【文章內容簡介】 槽址選擇 注意問題： 槽身長度短、基礎低，降低 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。 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。綜合考慮各方面因素，在平面圖上確定槽址位置，畫出該斷面圖。 結構選型 槽身的選擇 槽身的橫斷面型式有矩、 U形、圓形和拋物線形，其中常用的是矩形和 U形。本設計中 Q設＝ 32m3/s，屬中小流量。渡槽長度為中型渡槽。矩形渡槽具有抗凍、耐久性好的特點，施工方便，故選用矩形渡槽?？稍O拉桿以減少側墻厚度。 支承選擇 該渡槽地址處溝深約 8 米，跨度約為 50m，宜用梁式渡槽。綜合分析：選用簡式梁型式，雖彎距較大，但施工方便。 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 6 本設計布置等跨間距為 10m 的單排架共 5 跨，矩形渡槽采用簡支。 上 游漸變段 4m與 6m泄水閘 相連 ，泄水閘再與 5隧洞相連；下有漸變段 4m 與 6隧洞相連 。槽上根據交通要求設人行橋，凈寬 。 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 7 3 水力計算 由于該渡槽由于進出口高程及槽身縱坡 i 已經確定，水力計算時只要確定槽身的凈寬 B和凈高 H即可，而不必計算水頭損失來確定凈出口高程和槽身縱坡 i。 計算公式 該渡槽的槽身 L 大于 15 倍的渡槽進口漸變段前上游水深 h1(即 L15h1)，故采用采用明渠均勻流公式計算。 式中： Q為渡槽的過水流量 ； A槽身的過水斷面面積（ m2）； R為水力半徑（ m）； i為渡槽底比降； n為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取 n=～ ，砌石槽身可取 。 計算槽身凈寬 B 和加大水深 ： 根據通過加大流量 Qm槽中為滿水情況擬定 B和 H值。從過水能力看， 應按水利最佳斷面的條件來選擇深寬比（矩形槽身水力最佳斷面的深寬比 H/B=），但梁式渡身的深寬比選得大些有利于加大槽身的縱向剛度，因此一般多采用深寬比大于 的窄式斷面，矩形槽身常采用的深寬比 H/B=～ 。經過綜合分析采用深寬比為 H/B=。 把加大流量 Qm=36m3/s 帶入計算可求的 =， B= 計算設計水深 h設 ： 2 13 21/Q nAR i?3m/s（ ）h加2A B H B? ? ?X 2 H B 2. 4 B? ? ?AR X?2 13 21Q ARn i?h加蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 8 已知 B=， Q=32m3/s 聯(lián)立以上式子解得 h設 = 安全加高Δ h 計算 ： 考慮到槽中水面可能產生波動的原因，為了保證渡槽有足夠的過水能力，槽身頂部在水面以上應有一定的超高。超高應滿足以下要求： 當槽身通過設計流量時，矩形斷面槽壁頂部超高不小于槽內水深的 1/12 再加5cm，即 Δ h1=h設 /12+5=； 當槽身通過加大流量時，槽中水面與槽身頂部（對無拉桿槽身）或拉桿底面（對有拉桿槽身）的高差不應小于 5～ 10cm，取Δ h2=10cm。 H=h 設 +Δ h1=270+= H=h 加 +Δ h2=295+10=305cm 取兩者最大值，故取 H=（不計拉桿的高度）， B=。 A Bh h??設 設X 2 h B 4. 2 2 h? ? ? ?設 設AR X?2 13 21Q ARn i?蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 9 4 槽身設計 槽身斷面尺寸擬定 根據前面計算結果，槽內凈寬 B=,高 H=（拉桿高 ），其他尺寸按下面計算確定。 該渡槽無通航要求，槽頂設拉桿有利于減小側墻的厚度，間距取 S=2m；側墻厚度 t按經驗數據確定 t/H=1/12～ 1/16 確定， H為側墻高度 ， t=（ 1/12～ 1/16）H=(～ )m,為了減小側墻的重量取側墻頂部厚度 t1= 側墻底部取t2=；底板厚度取跨度的（ 1/12～ 1/35）， t=（ 1/12～ 1/35） B=(.35～ )，但為了滿足抗裂要求 取底板厚度 t3=；渡槽要滿足行人要求，故在側墻外側設置人行板，板寬取 b=，板外側厚度 t4=，板內側厚度 t5=；為了減小底板的拉應力，槽身底板高于側墻底緣 ；側墻和底板連接處設角度為45o的貼角邊長取 30cm 以減小轉角處的應力集中。槽身的斷面圖 如圖 41 所示。 圖 41 槽身橫斷面圖（單位： mm） 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 10 槽身橫向結構 計算 帶拉桿的矩形斷面槽身橫向計算也括側墻和底板兩部分。側墻于底板連接處為剛性連接，側墻頂部與橫桿的連接近似按鉸接考慮?？紤]到槽頂人群荷載產生的彎矩對側墻及底板最大彎矩影響很小（小于 2%），計算可近似忽略不計。 圖 42 橫斷面計算簡圖 （單位： mm） 側墻計算 （ 1）內力計算 側墻各截面彎矩按彎矩分配法推算的下列公式計算： ， ， a b3Ay γ h γ h y HMM H 6 H 6??? ? ?水 水（ ）20A F F qBM M M μ12? ? ?23F γ h 3 h 3 hM [ 4 ]2 4 H 5 H??? ? ? ????水11203IHμ 3I 2IHB??311 tI 12?322 tI 12?2q γ h γ t??水 自蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 11 式中：（彎矩符號以使側墻內側受拉為正） My— 距墻頂距離為 y 的截面彎矩， ； MA— 側墻底部彎矩， ； — 側向水壓力作用的固端彎矩，滿槽水 (h=H)時 ， ； y— 截面距墻頂距離， m。 h— 槽內設計水深， m； H— 墻頂凈高（底板頂面至墻頂高）， m。 t1— 側墻平均厚， m； t2— 底板厚， m； I1— 側墻截面慣性矩， m4； I2— 底板截面慣性矩， m4； q— 水荷載與底板自重之和 KN/m2； r 水 — 水的重度，采用 r 水 =10KN/m2； r 自 —— 鋼筋混泥土的重度，采用 r 自 =25KN/m2； u— 分配系數； 計算： 設計水深時： 槽身自重為不變荷載，荷載分項系數為 ；水重為可變荷載，荷載分項系數為 。 FM 3FM =r h /15水01B B t ? ? ? ? ?3 3 411 t 0 .2 5I 0 .0 0 1 3 0 m1 2 1 2? ? ?3 3 422 t 0 .4I 0 .0 0 5 3 3 m1 2 1 2? ? ?11203IHμ 0 .3 3 7 4 23 I 2 IHB???蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 12 滿槽水深： 槽身自重為不變荷載，荷載分項系數為 ；水重為可控可變荷載，荷載分項系數為 。 表 41 側墻各截面彎矩計算結果（單位：彎矩 KN m，長度 m） 設計水深 標準值 設計值 滿槽水深 標準值 設計值 （ 2）配筋計算 按一般受彎構件計算，由表 41 可知最不利荷載組合為滿槽水深情況。 側墻外側 ： 側墻外側存在最大彎矩 M= KN m（ y=），按單筋進行配筋計 算。采用 C25 混凝土， fc＝ ，Ⅱ級鋼筋， M= m，h=225mm， b=1000mm， K=， ，故 按最小配筋率配筋，選 B10@250，實際面積 。 側墻內側 : 側墻內側存在最大彎矩 M= KN m（ y=），按雙筋進行配筋計算。采用 C25 混凝土， fc＝ ，Ⅱ級鋼筋， 。 k2q γ h γ t 10 2. 7 25 0. 4 37 K N / m? ? ? ? ? ? ?水 自G 2 Qq γ h γ γ t γ 1 0 2 .7 1 .0 5 2 5 . 4 1 .2 0 4 0 .3 5 K N / m? ? ? ? ? ? ? ? ?水 自k2q γ h γ t 10 3. 12 5 25 0. 4 41 .2 5K N / m? ? ? ? ? ? ?水 自G 2 Qq γ h γ γ t γ 10 3. 12 5 1. 05 25 . 4 1. 10 43 .8 1 K N / m? ? ? ? ? ? ? ? ?水 自39。2fy=f y =3 00N /m ma=30mm0 2 2 5 3 0 1 9 5h h a m m? ? ? ? ?00 2620s??? ???? bhfKMc?1b1 1 2 1 1 2 0 .0 0 6 6 9 0 .0 0 6 7 1 0 .4 6 8s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?20 mmbhffAycS ?????? ?22m in 0 0 .0 0 1 5 1 0 0 0 1 9 5 2 9 2 5 1 .9 1Sb h m m A m m? ? ? ? ? ? ?2314sA mm?39。2fy fy 3 00 N / m m??蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 13 M= m， h=300mm， b=1000mm， K=， 受壓鋼筋 應力達不到抗壓強度，故按下式受拉鋼筋截面面積 。 ，故 按最小配筋率配筋，選 B10@120，實際面積 。 （ 3）抗裂驗算 側墻按受彎構件進行抗裂驗算，可選擇彎距最大的斷面進行計算。彎矩最大值出現在側墻底部 Mk=，按標準荷載計算，考慮鋼筋作用。 驗算基本公式如下： rm— 受彎構件的塑性影響系數； rm＝ ， 因 ＋ 300/h =+300/1500,故 rm＝ ＝ 。 act— 拉應力限制系數，取 A0— 換算截面面積， A0=Ac+aEAs ftk— 混凝土軸心受拉強度標準值， C25 標準值為 W0— 換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒。 39。 30mm,aa?? 39。2314sA mm?0 3 0 0 3 0 2 7 0h h a m m? ? ? ? ?39。 39。 39。 6y0s 22c0K M f A ( h a 1 . 2 3 8 . 2 3 1 0 3 0 0 3 1 4 2 7 0 3 0α 0 . 2 6 8 3f b h 1 1 . 9 1 0 0 0 2 7 0s?? ? ? ? ? ? ?? ? ???）11 1 2 1 1 2 0 .0 2 6 8 3 0 .0 2 7 2 0 .4 6 8s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 39。0 .0 2 7 2 2 7 0 7 .3 4 4 2 2 3 0 6 0x h m m a m m?? ? ? ? ? ?? ?6 2s y0K M 1 . 2 3 8 . 2 3 4 1 0A 6 3 7 m mf h a 3 0 0 2 7 0 3 0??? ? ?? ? ?，（ ） （ ）22m in 0 0. 00 15 10 00 27 1 40 5 63 7Sbh m m A m m? ? ? ? ? ? ?2654sA mm?5sE 4cE 2 1 0α 7 .8 4E 2 .5 5 1 0?? ? ??? ?39。0 c E s 6E 21 0 .3 7 .8 4 6 5 4 3 1 4 1 0 0 .3 0 7 6A A A A s mm?? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 14 , 故滿足抗裂要求 底板計算 （ 1） 內力計算 底板各截面彎矩及軸向力按下列公式計算： 式中： Mx為距底板左端墻底中心距離為 x的截面彎矩， 。 x為截面距底板左端墻底中心的距離， m； NA為底板軸向拉力， KN； 彎矩符號以使底板內側受拉為正； 軸向力以拉力為正 ； 其余符號意義同前 ； 表 42 底板各截面彎矩計算結果（單位：彎矩 ,長度 m） 設計水深 標準值 設計值 滿槽水深 標準值 設計值 40I ? 0y ?00 300 . 0 0 2 3 5 9 0 . 0 1 5 8 40 . 3 0 . 1 5 1IW mhy ??? ??k m c t tk 0M 3 6 .8 0 7 K N .m γ α f W 1 .7 1 0 .8 5 1 .7 8 0 .0 1 5 8 4 4 0 .9 7 1 K N .m? ? ? ? ? ? ?0xA q x B xMM 2 ???20m ax A qBMM 8??3 3h AA γ γ h MN 2 6 H H? ? ?水 水蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 15 表 43 底板彎矩最大值及軸力計算結果（單位：彎矩 ,軸力 KN）