【導(dǎo)讀】虹吸南側(cè)，是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座左岸排水建筑物。渡槽為跨越式建筑物，采用矩形渡槽排架結(jié)構(gòu)，按三級(jí)建筑物考慮。要求，只需設(shè)置人行道板；無(wú)通航要求。渡槽總長(zhǎng)60m，進(jìn)口漸變段m6，出口漸變段m10，渡槽進(jìn)口底部高程，渡槽槽身凈寬m4，水面寬，側(cè)墻厚，底板厚，全校核，保證建筑物的安全運(yùn)行。

　　

【正文】 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 槽身縱向撓度驗(yàn)算 受彎構(gòu)件的短期剛度 sB 對(duì)于出現(xiàn)裂縫的 T 形及工形截面受彎構(gòu)件的短期剛度 sB ，計(jì)算公式為： 3039。 ))(( bhEB cffEs ???? ???? 式中 sB —— 出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度； ? —— 縱向受拉鋼筋的配筋率， % 44890 ???? bhA s? ； 39。f? —— 受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值，由于 039。 ??? hh f ，故 3 4 9 5200 400)202050()( 039。39。39。 ?? ????? bh hbb fff?； f? —— 受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值， 400)2020000()( 0 ?? ????? bh hbb fff? 將以上數(shù)據(jù)代入上式得受彎構(gòu)件的短期剛度： 3039。 ))(( bhEB cffEs ???? ???? 34 3 4 9 52 0 )1 7 7 % ) ( 4 2 ( ???????????? mmN ??? 受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度 lB 根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)受彎構(gòu)件長(zhǎng)期撓度觀測(cè)結(jié)果， ? = = 對(duì)于荷載效應(yīng)短期組合時(shí) ssl sl BMM MB ??? )1(? 式中 sB —— 短期剛度， sB mmN ??? ； ls MM、 —— 分別由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)的短期組合及長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值，mKNM s ?? 3298 ， mKNM l ?? 3299 ； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 ? —— 考慮荷載在長(zhǎng)期作用下對(duì)繞度增大的影響系數(shù)， ?? 。 將以上各值帶入上式可得 ssl sl BMM MB ??? )1(? 2 9 8)(3 2 9 9 3 2 9 8 ????? mmN ??? 15105 對(duì)于荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合時(shí) 21616 mmNBB sl ?????? ? 由《材料力學(xué)》可知，對(duì)于均質(zhì)彈性材料梁，計(jì)算撓度公式為 EIMlSf 20? 式中 S—— 與荷載形式、支承條件有關(guān)的系數(shù)， 48/5?S ； EIl、0 —— 梁的計(jì)算跨度和截面抗彎剛度。 對(duì)于荷載效應(yīng)短期組合 ? ? mmfmmEI lMSf ss 0 01 3 4 4 1 3 4 4 0103 2 9 8485 16 2620 ????? ????? 對(duì)于荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合 ? ? mmfmmEI lMSf ll 5 01 3 4 4 1 3 4 4 0103 2 9 9485 16 2620 ????? ????? 綜合長(zhǎng)、短期計(jì)算結(jié)果，滿足撓度驗(yàn)算要求。 槽身的橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算 荷載與內(nèi)力計(jì)算 矩形槽身分為無(wú)拉桿矩形槽和有拉桿矩形槽，本設(shè)計(jì)采用第二者為有拉桿矩形槽，對(duì)于無(wú)通航要求的槽身，為了改善橫向受力條件，常沿槽頂每隔 2~1 米設(shè)一根拉桿改善肋的受力條件，減少肋內(nèi)鋼筋，采用了有拉桿的加肋的矩形槽，人行道板可擱置于拉桿上，側(cè)墻一般都做成等厚的。與底板整體澆筑在一起，其連接形式為墻底低于底板底面，縱向?yàn)楹?jiǎn)支梁式，側(cè)墻下部受拉，側(cè)墻與底板的此種連接形式可減小底板的拉應(yīng)力，從而減小底板裂縫的出現(xiàn)，為了改善槽身應(yīng)力的分布及傳遞，在受力大的側(cè)墻與底板交接處；加補(bǔ)角，補(bǔ)角角度 ??? 60~30? ，邊長(zhǎng)一般為 cm30~20 ，本設(shè)計(jì)取 ??45? ，邊河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 長(zhǎng)為 cm20 。按加大流量工況下，計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖 ）： xy(單位：cm ) 槽身橫 向計(jì)算簡(jiǎn)圖 （ 1）人行道板的內(nèi)力配筋計(jì)算 mhlmhllmallmlnn0 1 0000????????????????計(jì)算跨度：凈跨： mll in00 ??故取 人群荷載取為 2/ mKNq ? ，計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖 ） q 人 =3KN/m 圖 人行道板計(jì)算簡(jiǎn)圖 (cm) mKNgg mKNg kQk /6 2 / ???? ????設(shè)計(jì)值：人行道板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 人群荷載標(biāo)誰(shuí)值： mKNq k / ??? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 設(shè)計(jì)值： mKNqq kQ / ???? ? mKNqgmKNqkQk / /39。39。????????設(shè)計(jì)值：施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： mKNlqMk ?????? 220 端彎矩設(shè)計(jì)值： 2039。0 )(81 lqgM ?? ?? mKN ??????? 2 22 /310/????? ，，二類環(huán)境 mmahh 90301200 ????? 2620??? ???? bhf Mcds ?? 5 4 2 7 2 ?????????? bs ??? 20 mmfbhfAycs ?????? ? ? 00 0 020 ???? bhA s % ??? % 按最少配筋率 20m in 135 mmbhAs ?? ? 選配 5Φ6（ 2141mmAs ? ），分布筋選用 Φ6@240。具體配筋圖詳見(jiàn)附圖：高店村溝渡槽槽身配筋圖。 （ 2） 槽身的內(nèi)力計(jì)算 拉桿軸力 計(jì)算簡(jiǎn)圖 +0 圖 橫桿 計(jì)算簡(jiǎn)圖 (cm) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 因橫桿的抗彎剛度遠(yuǎn)小于其連接的側(cè)墻的剛度，故橫桿的計(jì)算簡(jiǎn)圖可按單跨固端梁考慮。 內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算跨度 ml ?????? 。 mKNN D /)6 (2 2 ????????荷載設(shè)計(jì)值：軸向力 橫桿自重： mKNq b / ????? ? ?mKNlqlaqMmKNlqLaaqMmKNqBABAa???????? ???????????????????????? ????????????????????????24243126)(12623/2320030222002039。????中端跨中彎矩：桿端彎矩：人行道板自重： 側(cè)墻內(nèi)力： 計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 側(cè)墻 計(jì)算簡(jiǎn)圖 側(cè)墻主要承受槽 內(nèi)側(cè)向水壓力，其余豎向力對(duì)外側(cè)墻的配筋影響很小，可忽略不計(jì)，故近似按受彎構(gòu)件計(jì)算。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 內(nèi)力計(jì)算 mHmBmbhImbhI312112112112144334433??????????????????：計(jì)算水深采用校核水深底板的跨長(zhǎng)：底板的截面慣性矩：側(cè)墻的垂直慣性矩：板墻 mKNMMmKNHIHIHIBqHHMmKNHqAAGQ?????????????????????????????????????)(33)1215(15233)1215(15/023322332??????????即彎矩的設(shè)計(jì)值：：側(cè)墻頂端最大的負(fù)彎矩即底板均載的設(shè)計(jì)值：墻墻墻水水砼水mH MHyyQAQ 36 33 ???????????水水頂端的距離為設(shè)最大跨中彎矩距側(cè)墻???? mKNMMmKNyyHHMMyAy????????????????????6)63(6)6(03222?????? 水水 底板內(nèi)力： 計(jì)算簡(jiǎn)圖 2 圖 底板 計(jì)算簡(jiǎn)圖 內(nèi)力計(jì)算 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 KNHHMNmKNMBqMmKNqQAAA3338181/2239。239。222????????????????????????水軸向力：短期組合：?? 槽身的橫向配筋計(jì)算 （ 1） 拉桿的配 筋計(jì)算 拉桿按軸拉構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算，軸力 N 為 。 按公式 ydS fNA ?? 計(jì)算拉桿配筋。 23 10 mmf NAydS ????? ? %%0 1 5 51 0 0 0 m i n ?????? ?? AA s 選配 3Φ 10( 2236mmAs ? ),分布筋選用Φ 8@200。 （ 2） 側(cè)墻的配筋計(jì)算 側(cè)墻按受彎構(gòu)件根據(jù)最大彎矩進(jìn)行配筋，側(cè)墻最大彎矩 M 為 mKN? 。 239。2 0 /310/1000165352020035 mmNffmmNf mmbmmahhmmcmmayyc ??????????? ， ，， 1 1 651 00 2620 ??? ???? bhf Mc ds ?? ?????????? bs ??? 20 892310 mmfbhfAycs ?????? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 ? 8920 ???? bhA s % ??? % 選配 8Φ 10@250，（ 2904mmAs ? ），分布筋選用Φ 8@300。 （ 3） 底板的配筋計(jì)算 底板按拉彎構(gòu)件根據(jù)跨中彎矩進(jìn)行配筋，底板跨中彎矩 M 為 mKN? ，拉力 N為 。 取 mma 30? ，則 mmh 1700 ? mmahmme 70)2(8 1 ????? 故屬大偏心受拉構(gòu)件 mmahee 7 4 23022 0 08 1 220 ??????? 先設(shè) 0hx b?? ，對(duì)于 Ⅱ 級(jí)鋼筋 ?sb? 按公式： ? ?39。039。2039。ahf bhfNeA y sbcds ??? ?? 計(jì)算受壓鋼筋 ? ?39。039。 2039。 ahf bhfNeA y sbcds ??? ?? ? ? 030170310 1701 0 0 23 ??? ???????? 選配Φ 10@250（ 239。 314mmAs ? ） ? ?2039。039。39。bhf ahAfNe c syds ??? ?? ? ? 0 8 7 01 0 0 301 7 03 1 43 1 07 4 23 ??? ???????? ???????? ?? mmammhx 10 ???????? ? 按公式： ? ?39。10 ahf MA y dS ?? ? 計(jì)算受拉鋼筋 ? ? ? ? 2639。0 93830170310 mmahf MA y dS ??? ????? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 選配 7Φ 14@150（ 21026mmAs ? ） 槽身的抗裂驗(yàn)算 (1) 側(cè)墻的抗裂驗(yàn)算 ① 資料 24 / mmNE c ?? ， 25 /100. mmNE s ?? ， 2/ mmNftk ? ， mmh 200? ， mmb 1000? ， %?? ， mr 的修正系數(shù) 0 ???? hrm，故取 mr 的修正系數(shù)為 ， ???mr 。 ② 計(jì)算 0y 及 0I 、 0W csE EE?? 45 ???? hy E )(0 ???? 720 0%) ( ?????? 30 )( bhI E ???? 83 0 01 0 0 0%) 4 8 3 ( ???????? 68000 ??????? yh IW ③ 驗(yàn)算抗裂 對(duì)于荷載長(zhǎng)期組合： mKNM l ?? ， ?ct? mKNMmKNWf ltkctm ?????????? 60??滿足要求。 (2) 底板的抗裂驗(yàn)算 ① 資料 24 / mmNE c ?? ， 25 /100. mmNE s