【正文】 0 03 3 3( ) ( ) ( )3 3 3( ) ( )2 5 5 3 6 6 .6 6 2 2 5 0 ( 5 0 0 3 6 6 .6 6 ) ( 2 2 5 0 5 0 0 ) ( 5 0 0 3 6 6 .6 6 2 0 0 )3 3 3f f fE s E sb h y b b h y hbyIA h y A y a??? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?+5 22 10 [ 22 6 ( 46 0 36 6) ( 36 6 40 ) ] 10? ? ? ? ? ?? =5328361990（ mm4） 則00 0 0 520 728 .6500 366 .665328361990500 520 728 .6500 366 .66100 ( ) 28m c t tklfWe A Wk N N k N?? ? ? ? ??? ???? ? ? 經(jīng)過(guò)以上的驗(yàn)算可知，側(cè)墻肋的配筋滿足抗裂要求。 01 0 .2( ) 0 .0 71 .51 0 .2 1 2 .5 2 2 5 4 6 0 0 .0 7 5 5 6 2 81 .2 1 .4 1 .57 8 .2 4 7 6 7 .9 9cdf b h Nk N V k N?? ??? ? ? ? ? ? ??? ? ? 故可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算，而按構(gòu)造要求配置箍筋，配筋圖如下圖所示。 239。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 1 0 . 5 0 . 5 1 2 . 5 4 5 0 2 2 5 1 0 . 5 3 1 ,1 . 2 5 5 6 2 8cd f b hN? ? ? ? ?? ? ? ??，取 ζ 1= ,15 20 ??? ?hl? ∴ 2 21 2 000( / ) 1 4 6 0 3 6 5 01 1 ( ) 1 . 0 0 6 11 4 0 0 / 1 4 0 0 2 8 6 9 5 0 0lheh??? ? ? ? ? ? ? ? 判斷大小偏心，因?yàn)?η 0e = 2869=＞ = 460=138mm 所以，按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。 離側(cè)墻中線距離為 x 處的底板及肋彎矩按下式計(jì)算 xxllhhlMhXM hx )2()(6 13101 ?????? ???? （ 4— 16） 底板及肋的軸向拉力按下式計(jì)算 Nd=γ l1h2/2X1 （ 4— 17） 根據(jù)以上各式可作出側(cè)墻及肋、底板及肋的彎矩圖、剪力圖和軸力圖（見(jiàn)圖 3— 7）。 112100035 .8 07 2. 25 80 .5 6640 .7 7 2. 25 91 .7 331 [ 2. 25 1. 0 0. 1 4. 96 0. 2 2. 25 ] 25 30 .7 120. 3 9. 21 4 .q l k Nq l k NP k NM P k N m? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? 根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)用力法解 X1，列力法基本方程： δ 11X1+Δ 1P=0 （ 4— 12） 式中 δ 11—— 基本體系在單位力 X1方向產(chǎn)生的位移； Δ 1P—— 基本體系在荷載作用下產(chǎn)生的位移。 側(cè)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算 由于側(cè)墻的受力為不均勻荷載，無(wú)法查表計(jì)算，故按最大值的勻布荷載進(jìn)行配筋，其結(jié)果更安全。 各彎矩值可按下式計(jì)算 彎矩 =系數(shù) plx2 （ 4— 11） 式中 lx—— 短邊邊長(zhǎng)。 q 1l 1= 2 l 1=q 1=h= q 2l 1l 2l1=h=q 2 （ a） （ b） （ c） 圖 4— 3 槽身橫向計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖 側(cè)墻與底板均按四邊固定支承板設(shè)計(jì)，計(jì)算條件為滿槽水。 槽身橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算 由于在設(shè)計(jì)中選用了有拉桿加肋的矩形槽，所以橫向計(jì)算時(shí)沿槽長(zhǎng)取肋間距長(zhǎng)度上的槽身進(jìn)行分析。 由 bf/b＞ 2， hf/h＜ ，查得γ m=，在γ m 值附表中 指出，根據(jù) h 值的不同應(yīng)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 對(duì)γ m 值進(jìn)行修正。 根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)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(jì)算要求可得兩個(gè)基本設(shè)計(jì)公式： )]2([11 0 xhbxfMM cdud ??? ?? （ 4— 1） fcbx=fyAS （ 4— 2） 式中 M—— 彎矩設(shè)計(jì)值，按承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合計(jì)算，并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ 0及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ在內(nèi)； Mu—— 截面極限彎矩值； γ d———— 結(jié)構(gòu)系數(shù)，γ d=； fc—— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，混凝土選 用 C55，則 fc=； b—— 矩形截面寬度； x—— 混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 h0—— 截面有效高度； fy—— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； As—— 受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積； 將 ξ =x/h0 代入式（ 1— 14）、（ 1— 15），并令 α s=ξ（ ） ，則有 )(1 20bhfM scd ??? （ 4— 3） fcξ bh0=fyAs （ 4— 4） ξ≤ξ b （ 4— 5） ρ≤ρ m in （ 4— 6） 根據(jù)以上各式，計(jì)算側(cè)墻的鋼筋面積如下： 20bhf Mcds ?? ?= 6 1025 400 4172??= 1 1 2 0 . 0 7 0 0 . 5 4 4sb? ? ?? ? ? ? ? ? 20 2 5 0 . 0 7 0 4 0 0 4 1 7 2 9 4 2 0 . 6 (310csyf b hA m mf ? ? ?? ? ? ） 0 009 4 2 0 .6 0 .5 64 0 0 4 1 7 2sAbh? ? ? ??＞ ρ min=% 選 4φ 36+4φ 40 AS=9099（ mm2） 槽身縱向抗裂驗(yàn)算 受彎構(gòu)件正截面在即將開(kāi)裂的瞬間，受拉區(qū)邊緣的應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉伸值 εmax，最大拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度 ft。 g1k= =（ kN/m） 水重 標(biāo)準(zhǔn)值 g2k=γ 0ψγ [ 2] =（ kN/m） 設(shè)計(jì)值 g2=γ G。 圖 4— 1 槽身橫斷面型式（單位： cm） 槽身縱向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算 荷 載計(jì)算 根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃方案中擬定，渡槽的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 3級(jí)，所以渡槽的安全級(jí)別Ⅱ級(jí)，則安全系數(shù)為γ 0=，混凝土重度為γ =25kN/m3，正常運(yùn)行期為持久狀況，其設(shè)計(jì)狀況系數(shù)為ψ =，荷載分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γ G=，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ=，結(jié)構(gòu)系數(shù)為γ d=。 出口段的水面降落值Δ Z3 可用下式近似計(jì)算，即 ⊿ Z3=（ 1ξ 2）gvv2222? （ 3— 3） 式中 ξ 2—— 出口段的水頭損失。所以上游渠道的水流速度為 v1=bhmQ )11( 2??=240(1 1 1 .7 5 ) 4 3 .7 4 4 ?? ? ? ?已知下游渠道的水力參數(shù)， Q=40m3/s， n=， m=， b=， i=1/1200，下游渠道的正 常水深 h2==。因?yàn)椴凵砜缍容^大，宜采用較大的寬深比值 B0/H0值取 ，經(jīng)試算，得 B0=， H0=， h0=，所以通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)，槽中實(shí)有水面超高值為 H0h0==,要求值為 [（ h0/12） +5]= [（ 325/12）+5]=,故最后確定 i=1/1250， B0=， H0=。 進(jìn)出口段連接形式的確定 進(jìn)出口段的連接應(yīng)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(shè)計(jì)采用長(zhǎng)扭曲面使渠道與渡槽連接。渡槽的選址應(yīng)注意： 槽身長(zhǎng)度短、基礎(chǔ)低，降低功工程造價(jià) ； 軸線短、順直、進(jìn)出口 避免急轉(zhuǎn)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(duì)環(huán)境的影響。雙排架是由兩個(gè)單排架，中間以橫梁連接而成，屬空間結(jié)構(gòu)受力較復(fù)雜。雙工字形施工方便，對(duì) y 軸的慣性矩大，故邊緣應(yīng)力較小，但水流條件差，動(dòng)水壓力大。根據(jù)許營(yíng)段的地形情況本設(shè)計(jì)不采用拱式支承，在主河漕部分由于有過(guò)水 要求采用墩式支承，灘地部分采用排架支承。矩形槽身施工方便，耐久性、抗凍性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單特別時(shí)適用于有通航要求的中型渡槽 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 矩形槽身 U形 槽身 多側(cè)墻槽身圖21 槽 身斷面的型式 U形槽身斷面為半圓加直段，槽頂一般設(shè)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(jié)構(gòu)，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(diǎn)，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。 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(cè)墻等如圖（ 21）。許營(yíng)渡槽所處地段風(fēng)化嚴(yán)重，易淤積，地形復(fù)雜，完工后的虹吸管穩(wěn)定性差，地下溶蝕洞穴較多，采用此方案水量損失嚴(yán)重，大大降低了該工程的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合以上原因排除倒虹吸方案。根據(jù)本設(shè)計(jì)所給的地形地質(zhì)資料，修建繞山渠道露于地面便于維護(hù)管理，但由于要繞過(guò)地形起伏較大處，故渠線過(guò)長(zhǎng)，該地段風(fēng)化嚴(yán)重，增加了工期的不確定性。 （ 6）跨越建筑物不考慮交通要求和無(wú)通航要求，若采用渡槽方案只設(shè)人行便道即可。 （ 2）渡槽段及其進(jìn)出口渠道的有關(guān)數(shù)據(jù)與斷面示意，詳 見(jiàn)表 和示意圖。該層上面覆蓋 厚 1m 左右的鈣質(zhì)結(jié)核含土層，（樁號(hào) 0+440～ 0+706）。有粘性的局部夾砂卵石透鏡體厚 ～ 15m,自上而下逐漸密實(shí)。表面段出有斷續(xù)相間的滲水，說(shuō)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。 （ 2）地質(zhì) 東一干渠規(guī)劃路線從樁號(hào) 30+～ 31+（位于許營(yíng)附近），該段是橫 跨伊河上的一條支流。 設(shè)計(jì)資料與數(shù)據(jù) 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(fù)雜。共有各種建筑物 566座，其中隧洞 24 座，累計(jì)長(zhǎng)度 km17 ；渡槽 21座，累計(jì)長(zhǎng)度 km62 ，橋 234 座，（包括公路橋 41座，生產(chǎn)橋 120座，人行橋 25 座，排洪橋 48 座），還有退水閘與節(jié)制閘 32 座，涵洞（管）139座，流槽 6 座，跨渠渡槽 26 座，支斗渠引水口 89座。灌區(qū)三條干渠規(guī)劃成果如表 所示： 表 陸渾灌區(qū)總干、主干渠規(guī)劃數(shù)據(jù)表 渠名 項(xiàng)目 總干渠 東一干 東二干 西干區(qū) 渠 長(zhǎng) )(KM 控制面積（萬(wàn)畝） 規(guī)劃面積（萬(wàn)畝） 水庫(kù)引渠（萬(wàn)畝） 73..52 反調(diào)節(jié)灌（萬(wàn)畝） 0 東一干概況 東一干渠規(guī)劃灌溉面積 萬(wàn)畝，其中汝陽(yáng) 萬(wàn)畝，伊川 萬(wàn)畝，偃師 萬(wàn)畝，汞陽(yáng) 萬(wàn)畝。溢洪道最大泄水流量為 33600 /ms，泄洪洞位于大壩與溢洪道之間，為 m108? 的城門(mén)洞型明流無(wú)壓洞，洞長(zhǎng) m510 ，進(jìn)口底高程 。陸渾灌區(qū)的主要水源庫(kù)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)