【導(dǎo)讀】取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已。在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。改造規(guī)劃成果，要求重建白蓮河渡槽。考慮到原渡槽所在渠道位于一較大的沖谷。處，該段渠道在山洪期間常受洪水危脅。經(jīng)灌區(qū)重新規(guī)劃，將原山谷下的沿山渠道進(jìn)行截彎。取直，在截彎處新建新的龍?zhí)稕_渡槽，工程為III等工程，主要建筑物為3級。設(shè)有間距為，高為，考慮到交通要求，還設(shè)有1m寬的人行板。置等跨的間距為15m的單排架共12跨，與漸變段連接處采用漿砌石槽臺。接采用整體基礎(chǔ)。槽身、排架、拱圈以及基礎(chǔ)采用預(yù)制吊裝形式。

　　

【正文】 =，則取 =； =*3600/100=； ε=1+=； ε=*1500=1550＞ = 屬于大偏心受壓構(gòu)件，配置對稱鋼筋，可得： ===； 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 20 x==*70=＜ 2=60mm ==， 式中 =ηh/2+=155050+30=1530mm ===4060，由于計算單元寬 b=3m，含拉桿兩根，故每根鋼筋面積為 ==4190/2=2030。 選配 2φ36 鋼筋 。 配 筋 率 ： ρ=== ％＞ = ％ ， 滿 足 要 求 。 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 、支撐結(jié)構(gòu)的形式及尺寸擬定 支撐結(jié)構(gòu)選取空腹排架式拱式渡槽，拱上結(jié)構(gòu)為排架，排架 采用等跨間距 15m，槽身至于排架頂部，主拱圈采用肋拱。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。槽下兩岸墩間用漿砌石護(hù)坡?；炷翉?qiáng)度等級 C25。 、主拱圈設(shè)計 主拱圈采用鋼筋混凝土變截面懸鏈線雙肋無鉸拱。拱上布置排架，排架間距 15m，并在排架所在截面于兩肋間設(shè)置橫系梁。主拱圈兩拱腳處設(shè)拱座，連接處設(shè)槽墩，拱座建于堅固的新鮮基巖上，可不考慮拱腳變位對拱圈應(yīng)力的影響?；炷翉?qiáng)度等級 C25。 基本參數(shù)有拱跨 L、矢跨比 f/L 和寬跨比 b/L。 （ 1） 拱 跨 L 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，取計算跨度 L=87m，共兩跨。（其中兩跨連接處槽墩頂寬 3m） （ 2）矢跨比 f/L 由于槽身底面到地面最大高差約 15m，主拱圈形式采用肋拱，故選取矢跨比 1/6， f= （ 3）寬跨比 b/L 拱寬 b 一般與槽身寬相等，槽寬為 4m。 、拱軸系數(shù) m 的確定及拱圈幾何特性計算 主拱圈采用等寬度變厚度矩形截面肋拱，擬定肋寬 =1m、拱頂寬度 =1m、厚度變化系數(shù)n=。拱寬為 4+1=5m。初步選取拱軸系數(shù) m=，將半跨拱肋等分為 12 段，根據(jù)《渡槽》書后附錄懸鏈線無鉸拱計算用 表，計算出拱軸線的縱坐標(biāo)及拱軸任一點(diǎn)處切線水平傾角的正切，根據(jù)式（ 41）計算各截面的拱厚 d，進(jìn)而計算各項幾何數(shù)據(jù)，由式（ 42）、（ 43）計算拱圈內(nèi)、外緣坐標(biāo)、計算結(jié)果見表 41，具體尺寸布置見圖 45 d= （ 41） 式中 為拱頂?shù)暮穸龋? ξ— 為表示拱截面位置的拱軸橫坐標(biāo)無量綱參變量； n— 為拱圈截面慣性矩變化系數(shù)，此處 n=； （ 42） （ 43） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 表 41 拱圈幾何特性計算表 (1) 截面號 0拱頂 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12拱頂 (2) X 29 0 (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) d (頂厚 ) (12) A=b*d (13) = (14) J= (15) (16) (17) =(2)(16) (18) =(4)+(15) (19) =(2)+(16) (20) =(4)(15) 、拱上排架設(shè)計 在已求出槽身底部高程的條件下，按照拱上排架布置方案，可定出排架底部高程并求得每個排架的高度 H，進(jìn)一步計算設(shè)計條件下 通過排架立柱傳給拱肋的鉛直荷載。 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。 、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=。 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 具體布置見下圖： 圖 42 拱上排架布置圖（ 0 號） 、排架 荷載計算 、 槽殼自重 =+=+=， =*15= 、 滿槽水重 設(shè)計水深時值水重設(shè)計值（ h=） =*= 加大水深時值水重設(shè)計值（ h=） =*= 、 排架自重（以 0 號排架為例） 經(jīng)計算排架的橫截面積為 =，故 =**25= 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 故可計算出通過排架傳給拱肋的鉛直荷載，見下表：（單位） 表 42 半跨鉛直荷載分布表 風(fēng)荷載計算 A、作用于槽身的橫向風(fēng)壓力 作用于槽身的風(fēng)荷載強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式（ 44）計算： = （ 44） 式中： W0為基本風(fēng)壓值，根據(jù)資料取 35kg/m2（即 ）； μs為風(fēng)載體形系數(shù)，本渡槽為矩形槽身， H/B=，根據(jù)《渡槽》 ① 中的表 16 可查得空槽時取 ，滿槽時取 ； μz為風(fēng)壓高度系數(shù)，因為槽身的迎風(fēng)面距地面約 15m，參考《渡槽》中的表 15可近似取其值為 μt為地形、地理條件系數(shù)，根據(jù)資料提供 的地形圖可取 ,； βz為風(fēng)振系數(shù)，其值由自振周期 T1 決定， T1 由下式（ 45）計算： = (45) 式中： H為槽身重心至地面高度（ m），近似取 16m； M為擱置于排架頂部的槽身質(zhì)量 (空槽情況 )或槽身及槽中滿槽水的總質(zhì)量（ kg），根據(jù)前面計算取 105kg； E為排架材料的彈性模量（ N/m2），近似取 C25 混凝土的彈性模量 1010N/m2； J為排架橫截面的慣性矩（ m4）， J=（ +） 2=； A為排架的橫截面面積（ m2）， A=2=； ρ為排架材料的密度（ kg/m3），取鋼筋混凝土密度 103kg/m3；由此可計算出自振周期： = 由此根據(jù)《渡槽》中表 17 可查得 βz=。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(qiáng)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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可取各參白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 24 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(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計值為：=*=、 作用排架節(jié)點(diǎn)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 。 滿槽水加橫向風(fēng)壓力的情況： =(+)/2*=(+)/*=(+)/2+*=(+)/2+*===空槽加橫向風(fēng)壓力的情況： =/2*=* =/2+*=+*===排架上 橫梁的自重 標(biāo)準(zhǔn)值 =**25=5 kN/m 設(shè)計值 =*5=6 kN/m 、 計算工況的確定 A、滿槽水加橫向風(fēng)壓力 B、空槽加橫向風(fēng)壓力 、排架的內(nèi)力計算 、 滿槽水加橫向風(fēng)壓力 根據(jù)前面的荷載計算，可用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得排架的各種內(nèi)力。 對于立柱抗拉剛度 EA1=1010=1010N； 抗彎剛 度 EI1=10101010； 對于橫梁有抗拉剛度 EA2=1010=1010+N； 抗彎剛度 EI2=10101010。 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 25 內(nèi)力計算結(jié)果如下圖所示： （ 1）排架荷載分布圖（滿槽） （ 2）排架彎矩圖（滿槽） （ 3） 排架軸力圖 （滿槽） （ 4）排架剪力圖 （滿槽） 圖 43 0 號排架內(nèi)力計算圖（滿槽） 具體內(nèi)力計算數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)力計算 桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1) 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 26 桿端 1 桿端 2 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 、 空槽加橫向風(fēng)壓力 空槽加橫向風(fēng)壓力時的內(nèi)力計算同滿槽時的計算方法一樣，只是槽身傳到立柱頂部的集中力減小，計算結(jié)果如下圖 44 所示： （ 1）排架彎矩圖（空槽） （ 2）排架剪力圖 （空槽） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 （ 3）排架軸力圖 （空槽） 圖 44 0 號排架內(nèi)力計算圖（ 空 槽） 具體內(nèi)力計算數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)力計算 桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1) 桿端 1 桿端 2 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 、排架的配筋計算 、 立柱的配筋計算 正截