【文章內(nèi)容簡介】 RiQ，槽半圓直徑D=，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，： 截面尺寸確定計算表DRCRiQ。 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?。?、——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 槽內(nèi)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。 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。： 渡槽水利計算圖 U型渡槽截面其他尺寸確定由上述流量及水頭損失條件，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 橫桿、人行便道及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，， 渡槽基本尺寸示意圖 進(jìn)出口的形式選擇及布置為使水流進(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 、——渠道及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。 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(yùn)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 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。對于我國內(nèi)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 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算渡槽運(yùn)用時，在自重及外力（如水壓力、土壓力、風(fēng)壓力以及一些其它的力）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。 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、大小各不相同，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)及它們的表面粗糙程度有關(guān)。——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，與建筑物安全級別及荷載組合情況有關(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。 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(diǎn)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及荷載組合與抗滑穩(wěn)定性驗算相同，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(diǎn)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(diǎn)的距離； , 則 所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算U型斷面槽屬于薄殼結(jié)構(gòu)，其縱向內(nèi)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。 槽身縱向應(yīng)力分布圖 內(nèi)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 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《》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 ： 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《》第8條(表1)得,第34條(表9)得. 。 可知滿足抗裂要求。 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 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。 槽身橫向結(jié)構(gòu)計算,兩側(cè)截面上還有及, 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內(nèi)力計算公式。圓弧內(nèi)力計算時，一般每隔取一計算截面（即），計算和。 橫向內(nèi)力計算圖（?。┮胍韵聟?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內(nèi)力彎矩及圓弧段的橫向內(nèi)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： 橫向彎矩YM0000 橫向彎矩000000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： 橫向軸力00000（?。? 荷載： 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內(nèi)力彎矩及圓弧段的橫向內(nèi)力彎矩，彎矩以槽殼外壁受拉為正。 橫向彎矩Y00