【文章內(nèi)容簡介】 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 7 基礎(chǔ)形式、與上下游渠道的連接形式等， 渡槽型式選定及構(gòu)造要求 1 渡槽要求進(jìn)口底高程低于或齊平溝底高程，除保證順暢排水外還要滿足出口渠底高程高于總干渠加大水位 以上的要求。 2 本渡槽位于挖方渠段，為了使建筑物結(jié)構(gòu)受力條件好，排水順暢，渡槽軸線與總干渠中心線正交，并盡量使渡槽進(jìn)出口與上下游河道平順連接。 3 為了保證總干渠順暢輸水，《設(shè)計(jì)大綱》要求排水渡槽渠底寬范圍內(nèi)不設(shè)或少設(shè) 槽墩，縱向盡可能采用較大跨度；在有流冰的渠段，渠底不得低于加大水位 以上；一級(jí)馬道作為總干渠管理維護(hù)交通作用，路面寬度內(nèi)亦不準(zhǔn)布置槽墩等，為了滿足上述要求本渡槽縱向跨度布置 18m。槽身縱向?yàn)楹喼问剑瑱M向結(jié)構(gòu)為槽，采用多側(cè)墻預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 槽身橫斷面選擇 槽身斷面常用的有矩形和 U型斷面；矩形斷面槽身多用于大中小流量時(shí)鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土渡槽。 U型斷面槽身一般用于中小，流量鋼筋混凝土渡槽（跨度較大時(shí)）或鋼絲網(wǎng)水泥槽身 (小型工程 )的渡槽，其水力條件好，縱向剛度大，橫向內(nèi)力較 少，結(jié)合淑閭西溝情況選擇 U型。 槽身縱向支承形式選擇 槽身的縱向支承形式常用的有墩式支承，排架式和公式支承三種型式；經(jīng)論證并結(jié)合淑閭西溝地質(zhì)地形條件選擇圓矩形空心重力墩。 與上下游渠道的 連接形式 渡槽進(jìn)出口建筑物的作用是將槽身與上下游渠道連接起來，以使槽內(nèi)水流與上下游渠道平順銜接，減少水頭損失和紡織滲漏，漸變段采用扭曲面；扭曲面水流條件好，應(yīng)用較多，一般采用漿砌石建造。 渡槽的結(jié)構(gòu)布置 本節(jié)是在總體布置基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化布置槽身結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、兩岸 連接結(jié)構(gòu)各部位的型式和尺寸。 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 8 排水渡槽由進(jìn)口引渠，進(jìn)口漸變段，進(jìn)口連接段，槽身段，出口連接段，出口引渠等部分組成。 1) 進(jìn)口引水渠是為了滿足排水渡槽和上游河溝平順連接而設(shè)置，位于進(jìn)口漸變段前，采用梯形斷面，引水渠邊坡采用漿砌石護(hù)砌，引水渠低為漿砌石和干砌石兩種護(hù)砌形成，渠底前部分為干砌石，后部分為漿砌石，漿砌石厚度 2) 進(jìn)口漸變段翼墻采用八字墻，長度為 15M 漸變段側(cè)墻采用重力式擋土墻形成，底部為混凝土護(hù)砌。 3) 進(jìn)口連接段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長度 16M。國稅斷面與槽身相同，為滿足交通要求需要在連接段上設(shè) 施跨槽交通橋，結(jié)合交通橋和排水要求，連接段采用落地矩形槽。 4) 槽身段由上部結(jié)構(gòu)，支撐基礎(chǔ)組成。上部槽身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，槽身單跨長 18M 槽身段總長 54M，槽身和下部支撐結(jié)構(gòu)之間選用盒式橡膠支座，下部支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心重力墩，基礎(chǔ)為臺(tái)階式擴(kuò)大基礎(chǔ)。 5) 出口連接段和進(jìn)口兩階段結(jié)構(gòu)形式相同。 6) 出口漸變段為八字墻混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置斜坡與下游消能設(shè)施連接。 7) 下游消能段位于漸變段后，采用消能池消能，消能池后設(shè)置漿砌石和干砌石防護(hù)段。 8) 出口尾渠位于消能池后根據(jù)下游天然河道形態(tài)決定設(shè)置尾渠出口，尾渠底和邊坡采用漿砌石護(hù) 砌。 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 9 3 渡槽水力計(jì)算 確定槽身斷面尺寸 進(jìn)口漸變段損失系數(shù)， ， ， 天然河溝糙率。 由于渡槽長度大于進(jìn)口前渠道水深的 20 倍， L20H 因此水力設(shè)計(jì)時(shí)槽內(nèi)水流按明渠均勻流考慮。 Q C Ri?? （ 3－ 1） Q—— 渡槽內(nèi)水流量 ( 3/mS) ? —— 渡槽過水?dāng)嗝婷娣e（ 3m ） C—— 謝才系數(shù) 161CRn? N—— 粗糙系數(shù)，鋼筋砼槽身 ??取 R—— 水利半徑 i—— 渡槽縱坡，取 槽身凈寬 B 和凈深 H 一起考慮。即按 H/B（寬深比）擬定，對(duì)于 U型槽一般取 H/B＝ ～ ,B=2 0R .對(duì)于初擬 的 i﹑ B﹑ H 值還用公式 Q C Ri?? 計(jì)算所得流量等于或略大于流量 Q=62 3/mS時(shí)可初步選出 i﹑ B﹑ H值 ,將計(jì)算過程列為下表： 基本尺寸計(jì)算表 B （ m） 0R （ m） f （ m） = 0R 1h （ m） =f H/B= (3+)/6 (+)/5 (+)/ (+)/ (+)/ (+)/ (+)/ 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 10 綜上， U型槽斷面尺寸確定為 B= 0R = f = Z? 的確定與 i,B,H 的校核 （ 1） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 R x??? = 得 Q= 2 13 2 31 7 . 1 7 2 1 . 6 1 8 0 . 0 0 1 5 3 . 4 6 /0 . 0 1 4 ms?? ? （ 2） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 R x??? = 得 Q= 2 13 2 31 6 . 1 1 . 5 7 6 0 . 0 0 1 4 9 . 2 5 /0 . 0 1 4 ms?? ? （ 3） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ? （ m） = R hB? ? χ （ m） = π 0R +21h R=ω /χ Q C Ri?? = 2 13 21Rin? (m) 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 11 ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 Rx??? = 得 Q= 2 13 2 31 3 . 9 6 1 . 4 8 2 0 . 0 0 1 4 1 /0 . 0 1 4 ms?? ? （ 4） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 R x??? = 得 Q= 2 13 2 31 2 .3 5 1 .4 0 .0 0 1 3 5 /0 .0 1 4 ms?? ? （ 5） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 R x??? = 得 Q= 2 13 2 31 2 . 8 8 1 . 4 2 9 0 . 0 0 1 3 6 . 9 /0 . 0 1 4 ms?? ? （ 6） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 R x??? = 得 Q= 2 13 2 31 2 . 6 2 1 . 4 1 5 0 . 0 0 1 3 5 . 9 /0 . 0 1 4 ms?? ? （ 7） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量 0Q =36 3m /s 時(shí)水深 39。1h =，過水?dāng)嗝? 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 12 ?= 239。0 0 2R R h? ? = +2 = 2m 濕周 39。01x= R 2h? ?? +2 = 水利半徑 Rx??? = 得 Q= 2 13 2 31 2 . 6 7 1 . 4 1 8 0 . 0 0 1 3 6 . 1 2 /0 . 0 1 4 ms?? ?36 3/m 此時(shí)槽中水深 h= 0R + 39。1h =+= 過水?dāng)嗝婷娣e ? = 2m 15lh? ，所以按淹沒堰流計(jì)算 2 2 20/ ( 2 ) / 2z Q w g v g?? ??? g —— 重力加速度； ? —— 流速分布系數(shù)取 ； 0 36 0 .4 2 3 /9 4 .5 2 0 .5 4 .6 5 2 4 .6 5Qv m sA? ? ?? ? ? ? ? ? Z= 2 2 2 23 6 ( 0 . 9 5 1 2 . 6 7 2 9 . 8 1 ) 1 0 . 4 2 3 9 . 8 1? ? ? ? ? ? ?= 出水口回升值 2Z 2Z =Z 3? = 3? = 槽身沿程水面降落值 1Z 1Z =iL=? 54= 通過渡槽總水頭損失 Z? 12Z Z Z Z? ? ? ? =+? = 確定 ? ? 2. 945 5 29 .512 12hh c m? ? ? ? ? ? 11 15 26 12 h c m?? ? ? ? 11h h h?? ? ? 滿足要求。 進(jìn)口前渠口高程 3 72Dm? 通過設(shè)計(jì)流量時(shí)渠道水深 1 ? ，槽中水深 ? 。進(jìn)口水面降落 ? ，出口水面回升 2 ? ，沿程水面降落 1 ? 。 所以： 進(jìn)口槽底高程 1 3 1 7 2 4 . 6 5 2 . 9 4 7 3 . 2 1 4D h Z h m? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)口槽底抬高 1 1 3 7 3 . 2 1 4 7 2 1 . 2 1 4ym? ? ? ? ? ? ? 出口槽底高程 2 1 1 7 3 . 2 1 4 0 . 0 5 4 7 3 . 1 6D D Z m? ? ? ? ? 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 13 出口渠底降低 2 1 1 4 . 6 5 0 . 0 5 4 2 . 9 4 1 . 6 5 6y h Z h m? ? ? ? ? ? ? 出口渠底高程 4 2 2 7 3 . 1 6 1 . 6 5 6 7 1 . 5 0 4D D y m? ? ? ? ? 42h 2水面線h1V 03 32 水力計(jì)算圖 槽壁厚01 1 1 1( ) ( ) 26810 15 10 15tR? ? ? ? ?取 23cm 頂梁尺寸 ( ~ )at? 取 50cm ， (1~2)bt? 取 30cm ， (1~2)ct? 取 30cm 圖 33 渡槽橫斷面尺寸圖 U 型槽頂部拉桿間 距 1~2m 取 2m 。為改善渡槽縱向受力狀態(tài)并便于架設(shè)安裝在槽身支座部位設(shè)端肋。端肋外形輪廓可做成梯形或折線型從美觀和節(jié)約材料角度出發(fā)選取梯形肋厚 +=。 長沙理工大學(xué) 淑閭西溝渡 南水北調(diào)工程 14 4 渡槽結(jié)構(gòu)計(jì)算 驗(yàn)算作用 渡槽在施工及應(yīng)用過程中，在自重及外力作用下穩(wěn)定性可能受到破壞，從而影響到渡槽的正常工作，甚至失事，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)驗(yàn)算各種不利情況下的槽身穩(wěn)定，主要驗(yàn)算風(fēng)荷載下的槽身穩(wěn)定。 計(jì)算簡圖 圖 41 槽身穩(wěn)定計(jì)算