【正文】 度； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 h0—— 截面有效高度； fy—— 鋼筋抗拉強度設(shè)計值； As—— 受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積； 將 ξ =x/h0 代入式（ 1— 14）、（ 1— 15），并令 α s=ξ（ ） ，則有 )(1 20bhfM scd ??? （ 4— 3） fcξ bh0=fyAs （ 4— 4） ξ≤ξ b （ 4— 5） ρ≤ρ m in （ 4— 6） 根據(jù)以上各式，計算側(cè)墻的鋼筋面積如下： 20bhf Mcds ?? ?= 6 1025 400 4172??= 1 1 2 0 . 0 7 0 0 . 5 4 4sb? ? ?? ? ? ? ? ? 20 2 5 0 . 0 7 0 4 0 0 4 1 7 2 9 4 2 0 . 6 (310csyf b hA m mf ? ? ?? ? ? ） 0 009 4 2 0 .6 0 .5 64 0 0 4 1 7 2sAbh? ? ? ??＞ ρ min=% 選 4φ 36+4φ 40 AS=9099（ mm2） 槽身縱向抗裂驗算 受彎構(gòu)件正截面在即將開裂的瞬間，受拉區(qū)邊緣的應(yīng)變達到混凝土的極限拉伸值 εmax，最大拉應(yīng)力達到混凝土抗拉強度 ft。 不考慮底板與牛腿的抗彎作用，將渡槽簡化為由兩邊側(cè)墻組成的矩形截面。 g1k= =（ kN/m） 水重 標(biāo)準(zhǔn)值 g2k=γ 0ψγ [ 2] =（ kN/m） 設(shè)計值 g2=γ G。其中槽身自重、水重為永久荷載 ,而人群荷載為可變荷載。 圖 4— 1 槽身橫斷面型式（單位： cm） 槽身縱向內(nèi)力計算及配筋計算 荷 載計算 根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃方案中擬定，渡槽的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為 3級，所以渡槽的安全級別Ⅱ級，則安全系數(shù)為γ 0=，混凝土重度為γ =25kN/m3，正常運行期為持久狀況，其設(shè)計狀況系數(shù)為ψ =，荷載分項系數(shù)為：永久荷載分項系數(shù)γ G=，可變荷載分項系數(shù)γQ=，結(jié)構(gòu)系數(shù)為γ d=。 進口渠道斷面 出口渠道斷面 進出口渠道斷面圖 單位： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 4 槽身的設(shè)計 槽身基本尺寸的確定 根據(jù)支承形式，跨寬比及跨高比的大小以及槽身橫斷面形式等的不同，槽身應(yīng)力狀態(tài)與計算方法也不同，對于梁式渡槽的槽身，跨寬比一般都大于 ，跨高比也比較大，故可以按梁理論計算。 出口段的水面降落值Δ Z3 可用下式近似計算，即 ⊿ Z3=（ 1ξ 2）gvv2222? （ 3— 3） 式中 ξ 2—— 出口段的水頭損失。 渡槽內(nèi)的流速為 v= 40 /( )??。所以上游渠道的水流速度為 v1=bhmQ )11( 2??=240(1 1 1 .7 5 ) 4 3 .7 4 4 ?? ? ? ?已知下游渠道的水力參數(shù)， Q=40m3/s， n=， m=， b=， i=1/1200，下游渠道的正 常水深 h2==。 根據(jù)渠道的試算公式如下： h=[imhb bhmQn 3/53/22)( )12( ? ??]3/8 （ 3— 2） 式中 m—— 渠道的邊坡系數(shù)； b、 h—— 分別為渠道的寬和高； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 其他符號的意義與前相同。因為槽身跨度較大，宜采用較大的寬深比值 B0/H0值取 ，經(jīng)試算，得 B0=， H0=， h0=，所以通過設(shè)計流量時，槽中實有水面超高值為 H0h0==,要求值為 [（ h0/12） +5]= [（ 325/12）+5]=,故最后確定 i=1/1250， B0=， H0=。根據(jù)計算書中的計算可得 B0=， H0=。 進出口段連接形式的確定 進出口段的連接應(yīng)力求水流 銜接良好，平順的流入流出，下游渠道不發(fā)生沖刷，水頭損失小，本設(shè)計采用長扭曲面使渠道與渡槽連接。綜合考慮 以上 各方面因素 的同時結(jié)合許營段的具體情況 ， 確定槽址于地形圖上。渡槽的選址應(yīng)注意： 槽身長度短、基礎(chǔ)低，降低功工程造價 ； 軸線短、順直、進出口 避免急轉(zhuǎn)彎，布置在挖方處 ； 渡槽軸線盡量和河道正交 ； 少占耕地、少拆民房 ；盡可能的減少和改善對環(huán)境的影響。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 綜上所述，根據(jù)許營段的地質(zhì)、地形條件，本設(shè)計采用單排架作為槽身的支承結(jié)構(gòu)。雙排架是由兩個單排架，中間以橫梁連接而成，屬空間結(jié)構(gòu)受力較復(fù)雜。鑒于以上所述本設(shè)計 排架是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其自重輕地基應(yīng)力較之墩容易得到滿足，排架有單排架、雙排架和 A 字 形 排 架 三 種 形 式 （ 如 圖 2 — 3 ）。雙工字形施工方便，對 y 軸的慣性矩大，故邊緣應(yīng)力較小，但水流條件差，動水壓力大。空心重力墩的外形輪廓尺寸和墩帽構(gòu)造于實體重力墩基本相同，水平截面有圓 矩 形 、 雙 工 字 行 和 矩 形 三 種 型 式 （ 如 圖 ） 。根據(jù)許營段的地形情況本設(shè)計不采用拱式支承，在主河漕部分由于有過水 要求采用墩式支承，灘地部分采用排架支承。 支承形式的選擇 槽身的縱向支承形式常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三種類型。矩形槽身施工方便，耐久性、抗凍性好，結(jié)構(gòu)簡單特別時適用于有通航要求的中型渡槽 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 矩形槽身 U形 槽身 多側(cè)墻槽身圖21 槽 身斷面的型式 U形槽身斷面為半圓加直段，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，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。 大流量的鋼筋混凝土梁式渡槽槽身多采用矩形斷面，對與中小流量也常采用中小型流量的多設(shè)拉桿，間距為 2米左右。 槽身橫斷面型式 的選擇 槽身斷面有矩形、 U 型（半圓型上加直墻）、多側(cè)墻等如圖（ 21）。雖施工要比渠道 倒虹吸復(fù)雜，但由于其水頭損失小，受地形 地質(zhì)條件影響小，在我國灌區(qū)建筑物中應(yīng)用較為廣泛，在設(shè)計施工方面也已有了較豐富的經(jīng)驗，運用管理也方便，不易淤積，又便于交通和通航。許營渡槽所處地段風(fēng)化嚴(yán)重，易淤積，地形復(fù)雜，完工后的虹吸管穩(wěn)定性差，地下溶蝕洞穴較多，采用此方案水量損失嚴(yán)重，大大降低了該工程的經(jīng)濟效益，結(jié)合以上原因排除倒虹吸方案。因以上原因排除繞山渠道方案。根據(jù)本設(shè)計所給的地形地質(zhì)資料，修建繞山渠道露于地面便于維護管理，但由于要繞過地形起伏較大處，故渠線過長，該地段風(fēng)化嚴(yán)重，增加了工期的不確定性。 繞山渠道，渠道選線一般要求在滿足輸水 任務(wù)的前提下，盡量使工程量小且造價低。 （ 6）跨越建筑物不考慮交通要求和無通航要求，若采用渡槽方案只設(shè)人行便道即可。 （ 4）根據(jù)洛陽地區(qū)地震局提供的有關(guān)資料，陸渾灌區(qū)的主要建筑物設(shè)計烈度定為8o 。 （ 2）渡槽段及其進出口渠道的有關(guān)數(shù)據(jù)與斷面示意，詳 見表 和示意圖。作物生長期長出現(xiàn)嚴(yán)重干旱缺水的情況。該層上面覆蓋 厚 1m 左右的鈣質(zhì)結(jié)核含土層，（樁號 0+440～ 0+706）。下伏中更新統(tǒng)（ 22Q ）為黃色重粉質(zhì)壤土，固結(jié)密實，粘粒含量 20%以上，具有塑性，可以搓成細條。有粘性的局部夾砂卵石透鏡體厚 ～ 15m,自上而下逐漸密實。其表層為黃色中粉質(zhì)壤土，下部為 23Q 黃色中粉質(zhì)壤土含 結(jié)核，粘粒含量 20%左右。表面段出有斷續(xù)相間的滲水，說明砂質(zhì)粘土有隔水性能，礫巖表面覆蓋有 2m 左右的黃色粉質(zhì)壤土。表面風(fēng)化嚴(yán)重，凸凹不平，肉眼可見溶蝕的洞穴，直徑大小不一，小者１ m左右，大的在 10m 以上，洞內(nèi)均有滲水現(xiàn)象。 （ 2）地質(zhì) 東一干渠規(guī)劃路線從樁號 30+～ 31+（位于許營附近），該段是橫 跨伊河上的一條支流。在龍門以東偃師、鞏縣的半山區(qū)和丘陵區(qū)水文地質(zhì)較差，缺乏地下水源。 設(shè)計資料與數(shù)據(jù) 地形地質(zhì)情況 （ 1）地形 陸渾灌區(qū)處于伏牛山北麓，嵩山和熊耳山后谷底一帶，地形復(fù)雜。需要凈工日（包括民工和技工） 2475 萬個，基本建設(shè)投資 6180 萬元。共有各種建筑物 566座，其中隧洞 24 座，累計長度 km17 ；渡槽 21座，累計長度 km62 ，橋 234 座，（包括公路橋 41座，生產(chǎn)橋 120座，人行橋 25 座，排洪橋 48 座），還有退水閘與節(jié)制閘 32 座，涵洞（管）139座，流槽 6 座，跨渠渡槽 26 座，支斗渠引水口 89座。而渠道土石方開挖斷面按近期規(guī)劃確定尺河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 寸，（譬如東一干進口段的渠道設(shè)計流量為 )/45 3 sm 。灌區(qū)三條干渠規(guī)劃成果如表 所示： 表 陸渾灌區(qū)總干、主干渠規(guī)劃數(shù)據(jù)表 渠名 項目 總干渠 東一干 東二干 西干區(qū) 渠 長 )(KM 控制面積（萬畝） 規(guī)劃面積（萬畝） 水庫引渠（萬畝） 73..52 反調(diào)節(jié)灌（萬畝） 0 東一干概況 東一干渠規(guī)劃灌溉面積 萬畝，其中汝陽 萬畝，伊川 萬畝，偃師 萬畝，汞陽 萬畝。 整個灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成的，全長共 ，建筑物 1134 座，其中主要建筑物有隧洞 33座，全長 ；渡槽 32 座，全長 ；另外還有倒虹吸等輸水建筑物。溢洪道最大泄水流量為 33600 /ms，泄洪洞位于大壩與溢洪道之間，為 m108? 的城門洞型明流無壓洞，洞長 m510 ，進口底高程 。大壩壩頂高程 m330 ，最大壩高 ，溢洪道位于大壩東岸。陸渾灌區(qū)的主要水源庫。 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的個人或集體，均已在文 中作了明確的說明并表示了謝意。 to raise the capacity to pile the design exposition and the capacity of calculation and drawing. According to the task, the design exposition is made up of four chapters. Chapter one is the basic material. Chapter two is assignment on the whole, in which the aqueduct line and total length are decided, and make the hydraulic design to decide the slope of bottom and the altitude of exit and entrance. Chapter three is the structure design of aqueduct body, in which the cross section of aqueduct body is decided, and calculate the internal force and the structure of cross section and vertical section. Chapter four is the structure design of support structure, in which the dimensions of support structure are decided, and calculate the internal force and structure of support structure , and calculat