【正文】 已知拱圈的計算跨徑 l=87m，計算矢高 f=，可計算： == 左拱腳最大水平推力為： H=++= 則桿端承受的平均軸向壓力： === 、拱圈配筋 正截面： 選取荷載組合最不利處，即拱頂拱截面，組合Ⅰ：空槽 +溫降 +混凝土收縮 的情況， b=4000mm， h=1000mm，選用 Ⅰ 級鋼筋， ft=210N/。 具體計算結(jié)果見下表 : 表 411 特殊組合 Ⅰ：空槽 +溫降 +混凝土收縮 截面位置 拱腳 L/4 處 內(nèi)力 M N Q M N Q 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 鉛直向荷載 加大水深 空槽水重減少 溫降 混凝土收縮 荷載組合 截面位置 拱頂 1 號排架左 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直向荷載 加大水深 0 68478 空槽水重減少 0 溫降 0 混凝土收縮 0 荷載組合 0 截面位置 1 號排架右 內(nèi)力 M N Q 鉛直向荷載 加大水深 68478 空槽水重減少 溫降 混凝土收縮 荷載組合 表 412 特殊組合 Ⅱ：滿槽 +溫升 截面位置 拱腳 L/4 處 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直 加大水深 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 向荷載 滿槽水重增加 溫升 荷載組合 截面位置 拱頂 1 號排架左 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直向荷載 加大水深 0 68478 滿槽水重增加 0 溫升 0 荷載組合 83958 0 截面位置 1 號排架右 內(nèi)力 M N Q 鉛直向荷載 加大水深 68478 滿槽水重增加 溫升 荷載組合 、主拱圈的穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于拱圈的橫向剛度比縱向的剛度大，其寬跨比為 =， 故只需進(jìn)行拱圈的縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算。 根據(jù)公式： =* =y=（ ） =（ ） = = 計算結(jié)果見下表（ 410）： 表 410 水溫變化下拱圈控制截面內(nèi)力計算表 荷載 內(nèi)力 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號排架左 一號排架右 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 溫升 M N Q 0 溫降 M N Q 0 混凝土收縮 M N Q 0 、主拱圈的強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算 、主拱圈的強(qiáng)度驗(yàn)算 當(dāng)求得各種荷載作 用下主拱圈各控制界面的內(nèi)力后，可以求出各截面在各種荷載最不利組合情況下所產(chǎn)生的內(nèi)力。 由附表中數(shù)據(jù)可求得： = = H= 最后利用下列公式計算拱軸任一截面的內(nèi)力： =+ =H+ =H+ 式中： 為 x 截面以左所有鉛直力的總和，以向上為正； 表 46 鉛直荷載（加大水深時）作用下拱圈控制截面內(nèi)力 截面位置 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號排架左 1 號排架右 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () 68478 68478 N () Q () 0 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 、水深變化引起的拱圈內(nèi)力計算 、作用于拱肋鉛直荷載的增減計算（于設(shè)計水深比較） （ 1）、空 槽情況下排架每個立柱減少水重荷載為： = （ 2）、滿槽情況下排架每個立柱增加水重 荷載為 = 、左拱腳的反力與拱圈控制截面內(nèi)力計算 計算在和作用下左拱腳的反力，并計算控制截面內(nèi)力，計算結(jié)果見下表（ 44 49）： 表 47 空槽水重減少情況下拱圈控制截面內(nèi)力 荷載 序號 1 2 3 ∑ （） （） 左拱腳內(nèi)力值 = = =2*（ ） = 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 表 48 滿槽水重增加情況下拱圈控制截面內(nèi)力 荷載 序號 1 2 3 ∑ （） （） 左拱腳內(nèi)力值 = = =2*= 表 49 水深變化引起的拱圈控制截面內(nèi)力 截面位置 拱 腳 l/4 處 拱頂 1 號排架左 1 號排架右 空槽水重荷載減小 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () N () Q () 0 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 截面位置 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號排架左 1 號排架右 滿槽水重荷載增加 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () N () Q () 0 、溫度變化及混凝土收縮作用下的內(nèi)力計算 根據(jù)基本資料，流域內(nèi)年平均氣溫為 17℃ ，取最高氣溫約 35℃ ，最低氣溫約 5℃ ， 拱圈的 溫升及溫降可算得為： =3517=18℃ ， =517=22℃ 。 在單位鉛直荷載（）的作用下，考慮彈性壓縮影響，左拱腳截面的內(nèi)力彎矩和水平推力 H 按以下公式計算： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 =（ f） H=（ 1） 式中： 為彈性中心位置，可查附錄 B 表 B3。 則 =*= == == 將、代入上式，求得彈性壓縮系數(shù)： == 、鉛直荷載作用下的內(nèi)力計算 由于上部鉛直荷載是通過排架立柱傳給主拱圈的，故按集中荷載計算。 、 無水平風(fēng)向荷載作用，僅渡槽最大垂直荷載作用下，立柱為軸心受壓狀 態(tài)。 偏心距增大系數(shù) 由于 l0 /h=＞ 8 ===，取 1。 截面抵抗拒系數(shù) ： === δ=1=＜ =，不會發(fā)生超筋破壞。 由于風(fēng)荷載方向的不確定性，立柱采用對稱配筋，則截面受壓高度： x===＜ =*357= 故屬于 大 偏心受壓構(gòu)件，且 x=2a=243=86mm。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 。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(xiàng)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） 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) 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 (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。 （ 1） 拱跨 L 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，取計算跨度 L=87m，共兩跨。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。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。 經(jīng)計算得： ==，則取 =； =*3600/100=； 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計 三、槽身結(jié)構(gòu)計算 ε=1+=； ε=*1500=1550＞ = 屬于大偏心受壓構(gòu)件，配置對稱鋼筋，可得： ===； 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。 =l=3600mm。 =（ 3c+） =***（ 3*30+*） =＜ ，故抗裂符合設(shè)計要求。 縱向受力鋼筋面積： =δb=**3000*164=3852 配筋率： ρ===％＞ =％ ，滿足要求。 =（ 3c+） =***（ 3*30+*） =＜ ，故抗裂符合設(shè)計要求。 == = 由上式得 =＜ 0，說明要按最小配筋率配筋。 、荷載計算 延槽長方向取 1/5 跨度即 3m寬為橫向計算單元，側(cè)墻于橫斷面剛性連接，拉桿 與側(cè)墻固定連接，每個計算單元含拉桿 2 根。 == == N/ 受拉鋼筋有效配筋率