【正文】 更趨先進合理。例如， 1990 年在湖南省鐵山灌區(qū)建成地由桁（剛）架拱發(fā)展而來地第一座拱梁組合式渡槽 — 涼清渡槽，設計流量 立方米每秒，校核流量 立方米每秒，槽身全長 米，由一跨 米地拱梁組合式結(jié)構(gòu)和兩端個一跨 米地簡支結(jié)構(gòu)組成，槽身采用半圓薄殼斷面，內(nèi)徑為 米，直段高 米 ,槽壁厚 13cm,拱肋采用二次拋物線形等界面雙鉸折線拱，矢跨比 1/，截面尺寸 。 特別需要指出的是，改革開放以來，隨著經(jīng)濟及社會的發(fā)展，城市生活用水以及工業(yè)用水比重增長很快，中國地供水矛盾已集中到城市，主要用于發(fā)展城市、發(fā)展工業(yè)及保護環(huán)境，農(nóng)業(yè)用水的重點轉(zhuǎn)為節(jié)水灌 溉和提高用水效率。在南水北調(diào)中線總干渠上，規(guī)劃修建大型渡槽49座，大部分渡槽設計流量在 300 立方米每秒以上。 由于南水北調(diào)中線工程總干渠為自流輸水，水 頭緊張，可以分配給各座渡槽的水頭損失較小，因而槽身斷面很大，不少渡槽水面總寬在 25m 以上，水深大于5m，其規(guī)模大大超過戈麥蒂渡槽水荷載特別巨大，槽身每延米荷載（不包括自重）可為鐵路荷載地的十幾乃至二三十倍?？梢灶A見，隨著南水北調(diào)工程地實施，渡槽這一建筑物在結(jié)構(gòu)型式、設計理論、新材料運用以及施工技術(shù)等方面，將會有一個更新更大的發(fā)展。槽身擱置于支承結(jié)構(gòu)上，槽身重及槽中水重通過支承結(jié)構(gòu)傳給基礎，再傳至地基。槽身及支承結(jié)構(gòu)地類型各種各樣，所用材料又有不同，施工方法也各異，因而分類方法就甚多。按所用材料分，有木渡槽、磚石渡槽、混凝土渡槽及鋼筋混凝土渡槽等。按支承結(jié)構(gòu)型式分，則有梁式、拱式、桁架式、組合式以及斜拉式等。 （一）梁式渡槽。槽身擱置于墩（架）頂部，既起輸水作用，又是承受荷載而起縱梁作用地結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下產(chǎn)生彎曲變形，支承點只產(chǎn)生豎向反力。梁式渡槽的主要優(yōu)點是設計簡易、施工方便，是采用最為普遍的形式。拱是一種軸線為曲線或折線形、在豎向荷載作用下拱腳產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)，條件是拱腳需有水平約束。拱式渡槽與梁式渡槽不同之處，是在槽身與墩臺之間增設了主拱圈和拱上結(jié)構(gòu)。主拱圈是拱式渡槽的主要承重結(jié)構(gòu)，以承受軸向壓力為主，拱內(nèi)彎矩較小，因此可用抗壓強度較高地虧工材料建造，跨度可以較大（可達百米以上），這是拱式渡槽區(qū)別于梁式渡槽地主要特點。主拱圈有不同的結(jié)構(gòu)形式，如板拱、肋拱、箱形拱和折線拱等。并且，拱上結(jié)構(gòu)又有實腹與空腹之分。 （三）桁架式渡槽。前者是用橫向聯(lián)系（橫系梁、橫隔板及剪刀撐等）將數(shù)榀桁架拱片連接而成整體結(jié)構(gòu)。槽身底版和側(cè)墻板可采用預制混凝土或鋼絲網(wǎng)混凝土微彎板組裝然后填平 ,而成為矩形斷面，有的也采用預制的矩形、 U形整體結(jié)構(gòu)。拱形弦桿與墩臺的連接氛圍有鉸和無鉸兩種，無鉸拱要求較好的地基，實際工程中多采用兩鉸拱。梁型桁架是指在鉛直荷載作用下支承點只產(chǎn)生豎向反力的桁架，起作用與梁相同。按弦桿的外形分，有平行弦桁架、折線或曲線桁架、三角形桁架等。 梁式和拱式渡槽是兩種最基本的型式，桁架式渡槽應用最廣。引洮工程供水范圍西至洮河、東至葫蘆河、南至渭河、北至黃河，受益區(qū)總面積為 萬 km，涉及甘肅省蘭州、定西、白銀、平?jīng)?、天?5 個市轄屬的榆中、渭源、臨洮、安定、隴西、通渭、會寧、靜寧、武山、甘谷、秦安等 11 個國家扶貧重點縣（區(qū)）， 155 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總?cè)丝诩s300 萬人。九甸峽水利樞紐是引洮供水工程自流引水的龍頭工程，樞紐主要建筑物包括鋼筋混凝土面板堆石壩、左岸 2溢流洞、右岸泄洪洞、右岸引水發(fā)電洞、供水工程總干渠進水口等。引洮供水工程以洮河九甸峽水利樞紐工程為水源，總干渠設計引水流量 32 m/s，加大引水流量 36 m/s，年調(diào)水總量 億 m。由 的總干渠、 3條總長 、 20條總長 （分支）渠、兩條總長 的縣城以上城市供水專用管線、 10 條總長 的鄉(xiāng)鎮(zhèn)專用供水管線等構(gòu)成覆蓋全供水區(qū)的輸供水渠（管）網(wǎng)體系。引洮供水工程屬大型跨流域自流引水工程，工程線路長，跨地域范圍大，穿越流域多，供水區(qū)分散，工程地質(zhì)條件復雜。總干渠工程以隧洞為主要建筑物，初步蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 2 設計階段布置隧洞 15座 ，占全長的 %，其中 9 隧洞的長度分別為 13152m、 15100m、 17190m、 18245m，大于 10km 的隧洞占總干渠長度的 %。二干渠自總干渠陽陰峽分水，渠線向北穿過內(nèi)官盆地，然后沿關(guān)川河支流西河左岸下行梁家莊止，與安定區(qū)已建成的西河渠、中河渠相接，經(jīng)定西市區(qū) 以及巉口，沿關(guān)川河而下達會寧縣境內(nèi)的頭寨子。隴西專用供水管線自總干渠 7隧洞出口分水，沿秦祁河右岸山腳向下游前行，至張家堡后跨秦祁河，在左岸經(jīng)北寨鎮(zhèn)后下行至關(guān)門村，再次跨過秦祁河后在右岸行至隴西雙泉鎮(zhèn)結(jié)束，供水管線采用重力流輸水，為 DN1000 的玻璃鋼夾砂管。引洮供水一期工程共布置各類建筑物 2393 座，其中總干渠 138 座，干渠 536 座，支渠工程 1719 座。引洮供水一期工程總投資 億元，國家定額補助 億元，甘肅省配套資金 億元，工程建設工期為六年。按照 GB— 50288— 99《灌溉與排水工程設計規(guī)范》，確定該渡槽的工程級別為 3 級。屬狹長 V型斷面。耕作深度為 。中～重粉質(zhì)壤土的天然密度為 ，干密度為 g/cm3，比重 ；含水量為 %；原狀壓縮系數(shù)為 a2=；濕陷系數(shù) %；屬于中壓縮非自重濕陷性土層。壓縮模量為 3～5Mpa 允許承載力為 [R]=～ ?；炷林囟?rc＝ 25KN / m3，混凝土其他特性性能指標見表 1－ 1。強度模量 Es＝ 105N/ mm2, Ⅱ 級鋼筋強度設計值fy=fy’=3 00N/mm2,強度模量 Es＝ 105N/mm2。構(gòu)件裂縫寬度允許值， flim＝ 。 表 11 混凝土特性指標：（單位 N/ mm2） 混凝土強度等級 軸心抗壓 軸心抗拉 彈性模量 Ec 標準值 fck 設計值 fc 標準值 fck 設計值 fc C20 104 C25 104 漿砌采用 M15 砂漿砌塊石。； C＝ 23Kpa，修正后地基承載力特性值 fa=290Kpa。 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準規(guī)定》以及灌區(qū)規(guī)劃要求，確定該渡槽為三級永久建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為 Ⅱ 級 ，結(jié) 構(gòu)重要性系數(shù)為 r0＝ 1，短暫設計狀況系數(shù)ψ＝ ，偶然狀況系數(shù)ψ＝ ，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)系數(shù) rd＝ 。 施工條件： 采用裝載式鋼筋混凝土渡槽，預制吊裝。渡槽總體布置基本要求： 流量、水位滿足灌區(qū)要求 。 槽址選擇 注意問題： 槽身長度短、基礎低，降低 工程造價。 渡槽軸線盡量和河道正交。 在選擇槽址時，除應滿足以上總體布置的要求外，還應考慮槽址附近是否有寬敞、平坦的施工場地，同時應滿足槽下的交通要求。 結(jié)構(gòu)選型 槽身的選擇 槽身的橫斷面型式有矩、 U形、圓形和拋物線形，其中常用的是矩形和 U形。渡槽長度為中型渡槽?？稍O拉桿以減少側(cè)墻厚度。綜合分析：選用簡式梁型式，雖彎距較大，但施工方便。 上 游漸變段 4m與 6m泄水閘 相連 ，泄水閘再與 5隧洞相連；下有漸變段 4m 與 6隧洞相連 。 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 7 3 水力計算 由于該渡槽由于進出口高程及槽身縱坡 i 已經(jīng)確定，水力計算時只要確定槽身的凈寬 B和凈高 H即可，而不必計算水頭損失來確定凈出口高程和槽身縱坡 i。 式中： Q為渡槽的過水流量 ； A槽身的過水斷面面積（ m2）； R為水力半徑（ m）； i為渡槽底比降； n為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取 n=～ ，砌石槽身可取 。從過水能力看， 應按水利最佳斷面的條件來選擇深寬比（矩形槽身水力最佳斷面的深寬比 H/B=），但梁式渡身的深寬比選得大些有利于加大槽身的縱向剛度，因此一般多采用深寬比大于 的窄式斷面，矩形槽身常采用的深寬比 H/B=～ 。 把加大流量 Qm=36m3/s 帶入計算可求的 =， B= 計算設計水深 h設 ： 2 13 21/Q nAR i?3m/s（ ）h加2A B H B? ? ?X 2 H B 2. 4 B? ? ?AR X?2 13 21Q ARn i?h加蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 8 已知 B=， Q=32m3/s 聯(lián)立以上式子解得 h設 = 安全加高Δ h 計算 ： 考慮到槽中水面可能產(chǎn)生波動的原因，為了保證渡槽有足夠的過水能力，槽身頂部在水面以上應有一定的超高。 H=h 設 +Δ h1=270+= H=h 加 +Δ h2=295+10=305cm 取兩者最大值，故取 H=（不計拉桿的高度）， B=。 該渡槽無通航要求，槽頂設拉桿有利于減小側(cè)墻的厚度，間距取 S=2m；側(cè)墻厚度 t按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定 t/H=1/12～ 1/16 確定， H為側(cè)墻高度 ， t=（ 1/12～ 1/16）H=(～ )m,為了減小側(cè)墻的重量取側(cè)墻頂部厚度 t1= 側(cè)墻底部取t2=；底板厚度取跨度的（ 1/12～ 1/35）， t=（ 1/12～ 1/35） B=(.35～ )，但為了滿足抗裂要求 取底板厚度 t3=；渡槽要滿足行人要求，故在側(cè)墻外側(cè)設置人行板，板寬取 b=，板外側(cè)厚度 t4=，板內(nèi)側(cè)厚度 t5=；為了減小底板的拉應力，槽身底板高于側(cè)墻底緣 ；側(cè)墻和底板連接處設角度為45o的貼角邊長取 30cm 以減小轉(zhuǎn)角處的應力集中。 圖 41 槽身橫斷面圖（單位： mm） 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 10 槽身橫向結(jié)構(gòu) 計算 帶拉桿的矩形斷面槽身橫向計算也括側(cè)墻和底板兩部分?？紤]到槽頂人群荷載產(chǎn)生的彎矩對側(cè)墻及底板最大彎矩影響很?。ㄐ∮?2%），計算可近似忽略不計。 h— 槽內(nèi)設計水深， m； H— 墻頂凈高（底板頂面至墻頂高）， m。 FM 3FM =r h /15水01B B t ? ? ? ? ?3 3 411 t 0 .2 5I 0 .0 0 1 3 0 m1 2 1 2? ? ?3 3 422 t 0 .4I 0 .0 0 5 3 3 m1 2 1 2? ? ?11203IHμ 0 .3 3 7 4 23 I 2 IHB???蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 12 滿槽水深： 槽身自重為不變荷載，荷載分項系數(shù)為 ；水重為可控可變荷載，荷載分項系數(shù)為 。 m，長度 m） 設計水深 標準值 設計值 滿槽水深 標準值 設計值 （ 2）配筋計算 按一般受彎構(gòu)件計算，由表 41 可知最不利荷載組合為滿槽水深情況。 m（ y=），按單筋進行配筋計 算。 m，h=225mm， b=1000mm， K=， ，故 按最小配筋率配筋，選 B10250，實際面積 。 m（ y=），按雙筋進行配筋計算。 k2q γ h γ t 10 2. 7 25 0. 4 37 K N / m? ? ? ? ? ? ?水 自G 2 Qq γ h γ γ t γ 1 0 2 .7 1 .0 5 2 5 . 4 1 .2 0 4 0 .3 5 K N / m? ? ? ? ? ? ? ? ?水 自k2q γ h γ t 10 3. 12 5 25 0. 4 41 .2 5K N / m? ? ? ? ? ? ?水 自G 2 Qq γ h γ γ t γ 10 3. 12 5 1. 05 25 . 4 1. 10 43 .8 1 K N / m? ? ? ? ? ? ? ? ?水 自39。2fy fy 3 00 N / m m??蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 13 M= ，故 按最小配筋率配筋，選 B10120，實際面積 。彎矩最大值出現(xiàn)在側(cè)墻底部 Mk=，按標準荷載計算，考慮鋼筋作用。 act— 拉應力限制系數(shù)，取 A0— 換算截面面積， A0=Ac+aEAs ftk— 混凝土軸心受拉強度標準值， C25 標準值為 W0— 換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒。 30mm,aa?? 39。 39。 6y0s 22c0K M f A ( h a 1 . 2 3 8 . 2 3 1 0 3 0 0 3 1 4 2 7 0 3 0α 0 . 2 6 8 3f b h 1 1 . 9 1 0 0 0 2 7 0s?? ? ? ? ? ? ?? ? ???）11 1 2 1 1 2 0 .0 2 6 8 3 0 .0 2 7 2 0 .4 6 8s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 39。0 c E s 6E 21 0 .3 7 .8 4 6 5 4 3 1 4 1 0 0 .3 0 7 6A A A A s mm?? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 14 , 故滿足抗裂要求 底板計算 （ 1） 內(nèi)力計算 底板各截面彎矩及軸向力按下列公式計算： 式中： Mx為距底板左端墻底中心距離為 x的截面彎矩， 。若槽身較寬，還應進行 1/4 截面計算，以使底板的鋼筋布置更加經(jīng)濟合理。 端部截面（ x=） ： 采用 C25混凝土， fc＝ ， Ⅱ 級鋼筋， fy=fy’=300N/mm2。 m，N=， h=400mm， b=1000mm， K=， 故按大偏心受