【正文】 荷載作用，僅渡槽最大垂直荷載作用下，立柱為軸心受壓狀 態(tài)。將上述各參數(shù)的取值代入公式（ 44）可計算得： =****= kN/m2 由于風(fēng)荷載為活荷載 ，則槽身風(fēng)荷載強度設(shè)計值： ==*= kN/m2 已知槽身高 ，一節(jié)槽身長 15m（包括兩端伸縮縫長度），則作用于槽身上的橫向風(fēng)壓力設(shè)計值為： =*15*= kN B、作用于排架的橫向風(fēng)壓力（以 0 號排架為例） 由于排架兩立柱間間距為 4m較大，安全起見，不考慮前柱對后柱的擋風(fēng)作用，排架的風(fēng)荷載強度標準值按下式（ 46）計算： = （ 46） 式中各參數(shù)意義參見公式（ 44），計算式參考《渡槽》中的表 1 1 17可取各參數(shù)的值為： μs=， μz=， μt=， βz=，由此可計算得： =2*****= kN/m2 同理可計算出排架風(fēng)荷載強度設(shè)計值： ==*=作用于排架上的橫向風(fēng)壓力可視作均勻分布在立柱上，則有風(fēng)荷載強度設(shè)計值為： =*=、 作用排架節(jié)點上的荷載 A、 槽身傳遞給排架頂部的荷載 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力通過支座的摩阻作用，以水平力的形式傳到排架頂部；同時距排架頂?shù)母叨?，對排架頂?shù)母叱趟a(chǎn)生的力 矩將轉(zhuǎn)換為一對方向相反的集中力，分別作用于兩立柱頂端，迎風(fēng)面力的方向向上，背風(fēng)面力的方向向下，槽身自重及槽中水重也通過支座傳到排架頂部，立柱自重不產(chǎn)生彎矩，可不計 。上下游漸變段各取 8m與梯形混凝土渠道連接，渡槽全長 180m，拱墩臺及排架基礎(chǔ)墩均采用漿砌石重力墩。 縱向受力鋼筋面積： =δb=**3000*164=3852 配筋率： ρ===％＞ =％ ，滿足要求。 == == N/ 受拉鋼筋有效配筋率 : === 最大裂縫開展寬度： =（ 3c+） =（ 3c+） 式中 為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取 =； — 為鋼筋表面形狀系數(shù)， =； — 為荷載長期作用影響系數(shù)，對短期荷載組合 =，對長期荷載組合 =。側(cè)墻厚度根據(jù)經(jīng)驗公式t/=1/121/16，取側(cè)墻厚度 t=20cm，側(cè)墻高為 =，底板地面高于側(cè)墻底緣，以減少底板的拉應(yīng)力，底板厚度為 20cm，側(cè)墻和底板的連接處加設(shè)角度為的貼白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 角。設(shè) h=，則 過水斷面面積 A=4*= 濕周 χ=4+2*= 水 力半徑 R=A/χ=流量 Q= 所得流量 Q 稍大于設(shè)計流量，可以滿足要求?；炷林囟?rc＝ 24KN / m3，溫度膨脹系數(shù) dc＝ 10－ 5/℃ ,混凝土其他特性性能 指標見表 1－ 2?？紤]到原渡槽所在渠道位于一個較大的沖谷處，該段渠道在山洪期間常受洪水災(zāi)害。采用這種材料后一是降低混凝土槽身的壁厚 ,能使混凝土的壁厚由過去的幾十厘米減為十幾厘米 ?；蛘f公元前 246 年興建的鄭國渠“絕”諸水即利用了渡槽。無論是資源性缺水還是工程性缺水，工程手段作為優(yōu)化配置的方法之一，主要就是在水源處修建取水工程，然后通過輸水工程把水送到不同的用戶，如南水北調(diào)工程、 引灤入津 、 引白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 引言 灤入唐、引黃濟青、引黃入晉 和 東北的北水南調(diào)工程 等等都是如此。槽身、排架、拱圈以及基礎(chǔ)采用預(yù)制吊裝形式。據(jù) 《水經(jīng) 如湖南岳陽地區(qū)的涼清渡槽 ,槽身全長 75. 2 m ,由一跨 50. 4 m 的拱梁組合式結(jié)構(gòu)與兩端各一跨 12. 4 m 的簡支結(jié)構(gòu)組成。早強快干混凝土和鋼纖維混凝土等材料以及新型止水材料的研制應(yīng)用 。 、上、下游渠道資料 上游渠底高程為 ，下游渠底高程 ， Q 設(shè) ＝ 26m3/s， Q 加大 ＝ m3/s，i＝ 1/800，渡槽上、下游渠道，渠底寬 ，糙率 n＝ 。因槽身長度初擬值為 180m，大于 15 倍渡槽進口前隧洞水深，故可按下式（ 11）驗算槽身過水能力 Q=A （ 11） 式中 Q為渡槽的過水流量（） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 二、渡槽的水力計 算 為槽身過水斷面面積（） R為水力半徑（ m） i為槽底比降 n為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取 n=。 槽身橫斷面最常采用的是矩形和 U 形。 、抗裂校核 忽略補角的作用，將斷面簡化為如下圖（ ）所示 圖 抗裂計算簡圖 受彎構(gòu)件正截面在即將開裂的瞬間，受 拉區(qū)邊緣的應(yīng)變達到混凝土的極限拉伸值，最大拉應(yīng)力達到混凝土抗拉強度。 、側(cè)墻配筋與抗裂校核 由內(nèi)力計算簡圖得知，側(cè)墻與底板的固結(jié)處彎矩和剪力均達到最大，其值分別為 = ， = kN。 選配 2φ36 鋼筋 。 由地形圖可知，槽身底部于地表最大高差約 15m，渡槽的坡降為 1/800。 =*= 由此可計算 得偏心距增大系數(shù) η=1+ =1+**= η=*500=＞ =*357= 故按大偏心受壓構(gòu)件進行計算。取混凝土收縮相當于溫降 =10℃ 。 由 ==，查《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表 ，得鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) φ=。首先利用附錄 B 表 B1表 B15 查算不計彈性壓縮影響左拱腳的彎矩、水平推力的影響線縱坐標，同時還可以從表 B16 查得左拱腳鉛直反力的影響線縱坐標。 、橫梁的配筋計算 橫梁按受彎構(gòu)件進行配筋計算： 正截面： 由于渡槽的環(huán)境類別為二類，可取混凝土保護層厚度 c=35mm，預(yù)白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 估鋼筋直徑 d=16mm，且鋼筋布置一排，所以受力鋼筋合力作用點到梁受拉邊緣的距離 a=c+d/2=35+16/2=43mm；因此截面的有效高度 h0=50043=457mm。 基本參數(shù)有拱跨 L、矢跨比 f/L 和寬跨比 b/L。鋼筋保護層厚度 c=25mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=10mm，則有 a=c+d/2=30mm=， h=100mm， =ha=70mm。 =M/N=＞ h/2a=64mm，故按大偏心受拉構(gòu)件配筋 ,底板上側(cè)受拉，鋼筋面積為，下側(cè)鋼筋， e=h/2+a=1180100+36=1116mm。縱向結(jié)構(gòu)計算可將矩形槽身截面概化為工字型，槽身側(cè)墻為工字梁的腹板，側(cè)墻厚度之和即為腹板厚度， b=2*20=40cm；槽身底板構(gòu)成工字梁的下翼緣（由于簡支梁槽身底板處于受拉區(qū)，故在強度計算中不考慮底板的作用，但在抗裂驗算中加以考慮）；側(cè)墻加大部分和人行道板構(gòu)成工字梁的上翼緣，翼緣的高度為 h=10+10=20cm，工字梁高為 H=，翼緣的計算寬度等于與腹板厚度即 =40cm。 已知：進口漸變段始端斷面 =， =， =；出口漸變段末端斷面 =， =， =；槽身過水斷面 =， =， =。 流量 （ m3/s） 縱坡 i 底寬 b （ m） 流速 v （ m3/s） 邊坡 糙率 n 水 深 h （ m） Q 設(shè) ＝ 26 1/2500 1:1 1:1 Q 加大 ＝ 1/2500 1:1 1:1 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 一、設(shè)計基本資料 進行渡槽總體布置，包括槽身、支撐、基礎(chǔ)等 結(jié) 構(gòu)型式的選擇。河床為砂卵石，覆蓋層厚度為 ；兩側(cè)為風(fēng)化的花崗巖，覆蓋層厚較薄。 目前 ,渡槽發(fā)展研究的總趨勢是 ,適應(yīng)各種 流量、各種跨度特別是大跨度渡槽結(jié)構(gòu)型式的研究 。其中單槽過流量最大的為 1999 年新建的新疆烏倫古河渡槽 ,設(shè)計流量 120 3m / s ,為預(yù)應(yīng)力混凝土矩形槽。公元前 703 年 ,亞述國王西拿基立(Sennacherib)下令建一條 483 km 長的渡槽引水到國都尼尼微。 龍?zhí)稕_渡槽位于湖北省浠水縣白蓮河灌區(qū)西干渠上游處，樁號為 1+800，竣工年限在 1961 年 ~1962 年，經(jīng)過三十多年的運行，該渡槽出現(xiàn)嚴重的老化問題，加之灌區(qū)面積增加和流量增大，該渡槽已遠遠不能擔(dān)負輸水灌溉的任務(wù)，根據(jù)白蓮河水庫灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃成果 (2021 年），要求重建白蓮河渡槽。 公元前 700 余年 ,亞美尼亞已有渡槽。 我國從 20 世紀 50 年代開始建造渡槽 ,目前國內(nèi)已建的各類渡槽有很多。如湖北省 1973 年修建的排子河裝配式渡槽 ,采用鋼桁架梁垂直吊升巨型的槽身構(gòu)件 ,起重量達 200 t ,提升高度達 50 多 m。 、工程地質(zhì) 新建龍?zhí)稕_渡槽處地形高差（最低與最高）近 30m，兩側(cè)崇山坡預(yù)計變蓋厚度 5m10m，特別是出口斜坡地段，出露的巖層有黑去斜長片麻巖、角閃片麻巖（小河床內(nèi)可見），一般基巖致密堅硬是建水工建筑物較好基礎(chǔ)。 、 設(shè)計要求 按初步設(shè)計標準設(shè)計，局部可深入考慮。 進口槽底高程 =+h =+= 進口槽底抬高 ==h == 出口槽底高程 ==iL == 出口渠底降低 =h == 出口渠底高程 = == 、通過設(shè) 計流量時的水面銜接情況檢查 和超高檢查 按槽身通過設(shè)計流量 =26 計算。 、永久荷載設(shè)計值： 永久荷載設(shè)計值 =永久荷載分項系數(shù) 永久荷載標準值（其中＝ ） （ 1）自重： 槽身斷面面積 = 槽身自重標準值 =*25=67 槽身自重設(shè)計值 =*=67*= （ 2）水重： 過水斷面面積 =； = 設(shè)計水深時值水重標準值（ h=） =*10= 設(shè)計水深時值水重設(shè)計值（ h=） =*= 加大水深時值水重標準值（ h=） =*10= 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 加大水深時值水重設(shè)計值（ h=） =*= （按加大流量時進行計算） 、 可變荷載設(shè)計值： 可變荷載設(shè)計值 =可變荷載分項系數(shù) 可變荷載標準值（其中＝ ） 人群荷載： 人群荷載標準值 =*=2 人群荷載設(shè)計值 =2*= 、縱向內(nèi)力計算 如圖所示單跨長度 15m，槽身每邊支座寬 50cm，取計算跨度 l==*（ 151） =，槽身寬度 B=4m，寬跨比 l/B=，因此可按梁法 計算槽身內(nèi)力。鋼筋保護層厚度 c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=12mm，則有a=c+d/2=36mm=， h=200mm， =ha=164mm。拉桿所承受的剪力很小，可不進行斜截面強度計算?；炷翉姸鹊燃?C25。 下面計算是否需要按計算配置箍筋： λ===＞ 3 取 λ=3，對應(yīng)軸向壓力值 N= kN＜ =**1000*357= kN （ b） + =*（ *1000*357） +*= kN＞ kN 故無需按計算配筋， 選配 φ10200 的箍筋 。 對于變截面懸鏈線無鉸拱在集中荷載作用下的內(nèi)力，采用拱腳內(nèi)力影響線計算。變截面懸鏈線拱取 l/4 處的拱厚進行計算， =。 考慮混凝土徐變后影響得： =*18=℃ ， =*（ 22） =℃ ， =*（ 10） =℃ 。 配筋計算 由于施工順序的不確定性，立柱采用對稱配筋，則截面受壓高度： x===＜ =*357= 故屬于 大 偏心受壓構(gòu)件，且 x=2a=243=86mm。 、排架底部高程及高度 H（ m） 截面號 0 1 2 3 4 5 6 H 截面 號 7 8 9 10 11 12 H 、排架形式及尺寸的選擇 以 0 號排架為例，采用 C25 混凝土， H=， B=，排架短邊 =，長邊 =，排架截面每隔 設(shè)置一根橫梁，梁高 =，梁寬 =，牛腿h=，牛腿處傾角 ζ=，牛腿長度 c=。 配筋率： ρ=== ％＞ = ％ ， 滿 足 要 求 。 彎矩設(shè)計值 M=Ψ= 剪力設(shè)計值 Q=Ψ= kN 正截面：鋼筋保護層厚度 c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑 d=12mm，則有a=c+d/2=36mm。 混凝土構(gòu)件的抗裂驗算公式如下： ≤ ≤ 式中 混凝土拉應(yīng)力的 極限系數(shù)，對荷載效應(yīng)的短期組合 =；對荷載效應(yīng)的長期組合 =。本次設(shè)計選擇 矩形渡槽斷面，渡槽無通航要求。 經(jīng)試算，選取槽身凈寬 B=，通過加大流 量時槽內(nèi)水深 H=，槽壁糙率 n=。內(nèi)、外邊坡分別為1:1 和 1:1，該渡槽規(guī)劃 時允許水頭損失