【正文】 由于渡槽的環(huán)境類別為二類，可取混凝土保護層厚度 c= c′ =35mm，預估鋼筋直徑 d=20mm，受力鋼筋合力作用點到梁受拉邊緣的距離 ， a。 由 ==，查《水工混凝土結構設計規(guī)范》表 ，得鋼筋混凝土軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù) φ=。 縱向穩(wěn)定驗算 計算簡圖如下： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 圖 46 拱圈計算簡圖 主拱圈的軸線計算長度 s=，換算為直桿的計算長度（無鉸拱）=*=。實際工程中，還應根據(jù)渡槽施工及運用的具體條件，對其他可能的不利情況進行驗算。根據(jù)拱式渡槽的運用情況，一般考慮以下幾種荷載組合： 基本組合（設計條件） 加大水深時水重 +自重 +人群荷載 特殊組合（校核條件） （ Ⅰ ）空槽自重 +溫降 +混凝土收縮 （ Ⅱ ）滿槽水重 +槽身自重 +溫升 已知設計條件下控制截面的內力值，即可配置鋼筋，按偏心受壓構件進行承載能力（或強度）計算。另外，取混凝土的線膨脹系數(shù)α =。取混凝土收縮相當于溫降 =10℃ 。 =+++ H=2（ +） =+++ 計算結果見附表 11。本例中，由 m=， n=查得 =。首先利用附錄 B 表 B1表 B15 查算不計彈性壓縮影響左拱腳的彎矩、水平推力的影響線縱坐標，同時還可以從表 B16 查得左拱腳鉛直反力的影響線縱坐標。拱圈自重（）所產(chǎn)生的內力，應根據(jù)施工方法的不同而按無鉸拱或有鉸拱計算，本例計算中按無鉸拱考慮。 求出和后，分別計算和對 1/4 拱跨處 v 點的力矩和對拱腳 k 點的力矩，計算結果見下表（ 44）： 表 44 拱上各點彎矩計算表 荷載名稱 荷載值 Kn 對 v 點力臂 對 k 點力臂 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 ∑ === m=1= 計算得 m 值與初擬值 m= 接近， 下面計算時用 m= 、彈性壓縮系數(shù)的計算 由式 = 式中 = ， = 由《渡槽》書后附錄 B 中表 B7 和 B6 查得： =， v= = 已知：拱頂截面 =100*100=， ==*； C25 混凝土彈性模量 E=* kN/。 此時按軸心受壓長住進行承載力復核， l0/b=， 根據(jù)《水工混凝土結構》中表 31 查得軸心受壓柱穩(wěn)定系數(shù) φ=， As′ =3223mm2，則有： =φ（ +） =*（ *1000*400+210*3223） = kN 最大垂直荷載 N=(+)/2= kN， 故原配筋滿足要求。 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 鋼筋面積、 = e=η+a=+1000/243= = = ＜ 0 故按最小配筋率配筋， =％ *1000*400=800 故原立柱的配筋能滿足要求。 =*= 由此可計算 得偏心距增大系數(shù) η=1+ =1+**= η=*500=＞ =*357= 故按大偏心受壓構件進行計算。 、排架的縱向計算 、 排架一端槽身已就位，另一端尚未吊裝的情況 （無水） 半節(jié)槽身重 /2=，考慮到施工荷載，取動力系數(shù) n=，則該情況下的荷載 N==，偏心距 e0=500mm。 縱向受力鋼筋面積： =δb=**500*457=790 配筋率： ρ===％＞ =％ ，滿足要求。 、橫梁的配筋計算 橫梁按受彎構件進行配筋計算： 正截面： 由于渡槽的環(huán)境類別為二類，可取混凝土保護層厚度 c=35mm，預白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 估鋼筋直徑 d=16mm，且鋼筋布置一排，所以受力鋼筋合力作用點到梁受拉邊緣的距離 a=c+d/2=35+16/2=43mm；因此截面的有效高度 h0=50043=457mm。 鋼筋面積、 = e=ε+a=320+400/243=477mm == = =3184 選配 4φ28+2φ22鋼筋（ =3223）， ρ ===％ ＞ =％ ，滿足要求 斜截面 ： 驗算截面尺寸： （ ） =*（ **1000*357） =929 kN＞ V= kN，截面尺寸滿足要求。 內力計算結果如下圖所示： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 （ 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） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 圖 43 0 號排架內力計算圖（滿槽） 具體內力計算數(shù)據(jù)如下： 內力計算 桿端內力值 ( 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 、 空槽加橫向風壓力 空槽加橫向風壓力時的內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，計算結果如下圖 44 所示： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 （ 1）排架彎矩圖（空槽） （ 2）排架剪力圖 （空槽） （ 3）排架軸力圖 （空槽） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 圖 44 0 號排架內力計算圖（ 空 槽） 具體內力計算數(shù)據(jù)如下： 內力計算 桿端內力值 ( 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 正截面 ：立柱尺寸 h=400mm， b=1000mm，選用 Ⅱ 級鋼筋， ft=310N/mm2 由于渡槽的環(huán)境類別為二類，可取混凝土保護層厚度 c= c′ =35mm，預估鋼筋直徑d=16mm，且鋼筋布置一排，所以受力鋼筋合力作用點到梁受拉邊緣的距離a=a′ =c+d/2=35+16/2=43mm；將立柱視為一端固定一端為不移動的鉸接，則計算長度 l0==*=，計算高度 =ha=40043=357mm 初始偏心距 =M/N=偏心距增大系數(shù) 由于 l0 /h=＞ 8 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 === =*= 由此可計算 得偏心距增大系數(shù) η=1+ =1+**= ε=*==320mm＞ =*400=120mm 故按大偏心受壓構件進行計算。 滿槽水加橫向風壓力的情況： =(+)/2*白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 =(+)/*=(+)/2+*=(+)/2+*===空槽加橫向風壓力的情況： =/2*=* =/2+*=+*===排架上 橫梁的自重 標準值 =**25=5 kN/m 設計值 =*5=6 kN/m 、 計算工況的確定 A、滿槽水加橫向風壓力 B、空槽加橫向風壓力 、排架的內力計算 、 滿槽水加橫向風壓力 根據(jù)前面的荷載計算，可用結構力學 求解器求得排架的各種內力。 具體布置見下圖： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 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 設計水深時值水重設計值（ h=） =*= 加大水深時值水重設計值（ 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）渡槽設計 四、支撐結構設計 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 風荷載計算 A、作用于槽身的橫向風壓力 作用于槽身的風荷載強度標準值按下列公式（ 44）計算： = （ 44） 式中： W0為基本風壓值，根據(jù)資料取 35kg/m2（即 ）； μs為風載體形系數(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 風壓高度系數(shù)，因為槽身的迎風面距地面約 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量 (空槽情況 )或槽身及槽中滿槽水的總質量（ 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： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設計 四、支撐結構設計 = 由此根據(jù)《渡槽》中表 17 可查得 βz=。 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。拱寬為 4+1=5m。（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