【正文】 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。坡度為 1/1300。 渡槽的支承結(jié)構(gòu)采用單排架式支承結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)計(jì)算的部分主要包括渡槽的水利計(jì)算、槽身要求工況下的內(nèi)力配筋計(jì)算、在橫向風(fēng)壓下的穩(wěn)定演算、抗裂驗(yàn)算、吊裝驗(yàn)算； 支 撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算主要以結(jié)構(gòu)力學(xué)中的“無剪力分配法”為主要計(jì)算方法。槽身縱向主要計(jì)算槽身承受的總拉力并且假定這部分拉力全部都由鋼筋來承受以此計(jì)算需要的鋼筋用量。拱的受力情況較復(fù)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 雜，因此在設(shè)計(jì)時(shí)將拱的受力情況分為基本組合及特殊組合兩部分。 本設(shè)計(jì)的主要原則是：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使所學(xué)到的知識(shí)得 到鞏固、擴(kuò)大加深和系統(tǒng)化，同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)用理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力，提高對實(shí)際工程的設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖等基本技能，培養(yǎng)和建立正確的設(shè)計(jì)思想，實(shí)事求是，刻苦鉆研，通過自己的努力從中受益，為盡快適應(yīng)將來的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) i。 在設(shè)計(jì)過程中包括了結(jié)構(gòu)力學(xué)、水力學(xué)、鋼筋混凝土、水工建筑物等專業(yè)課程內(nèi)容。 由于時(shí)間較短水平有限，有些地方難免做的不到位，做的不細(xì)致，望閱者給予指正。 設(shè)計(jì)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(jì)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(jì) .............................................................. 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(jì) ...........................................................................................17 一、 槽身基本尺寸的確定 .......................................................................... 17 二、 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算 .............................................................................. 17 三、 槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算 ...............................................................................22 四、 邊墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算 .................................................................................. 36 第五章 渡槽的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 ..................................................................... 41 一、 槽身的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 ...................................................................... 41 二、 槽身的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 ...........................................................................41 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 三、 槽身的抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 ...................................................................... 42 第六章 單排架的結(jié)構(gòu)計(jì)算 .............................................................................. 44 一、 排架的荷載計(jì)算 ...................................................................................44 二、 排架的內(nèi) 力計(jì)算 .................................................................................. 45 三、 排架的配筋計(jì)算 .................................................................................. 47 第七章 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................... 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 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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(gè)地區(qū)的六個(gè)縣，灌區(qū)范圍內(nèi)居住人口大約 100 萬人。 （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23750km ，多年平均徑流量 億 3m 總庫容 億 3m ，興利庫容 億 3m ，興利水位 。為加大部分洪庫容溢洪道上設(shè)有閘門，閘底檻高程 m313 ，閘頂高程 m324 ，門高 m11 。出底高程 ，最大泄流量 311608m 。 灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積 134萬畝，總干渠進(jìn)口 設(shè)計(jì)流量為 sm / 3 ，相應(yīng)水位 ，總干渠末端設(shè)計(jì)流量 sm / 3 ，相應(yīng)水位 。一干渠設(shè)計(jì)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(jì)流量（譬如東一干進(jìn)口段上河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 的建筑物設(shè)計(jì)流為 sm/503 ） ,以使留有余地。 東一干渠自內(nèi)埠到已水河的渠段設(shè)計(jì)長度為 。 東一干全部工程量：土方開挖 1455 萬立方米，回填土方 590萬立方米，石方開挖 308萬立方米，砌石 54萬立方米，混凝土 10萬立方米，鋼筋混凝土 3300萬立方米。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。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(huì)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。 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。砂質(zhì)粘土巖的成份多為泥砂質(zhì)組成。 臺(tái)地段長度大約 536m 為更新統(tǒng) 23Q 。臺(tái)地段土層厚在 18～ 20cm，具有直立性（可以開挖空洞）。 3Q 與 2Q 界限明顯，密實(shí)程度有顯著差異。 22Q 中含有少量結(jié)核，局部夾有砂卵石透鏡體，厚 3m 左右。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 （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。年平均蒸發(fā)量為2020mm。 （三） 基本數(shù)據(jù) （ 1）擬建許營渡槽段樁號(hào)： 30+566～ 31+，全長 ，設(shè)計(jì)流量 Q=40m3/s,加大流量 Q=45 m3/s。 （ 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)。 （ 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。 表 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(hào) 間距 坡降 i 水頭損失 設(shè)計(jì)水位 相對位置 土渠 29+040～ 30+ 1516m 1/12020 許營上游 渡槽 30+566~31+ m 許營 土渠 31+～ 36+750 1/12020 許營下游 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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(jì)時(shí)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。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。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。 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(jià)低 ，施工方便等優(yōu)點(diǎn)，但水頭損失較大，運(yùn)用管理不如渡槽方便。 渡槽，渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流輸水建筑物。 結(jié)合以上論述根據(jù)許營段的實(shí)際情況修建渡槽合適， 故以下本設(shè)計(jì)選用渡槽方案。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。有通航要求時(shí)不設(shè)拉桿，側(cè)墻做成變厚的。 綜上所述根據(jù)所給資料結(jié)合許營地段的實(shí)際情況本設(shè)計(jì)槽身斷面采用矩形斷面。 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(tái)對地基的沉降要求高、施工質(zhì)量要求高難度大。 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(shí)，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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖2 2 空心墩的截面形式 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(shí)體重力墩的抗彎剛度大，可以改善自身的受力條件。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。（ ）單排架；（ ）雙排架；（ ） 字形排架（ ）（ ）（ ）圖2 3 槽 架形式 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。 A 字形排架是兩片