萬個，基本建設(shè)投資6180萬元。開挖土石方用炸藥1257噸，三大材需用量分別為：水泥81800噸，鋼材3575噸，木材73000立方米。1.2地形地質(zhì)情況1.2.1地形陸渾灌區(qū)處于伏牛山北麓，嵩山和熊耳山后谷地一帶，地形復(fù)雜。東一干渠灌溉區(qū)域多為低山丘陵干旱區(qū)，區(qū)崗?fù)菹嚅g，地面覆蓋為紅色和棕紅色粘土與黃土。在龍門以東偃師、鞏縣的半山區(qū)和丘陵區(qū)水文地質(zhì)較差，缺乏地下水源。地表溝壕大部分為南北向，對于排除地面徑流與灌渠（區(qū)）滲水比較有利，不會產(chǎn)生鹽堿化或沼澤化威脅，灌區(qū)地形平均坡降為1／100～1／200。1.2.2地質(zhì)東一干渠規(guī)劃線路從樁號30+762.0～31+314.1（位于許營附近），該段是橫跨伊河上的一條支流，下面根據(jù)河道橫斷地形，參照省水利廳勘探隊的鉆井資料分段介紹地質(zhì)情況。陡坡段長度大約20米，該段為紫紅色、紅褐色礫巖夾砂質(zhì)粘土巖，礫巖成分為石英砂巖、石英巖等。粒徑一般在5~20cm，最大的達(dá)60cm，膠結(jié)較差。表面風(fēng)化嚴(yán)重，凸凹不平，肉眼可見溶蝕的洞穴，直徑大小不一，小者1m左右，大的在10m以上，洞均有滲水現(xiàn)象。砂質(zhì)粘土巖的成份多為泥砂質(zhì)組成。表面段出有斷續(xù)相間的滲水，說明砂質(zhì)粘土巖有隔水性能，礫巖表面覆蓋有2m左右的黃色粉質(zhì)壤土。河槽段長度約150m，表面主要為近代沖積砂卵石，卵石粒徑多為20~50cm，也有少量卵石直徑在50cm以上，分選性差。中粗粒含量約占30%。鉆孔過程中經(jīng)常出現(xiàn)塌孔，卡鉆現(xiàn)象，漏漿量大，透水性強(qiáng)。沖積層平均深度約在6m左右。下伏新三系（N），礫巖夾白色泥質(zhì)灰?guī)r，成份多為石英砂巖與火成巖。鈣質(zhì)膠結(jié)較差，鉆取巖心呈粒狀，質(zhì)地均一，含礫石少許，性脆較堅硬，呈透鏡體壯，巖長10~30cm，局部風(fēng)化較重，手用力即可搓掉粉粒，河槽段樁號0+020~0+090為河漫灘一級臺地，表面為上文新統(tǒng)（Q3）黃色粉質(zhì)壤土，具直立性，結(jié)構(gòu)較疏松，少有豐粒層深2~3m，含少量礫石具有黃土性質(zhì)。下伏中更新統(tǒng)（Q2）含泥沙卵石（成份同上），泥質(zhì)含量5~10%微有膠結(jié)。（其中局部夾有薄層壤土透鏡體）鉆進(jìn)中有回水、卡鉆現(xiàn)象。臺地段長度大約536m為更新統(tǒng)。其表層為黃色中粉質(zhì)壤土，下部為黃色重粉質(zhì)壤土含結(jié)核，粘粒含量20%左右。臺地段土層厚在18~20m，具有直立性（可以開挖空洞）。有粘性的局部夾砂卵石透鏡體厚0.8~15m，自上而下逐漸密實。Q3與Q2界限明顯，密實程度有顯著差異。下伏中更新統(tǒng)（）為黃色重粉質(zhì)壤土，固結(jié)密實，粘粒含量在20%以上，具有塑性，可以搓成細(xì)條。中含有少量結(jié)核，局部夾有砂卵石透鏡體，厚3m左右。該層上面覆蓋厚1m左右的鈣質(zhì)結(jié)核含土層，（樁號0+440~0+706）。結(jié)構(gòu)密實，不易開挖，結(jié)核直徑2~7cm。當(dāng)?shù)亻_鑿料石困難。1.3氣象本灌區(qū)屬于華北干旱區(qū)，平均多年降雨量只有500～600mm，而且分布很不均勻，有60%~70%集中在汛期。作物生長期常出現(xiàn)嚴(yán)重干旱缺水的情況。年平均蒸發(fā)量為2000mm，根據(jù)專區(qū)的水文資料記載：“光緒3~4年（1877~1878年）連續(xù)三個季度未曾下雨，洛河干枯……。”解放以來1959、1966、1972年三年最旱。其中1972年伏旱嚴(yán)重、地區(qū)72年6~9月降雨量僅占?xì)v年月期平均降雨量（P平均=422mm）的63.5%。最大風(fēng)速為18m/s，最大凍土深度0.5m。1.4基本數(shù)據(jù)（1）擬建許營渡槽段樁號：，全長，設(shè)計流量。加大流量。（2）渡槽段與其進(jìn)出口渠道的有關(guān)數(shù)據(jù)與斷面示意，詳見表1—2和示圖。表1—2許營渡槽與上下游渠道段基本數(shù)據(jù)建筑物類型起止樁號間距坡降i水頭損失設(shè)計水位相對位置土渠29+040~30+5661516m1/120000.126m281.224m許營上游渡槽30+566~31+314.1748.1m0.80m208.398m許營土渠31+314.1~36+7505345.9m1/120000.445m279.701m許營下游（3）與渡槽段相連接的上下游渠道均已建成，橫斷面為梯形，渠底和邊坡均采用漿砌石保護(hù)。基本尺寸如圖1.1所示：圖1.1與渡槽進(jìn)出口相連的渠道橫斷面圖（4）根據(jù)地區(qū)地震局提供的有關(guān)資料，陸渾灌區(qū)上的主要建筑物設(shè)計烈度定為80。（5）許營段跨越式建筑物，不論采用哪種類型，均按三級建筑物考慮。（6）跨越建筑物不考慮交通要求和無通航要求，若采用渡槽方案只設(shè)人行便道即可。2整體布置2.1渡槽位置的選擇渡槽位置的選擇包括軸線位置與槽身起點位置的選擇。對于地形條件復(fù)雜，長度大，工程量大的工程，應(yīng)通過方案比較確定其位置。主要考慮以下幾個方面：應(yīng)盡量選在地形有利，地質(zhì)條件良好的地方，以便于縮短槽身長度，降低支撐結(jié)構(gòu)高度和基礎(chǔ)工程量。渡槽進(jìn)出口渠道與槽身的連接在平面上應(yīng)爭取成一條直線，不可急劇轉(zhuǎn)彎，以使水流平順?？缭胶恿魇牵S線與河道水流方向應(yīng)盡量正交，槽址應(yīng)選在河道順直，岸坡穩(wěn)定處?？缭胶恿鞯亩刹?，槽址應(yīng)位于河床穩(wěn)定，水流順直的河段，避免位于河流轉(zhuǎn)彎處，以免凹岸和基礎(chǔ)沖刷。應(yīng)便于進(jìn)出口建筑物的布置，進(jìn)出口爭取落在挖方渠道上，盡量不建在高填方渠道上。應(yīng)保證泄水閘有順暢的泄水出路，以防沖刷。渡槽發(fā)生事故需停水檢修，或為了上游分水等目的，常在出進(jìn)口段或進(jìn)口前渠道的適宜位置設(shè)置節(jié)制閘，以便于泄水閘聯(lián)合運用，使渠水進(jìn)入溪谷或河道。2.2槽身斷面形式的選擇槽身斷面有矩形，梯形，U形等。一般常采用矩形和U形斷面。大流量渡槽多采用矩形，中校流量可采用矩形也可采用U形。U形槽身多用鋼筋混凝土制作，當(dāng)跨徑較大時，可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，以利于抗裂防滲。也有用鋼絲網(wǎng)水泥制作的，但抗凍、防滲與耐久性差。本設(shè)計采用U形斷面，槽頂設(shè)拉桿，以增加側(cè)墻穩(wěn)定性，改善槽身的橫向受力條件。槽壁頂端常加大以增加剛度。U形槽身是一種輕型而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)，具有水利條件好，縱向剛度大而橫向力小等優(yōu)點，且便于施工吊裝。2.3槽身支承結(jié)構(gòu)形式的選擇梁式渡槽的槽身直接支撐于槽墩或槽架上，伸縮縫之間的每一節(jié)槽身沿縱向是兩個支承點，故既起輸水作用又起縱向梁作用，根據(jù)支承點位置的不同，梁式渡槽有簡支梁式，雙懸臂梁式和單懸臂梁式三種。前兩種是常用的型式，單懸臂梁式只在特殊條件下采用。根據(jù)對已建渡槽的觀察，雙懸臂式槽身在支座附近容易產(chǎn)生裂縫，單懸臂式一般只在雙懸臂式向簡支梁式過渡或進(jìn)出口建筑物連接時采用。本設(shè)計采用簡支梁式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，施工吊裝方便。槽身接縫處的止水構(gòu)造簡單，但跨中彎矩較大，底板受拉，對抗裂防滲不利。梁式渡槽的跨度是這類渡槽最關(guān)鍵的尺寸，根據(jù)實踐經(jīng)驗與資料統(tǒng)計，簡支梁式U形槽身跨度一般為15~20m。2.4槽身接縫構(gòu)造為適應(yīng)槽身因溫度變化引起的伸縮變形縫和允許的沉降位移，應(yīng)在槽身與進(jìn)出口建筑物之間與各節(jié)槽身之間用變形縫分開，縫寬3~5cm。變形縫必須用既能適應(yīng)變形又能防止?jié)B漏的柔性止水封堵。常見的有瀝青止水、橡皮壓板式止水、粘合式止水或套環(huán)填料式止水等。本設(shè)計采用粘合式止水，這種止水是用環(huán)氧樹脂等粘合劑將橡皮粘貼在混凝土上，施工簡單，止水效果好。3槽身斷面設(shè)計3.1斷面截面尺寸確定水力計算的關(guān)鍵是合理的選擇縱坡值?？v坡大，可減小槽身斷面面積，節(jié)省建筑材料。但縱坡越大則沿程水頭損失將迅速增加，且流速大將增加進(jìn)口水頭損失，從而增加渡槽的總水頭損失，自流灌溉面積將減小，對灌溉不利?？v坡小，雖然使斷面面積增加，建筑材料用量增加，但是會使水頭損失減小。此設(shè)計的允許水頭損失為[▽Z]=0.88m，最大損失不超過0.88m。根據(jù)工程經(jīng)驗初步擬定時，縱坡坡率可在1/500～1/1500之間選用。如果根據(jù)初步擬定的i、B和H值計算所得的流量等于或略大于最大流量，則說明擬定的i、B和H值合適，如果小于或大于最大流量，則應(yīng)必須加大B和H值，直到滿足最大流量為止。初步擬定i、B和H值后，須再擬定一系列通過設(shè)計流量時的水深值，通過試算的方式確定通過設(shè)計流量時的水深值。求得水深值后利用公式計算通過設(shè)計流量時的進(jìn)口水面降落與出口水面回升值，之后在計算槽身沿程水頭損失和總水頭損失。若總水頭損失略小于或等于允許水頭損失值，則初步擬定的i、B和H值可為確定值。3.1.1水力計算由于渠道大多在一定長度具有一樣的流量、底坡、斷面尺寸與相近的渠槽糙率，渠符合明渠均勻流條件，故渠道橫斷面尺寸采用明渠均勻流公式來確定，即其中——通過渡槽的設(shè)計流量（）——槽底縱坡，本設(shè)計采用；——才系數(shù)，可用曼寧公式計算，為糙率系數(shù)，對于混凝土與鋼筋混凝土槽身可取，本設(shè)計采用。槽身斷面高寬比H/B影響槽身結(jié)構(gòu)的縱向受力、橫向穩(wěn)定與進(jìn)出口水流條件。對于梁式渡槽槽身起縱梁作用，采用較大的高寬比，可提高其縱向剛度，減小梁應(yīng)力和跨中撓度，對受力有利，但槽身高度大，側(cè)面受風(fēng)面積大，橫向風(fēng)載大，對槽身橫向穩(wěn)定不利，且槽身高度大，側(cè)面受風(fēng)面積大，對槽身橫向穩(wěn)定不利；而高寬較小且槽底縱坡較大時，槽水深小，為滿足設(shè)計流量水面銜接進(jìn)口處槽底抬高較大，此時，當(dāng)渠道通過小流量時，渡槽進(jìn)口常會出現(xiàn)較大的壅水現(xiàn)象，而當(dāng)通過大流量時，槽前上游渠道又可能產(chǎn)生較長的降水段，使渠道遭受沖刷。合理的高寬比一般應(yīng)通過方案比較確定，初擬時一般可取經(jīng)驗值，U形斷面多用0.7~0.8，本設(shè)計取H/B=0.8，試算過程與結(jié)果如表3.1所示：表3.1截面尺寸初步計算表RCRiQ4.402.201.3213.419.551.4075.580.001400.03737.984.502.251.3514.029.771.4475.870.001440.03840.424.602.301.3814.659.981.4776.170.001470.03842.784.702.351.4115.3010.201.5076.420.001500.03945.604.802.401.4415.9610.421.5376.680.001530.03947.7由表3.1可初定，槽半圓直徑D=4.7m，用最接近設(shè)計流量的值計算總水頭損失，用校核流量來確定截面尺寸，計算過程與結(jié)果見表3.2：表3.2截面尺寸確定計算表DRCRiQ4.702.351.1013.849.581.4475.900.001440.03839.924.702.351.1113.899.601.4575.990.001450.03840.114.702.351.1313.989.641.4575.990.001450.03840.364.702.351.3715.1110.121.4976.340.001490.03944.974.702.351.3815.1610.141.5076.420.001500.03945.184.702.351.3915.2010.161.5076.420.001500.03945.30由表3.2可確定選取圓心軸以上通過設(shè)計流量時的水深。3.1.2水頭損失驗算渡槽進(jìn)口水流經(jīng)過漸變段與連接段時的水面降落值Z，工程設(shè)計中常近似采用下列淹沒寬頂堰流公式計算，即式中——渡槽設(shè)計流量（）——上游渠道流速；上游渠道水深過水?dāng)嗝婷娣e，則——流速分布系數(shù)，可取；、——側(cè)收縮系數(shù)和流速系數(shù)，可取，本設(shè)計中兩者均取——重力加速度則則槽水面坡降：出口水面回升：綜上所述，水流經(jīng)過渡槽時的總水頭損失為故符合要求。3.1.3進(jìn)出口高程確定通過設(shè)計流量時，上游渠道水深，槽中水深，則有進(jìn)口槽底高程式中，為進(jìn)口前渠底高程；進(jìn)口槽底抬高出口槽底高程出口渠底降低出口渠底高程計算的規(guī)劃值大，滿足要求。具體如圖示3.1：圖3.1渡槽水利計算圖3.2U型渡槽截面其他尺寸確定由上述流量與水頭損失條件，可得符合要求的槽底直徑為，由此可得槽截面其它尺寸。槽壁厚度,取直線段高，考慮安全超高，則取槽頂加寬部分，取，取3.3橫桿、人行便道與端肋尺寸確定橫桿尺寸：高，寬，間距人行便道尺寸：厚寬，單側(cè)扶手端肋尺寸：為改善渡槽的縱向受力狀態(tài)，并便于架設(shè)安裝，在槽身的支座部位應(yīng)設(shè)置端肋，端肋的外形輪廓做成矩形。U型渡槽底部端肋厚，槽殼從端肋向外伸出以便設(shè)置止水，變形縫寬，端肋其余尺寸為，，，如圖3.2圖3.2渡槽基本尺寸示意圖3.4進(jìn)出口的形式選擇與布置為使水流進(jìn)出槽身時比較平順，以利于減小水頭損失和防止沖刷，渡槽進(jìn)出口均需設(shè)置漸變段，漸變段采用扭曲面形式。漸變段和槽身之間常因各種需要再設(shè)置一節(jié)連接段。對于U形槽身，許設(shè)置連接段與漸變段末端矩形斷面連接。連接段的長度常根據(jù)具體情況由布置決定。常采用以下經(jīng)驗公式確定漸變段長度式中——系數(shù)，進(jìn)口取，本設(shè)計采用；出口取，本設(shè)計采用、——渠道與渡槽槽身水面寬度由上述公式可得：進(jìn)口渠道水面寬度出口渠道水面寬度進(jìn)口漸變段長，取出口漸變段長，取本設(shè)計中根據(jù)一般經(jīng)驗連接段長度為，進(jìn)口連接段長，出口連接段長。3.5其他資料渡槽總長，由上述計算知漸變段長，連接段長，槽身總長。取每跨槽身長，共跨。渡槽的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為級，故其結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，正常運行期為持久狀況，其設(shè)計狀況系數(shù)，永久荷載分項系數(shù)，可變何在分項系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù)。鋼筋混凝土重度混凝土強(qiáng)度（），鋼筋強(qiáng)度Ⅰ級，Ⅱ級，人群荷載4槽身的結(jié)構(gòu)計算4.1荷載計算槽殼自重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值拉桿重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值人行道板重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值扶手欄桿重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值設(shè)計水位水重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值校核流量水位水重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值滿槽水重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值人群荷載：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值風(fēng)壓力：作用于建筑物表面的風(fēng)壓力W（KN/m）按下式計算式中：——風(fēng)載體型系數(shù)，與建筑物體型、尺度等有關(guān)，對于排架結(jié)構(gòu)??；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，本設(shè)計取;——基本風(fēng)壓(N/m),.其中由設(shè)計資料知。對于我國陸一般地區(qū)取，則有由以上數(shù)據(jù)可得風(fēng)壓力：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值4.2槽身縱向結(jié)構(gòu)計算渡槽運用時，在自重與外力（如水壓力、土壓力、風(fēng)壓力以與一些其它的力）作用下，其穩(wěn)定可能受到破壞，從而影響渡槽的正常工作，甚至失事。例如在風(fēng)壓作用下，可能沿其支撐頂部表面發(fā)生滑動或傾覆。渡槽的工作情況是不斷變化的，在槽中無水受風(fēng)壓的工況下最易出現(xiàn)穩(wěn)定問題，故本設(shè)計要對這種情況進(jìn)行穩(wěn)定驗算，計算單元為一節(jié)槽身。4.2.1抗滑穩(wěn)定驗算穩(wěn)定分析，作用于渡槽上的力盡管其類型、方向、大小各不一樣，但根據(jù)它們在槽身沿支承結(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動時所起的作用看，可以歸納為兩大類：一類是促使槽身滑動的力，如水平方向風(fēng)壓力、動水壓力等，稱為滑動力；另一類是維持槽身穩(wěn)定、阻止渡槽滑動的力，主要是在鉛直方向荷載作用下，槽身底部與支承結(jié)構(gòu)頂端之間產(chǎn)生的摩擦力，稱之為阻滑力。槽身是否會產(chǎn)生沿其支承結(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動，主要取決于這兩種力的比值，這個比值反映了渡槽的水平抗滑穩(wěn)定性，我們稱之為穩(wěn)定安全系數(shù)式中：——空槽時所有鉛直方向作用力的總和（KN）；——所有水平方向作用力的總和（KN）；——摩擦系數(shù)，與兩接觸面物體的材料性質(zhì)與它們的表面粗糙程度有關(guān)，本設(shè)計取0.6?！够€(wěn)定安全系數(shù)，與建筑物安全級別與荷載組合情況有關(guān)，按照《公路橋涵設(shè)計規(guī)定》中取所以滿足抗滑穩(wěn)定性要求。4.2.2抗傾覆穩(wěn)定驗算槽身受風(fēng)壓作用可能發(fā)生傾覆，抗傾覆穩(wěn)定性驗算的目的是驗算槽身空水受壓作用下是否會繞背風(fēng)面支承點發(fā)生傾覆，抗傾覆穩(wěn)定的不利條件與抗滑穩(wěn)定的不利條件是一致的，所以抗傾覆穩(wěn)定性驗算的計算條件與荷載組合與抗滑穩(wěn)定性驗算一樣，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)，本設(shè)計取式中：——鉛直力到槽身支承點的距離；——空槽時基底面承受的鉛直力總和；——水平力的總和；——水平力到槽身支承點的距離；,則所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。4.3槽身縱向結(jié)構(gòu)計算U型斷面槽屬于薄殼結(jié)構(gòu)，其縱向力計算法與跨長L同槽寬D的比值有關(guān)。但水利工程中的U型渡槽大多,屬于長殼結(jié)構(gòu)（本設(shè)計中），仍可按梁計算，即將其視為U型斷面梁，承受由自重和滿槽水重構(gòu)成的均布荷載。計算單元一跨槽身。圖4.1槽身縱向應(yīng)力分布圖4.3.1力計算跨中彎矩設(shè)計值跨端剪力設(shè)計值其中為一槽身的均布荷載則橫截面的總面積形心軸到圓心軸的距離橫截面對圓心軸的慣性矩代入數(shù)據(jù)求得令（以弧度計），則有故由以上數(shù)據(jù)可求得受拉區(qū)的總拉力代入數(shù)據(jù)求得4.3.2縱向配筋計算U型槽身的縱向鋼筋一般按總拉力法計算，即考慮受拉區(qū)混凝土已經(jīng)開裂，不能再承擔(dān)拉力，形心軸以下的拉力全部由鋼筋承擔(dān)。由公式計算受拉鋼筋總面積式中——鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度安全系數(shù)。查《中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化部.電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.水電卷.水工》第31條（表8）得——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，選用Ⅱ級鋼筋，則有選用和配筋圖如下圖4.2：4.3.3正截面的抗裂驗算令,則換算截面的面積為：則換算截面對重心軸的慣性矩故可由上述求得最大拉應(yīng)力（抗裂驗算）式中——截面抵抗矩的塑性系數(shù)，查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》得，修正后得；——混凝土抗裂設(shè)計強(qiáng)度；——鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂安全系數(shù)。查《中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化部.電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.水電卷.水工》第8條(表1)得,第34條(表9)得.?？芍獫M足抗裂要求。4.3.4斜截面承載力計算可將U型截面簡化為T型截面,如圖所示，圖4.3截面尺寸如下：取，則又故截面尺寸滿足受剪承載力的要求。又有故則需按計算配置腹筋。初選雙肢箍筋,由于梁較高,箍筋不能太細(xì),選用,即有.,選用Ⅰ級鋼筋時,其箍筋抗拉強(qiáng)度.求得滿足抗剪要求.滿足箍筋最小配筋率要求。4.4槽身橫向結(jié)構(gòu)計算沿槽長取槽身按平面問題求解橫向力.作用與單位長脫離體上的荷載除,兩側(cè)截面上還有與,其差值與荷載維持平衡.因結(jié)構(gòu)與荷載均對稱,故可取一半按圖示4.4計算橫向彎矩與軸力.其中以槽殼外壁受拉為正,以使槽殼受壓為正.圖中為槽頂荷載,為槽頂荷載對槽殼直線段頂部中心的力矩,為分布與槽殼頂部加大部分截面上的剪力,為“均勻化拉桿”的拉力,因拉桿的抗彎能力小,故一次超靜定結(jié)構(gòu)求解。設(shè)計時應(yīng)考慮滿槽水情況和非滿槽水情況下的力計算公式。圓弧力計算時，一般每隔取一計算截面（即），計算和。圖4.4橫向力計算圖4.4.1滿槽水情況下的力計算（取）引入以下參數(shù)：則有據(jù)以上數(shù)據(jù)按以下步驟求解均勻化拉桿的拉力（其中為水的重度）計算形變位：代入數(shù)據(jù)得計算各彎矩系數(shù)：計算載變位：故均勻化拉桿的拉力為：由下列公式計算槽殼直線段的橫向力彎矩與圓弧段的橫向力，彎矩以槽殼外壁受拉為正。（——拉桿中心線至直線段計算截面的距離，以向下為正）列表計算如下：表4.1橫向彎矩YM00-0.8361.296000.460.2-0.8361.296-0.0131.74042.1870.4-0.8361.296-0.1053.48083.8360.6-0.8361.296-0.3535.22125.3280.8-0.8361.296-0.8366.96166.5861.0-0.8361.296-1.6338.70207.5291.2-0.8361.296-2.82210.44248.0801.4-0.8361.296-4.48212.18288.1611.6-0.8361.296-6.69013.92327.6931.71-0.8361.2968.16714.88047.173表4.2橫向彎矩0-7.707000014.8877.180-7.707-1.80320.648-12.766-15.38620.3863.346-7.707-7.09039.890-22.891-27.97325.460-0.311-7.707-15.50156.412-28.035-37.76129.839-2.752-7.707-26.46169.091-26.432-44.75033.200-3.059-7.707-39.22577.061-17.103-48.94035.312-0.601-7.707-52.92277.7790-50.33136.0334.852計算各軸力系數(shù)：由下列公式計算槽殼直線段的軸力和圓弧段的軸力。軸力以結(jié)構(gòu)受壓為正：代入數(shù)據(jù)則有列表計算如下：表4.3橫向軸力00021.778-56.187-34.409-15.561-5.25321.036-56.187-55.965-30.061-9.42018.860-56.187-76.808-42.573-11.53715.339-56.187-94.837-52.067-10.87710.889-56.187-108.242-58.073-7.0385.637-56.187-115.662-60.12200-56.187-116.3094.4.2半槽水情況下的力計算（?。┖奢d：水重均布荷載槽頂荷載槽頂荷載對槽殼直線段頂部中心的力矩分布于槽頂加大部分截面上的剪力形變位已經(jīng)求得求各彎矩系數(shù)計算載變位故均勻化拉桿的拉力由以下公式計算槽殼直線段的橫向力彎矩與圓弧段的橫向力彎矩，彎矩以槽殼外壁受拉為正。表4.4橫向彎矩Y0-0.8360.87400.0380.2-0.8360.874-0.808-0.770.4-0.8360.874-1.616-1.5780.6-0.8360.874-2.424-2.3860.8-0.8360.874-3.232-3.1941.0-0.8360.874-4.040-4.0021.2-0.8360.874-4.848-4.8101.4-0.8360.874-5.656-5.6181.6-0.8360.874-6.464-6.4261.71-0.8360.874-6.908-6.870表4.5橫向彎矩00.03760000-6.911-6.8740.03760.56712.450-1.236-10.371-9.452-8.0040.03762.2324.052-2.216-18.855-11.820-6.5710.03764.87634.014-2.715-25.452-13.853-3.0910.03768.32541.658-2.559-30.163-15.4131.8860.037612.34046.464-1.656-32.987-16.3947.8050.037616.64948.1030-33.924-16.72814.137由下列公式計算各軸力系數(shù)由下列公式計算槽殼直線段的軸力和圓弧段的軸力，軸力以結(jié)構(gòu)受壓為正。代入數(shù)據(jù)得值計算列表如下：表4.6橫向軸力000-6.852-11.327-18.179-13.487-0.509-6.619-11.327-31.941-26.055-0.912-5.934-11.327-44.228-36.847-1.117-4.845-11.327-54.137-45.129-1.053-3.426-11.327-60.935-50.334-0.680-1.773-11.327-64.117-52.11000-11.327-63.4374.4.3橫向配筋計算由上述計算可知，，對應(yīng)的截面尺寸：；；；；。選用Ⅰ級鋼筋，U形側(cè)墻按直墻簡化計算（槽殼外壁受拉），（槽壁受拉）則作用在的外側(cè)，屬大偏心受拉構(gòu)件先設(shè)，對于一級鋼筋查的則選配說明按所選的進(jìn)行計算就不需要混凝土承擔(dān)任何力了，這意味著實際上的應(yīng)力不會達(dá)到屈服強(qiáng)度，故按計算。選取，滿足要求。配筋圖如下：ФФФФ圖4.54.4.4橫向抗裂驗算查的矩形截面抵抗矩的塑性系數(shù)，修正系數(shù)為，取修正系數(shù)為，則有，換算截面的面積換算截面重心至受壓邊緣的距離換算截面對其重心軸的慣性矩則彈性抵抗矩一般情況下需按荷載效應(yīng)的短期組合與長期組合分別驗算本設(shè)計。因是粗略計算，且可變荷載很小，故只按荷載效應(yīng)的長期組合進(jìn)行抗裂驗算。取，（混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）則，滿足抗裂要求。4.5拉桿結(jié)構(gòu)與配筋計算4.5.1力計算圖4.6計算簡圖荷載計算橫拉桿自重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值人行道板重：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值人群荷載：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值由公式可求得固端彎矩，其中，，代入數(shù)據(jù)得由公式可求得跨中彎矩代入數(shù)據(jù)得4.5.2配筋計算（1）按固端彎矩配筋，則作用在之外，屬大偏心受拉構(gòu)件。先設(shè)，對于Ⅱ級鋼筋，則選配為Φ16（）故可按計算又故選取Φ16（）（2）按跨中彎矩配筋即作用在之外，同屬大偏心受拉構(gòu)件。設(shè)，Ⅱ級鋼筋代入數(shù)據(jù)得選配Φ8.2（）代入數(shù)據(jù)得即可按計算有故可選取Φ8.2（）綜上所述，按固端彎矩所配鋼筋可滿足拉桿兩端和跨中的配筋要求。即所選鋼筋為：Φ16（），同。橫拉桿的配筋圖如下圖4.7拉桿配筋圖4.6端肋結(jié)構(gòu)與配筋計算為使槽身便于支撐在槽架上，常設(shè)置支撐肋，對于簡支梁式槽身則為端肋。對于簡支梁式U形槽，可用到槽端距離為的Ⅰ-Ⅰ截面分隔槽身（離肋中線半個到一個拉桿間距），圖中L為半跨槽身長度，b為支撐肋的厚度，其余尺寸與符號意義如圖所示（a）（b）(c)圖4.8U形槽端肋計算圖4.6.1力計算基本尺寸：排架間距；另外，槽身均布荷載一個端肋重由以上數(shù)據(jù)可求得各項荷載計算J和計算端肋頂部拉桿的軸力（以拉為正），按一次超靜定求解計算端肋底橫梁跨中截面的軸力（拉力為正）和彎矩（下緣受拉為正）4.6.2配筋計算知，，故按大偏心受拉計算先設(shè)，對于Ⅱ級鋼筋查的選配為7Φ18（）故按計算選配為5Φ25（），配筋圖如下：圖4.95排架設(shè)計5.1排架尺寸的確定本設(shè)計采用單排架，擬定排架高度。排架兩根立柱的中心距取決于槽身寬度，應(yīng)使槽身傳來的荷載的作用線與立柱中心線重合，使立柱為中心受壓構(gòu)件。故排架總寬為。支柱斷面尺寸：長邊（順槽向），取短邊（橫槽向）取排架兩支柱間設(shè)置橫梁，以減小支柱的彎矩。橫梁間距一般取，本設(shè)計取。梁高取。梁寬取。橫梁由上到下等間距布置。橫梁與支柱連接處常設(shè)置補(bǔ)角（又稱承托），以改善交角處的應(yīng)力狀態(tài)。為支撐槽身，排架頂部伸出短懸臂梁式牛腿，懸臂長度高度，取，傾角，取。具體尺寸如圖5.1圖5.1單排架構(gòu)造尺寸5.2荷載分布作用在排架上的荷載有水平荷載和垂直荷載，如圖5.2,水平荷載本設(shè)計中僅考慮槽身與立柱上的風(fēng)壓力，水平壓力在計算中可簡化成節(jié)點力，即。圖5.2排架計算簡圖為槽身和節(jié)點1下半柱圍的風(fēng)壓之和，即式中——風(fēng)壓荷載設(shè)計值——槽身受風(fēng)面積，（為槽身高，為每跨槽身長）——立柱縱向尺寸——鋼架節(jié)點間距等的計算與一樣垂直荷載有：=1\*GB3①槽身自重和滿槽水重，=2\*GB3②作用于槽身的水平風(fēng)壓通過槽身支座轉(zhuǎn)化為作用于支柱頂?shù)囊焕粔捍怪陛S向力=3\*GB3③鋼架自重，計算中可化為節(jié)點力。其中（為橫梁高，為立柱中心距）5.3排架橫槽向結(jié)構(gòu)計算根據(jù)荷載的最不利組合情況分別進(jìn)行計算。本設(shè)計考慮兩種工況：=1\*GB3①滿槽水+側(cè)向風(fēng)壓，按持久狀況的基本組合考慮。=2\*GB3②空槽+側(cè)向風(fēng)壓，按短暫狀況的基本組合考慮。（排架立柱與橫梁剪力一般不大，可不做計算）5.3.1滿槽水+側(cè)向風(fēng)壓的計算工況（1）水平荷載：（2）垂直荷載：（3）力計算：（主要考慮作用產(chǎn)生的）鉛直向節(jié)點荷載只使支柱產(chǎn)生軸向力。水平節(jié)點荷載可分解成對稱荷載和反對稱荷載。對稱荷載作用下，只有橫梁承受的壓力，其它桿件滿足平衡條件。因結(jié)構(gòu)對稱，故在反對稱荷載作用下可取一半按圖5.3用“無剪力分配法”計算排架力。=1\*GB3①固端彎矩立柱AB，BC，CD，DE為剪力靜定桿，由平衡方程求得剪力為：圖5.3排架力計算圖將桿端剪力看作桿端荷載，可求得固端彎矩如下：=2\*GB3②分配系數(shù)令則有結(jié)點A：結(jié)點B：結(jié)點C：結(jié)點D：=3\*GB3③力矩分配和傳遞如圖5.4所示。（立柱的傳遞系數(shù)為-1）（4）各桿的桿端彎矩為：各柱的軸力為：圖5.4計算過程圖5.3.2空槽加側(cè)向風(fēng)壓的計算工況在此工況下，僅垂直荷載P發(fā)生變化，其余荷載不變。即有，各桿的桿端彎矩同滿槽水+側(cè)向風(fēng)壓的計算工況各柱的軸力為：5.3.3立柱的配筋計算立柱按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋，立柱控制配筋的截面是柱頂與柱底兩個截面。因為風(fēng)向是變化的，可來自左右兩個方向，故立柱承受正負(fù)兩個方向的彎矩，應(yīng)按對稱配筋計算。同時要考慮縱向彎曲的影響，其計算長度取,立柱的截面尺寸：取兩種計算工況中偏心距較大的柱進(jìn)行配筋，即，考慮到長細(xì)比對承載力降低的影響，需修正，即乘以偏心距增大系數(shù)。，，式中——軸向力對截面重心的偏心距，當(dāng)<時，取——構(gòu)件的計算長度——截面高度——截面有效高度A——構(gòu)建的截面面積——考慮截面應(yīng)變對截面曲率的影響系數(shù)，當(dāng)>1時，取——考慮構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù)，當(dāng)時，取取取則（∵）則，故屬于小偏心受壓。由于構(gòu)件破壞時的應(yīng)力一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度，因此為節(jié)約鋼材，可按最小配筋率即構(gòu)造要求配筋，，選用根據(jù)求解的公式并將代入公式：可得下列方程：聯(lián)立求解得取與（當(dāng)時，取），從而求解和解得與均小于零，故按最小配筋率要求配筋：故各選取即，不再需對的用量進(jìn)行復(fù)核。5.3.4橫梁的配筋計算橫梁所受的軸力很小，在配筋計算中可忽略不計，按受彎構(gòu)件考慮。橫梁兩端截面（正、負(fù)彎矩最大處）為控制配筋的截面，荷載組合同立柱。同樣由于風(fēng)壓來自左右兩個方向，橫梁的配筋也采用對稱配筋。取截面尺寸：選配箍筋的選配：箍筋間距應(yīng)滿足且且（其中為縱向鋼筋的最小直徑，為柱截面短邊尺寸），即選箍筋。即在立柱與橫梁中均采用的箍筋。圖5.5立柱配筋圖圖5.6橫梁配筋圖5.4排架順槽向結(jié)構(gòu)計算5.4.1驗算單根立柱的豎向穩(wěn)定性計算工況為滿槽水+人群重，考慮縱向彎曲的影響，計算簡圖如下圖5.7荷載計算：軸向力計算長度查得穩(wěn)定系數(shù)圖5.7選配5.4.2施工吊裝驗算當(dāng)一跨槽身吊裝完畢而另一跨槽身尚未吊裝時，立柱在順槽向承受偏心受壓作用。如圖5.8所示截面尺寸需考慮縱向彎曲的影響故按實際偏心距計算取圖5.8則故按大偏心受壓計算故有選配配筋圖如5.55.4.3排架起吊時的強(qiáng)度驗算排架一般是放在地上預(yù)制的。排架在吊裝時，一端剛離開地面，另一端還支撐在地上，此時排架受力最為不利，應(yīng)對此進(jìn)行驗算，對于時刻采用四吊點，吊點位置一般設(shè)于立柱與橫梁的交點附近，并使最不利時刻立柱所受的正負(fù)彎矩相等或接近相等，以充分發(fā)揮材料的承載力。對求出的力還應(yīng)乘以動力系數(shù)1.1～1.3。本設(shè)計取1.2。計算簡圖如下圖5.9（1）力計算（取半邊鋼架進(jìn)行，其中均布荷載q為單根立柱重，集中荷載P為半根橫梁自重）均布荷載：集中力：支座負(fù)彎矩：支座反力：對B點取矩得求得跨中x處的彎矩：=1\*GB3①令則x不符合要求。=2\*GB3②令則=3\*GB3③令則x不符合要求。則最危險截面x=4.5m截面尺寸：則選配綜上所述，最終確定立柱順槽向配筋與配筋圖如下：選配圖5.9立柱配筋圖5.5牛腿尺寸驗算（1）通常牛腿的寬度與柱的寬度一樣，本設(shè)計中與排架同寬。牛腿的高度可根據(jù)裂縫的控制要求確定。一先假定牛腿高度h，然后按下式進(jìn)行驗算（時）式中——由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合計算的作用于牛腿頂部的豎向力?！珊奢d標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合計算的作用于牛腿頂部的水平拉力。本設(shè)計中?！芽p控制系數(shù)，對于承受靜荷載作用的牛腿，取——豎向力作用點至下柱邊緣的水平距離，應(yīng)考慮安裝偏差20mm，豎向力作用點位于下柱以時，取——牛腿寬度，取——牛腿與下柱交接處的垂直截面有效高度取，在此，，與的意義如圖5.11。本設(shè)計中取。圖5.10牛腿尺寸由5.1中排架尺寸的擬定可知取則即有則牛腿尺寸滿足要求。（2）牛腿受力鋼筋的確定按公式確定當(dāng)時，取（本設(shè)計中）式中——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)——作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計值——作用在牛腿頂部的水平拉力設(shè)計值選配，選配箍筋剪跨比，故應(yīng)設(shè)彎起筋選配6細(xì)部構(gòu)造設(shè)計6.1渡槽與兩岸渠道的連接（1）槽身與填方渠道的連接。槽身與填方渠道的連接方式通常有斜坡式和擋土墻式兩類。本設(shè)計采用擋土墻式，它是將邊跨槽身的一端支承在重力擋土墻式邊槽墩上，以保證穩(wěn)定并減小沉陷，兩側(cè)用一字或八字形斜擋土墻。為了降低擋土墻背后的地下水壓力，在墻身和墻背面應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施。為了防止產(chǎn)生過大的沉陷，漸變段和連接段下面的填土宜用砂性土填筑，并嚴(yán)格分層夯實，上部鋪筑厚0.5～1.0m的防滲粘土鋪蓋以減少滲漏的影響。為了防滲，進(jìn)出口建筑物的防滲長度一般應(yīng)不小于渠道最大水深的3～5倍。滲徑不足時，可在連接段底部與兩側(cè)設(shè)置截水齒環(huán)以增長滲徑。需用漸變段防滲時，漿砌石漸變段必須砌筑密實，迎水面用水泥砂漿勾縫或澆筑5～10cm厚的混凝土護(hù)面。為保證土坡的穩(wěn)定，填方渠道末端的錐體土坡不宜過陡，并采用砌石或草皮護(hù)坡，在坡腳處設(shè)排水溝以導(dǎo)滲和排水。（2）槽身與挖方渠道的連接。邊跨槽身靠近岸坡的一端支承在地梁或高度不大的實體墩上，與漸變段用連接段連接。這種布置的連接段地板和側(cè)墻沿水流方向基本上不承受彎矩作用，所以可采用漿砌石或混凝土建造。有時為了縮短槽身長度，可將連接段向槽身方向延長，并建造在用漿砌石砌筑的底座上。6.2渡槽的伸縮縫梁式渡槽的伸縮縫，設(shè)在各段槽身之間。槽身與進(jìn)出口建筑物之間與各節(jié)槽身之間必須用變形縫分開，縫寬3～5cm。變形縫必須既能適應(yīng)變形又能防止?jié)B漏的柔性材料封堵。特別是槽身與進(jìn)出口建筑物之間的接縫止水必須嚴(yán)密可靠。否則，不僅會造成大量漏水，還可能促使岸坡滑塌影響渡槽安全，在設(shè)計和施工時應(yīng)給予足夠的重視。渡槽槽身接縫止水所用的材料和構(gòu)造型式多種多樣。本設(shè)計中采用粘合式止水。如圖6.1圖6.16.3支座支座是連接渡槽上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要部件，其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給槽架，為此要求支座必須有足夠的承載力，同時支座應(yīng)能自由變形，能適應(yīng)槽身因溫度變化、混凝土收縮徐變與荷載作用而引起的位移，使結(jié)構(gòu)實際受力情況與計算圖相符合。本設(shè)計采用切線鋼板支座。支座的上下座板分別采用厚的鋼板，并將下座板頂面刨成弧面，成為切線式支座。如圖6.21—槽身2—錨栓3—上坐板4—墊板5—下座板6—齒板7—槽架