【正文】 anal is the main canal of southtonorth water transfer project on a left bank drainage structures. Aqueduct for leap buildings, bent rectangular aqueduct structure, the level 3 buildings. Design earthquake intensity is. Aqueduct upper elevation, water level。 本設(shè)計(jì)對(duì)渡槽進(jìn)行了認(rèn)真的方案比選和詳細(xì)的尺寸設(shè)計(jì)，并針對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了安全校核，保證建筑物的安全運(yùn)行。 渡槽總長 60m，進(jìn)口漸變段 m6 ，出口漸變段 m10 ，渡槽進(jìn)口底部高程 ，出口底部高程 。設(shè)計(jì)地震烈度為 08 。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙 摘 要 高店村溝排水渡槽位于河北省邢臺(tái)市所轄沙河市高店村西北，位于總干渠南沙河倒虹吸南側(cè)，是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座左岸排水建筑物。 渡槽為跨越式建筑物，采用矩形渡槽排架結(jié)構(gòu)，按三級(jí)建筑物考慮。 渡槽上游高程 ，水位 ；下游高程 ，水位 ，不考慮 交通要求，只需設(shè)置人行道板；無通航要求。渡槽槽身凈寬 m4 ，水面寬 ，側(cè)墻厚 ，底板厚 ，人行道板 寬度為 。 關(guān)鍵詞：高店村、渡槽、槽身、建筑物。 Elevation, downstream water level, regardless of the traffic requirements, only need to set up the pavement plate。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，說明書分為六章。第二章，渡槽的整體布置和渡槽斷面形式的選擇，以及支承結(jié)構(gòu)形式的確定。第四章，槽身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行槽身縱橫斷面內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算并配置鋼筋。第六章，槽臺(tái)的設(shè)計(jì)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第一章 工程概況及基本資料 工程概況 高店村溝排水渡槽位于邢臺(tái)市所轄沙河市高店村西北，位于總干渠南沙河倒虹吸南側(cè)，總干渠測量樁號(hào)（ 92+852）。 設(shè)計(jì)資料與數(shù)據(jù) 地形地質(zhì)資料 （ 1）地形 高店村溝流域地處太行山東麓丘陵區(qū)與山前傾斜平原過渡地帶，沖積發(fā)育，高店村溝 在本區(qū)走向近東西。交叉斷面河床寬度在 50m～ 80m 之間，兩岸地勢(shì)平緩，沒有明顯的河溝。其分布情況自下而上依次為： (1) Q1 粘土：棕紅 — 棕黃色，雜灰綠色，稍濕，可硬塑，細(xì)膩致密，見油脂光澤，具漲縮性，底部含粗砂及小礫。 (2) Q1 壤土：棕黃 — 棕色，夾少量雜灰綠色斑塊，濕，可塑，較致密，呈透 鏡體狀。分布于高程 ～ ，厚度 ～ 。分布于高程 ～ 范圍內(nèi)，厚度 ～ 。本層含有孔隙潛水，水量較豐富，地下水位 ～ ，埋深 ～ 。 (2) 總干渠渠底高程 ，處于 Q33 卵石和 Q1 壤土透鏡體中，承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為 500kPa 和 220kPa，主要持力層 Q1 中砂承載力標(biāo)準(zhǔn)值 250kPa，屬中等壓縮性地河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 基。卵石及含礫中砂為主要含水層，水量較豐富，對(duì)基礎(chǔ)開挖有一定 影響。春季溫暖，偏北風(fēng)或偏西風(fēng)盛行，氣候干燥，蒸發(fā)量大，降雨稀少；夏季炎熱，降雨量集中；秋季晴朗氣爽，降雨稀少；冬季寒冷少雪多北風(fēng)。多年平均日照時(shí)數(shù) 2479 小時(shí)。封凍期最早在 11月 18 日，解凍期最晚在 2 月 22 日。多年平均蒸發(fā)量 。 流域多年平均降水量為 ，年內(nèi)分配不均，年降水量的 70%～ 80%集中在汛期，且多以暴雨形式出現(xiàn)在 8 月份；降水的年際變化更為明顯，豐水年與枯水年之比達(dá)數(shù)倍。 （ 4）基本數(shù)據(jù) （ 1）擬建高店村渡槽身長 60m，設(shè)計(jì)流量 smQ /30 3?設(shè) ，加大流量 smQ /33 3?設(shè) ，渡槽進(jìn)口底高程 ，渡槽出口底高程 。 （ 3）根據(jù)邢臺(tái)地區(qū)地震局提供的有關(guān)資料，高店村溝灌區(qū)的主要建筑物設(shè)計(jì)烈度定位 08 。 （ 5）跨越建筑物不考慮交通要求和無通航要求，若采用渡槽方案直設(shè)人行便道即可。對(duì)于地形條件復(fù)雜，長度達(dá)，工程量大的工程，應(yīng)通過方案比較確定其位置。 （ 2）跨越河流時(shí)，槽址應(yīng)盡量布置于河床穩(wěn)定、水流順直的河段，避免布置在水流轉(zhuǎn)彎處，槽軸線盡量與河道主流垂直。 （ 3）當(dāng)渡槽上、下游為填方渠道時(shí)，為了滿足渡槽及渠道的檢修要求，常在進(jìn)口段或稍前適當(dāng)位置布置節(jié)制閘與泄水閘，此時(shí)泄水閘應(yīng)有順暢的泄水出路。當(dāng)渡槽跨越深谷或水深流急河流，且兩岸地質(zhì)條件較好時(shí)，宜采用大跨徑拱式支承；兩岸地形平坦，槽高不大，地質(zhì)條件較差時(shí)，宜采用小跨徑梁式支承；若渡槽跨越的河谷斷面一側(cè)為深谷，另一側(cè)為淺灘時(shí)，宜采用深谷部位為拱式，淺灘部位為梁式的聯(lián)合支承型式。當(dāng)河谷沖刷線或穩(wěn)定邊坡埋深較大時(shí)，宜采用深基礎(chǔ)（埋深不小于 5m）如樁基、沉井等，否則 可采用淺基礎(chǔ)（埋深小于或等于 5m）。 圖 槽身斷面的型式 大流量的鋼筋混凝土梁式渡槽槽身多采用矩形斷面，對(duì)與中小流量也常采用中小型流量的多設(shè)拉桿，間距 2 米左右。矩形槽身河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 施工方便，耐久性、抗凍性好，結(jié)構(gòu)簡單特別時(shí)適用于有通航要求的中型渡槽； U 型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，省剛才等優(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。 槽身支撐結(jié)構(gòu)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。根據(jù)高店村的地形情況 本段設(shè)計(jì)不采用拱式支承。 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，特別是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，墩式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。 水平截面有圓矩形、雙工字形和矩形三種型式（如圖 ） 圖 空心墩的截面形式 圓矩形水流條件好，外形美觀。雙工字形施工方便，對(duì) y 軸的慣性矩大，故邊緣應(yīng)力較小，但水流條件差，動(dòng)水壓力大。鑒于以上所述本設(shè)計(jì)排架式鋼筋混凝土結(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 ） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 (a) (b) (c) 圖 槽架型式 (a)單排架 (b)雙排架 (c)A型排架 單排架體積小，重量輕，現(xiàn)場澆筑和預(yù)制吊裝都方便，在墩槽工程中應(yīng)用十分廣泛。 A 字形排架式兩片單排架的腳放寬。 鑒于以上所述，根據(jù)高店村段的地質(zhì)地形條件本設(shè)計(jì)采用單排架。變形縫必須用既能適應(yīng)變形又能防止?jié)B漏的柔性止水封堵。 本設(shè)計(jì)采用粘合式止水，這種止水是用環(huán)氧樹脂粘合劑將橡皮貼在混凝土上，施工簡單，止水效果好。 進(jìn)出口段的連接形式 進(jìn)出口段的連接應(yīng)力、力求水流銜接良好。本設(shè)計(jì)采用長扭曲面使渠道與渡槽連接。 比降的確定 槽身的比降對(duì)過水?dāng)嗝娴挠绊懞艽?，確定槽底縱坡 i 時(shí)，應(yīng)考慮渡槽過流能力，水頭損失、沖刷、通航及工程造價(jià)等因素，一般要求在滿足渠系規(guī)劃的水頭損失前提下盡量陡些，以提高過流能力，節(jié)省造價(jià)。但槽底縱 坡大，槽內(nèi)流速大，水頭損失也大，且易對(duì)出口渠道產(chǎn)生沖刷及不利通航。本設(shè)計(jì)渡槽比降定位 1/1200。渠內(nèi)符合明渠均勻流條件。合理的高寬比一般應(yīng)通過方案比較確定，初擬時(shí)一般可取經(jīng)驗(yàn)值，試算過程及結(jié)果如表 所示： 表 截面尺寸初步計(jì)算表 B m b/h H A ? R C Ri Q 4 1 4 4 4 1 4 由上表初定 mB ? ，用最接近設(shè)計(jì)流量的值計(jì)算總水頭損失，用校核流量來確定截面尺寸，計(jì)算過程及結(jié)果見表 ： 表 截面尺寸確定計(jì)算表 B H A ? R C Ri Q 4 4 3 12 10 4 水頭損失驗(yàn)算 渡槽槽身水面與上下游渠道水面銜接的設(shè)計(jì)包括進(jìn)口水面的降落，槽身水面降落和出口水面回升三個(gè)部分（如圖 ） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 水面線z 渡槽的水力計(jì)算簡圖 （ 1） 進(jìn)出口水面降落 進(jìn)出口水面降落的水流現(xiàn)象與明渠流相近似，工程上常用明流公式計(jì)算進(jìn)口水面的降落值 Z，即 ? ? gVVZ 21 202 ??? ? ；重力加速度，；關(guān)，采用扭曲面時(shí)取值與進(jìn)口漸變段形式有，進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)；流速，均流速和槽內(nèi)斷面平均）及相應(yīng)的上游渠道平渡槽設(shè)計(jì)流量（、式中220///smggsmsmVVQ????????? 過水?dāng)嗝娣e )()( 20 mA ???????? 則 smAQV / ??? smAQV / ??? 則進(jìn)口水面坡降為： mZ 2 2 )( 22 ????? （ 2）槽身水面降落 槽身段水流為均勻流 ,故水面 降落 1Z 等于底坡降落 : ilZ?1 () 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 式中 ： l —— 渡槽槽身段長度 ， l 初定為 80m 則槽內(nèi)水面坡降為： mZ 0 011 ??? （ 3）出口水面回升 出口水流仍有水頭損失 ,但是由于出口處流速較槽身內(nèi)的流速為小 ,部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為位能 ,因此渡槽出口處的水面比槽身末端的水面要高 ,水面產(chǎn)生回現(xiàn)象。故選定渡槽寬度 B=4m,設(shè)計(jì)流量時(shí)水深為 3m。 進(jìn)口槽底抬高： mhZhy 2 7 2 ??????? 下游水位高程： mZ ????????? 上下 下游水面深度： mh 4 8 6 ??????? 下 出口槽底降低： mhZhy 4 0 9 ??????? 渡槽進(jìn)口底部高程： my 2 7 7 ??????? 渡槽出口底部高程： mZ 7 6 0 7 ??????? 進(jìn)出口的形式選擇及布置 渡槽進(jìn)出口漸變段 ,應(yīng)保證進(jìn)出口水面銜接良好 ,水流平順 ,水頭損失小 ,下游渠道不發(fā)生沖刷 ,較常用型式為直線扭面式。 由上述公式可得： 進(jìn)口渠道水面寬度 mB ????? 出口渠道水面寬度 mB 8 ????? 進(jìn)口漸變段長 mL )( ??? ，取 mL 61 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 出口漸變段長 mL 3 9 )( ???? ，取 mL 102 ? 其它資料 渡槽總長 80m，由上述計(jì)算知漸變段長 ，槽身總長 690m。渡槽的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 3 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) 0 ? ? ，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) ? ? 。 該渡槽無通航要求，槽頂設(shè)拉桿，間距2m， 拉桿的截面尺寸為 20? 20 cm，拉桿長 m； 側(cè)墻厚度 t 按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) t/h=1/12～1/16 確定 ，在此取 t＝ m， 側(cè)墻 總 高 ；底板厚通常做成惻墻等厚，因此也取 m； 渡槽要滿足行人要求，故在拉桿上設(shè)置人行板，板寬取 100cm，厚 10cm。 橫拉桿 橫桿的正方形截面，取為 150 150mm，橫桿的間距為 2m。 欄桿 欄桿取為 高 。因此需驗(yàn)算槽身的整體穩(wěn)定性。 0W — 基本風(fēng)壓 (KN/米 2 )。 則 0WkkW z? = 2/ mKN??? 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。 （ 2） 抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)按下式計(jì)算： 10 phNlM NlMMK aya ??? ???傾抗 式中： al —— 鉛直力到槽身支承點(diǎn)的距離； ?N —— 基底面承受 的鉛直力總和； P —— 水平力的總和； 1h —— 水平力到槽身支承點(diǎn)的距離?？v向計(jì)算中的荷載一般按勻布荷載 q 考慮，包括槽身重（拉桿重等小量集中荷載也換算為勻布的），槽中水重及人群荷載等，并按滿槽水情況設(shè)計(jì)。 l n =150 0l=12 80l n =13