【正文】 計(jì)算形變位： 代入數(shù)據(jù)得 計(jì)算各彎矩系數(shù)：=—==— =計(jì)算載變位： 故均勻化拉桿的拉力為： 由下列公式計(jì)算槽殼直線段的橫向內(nèi)力彎矩及圓弧段的橫向內(nèi)力，彎矩以槽殼外壁受拉為正。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿槽水情況和非滿槽水情況下的內(nèi)力計(jì)算公式。初選雙肢箍筋,由于梁較高,箍筋不能太細(xì),選用,即有.,選用Ⅰ級(jí)鋼筋時(shí),其箍筋抗拉強(qiáng)度.求得 =滿足抗剪要求.滿足箍筋最小配筋率要求。 斜截面承載力計(jì)算可將U型截面簡(jiǎn)化為T型截面,如圖所示，圖 取 ， 則 又故截面尺寸滿足受剪承載力的要求。查《》第31條（表8）得 ——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，選用Ⅱ級(jí)鋼筋，則有 選用和（） 正截面的抗裂驗(yàn)算 令 , 則換算截面的面積為： 則換算截面對(duì)重心軸的慣性矩 =故可由上述求得最大拉應(yīng)力（抗裂驗(yàn)算） 式中 ——截面抵抗矩的塑性系數(shù)，查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》得，修正后得 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； 混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)，對(duì)荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合。 槽身縱向應(yīng)力分布圖 內(nèi)力計(jì)算跨中彎矩設(shè)計(jì)值 跨端剪力設(shè)計(jì)值 其中為一槽身的均布荷載計(jì)算凈長(zhǎng)或 取計(jì)算跨長(zhǎng) 橫截面的總面積形心軸到圓心軸的距離橫截面對(duì)圓心軸的慣性矩 代入數(shù)據(jù)求得令 （以弧度計(jì)），則有 故 由以上數(shù)據(jù)可求得受拉區(qū)的總拉力 代入數(shù)據(jù)求得 縱向配筋計(jì)算 U型槽身的縱向鋼筋一般按總拉力法計(jì)算，即考慮受拉區(qū)混凝土已經(jīng)開裂，不能再承擔(dān)拉力，形心軸以下的拉力全部由鋼筋承擔(dān)。 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算U型斷面槽屬于薄殼結(jié)構(gòu)，其縱向內(nèi)力計(jì)算法與跨長(zhǎng)L同槽寬D的比值有關(guān)，但水利工程中的U型渡槽大多,屬于長(zhǎng)殼結(jié)構(gòu)（本設(shè)計(jì)中），可按梁計(jì)算，即將其視為U型斷面梁，承受由自重和滿槽水重構(gòu)成的均布荷載?！够€(wěn)定安全系數(shù)，與建筑物安全級(jí)別及荷載組合情況有關(guān)，按照《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)定》中取 所以滿足抗滑穩(wěn)定性要求。 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定分析，作用于渡槽上的力盡管其類型、方向、大小各不相同，但根據(jù)它們?cè)诓凵硌刂С薪Y(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動(dòng)時(shí)所起的作用看，可以歸納為兩大類：一類是促使槽身滑動(dòng)的力，如水平方向風(fēng)壓力、動(dòng)水壓力等，稱為滑動(dòng)力；另一類是維持槽身穩(wěn)定、阻止渡槽滑動(dòng)的力，主要是在鉛直方向荷載作用下，槽身底部與支承結(jié)構(gòu)頂端之間產(chǎn)生的摩擦力，稱之為阻滑力。例如在風(fēng)壓作用下，可能沿其支撐頂部表面發(fā)生滑動(dòng)或傾覆。 ——基本風(fēng)壓(N/m),.其中由設(shè)計(jì)資料知。渡槽的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為級(jí)，故其結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅱ級(jí)，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，正常運(yùn)行期為持久狀況，其設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù)。： 渡槽水利計(jì)算圖 U型渡槽截面其他尺寸確定由上述流量及水頭損失條件，可得符合要求的槽底直徑為，由此可得槽截面其它尺寸：槽壁厚度 , 取 直線段高 ， 考慮安全超高，則取 槽頂加寬部分 ，取 ，取 橫桿、人行便道及端肋尺寸確定橫桿尺寸： 高， 寬， 間距 人行便道尺寸： 厚 寬，單側(cè)扶手端肋尺寸：為改善渡槽的縱向受力狀態(tài)，并便于架設(shè)安裝，在槽身的支座部位應(yīng)設(shè)置端肋，端肋的外形輪廓做成矩形。連接段的長(zhǎng)度常根據(jù)具體情況由布置決定。漸變段和槽身之間常因各種需要再設(shè)置一節(jié)連接段。則有 進(jìn)口槽底高程 進(jìn)口槽底抬高 出口槽底高程 出口渠底降低 出口渠底高程 驗(yàn)證：，計(jì)算無誤，滿足要求，不再改變槽身布置尺寸?！蹆?nèi)斷面平均流速和上游渠道斷面平均流速v = ； 上游渠道的底寬b=，高h(yuǎn)=，邊坡系數(shù)m=，計(jì)算則進(jìn)口水頭損失 則 槽內(nèi)水面坡降： 出口水面回升綜上所述，水流經(jīng)過渡槽時(shí)的總水頭損失為 ，故符合要求。 水頭損失驗(yàn)算渡槽進(jìn)口水流經(jīng)過漸變段與連接段時(shí)的水面降落值Z，由于本設(shè)計(jì)中的槽長(zhǎng)l與槽內(nèi)水深h的比值大于15，所以按明渠均勻流計(jì)算，設(shè)計(jì)中常近似采用下列明渠流公式計(jì)算，即 （13—3）式中 進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)。對(duì)于梁式渡槽槽身起縱梁作用，采用較大的高寬比，可提高其縱向剛度，減小梁內(nèi)應(yīng)力和跨中撓度，對(duì)受力有利，但槽身高度大，側(cè)面受風(fēng)面積大，橫向風(fēng)載大，對(duì)槽身橫向穩(wěn)定不利，且槽身高度大，側(cè)面受風(fēng)面積大，對(duì)槽身橫向穩(wěn)定不利；而高寬較小且槽底縱坡較大時(shí)，槽內(nèi)水深小，為滿足設(shè)計(jì)流量水面銜接進(jìn)口處槽底抬高較大，此時(shí)，當(dāng)渠道通過小流量時(shí)，渡槽進(jìn)口常會(huì)出現(xiàn)較大的壅水現(xiàn)象，而當(dāng)通過大流量時(shí)，槽前上游渠道又可能產(chǎn)生較長(zhǎng)的降水段，使渠道遭受沖刷。 水力計(jì)算由于渠道大多在一定長(zhǎng)度內(nèi)具有相同的流量、底坡、斷面尺寸及相近的渠槽糙率，渠內(nèi)符合明渠均勻流條件，故渠道橫斷面尺寸采用明渠均勻流公式來確定，即 其中 ——通過渡槽的設(shè)計(jì)流量（） 本設(shè)計(jì)中Q =40——槽底縱坡，本設(shè)計(jì)擬定采用；——謝才系數(shù)，可用曼寧公式計(jì)算，為糙率系數(shù)，對(duì)于混凝土及鋼筋混凝土槽身可取，本設(shè)計(jì)采用。求得水深值后利用公式計(jì)算通過設(shè)計(jì)流量時(shí)的進(jìn)口水面降落及出口水面回升值，之后在計(jì)算槽身沿程水頭損失和總水頭損失。如果根據(jù)初步擬定的i、B和H值計(jì)算所得的流量等于或略大于最大流量，則說明擬定的i、B和H值合適，如果小于或大于最大流量，則應(yīng)必須加大B和H值，直到滿足最大流量為止。此設(shè)計(jì)的允許水頭損失為[▽Z]=。但縱坡越大則沿程水頭損失將迅速增加，且流速大將增加進(jìn)口水頭損失，從而增加渡槽的總水頭損失，自流灌溉面積將減小，對(duì)灌溉不利。第三章 槽身斷面設(shè)計(jì) 斷面截面尺寸確定水力計(jì)算的關(guān)鍵是合理的選擇縱坡值。當(dāng)槽身與挖方渠道連接時(shí)，一般是將邊跨槽身遠(yuǎn)端支承在地梁或高度不大的實(shí)體墩上。②柔性連接是將連接段直接修建在填方渠道上，靠近槽身zzz的一端仍支承在支墩上，這時(shí)連接段將隨填方渠道沉降而下沉，因此對(duì)填方壓實(shí)質(zhì)量要求嚴(yán)格。當(dāng)槽身與填方渠道連接時(shí)，通常采用斜坡式和擋土墻式兩種形式。根據(jù)曲莊溝渡槽所在地的工程地質(zhì)條件，渡槽基礎(chǔ)采用樁基。當(dāng)有沖刷時(shí)，大中型渡槽的基礎(chǔ)底面應(yīng)埋設(shè)在設(shè)計(jì)洪水沖刷線以下不小于2m?；A(chǔ)形式的選擇與上部荷重、地質(zhì)及河流水文、沖刷等因素有關(guān)，其中地質(zhì)條件是主要影響因素。 渡槽基礎(chǔ)形式的選擇渡槽基礎(chǔ)根據(jù)其埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。其中單排架體積小，自重輕，可現(xiàn)場(chǎng)澆注或預(yù)制吊裝，應(yīng)用十分廣泛；雙排架是由兩個(gè)單排架聯(lián)以水平桿件組成，為空間框架結(jié)構(gòu)，受力較復(fù)雜；A字型排架是兩片單排架的腳放寬，頂端連在一起而構(gòu)成的，其穩(wěn)定性好，適應(yīng)高度較大，但施工復(fù)雜，造價(jià)較高。排架式支承是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其自重輕，地基承載力較之墩容易得到滿足。墩式支承主要分為重力墩和空心重力墩兩種類型。 槽身的支承結(jié)構(gòu)槽身的縱向支承結(jié)構(gòu)常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三種類型。 渡槽支承的選擇 槽身縱向的支承型式根據(jù)《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》，槽身的縱向支承型式分為簡(jiǎn)支式、單懸臂式、雙懸臂式、連續(xù)梁式和拱上的槽身支承型式。U型槽身斷面為半圓和直段，槽頂一般設(shè)拉桿，槽壁頂端常加大以增加剛度，多采用鋼筋混凝土或鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)，與矩形槽身相比有水力條件好，縱向剛度大，省鋼材等優(yōu)點(diǎn)，但抗凍性差，不耐久，施工工藝要求高，如果施工質(zhì)量不高，容易引起表面剝落，鋼絲網(wǎng)銹蝕，甚至有漏水現(xiàn)象產(chǎn)生。中小型流量的多設(shè)拉桿，間距為2m左右，有通航要求時(shí)不設(shè)拉桿，側(cè)墻作成變厚的。荷載：鋼筋混凝土重力密度：25人行道人群荷載：施工荷載：4渡槽所在地區(qū)基本風(fēng)壓： =渡槽抗震設(shè)計(jì)烈度：地基允許承載力：200使用要求：槽身橫向計(jì)算迎水面裂縫寬度允許值槽身縱向計(jì)算底版有抗裂要求，槽身縱向允許撓度采用水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。 曲莊溝排水渡槽概況（略） 基本設(shè)計(jì)資料與數(shù)據(jù)建筑材料等級(jí)：槽身及剛架采用C25級(jí)，基礎(chǔ)采用C15級(jí)，基礎(chǔ)墊層為C10級(jí)。南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程河北省渠段自石家莊市西郊古運(yùn)