【正文】 示條件可得 （4—9） （4—10） 以上各式中 γ——水的重度；γh——鋼筋混凝土的重度；δ——底板厚度。工程設(shè)計中一般不考慮底板截面上的剪力。作用于單位長脫離體上的荷載除q（自重力加水的重力）外，兩側(cè)還有剪力Q1及Q2，其差值ΔQ與荷載q維持平衡。混凝土截面受剪承載力＞因此，無需配箍筋。短期組合的跨中彎矩值 =（++）=（）＞Ms長期組合的跨中彎矩值（人群荷載的準(zhǔn)永久系數(shù)ρ=0）＝（+） =（）＞Ml綜合上述計算可知，槽身縱向符合抗裂要求。故 ==（） 根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，選取γm值。鋼筋混凝土構(gòu)件的抗裂驗算公式如下：Ms≤γmαctftkW0 （4—7）ML≤γMαctftkW0 （4—8）式中 αct——混凝土拉應(yīng)力極限系數(shù)，；對荷載效應(yīng)的長期組合，； W0——換算截面A0對受拉邊緣的彈性抵抗距； y0——換算截面重心軸至受壓邊緣的距離； I0——換算截面對其重心軸的慣性距； ftk——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。渡槽處于露天（二類環(huán)境條件），則根據(jù)規(guī)范查得混凝土保護(hù)層厚c=35mm，排兩排鋼筋，所以受拉鋼筋合力點至截面受拉邊緣的距離a=80mm，則截面的有效高度h0=ha=425280=4172mm。g2k==（kN/m）人群荷標(biāo)準(zhǔn)值 qk=[]=（kN/m） 設(shè)計值q==（kN/m）　?。ǘ?內(nèi)力計算梁式渡槽的單跨長l=，槽高H=，則 跨高比l/H=≥故可按梁理論計算，沿渡槽水流方向按簡支或雙懸臂梁計算應(yīng)力及內(nèi)力： 圖4—2 槽身縱向計算簡圖（單位：cm） 計算長度l=l0l==（m）跨中彎矩設(shè)計值為 M=γ0ψ（g1+g1+q）l2 = =（kN/m）跨端剪力設(shè)計值 Qmax=γψ（q+g1+g2）l ==（kN）（三） 正截面的配筋計算對于簡支梁式槽身的跨中部分底板處于受拉區(qū)，故在強(qiáng)度計算中不考慮底板的作用，但在抗裂驗算中，只要底板與側(cè)墻的接合能保證整體受力，就必須按翼緣寬度的規(guī)定計入部分或全部底板的作用。槽身自重標(biāo)準(zhǔn)值g1k=γ0ψγV1=25[+2+2+3++2 + 7 ] =（kN/m） 設(shè)計值 g1=γG?？v向計算中的荷載一般按勻布荷載考慮，包括槽身重力（拉桿等小量集中荷載也換算為勻布的）、槽中水體的重力及人群荷載。槽身縱向一般按滿槽水，即水深與拉桿下緣齊平的情況設(shè)計。取ξ2=，則根據(jù)式（1—7）可得⊿Z3=（m）通過渡槽的總水頭損失ΔZ可按下式計算，即⊿Z=⊿Z1+⊿Z2⊿Z3 （3—4）則⊿Z=+=（m）根據(jù)圖3—1所示條件可確定出以下各值（符號意義見圖3—1）：進(jìn)口槽底高程▽1=▽上+H1⊿Z1H =（m） 進(jìn)口槽底抬高 y1=▽1▽3=（m） 出口槽底高程 ▽2=▽1iL=（m） 出口渠底降落 y2= hs ⊿Z3 –H== 出口渠底高程 ▽下=▽2–y2== 驗證：▽上 – ▽下 == 計算無誤，滿足要求。取 ξ1=，則根據(jù)式（1—4）可得⊿Z1=（1+）=（m）槽身段的水面降落ΔZ2=iL= （3—2）式中 L——槽身段的長度。所以下游渠道的水流速度為v2=。 圖3—1 渡槽水力計算圖已知上游渠道的水力參數(shù)，Q=40m3/S，n=，m=，b=，i=1/1200，上游渠道的正常水深h1==。(2)渡槽的進(jìn)出口高程計算進(jìn)口段的布置形式較復(fù)雜，本設(shè)計選用長扭曲面，則進(jìn)口段水面降落 ⊿Z1=（1+ξ1） （3—1）式中 vv——分別為上游渠道及渡槽內(nèi)的平均流速； ξ1——進(jìn)口段的水頭損失系數(shù)。渡槽的允許水頭損失[⊿Z] =，槽身總長度L=686m，初選槽底縱坡i=1/1（二） 渡槽的水力計算(1)擬定槽身的縱坡i、凈寬B0和凈深H0渡槽的縱坡取為i=1/1二、渡槽的縱剖面設(shè)計渡槽的縱剖面設(shè)計的任務(wù)是確定進(jìn)出口段的連接形式，根據(jù)設(shè)計流量及水流通過的允許水頭損失值選擇適當(dāng)?shù)亩刹劭v坡和斷面，并擬訂出渡槽進(jìn)出口高程。在選擇槽址時，除應(yīng)滿足以上總體布置的要求外，還應(yīng)考慮槽址附近是否有寬敞、平坦的施工場地，同時應(yīng)滿足槽下的交通要求。 第三章 渡槽總體布置和縱剖面設(shè)計一、渡槽的總體布置渡槽的總體布置主要包括渡槽的選址。A字形排架是兩片單排架的腳放寬，頂端連在一起而成的，其穩(wěn)定性好，適應(yīng)高度較大，但造價較高，施工較復(fù)雜。 單排架體積小，重量輕，現(xiàn)場澆筑和預(yù)制吊裝都方便，在渡槽工程中應(yīng)用十分廣泛。矩形墩施工最方便，截面慣性矩也較大，水流條件處于前二者之間，適用于河水不深的灘地和兩岸無水的槽墩。圓矩形水流條件較好，外形美觀，另外由于做成空心而節(jié)省了材料，減輕了自重和作用于地基上的荷載，空心重力墩比實體重力墩的抗彎剛度大，可以改善自身的受力條件。墩式支承分為重力墩和空心重力墩兩種類型，重力墩節(jié)省鋼材，墩身強(qiáng)度以及縱向穩(wěn)定性易滿足要求，但由于其自重過大，特別式墩身較高并承受豎向荷載與水平荷載時，要求地基有較大的承載力，故其多用于墩身高度不太大而地基承載力較高的巖基和較好的土基上。拱式支承常用于大跨度離地面高度不大的槽身，拱式支承雖受力情況好，但是其墩臺對地基的沉降要求高、施工質(zhì)量要求高難度大。綜上所述根據(jù)所給資料結(jié)合許營地段的實際情況本設(shè)計槽身斷面采用矩形斷面。有通航要求時不設(shè)拉桿，側(cè)墻做成變厚的。一般常用矩形和U型斷面，故將兩種斷面形式做以下比較論證。結(jié)合以上論述根據(jù)許營段的實際情況修建渡槽合適，故以下本設(shè)計選用渡槽方案。渡槽，渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流輸水建筑物。倒虹吸管，倒虹吸管是設(shè)置在渠道與河流 谷地 道路相交處的壓力輸水建筑物，與渡槽相比，通常具有造價低，施工方便等優(yōu)點，但水頭損失較大，運(yùn)用管理不如渡槽方便。地質(zhì)資料還表明該地段溶蝕洞穴較多，透水性強(qiáng)，輸水量又難以保證。對于灌溉渠道，渠線應(yīng)與地形等高線大致平行且盡可能布置在灌區(qū)的脊線，以爭取最大的自流灌溉面積。 許營渡槽及上下游渠道段基本數(shù)據(jù)建筑物類型起止樁號間距坡降i水頭損失設(shè)計水位相對位置土渠29+040～30+1516m1/12000許營上游渡槽30+566~31+ m許營土渠31+～36+7501/12000許營下游第二章 輸水方案及建筑物型式的論證一、方案的論證初步設(shè)計時擬定了繞山渠道、渡槽、倒虹吸管三種方案，以下為三種方案的論證比較。（5）許營渡槽段跨越式建筑物，不論采用那種類型，均按三建筑物考慮。（3）與渡槽段相連接的上下游渠道均已建成，橫斷面為梯形，渠底和邊坡均采用漿砌石保護(hù)。（三） 基本數(shù)據(jù)（1）擬建許營渡槽段樁號：30+566～31+，設(shè)計流量Q=40m3/s,加大流量Q=45 m3/s。年平均蒸發(fā)量為2000mm。 （二） 氣象情況本灌區(qū)屬于華北干旱區(qū)，平均多年降雨量只有500～600mm，而且分布很不均勻，有60﹪～70﹪集中在汛期。中含有少量結(jié)核，局部夾有砂卵石透鏡體，厚3m左右。與界限明顯，密實程度有顯著差異。臺地段土層厚在18～20cm，具有直立性（可以開挖空洞）。臺地段長度大約536m為更新統(tǒng)。砂質(zhì)粘土巖的成份多為泥砂質(zhì)組成。陡坡段長度大約20米，該段為紫紅色、紅褐色礫巖夾砂質(zhì)粘土巖，礫巖成分為石英砂石、石英巖等。地表溝壕大部分為南北向，對于排除地面徑流與灌渠（區(qū)）滲水比較有利，不會產(chǎn)生鹽堿化或沼澤化威脅，灌區(qū)地形平均坡降為1／100～1／200。東一干渠灌溉渠地域內(nèi)多為低山丘陵干旱區(qū)，區(qū)內(nèi)崗?fù)菹嚅g，地面覆蓋為紅色和棕紅色粘土及黃土。開挖土石方用炸藥1257噸，三大材需用量分別為：水泥81800噸，鋼材3575噸，木材73000立方米。東一干全部工程量：土方開挖萬立方米，回填土方萬立方米，石方開挖萬立方米，砌石萬立方米，混凝土萬立方米，鋼筋混凝土萬立方米。東一干渠自內(nèi)埠到已水河的渠段設(shè)計長度為。一干渠設(shè)計流量考慮近期與遠(yuǎn)期兩種情況，也就是在同一渠段上的建筑物，如渡槽，隧洞等的輸水能力按遠(yuǎn)期規(guī)劃確定設(shè)計流量（譬如東一干進(jìn)口段上的建筑物設(shè)計流為）,以使留有余地。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積萬畝，總干渠進(jìn)口設(shè)計流量為，相應(yīng)水位，總干渠末端設(shè)計流量，相應(yīng)水位。出底高程，最大泄流量。為加大部分洪庫容溢洪道上設(shè)有閘門，閘底檻高程，閘頂高程，門高。 （一） 灌區(qū)基本概況陸渾水庫位于河南省嵩縣境內(nèi)，它是伊河上的一座大型水庫，控制流域面積，多年平均徑流量億總庫容億，興利庫容億，興利水位。[關(guān)鍵詞]：渡槽 槽身 排架 內(nèi)力計算目 錄Design the leader 1設(shè)計總說明 4第一章 工程概況及基本資料 8一、工程概況 8二、設(shè)計資料與數(shù)據(jù) 9第二章 輸水方案及建筑形式的選擇 11一、方案的論證 11二、槽身橫斷面型式的選擇 11三、支承型式的選擇 9第三章 渡槽總體布置和縱剖面設(shè)計 14一、渡槽的總體布置 14二、渡槽的縱剖面布置 14第四章 槽身的設(shè)計 17一、槽身基本尺寸的確定 17二、槽身縱向結(jié)構(gòu)計算 17三、槽身橫向結(jié)構(gòu)計算 22四、邊墩的結(jié)構(gòu)計算 36第五章 渡槽的整體穩(wěn)定性驗算 41一、槽身的整體穩(wěn)定性驗算 41二、槽身的抗滑穩(wěn)定驗算 41三、槽身的抗傾覆穩(wěn)定驗算 42第六章 單排架的結(jié)構(gòu)計算 44一、排架的荷載計算 44二、排架的內(nèi)力計算 45三、排架的配筋計算 47第七章 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計 51一、伸縮縫與止水 51二、支座 51三、兩岸連接 52謝辭 53參考文獻(xiàn) 54第一章 工程概況及基本資料一、 工程概況陸渾灌區(qū)是河南省較大的灌區(qū)之一，灌區(qū)跨越洛陽，開封，鄭州市三個地區(qū)的六個縣，灌區(qū)范圍內(nèi)居住人口大約100萬人。在設(shè)計過程中由于大家的共同努力及時完成了這份設(shè)計，因時間倉促及所學(xué)知識有限設(shè)計中有著種種不足，誠懇大家批評指正。為了滿足渡槽在各種情況下均能安全運(yùn)用設(shè)計中對渡槽各細(xì)小部位如伸縮縫、支座墩頭，等處均做了一定的處理。在計算出各種情況下的內(nèi)力后，因不滿足應(yīng)力要求故在拱內(nèi)加配了鋼筋。河谷部位在考慮荷載及受力情況因此在槽墩上加設(shè)了變截面懸鏈拱。對于槽身橫向內(nèi)力則首先計算出拉桿軸力在按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的靜定結(jié)構(gòu)計算各截面內(nèi)力，根據(jù)計算出的內(nèi)力配置配筋。在灘地段采用單排架，排架為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共34個，分為四層，上三層橫梁中心線間距為5m，肢柱斷面為50cm70cm的矩形斷面，橫梁為40cm60cm的矩形端面。槽身為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，矩形斷面帶拉桿，側(cè)墻厚20cm,，底版厚20cm,拉桿為10cm10cm的方形斷面，間距2m。整個渡槽長770m,分為49 跨，每跨15m，設(shè)計流量40m3/s，加大流量45m3/s。方案論證主要對拱式U形斷面渡槽和梁式矩形斷面渡槽進(jìn)行了論證,最后選定了梁式矩形斷面渡槽。本設(shè)計建筑物級別按三級考慮，設(shè)計烈度為80。,該段為紫紅色、紅褐色礫巖和夾砂質(zhì)黏土，礫巖成分為石英砂巖、石英巖等，表面風(fēng)化嚴(yán)重，凸凹不平，肉眼可見溶蝕，直徑大小不一，洞內(nèi)均有滲水現(xiàn)象。整個灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成,建筑物1134座,渡槽32座，其中主要建筑物有遂洞33座，；渡槽32座，；另外還有倒虹吸等輸水建筑物。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。s joi