水利專業(yè)畢業(yè)設計

1、原文：Design the leaderIs it draw materials on real project letting camp aqueducting to design originally , let camp aqueduct land muddy irrigated area leap building , Iraq of river of east one trunk canal. The muddy irrigated area of land is one of bigger irrigated areas of Henan Province, the irrigat

2、ed area is in half a mountain areas and mound mountain range areas, crosses over six counties of three areas in Luoyang , Kaifeng , Zhengzhou, the irrigated area of irrigated area is 57.61 hectares. The whole irrigated area is done the composition of three trunk canals by two total trunk canal and t

3、he east one , the east, the west, total length 290.5m, 1134 .32 aqueducts buildings, total length 9.8Km. East one trunk canal plan 3.841 of irrigated area, in the east one irrigated area more for hills arid area, the hillock depression is alternate in the district, the ground is covered for the red

4、and brown clay and loess, hydrogeology is relatively bad, lack the underground source of water . Let camp aqueduct plan axis long 748.1m, this section for being getting mauve, getting reddish brown conglomerate insert sand quality clay, the conglomerate composition is quartz sandstone , quartzite ,e

5、tc., the surface is weathered seriously, protruding and concave and not smooth, the naked eye can see the corrosion, the diameter comes in different sizes, there is phenomenon of infiltrating in the hole. Let camp aqueduct larger aqueduct at the east one trunk canal , so to is it concern whole east

6、one trunk canal of planning irrigated areas or not to build up aqueduct this, irrigated area of planning of the muddy irrigated area of the even whole land. Originally designing the rank of the building according to tertiary consideration, it is 80 to design the earthquake intensity. The task origin

7、ally designed has two items mainly, let geology topographical terms , camp of section according to east one trunk canal , draft two different kinds of leap building pattern of river for the first time, and compare through technological economy, choose economy to be rational from it, safe and reliabl

8、e feasible scheme; Second , confirm the physical dimension according to the selected scheme, after instructing the teacher how to approve, calculate the water conservancy and structure. Have proved and proved the joining type U section aqueduct and roof beam type rectangle section aqueduct mainly in

9、 scheme, select the roof beam type rectangle section aqueduct finally. Definite conceptual design main to assign while being whole while being including trough body , vertical section design , design , supporting structural design ,etc. , trough of body. The whole aqueduct long 770m, is divided into

10、 49 and stepped, steps 15m each time, design flow 40m3/s, strengthen flow 45m3/s. The slope is 1/1300. The trough is taken as the ordinary armored concrete structure, the rectangle gives up and wears the pull rod , the clear width 4.565m of trough body, net deep 3.652m, the side wall thick 20cm, hig

11、h 4.252m, thick 40cm of photographic plate , the pull rod is a square section of 10cm10cm, interval 2m. Had concrete mound that water requests adopted the hollow round rectangle section big because of the overhead distance in the main river trough one, amounts to 15, mound body biggest high 32m, by

12、20 all around: The slope of 1 is expanded downwards. Adopting the single shelf in the beach location, it is the armored concrete structure to arrange the shelf, amounting to 34, the biggest high 22.52m, is divided into four layers, it is 4.565m to go to the three -storyed interval of centre line of

13、crossbeam, the limb post section is a rectangle section of 50cm70cm, the crossbeam is a rectangle terminal surface of 40cm60cm. Both ends set up the gravity type trough platform in the aqueduct , vertical section for ladder-shaped section that one side stand upright, whole trough platform high 4.252

14、m. Originally design the main water conservancy including aqueduct of part calculated to calculate, the trough body is required to match the muscle and calculate in internal force under the operating mode, the stability checking computations under the horizontal wind pressure makes mathematical calc

15、ulations, resists to split, hoist checking computations; Mound body stress checking computations , making stability of the basis and stress checking computations in the horizontal wind pressure of the mound of the trough ; The internal force that the trough shelf requires the internal force under th

16、e operating mode to match muscle calculating , foundation matches the muscle to calculate; Basis stress and stabilizing checking computations of the trough platform. The main principle originally designed is: Through the graduation project , make the knowledge learnt consolidated , expanded and stre

17、ngthens and systematized, strengthen the ability of using theory knowledge to solve the practical problem at the same time, improve basic technical ability , such as design calculating , drawing of the actual project ,etc., train and set up correct design philosophy, seek truth from facts , study as

18、siduously, benefit from it through one's own efforts, work for ones that will suit in the future as soon as possible and study and lay a solid foundation. Because time is shorter the level is limited, what has been unavoidably done in some places is uncomplete, what has been done is not careful

19、, the persons who hope to read make a comment. If expansion joint , prop up seat mound head for satisfy aqueduct can use design to aqueduct every tiny position safely un der various kinds of situation, wait for the place to do certain treatment . Include professional course contents , such as struct

20、ural mechanics , hydraulics , armored concrete , water conservancy project building ,etc. in the course of designing. Because everybody's joint efforts have finished this to design in time in the course of designing, because time is hurried and studies there is insufficient all sorts of in the l

21、imited design of knowl edge, everybody sincere makes a comment. The keyword : Aqueduct Trough body arrange the shelf The internal force calculating.譯文：設計總說明本設計取材于實際的工程許營渡槽，許營渡槽是陸渾灌區(qū)東一干渠上的跨越伊河上的建筑物.陸渾灌區(qū)是河南省較大的灌區(qū)之一,灌區(qū)處在半山區(qū)和丘嶺地區(qū) ,跨越洛陽、開封、鄭州市三個地區(qū)的六個縣,灌區(qū)灌溉面積134畝。整個灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成,全長290.5m,建筑物1134座

22、,渡槽32座，其中主要建筑物有遂洞33座，全長23.9km；渡槽32座，全長9.8km；另外還有倒虹吸等輸水建筑物。東一干渠規(guī)劃灌溉面積57.61畝，東一灌區(qū)內(nèi)多為丘陵干旱地區(qū)，區(qū)內(nèi)崗洼相間，地面覆蓋為紅色和棕色黏土及黃土，水文地質(zhì)較差,缺乏地下水源。許營渡槽規(guī)劃軸線長748.1m,該段為紫紅色、紅褐色礫巖和夾砂質(zhì)黏土，礫巖成分為石英砂巖、石英巖等，表面風化嚴重，凸凹不平，肉眼可見溶蝕，直徑大小不一，洞內(nèi)均有滲水現(xiàn)象。許營渡槽是東一干渠上較大的渡槽,因此,該渡槽的建成與否關系到整個東一干渠的規(guī)劃灌溉面積,甚至整個陸渾灌區(qū)的規(guī)劃灌溉面積。本設計建筑物級別按三級考慮，設計烈度為80。本設計的任務主

23、要有兩項，一是根據(jù)東一干渠許營段的地質(zhì)地形條件，初擬兩種不同類型的跨越河流的建筑物型式，并通過技術經(jīng)濟比較，從中選擇經(jīng)濟合理，安全可靠的可行性方案；二是根據(jù)選定的方案，確定結構尺寸，經(jīng)指導教師認可后，進行水力與結構計算。方案論證主要對拱式U形斷面渡槽和梁式矩形斷面渡槽進行了論證,最后選定了梁式矩形斷面渡槽。確定的方案設計主要包括了槽身的整體布置、縱剖面設計、槽身的設計、支承結構設計等。整個渡槽長770m,分為49 跨，每跨15m，設計流量40m3/s，加大流量45m3/s。坡度為1/1300。槽身為普通鋼筋混凝土結構，矩形斷面帶拉桿，槽身凈寬4.565m，凈深3.652m，側墻厚20cm,高4

24、.252m，底版厚20cm,拉桿為10cm×10cm的方形斷面，間距2m。渡槽的支承結構采用單排架式支承結構。在灘地段采用單排架，排架為鋼筋混凝土結構，共34個，最大高度17.90m，分為四層，上三層橫梁中心線間距為5m，肢柱斷面為50cm×70cm的矩形斷面，橫梁為40cm×60cm的矩形端面。本設計計算的部分主要包括渡槽的水利計算、槽身要求工況下的內(nèi)力配筋計算、在橫向風壓下的穩(wěn)定演算、抗裂驗算、吊裝驗算；支撐結構的內(nèi)力計算主要以結構力學中的“無剪力分配法”為主要計算方法。對于槽身橫向內(nèi)力則首先計算出拉桿軸力在按照結構力學的靜定結構計算各截面內(nèi)力，根據(jù)計算出的內(nèi)

25、力配置配筋。槽身縱向主要計算槽身承受的總拉力并且假定這部分拉力全部都由鋼筋來承受以此計算需要的鋼筋用量。河谷部位在考慮荷載及受力情況因此在槽墩上加設了變截面懸鏈拱。拱的受力情況較復雜，因此在設計時將拱的受力情況分為基本組合及特殊組合兩部分。在計算出各種情況下的內(nèi)力后，因不滿足應力要求故在拱內(nèi)加配了鋼筋。本設計的主要原則是：通過畢業(yè)設計，使所學到的知識得到鞏固、擴大加深和系統(tǒng)化，同時加強運用理論知識來解決實際問題的能力，提高對實際工程的設計計算、繪圖等基本技能，培養(yǎng)和建立正確的設計思想，實事求是，刻苦鉆研，通過自己的努力從中受益，為盡快適應將來的工作和學習打下堅實的基礎。為了滿足渡槽在各種情況下

26、均能安全運用設計中對渡槽各細小部位如伸縮縫、支座墩頭，等處均做了一定的處理。在設計過程中包括了結構力學、水力學、鋼筋混凝土、水工建筑物等專業(yè)課程內(nèi)容。在設計過程中由于大家的共同努力及時完成了這份設計，因時間倉促及所學知識有限設計中有著種種不足，誠懇大家批評指正。由于時間較短水平有限，有些地方難免做的不到位，做的不細致，望閱者給予指正。關鍵詞：渡槽 槽身 排架 內(nèi)力計算目 錄Design the leader1設計總說明4第一章 工程概況及基本資料 8一、工程概況8二、設計資料與數(shù)據(jù)9第二章 輸水方案及建筑形式的選擇11一、方案的論證11二、槽身橫斷面型式的選擇11三、支承型式的選擇9第三章 渡

27、槽總體布置和縱剖面設計14一、渡槽的總體布置14二、渡槽的縱剖面布置14第四章 槽身的設計17一、槽身基本尺寸的確定17二、槽身縱向結構計算17三、槽身橫向結構計算22四、邊墩的結構計算36第五章 渡槽的整體穩(wěn)定性驗算41一、槽身的整體穩(wěn)定性驗算41二、槽身的抗滑穩(wěn)定驗算41三、槽身的抗傾覆穩(wěn)定驗算42第六章 單排架的結構計算44一、排架的荷載計算44二、排架的內(nèi)力計算45三、排架的配筋計算47第七章 細部結構設計51一、伸縮縫與止水51二、支座51三、兩岸連接52謝辭53參考文獻54第一章 工程概況及基本資料一、 工程概況陸渾灌區(qū)是河南省較大的灌區(qū)之一，灌區(qū)跨越洛陽，開封，鄭州市三個地區(qū)的六

28、個縣，灌區(qū)范圍內(nèi)居住人口大約100萬人。陸渾灌區(qū)的主要水源庫。 （一） 灌區(qū)基本概況陸渾水庫位于河南省嵩縣境內(nèi)，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)設計灌溉面積萬畝，總干渠進口設計流

29、量為，相應水位，總干渠末端設計流量，相應水位。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 長控制面積（萬畝）規(guī)劃面積（萬畝）水庫引渠（萬畝）反調(diào)節(jié)灌（萬畝） （二） 東一干概況東一干渠規(guī)劃灌溉面積萬畝，其中汝陽萬畝，伊川萬畝，偃師萬畝，汞陽萬畝。一干渠設計流量考慮近期與遠期兩種情況，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期規(guī)劃確定設計流量（譬如東一干進口段上的建筑物設計流為）,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，（譬如東一干進口段的渠道設計流量為。東一干渠自內(nèi)埠到已水河的渠段設計長度為。共有

30、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。二、 設計資料與數(shù)據(jù)（一） 地形地質(zhì)情況（1）地形陸渾灌區(qū)處于伏牛山北麓，嵩山和熊耳山后谷底一帶，地形復雜。東一干渠灌溉渠地域

31、內(nèi)多為低山丘陵干旱區(qū)，區(qū)內(nèi)崗洼相間，地面覆蓋為紅色和棕紅色粘土及黃土。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11001200。（2）地質(zhì)東一干渠規(guī)劃路線從樁號30+762.031+314.1（位于許營附近），該段是橫跨伊河上的一條支流。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，礫巖成分為石英砂石、石英巖等。表面風化嚴重，凸凹不平，肉眼可見溶蝕的洞穴，直徑大小不一，小者m左右，大的在10m以上，洞內(nèi)均有滲水現(xiàn)象。砂質(zhì)粘土巖的成份多為泥砂質(zhì)組成

32、。表面段出有斷續(xù)相間的滲水，說明砂質(zhì)粘土有隔水性能，礫巖表面覆蓋有2m左右的黃色粉質(zhì)壤土。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，下部為黃色中粉質(zhì)壤土含結核，粘粒含量20%左右。臺地段土層厚在1820cm，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0.815m,自上而下逐漸密實。與界限明顯，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，固結密實，粘粒含量20%以上，具有塑性，可以搓成細條。中含有少量結核，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)結核含土層，（樁號0+4400+706）。（二） 氣象情況本灌區(qū)屬于華北干旱區(qū)，平均多年降雨

33、量只有500600mm，而且分布很不均勻，有6070集中在汛期。作物生長期長出現(xiàn)嚴重干旱缺水的情況。年平均蒸發(fā)量為2000mm。最大風速為18ms,最大凍土深度0.5m。（三） 基本數(shù)據(jù)（1）擬建許營渡槽段樁號：30+56631+314.1，全長748.1m，設計流量Q=40m3/s,加大流量Q=45 m3/s。（2）渡槽段及其進出口渠道的有關數(shù)據(jù)與斷面示意，詳見表1.2和示意圖。（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。（4）根據(jù)洛陽地區(qū)地震局提供的有關資料，陸渾灌區(qū)的主要建筑物設計烈度定為。（5）許營渡槽段跨越式建筑物，不論采用那種類型，均按三建筑

34、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人行便道即可。表1.2 許營渡槽及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水頭損失設計水位相對位置土渠29+04030+762.01516m1/120000.126m281.224m許營上游渡槽30+56631+314.1748.1 m0.80m280.398m許營土渠31+314.136+7505345.9m1/120000.445m279.701m許營下游第二章 輸水方案及建筑物型式的論證一、方案的論證初步設計時擬定了繞山渠道、渡槽、倒虹吸管三種方案，以下為三種方案的論證比較。繞山渠道，渠道選線一般要求在滿足輸水

35、任務的前提下，盡量使工程量小且造價低。對于灌溉渠道，渠線應與地形等高線大致平行且盡可能布置在灌區(qū)的脊線，以爭取最大的自流灌溉面積。根據(jù)本設計所給的地形地質(zhì)資料，修建繞山渠道露于地面便于維護管理，但由于要繞過地形起伏較大處，故渠線過長，該地段風化嚴重，增加了工期的不確定性。地質(zhì)資料還表明該地段溶蝕洞穴較多，透水性強，輸水量又難以保證。因以上原因排除繞山渠道方案。倒虹吸管，倒虹吸管是設置在渠道與河流 谷地 道路相交處的壓力輸水建筑物，與渡槽相比，通常具有造價低，施工方便等優(yōu)點，但水頭損失較大，運用管理不如渡槽方便。許營渡槽所處地段風化嚴重，易淤積，地形復雜，完工后的虹吸管穩(wěn)定性差，地下溶蝕洞穴較多

36、，采用此方案水量損失嚴重，大大降低了該工程的經(jīng)濟效益，結合以上原因排除倒虹吸方案。渡槽，渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流輸水建筑物。雖施工要比渠道 倒虹吸復雜，但由于其水頭損失小，受地形 地質(zhì)條件影響小，在我國灌區(qū)建筑物中應用較為廣泛，在設計施工方面也已有了較豐富的經(jīng)驗，運用管理也方便，不易淤積，又便于交通和通航。結合以上論述根據(jù)許營段的實際情況修建渡槽合適，故以下本設計選用渡槽方案。二、 槽身橫斷面型式的選擇槽身斷面有矩形、U型（半圓型上加直墻）、多側墻等如圖（2-1）。一般常用矩形和U型斷面，故將兩種斷面形式做以下比較論證。大流量的鋼筋混凝土梁式渡槽槽身多采用矩形斷面，對與中小流量也

37、常采用中小型流量的多設拉桿，間距為2米左右。有通航要求時不設拉桿，側墻做成變厚的。矩形槽身施工方便，耐久性、抗凍性好，結構簡單特別時適用于有通航要求的中型渡槽 U形槽身斷面為半圓加直段，槽頂一般設拉桿，槽壁頂端常加大以增加剛度，多采用鋼筋混凝土或鋼絲網(wǎng)水泥結構，與矩形槽身相比有水力條件好、縱向剛度大，省鋼材等優(yōu)點，但抗凍性差、不耐久，施工工藝要求高，如果施工質(zhì)量不高，容易引起表面剝落、鋼絲網(wǎng)銹蝕、甚至有漏水現(xiàn)象產(chǎn)生。綜上所述根據(jù)所給資料結合許營地段的實際情況本設計槽身斷面采用矩形斷面。三、支承形式的選擇槽身的縱向支承形式常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三種類型。拱式支承常用于大跨度離地面

38、高度不大的槽身，拱式支承雖受力情況好，但是其墩臺對地基的沉降要求高、施工質(zhì)量要求高難度大。根據(jù)許營段的地形情況本設計不采用拱式支承，在主河漕部分由于有過水要求采用墩式支承，灘地部分采用排架支承。墩式支承分為重力墩和空心重力墩兩種類型，重力墩節(jié)省鋼材，墩身強度以及縱向穩(wěn)定性易滿足要求，但由于其自重過大，特別式墩身較高并承受豎向荷載與水平荷載時，要求地基有較大的承載力，故其多用于墩身高度不太大而地基承載力較高的巖基和較好的土基上?？招闹亓Χ盏耐庑屋喞叽绾投彰睒嬙煊趯嶓w重力墩基本相同，水平截面有圓矩形、雙工字行和矩形三種型式（如圖2-.2）。圓矩形水流條件較好，外形美觀，另外由于做成空心而節(jié)省了材

39、料，減輕了自重和作用于地基上的荷載，空心重力墩比實體重力墩的抗彎剛度大，可以改善自身的受力條件。雙工字形施工方便，對y軸的慣性矩大，故邊緣應力較小，但水流條件差，動水壓力大。矩形墩施工最方便，截面慣性矩也較大，水流條件處于前二者之間，適用于河水不深的灘地和兩岸無水的槽墩。鑒于以上所述本設計排架是鋼筋混凝土結構，其自重輕地基應力較之墩容易得到滿足，排架有單排架、雙排架和A字形排架三種形式（如圖23）。 單排架體積小，重量輕，現(xiàn)場澆筑和預制吊裝都方便，在渡槽工程中應用十分廣泛。雙排架是由兩個單排架，中間以橫梁連接而成，屬空間結構受力較復雜。A字形排架是兩片單排架的腳放寬，頂端連在一起而成的，其穩(wěn)定

40、性好，適應高度較大，但造價較高，施工較復雜。綜上所述，根據(jù)許營段的地質(zhì)、地形條件，本設計采用單排架作為槽身的支承結構。 第三章 渡槽總體布置和縱剖面設計一、渡槽的總體布置渡槽的總體布置主要包括渡槽的選址。渡槽的選址應注意：槽身長度短、基礎低，降低功工程造價；軸線短、順直、進出口避免急轉彎，布置在挖方處；渡槽軸線盡量和河道正交；少占耕地、少拆民房；盡可能的減少和改善對環(huán)境的影響。在選擇槽址時，除應滿足以上總體布置的要求外，還應考慮槽址附近是否有寬敞、平坦的施工場地，同時應滿足槽下的交通要求。綜合考慮以上各方面因素的同時結合許營段的具體情況，確定槽址于地形圖上。二、渡槽的縱剖面設計渡槽的縱剖面設計

41、的任務是確定進出口段的連接形式，根據(jù)設計流量及水流通過的允許水頭損失值選擇適當?shù)亩刹劭v坡和斷面，并擬訂出渡槽進出口高程。（一） 進出口段連接形式的確定進出口段的連接應力求水流銜接良好，平順的流入流出，下游渠道不發(fā)生沖刷，水頭損失小，本設計采用長扭曲面使渠道與渡槽連接。（二） 渡槽的水力計算(1)擬定槽身的縱坡i、凈寬B0和凈深H0渡槽的縱坡取為i=1/1250。根據(jù)計算書中的計算可得B0=4.565m，H0=3.652m。渡槽的允許水頭損失Z =0.8m，扣除進出口水頭損失后余下的約0.6m，槽身總長度L=686m，初選槽底縱坡i=1/1250。因為槽身跨度較大，宜采用較大的寬深比值B0/H0

42、值取0.8，經(jīng)試算，得B0=4.565m，H0=3.652m，h0=3.25m，所以通過設計流量時，槽中實有水面超高值為H0-h0=3.652-3.25=40.2cm,要求值為（h0/12）+5= （325/12）+5=31.7cm,故最后確定i=1/1250，B0=4.565，H0=3.652m。(2)渡槽的進出口高程計算進口段的布置形式較復雜，本設計選用長扭曲面，則進口段水面降落 Z1=（1+1） （31）式中 v1、v分別為上游渠道及渡槽內(nèi)的平均流速； 1進口段的水頭損失系數(shù)。根據(jù)渠道的試算公式如下： h=3/8 （32）式中 m渠道的邊坡系數(shù)；b、h分別為渠道的寬和高；其他符號的意義與

43、前相同。 圖31 渡槽水力計算圖已知上游渠道的水力參數(shù)，Q=40m3/S，n=0.025，m=1.75，b=4.0m，i=1/1200，上游渠道的正常水深h1=271.224-267.48=3.744m。所以上游渠道的水流速度為v1=0.886m/s已知下游渠道的水力參數(shù)，Q=40m3/s，n=0.025，m=1.75，b=4.0m，i=1/1200，下游渠道的正常水深h2=269.701-266.68=3.021m。所以下游渠道的水流速度為v2=1.098m/s。渡槽內(nèi)的流速為v=2.70m/s。取 1=0.10，則根據(jù)式（14）可得Z1=（1+0.10）=0.364（m）槽身段的水面降落Z

44、2=iL=0.549m （32）式中 L槽身段的長度。出口段的水面降落值Z3可用下式近似計算，即 Z3=（1-2） （33）式中 2出口段的水頭損失。取2=0.03，則根據(jù)式（17）可得Z3=0.30（m）通過渡槽的總水頭損失Z可按下式計算，即Z=Z1+Z2-Z3 （34）則Z=0.364+0.549-0.30=0.613（m）根據(jù)圖31所示條件可確定出以下各值（符號意義見圖31）：進口槽底高程1=上+H1-Z1-H =267.61（m） 進口槽底抬高 y1=1-3=0.13（m） 出口槽底高程 2=1-iL=267.061（m） 出口渠底降落 y2= hs - Z3 H=3.744-0.3-

45、3.25=0.194m 出口渠底高程 下=2y2=267.061-0.194=266.867m 驗證：上 下 =267.48-266.867=0.613m 計算無誤，滿足要求。第四章 槽身的設計一、槽身基本尺寸的確定根據(jù)支承形式，跨寬比及跨高比的大小以及槽身橫斷面形式等的不同，槽身應力狀態(tài)與計算方法也不同，對于梁式渡槽的槽身，跨寬比一般都大于4.0，跨高比也比較大，故可以按梁理論計算。槽身縱向一般按滿槽水，即水深與拉桿下緣齊平的情況設計。 圖41 槽身橫斷面型式（單位：cm）二、 槽身縱向內(nèi)力計算及配筋計算（一） 荷載計算根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃方案中擬定，渡槽的設計標準為3級，所以渡槽的安全級別級，則安

46、全系數(shù)為0=1.0，混凝土重度為=25kN/m3，正常運行期為持久狀況，其設計狀況系數(shù)為=1.0，荷載分項系數(shù)為：永久荷載分項系數(shù)G=1.05，可變荷載分項系數(shù)Q=1.20，結構系數(shù)為d=1.2?？v向計算中的荷載一般按勻布荷載考慮，包括槽身重力（拉桿等小量集中荷載也換算為勻布的）、槽中水體的重力及人群荷載。其中槽身自重、水重為永久荷載,而人群荷載為可變荷載。槽身自重標準值g1k=0V1=25×0.2×5.365+0.2×3.652×2+0.6×0.2×2+0.2×0.2×3+1.0×0.1+0.6

47、5;0.2×2 +0.2 ×7 × =86.69（kN/m） 設計值 g1=G。g1k=1.05×86.69=91.02（kN/m）水重 標準值 g2k=0V29.81×4.565××0.2×2=162.76（kN/m） 設計值 g2=G。g2k=1.05×162.76=170.90（kN/m）人群荷標準值 qk=2.8×1.21.0=7.09（kN/m） 設計值q=1.2×7.09=8.51（kN/m）（二） 內(nèi)力計算梁式渡槽的單跨長l=17.5m，槽高H=4.1m，則 跨高比l/H

48、=17.5/4.1=4.724.0故可按梁理論計算，沿渡槽水流方向按簡支或雙懸臂梁計算應力及內(nèi)力： 圖42 槽身縱向計算簡圖（單位：cm） 計算長度l=l0-×=17.17（m）跨中彎矩設計值為 M=0×（g1+g1+q）l2 =1.0×1.0××270.921×17.172 =9983.740（kN/m）跨端剪力設計值 Qmax=×（q+g1+g2）l =1.0×1.0××270.920×17.17=2325.857（kN）（三） 正截面的配筋計算對于簡支梁式槽身的跨中部分底板處于受

49、拉區(qū)，故在強度計算中不考慮底板的作用，但在抗裂驗算中，只要底板與側墻的接合能保證整體受力，就必須按翼緣寬度的規(guī)定計入部分或全部底板的作用。不考慮底板與牛腿的抗彎作用，將渡槽簡化為由兩邊側墻組成的矩形截面。渡槽處于露天（二類環(huán)境條件），則根據(jù)規(guī)范查得混凝土保護層厚c=35mm，排兩排鋼筋，所以受拉鋼筋合力點至截面受拉邊緣的距離a=80mm，則截面的有效高度h0=h-a=4252-80=4172mm。根據(jù)計算簡圖和截面內(nèi)力的平衡條件，并滿足承載能力極限狀態(tài)的計算要求可得兩個基本設計公式： （41） fcbx=fyAS （42） 式中 M彎矩設計值，按承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合計算，并考慮結構重要

50、性系數(shù)0及設計狀況系數(shù)在內(nèi)； Mu截面極限彎矩值； d結構系數(shù)，d=1.20； fc混凝土軸心抗壓強度設計值，混凝土選用C55，則fc=25.0N/mm； b矩形截面寬度； x混凝土受壓區(qū)計算高度； h0截面有效高度； fy鋼筋抗拉強度設計值； As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積； 將=x/h0代入式（114）、（115），并令s=（1-0.5），則有 （43） fcbh0=fyAs （44） b （45） min （46）根據(jù)以上各式，計算側墻的鋼筋面積如下：=0.068min=0.15%選436+440 AS=9099（mm2）（四） 槽身縱向抗裂驗算受彎構件正截面在即將開裂的瞬間，受拉區(qū)邊緣的應

51、變達到混凝土的極限拉伸值max，最大拉應力達到混凝土抗拉強度ft。鋼筋混凝土構件的抗裂驗算公式如下：MsmctftkW0 （47）MLMctftkW0 （48）式中 ct混凝土拉應力極限系數(shù)，對荷載效應的短期組合ct取為0.85；對荷載效應的長期組合，ct取為0.70； W0換算截面A0對受拉邊緣的彈性抵抗距； y0換算截面重心軸至受壓邊緣的距離； I0換算截面對其重心軸的慣性距； ftk混凝土軸心抗拉強度標準值。 混凝土的標號為C55，鋼筋為級鋼，則Ec=3.55×104N/mm2，Es=2.0×105N/mm2。故 =2547530.957（）根據(jù)水工混凝土結構設計規(guī)范

52、，選取m值。由bf/b2，hf/h0.2，查得m=1.40，在m值附表中指出，根據(jù)h值的不同應對m值進行修正。短期組合的跨中彎矩值 =1.0×（86.69+162.76+7.09）×=9229.361（kN.m）Ms長期組合的跨中彎矩值（人群荷載的準永久系數(shù)=0）1.0××（86.69+162.76）×17.172 =9192.51（kN.m）Ml綜合上述計算可知，槽身縱向符合抗裂要求。（五） 斜截面抗剪計算支座邊緣截面剪力設計值 V=Qmax=2325.857（kN）截面有效高度hw=h0=4172mm，由于h0/b=4172/4006.0，

53、故截面尺寸滿足抗剪要求。混凝土截面受剪承載力因此，無需配箍筋。 三、 槽身橫向內(nèi)力計算及配筋計算由于在設計中選用了有拉桿加肋的矩形槽，所以橫向計算時沿槽長取肋間距長度上的槽身進行分析。作用于單位長脫離體上的荷載除q（自重力加水的重力）外，兩側還有剪力Q1及Q2，其差值Q與荷載q維持平衡。Q在截面上的分布沿高度呈拋物線形，方向向上，它絕大部分分布在兩邊的側墻截面上。工程設計中一般不考慮底板截面上的剪力。 （a） （b） （c）圖43 槽身橫向計算計算簡圖側墻與底板均按四邊固定支承板設計，計算條件為滿槽水。圖42中l(wèi)1為肋間距，q1為作用于側墻底部的水壓力，q2為底板的重力與按滿槽水計算的槽內(nèi)水壓力之和，根據(jù)圖24所示條件可得 （49） （410） 以上各式中 水的重度；h鋼筋混凝土的重度；底板厚度。（一） 底板的結構計算q2=1.0×103×9.8×3.65+25×103×0.2