【正文】 隔 設(shè)置一根橫梁，梁高 =，梁寬 =，牛腿h=，牛腿處傾角 ζ=，牛腿長(zhǎng)度 c=。將上述各參數(shù)的取值代入公式（ 44）可計(jì)算得： =****= kN/m2 由于風(fēng)荷載為活荷載 ，則槽身風(fēng)荷載強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： ==*= kN/m2 已知槽身高 ，一節(jié)槽身長(zhǎng) 15m（包括兩端伸縮縫長(zhǎng)度），則作用于槽身上的橫向風(fēng)壓力設(shè)計(jì)值為： =*15*= kN B、作用于排架的橫向風(fēng)壓力（以 0 號(hào)排架為例） 由于排架兩立柱間間距為 4m較大，安全起見(jiàn)，不考慮前柱對(duì)后柱的擋風(fēng)作用，排架的風(fēng)荷載強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式（ 46）計(jì)算： = （ 46） 式中各參數(shù)意義參見(jiàn)公式（ 44），計(jì)算式參考《渡槽》中的表 1 1 17可取各參數(shù)的值為： μs=， μz=， μt=， βz=，由此可計(jì)算得： =2*****= kN/m2 同理可計(jì)算出排架風(fēng)荷載強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： ==*=作用于排架上的橫向風(fēng)壓力可視作均勻分布在立柱上，則有風(fēng)荷載強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為： =*=、 作用排架節(jié)點(diǎn)上的荷載 A、 槽身傳遞給排架頂部的荷載 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力通過(guò)支座的摩阻作用，以水平力的形式傳到排架頂部；同時(shí)距排架頂?shù)母叨?，對(duì)排架頂?shù)母叱趟a(chǎn)生的力 矩將轉(zhuǎn)換為一對(duì)方向相反的集中力，分別作用于兩立柱頂端，迎風(fēng)面力的方向向上，背風(fēng)面力的方向向下，槽身自重及槽中水重也通過(guò)支座傳到排架頂部，立柱自重不產(chǎn)生彎矩，可不計(jì) 。 對(duì)于立柱抗拉剛度 EA1=1010=1010N； 抗彎剛 度 EI1=10101010； 對(duì)于橫梁有抗拉剛度 EA2=1010=1010+N； 抗彎剛度 EI2=10101010。 由于風(fēng)荷載方向的不確定性，立柱采用對(duì)稱配筋，則截面受壓高度： x===＜ =*357= 故屬于 大 偏心受壓構(gòu)件，且 x=2a=243=86mm。 下面計(jì)算是否需要按計(jì)算配置箍筋： λ===＞ 3 取 λ=3，對(duì)應(yīng)軸向壓力值 N= kN＜ =**1000*357= kN （ b） + =*（ *1000*357） +*= kN＞ kN 故無(wú)需按計(jì)算配筋， 選配 φ10200 的箍筋 。 截面抵抗拒系數(shù) ： === δ=1=＜ =，不會(huì)發(fā)生超筋破壞。 選配 4φ16（ =804） 斜截面： 支座邊最大剪力設(shè)計(jì)值 =（ ） =*（ **500*457） = kN＞ v= kN 故斜截面抗剪滿足要求 ,只需按構(gòu)造要求在底板及兩邊側(cè)墻中配置 φ10200的箍筋。 偏心距增大系數(shù) 由于 l0 /h=＞ 8 ===，取 1。 配筋計(jì)算 由于施工順序的不確定性，立柱采用對(duì)稱配筋，則截面受壓高度： x===＜ =*357= 故屬于 大 偏心受壓構(gòu)件，且 x=2a=243=86mm。 、 無(wú)水平風(fēng)向荷載作用，僅渡槽最大垂直荷載作用下，立柱為軸心受壓狀 態(tài)。 、拱圈設(shè)計(jì) 、拱軸系數(shù) m的校核 拱肋重力按分段法計(jì)算，將半跨拱肋等分為 12 段，每段水平長(zhǎng)度△ x=，各分段重力按下列公 式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表 （ 43） ： =γ（ 3+） =γ（ 3+） =γ（ i=0,1,2， ….5， 7， 8， ….11） =γ（ 3+） =γ（ 3+） =γ（ +3） 式中： γ為拱肋材料重度， γ=25 表 43 拱肋重力分段計(jì)算表 單位（） 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 半跨拱肋重 。 則 =*= == == 將、代入上式，求得彈性壓縮系數(shù)： == 、鉛直荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 由于上部鉛直荷載是通過(guò)排架立柱傳給主拱圈的，故按集中荷載計(jì)算。 對(duì)于變截面懸鏈線無(wú)鉸拱在集中荷載作用下的內(nèi)力，采用拱腳內(nèi)力影響線計(jì)算。 在單位鉛直荷載（）的作用下，考慮彈性壓縮影響，左拱腳截面的內(nèi)力彎矩和水平推力 H 按以下公式計(jì)算： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) =（ f） H=（ 1） 式中： 為彈性中心位置，可查附錄 B 表 B3。已知 f=，所以 =*= 將 f、各值代入上式，計(jì)算坐公交彎矩、水平推力影響線縱坐標(biāo)的具體計(jì)算式如下： =（ ） = =（ ） = 圖 45 拱圈幾何圖形與荷載 左拱腳的彎矩、水平推力和鉛直反力影響線縱坐標(biāo)值得查算結(jié)果列于下表（ 45）： 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表 45 拱上各點(diǎn)彎矩、水平推力、鉛直反力計(jì)算表 截面號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 /l 0 f/l 0 0 0 0 0 1 截面號(hào) 9 10 11 12 /l f/l 截面號(hào) /l 0 f/l 0 0 0 0 0 0 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 利用左拱腳的彎矩、水平推力和鉛直反力影響線縱坐標(biāo)值，按下列公式計(jì)算左拱腳的彎矩、鉛直反力及水平反力 H。 由附表中數(shù)據(jù)可求得： = = H= 最后利用下列公式計(jì)算拱軸任一截面的內(nèi)力： =+ =H+ =H+ 式中： 為 x 截面以左所有鉛直力的總和，以向上為正； 表 46 鉛直荷載（加大水深時(shí)）作用下拱圈控制截面內(nèi)力 截面位置 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號(hào)排架左 1 號(hào)排架右 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () 68478 68478 N () Q () 0 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、水深變化引起的拱圈內(nèi)力計(jì)算 、作用于拱肋鉛直荷載的增減計(jì)算（于設(shè)計(jì)水深比較） （ 1）、空 槽情況下排架每個(gè)立柱減少水重荷載為： = （ 2）、滿槽情況下排架每個(gè)立柱增加水重 荷載為 = 、左拱腳的反力與拱圈控制截面內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算在和作用下左拱腳的反力，并計(jì)算控制截面內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表（ 44 49）： 表 47 空槽水重減少情況下拱圈控制截面內(nèi)力 荷載 序號(hào) 1 2 3 ∑ （） （） 左拱腳內(nèi)力值 = = =2*（ ） = 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表 48 滿槽水重增加情況下拱圈控制截面內(nèi)力 荷載 序號(hào) 1 2 3 ∑ （） （） 左拱腳內(nèi)力值 = = =2*= 表 49 水深變化引起的拱圈控制截面內(nèi)力 截面位置 拱 腳 l/4 處 拱頂 1 號(hào)排架左 1 號(hào)排架右 空槽水重荷載減小 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () N () Q () 0 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 截面位置 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號(hào)排架左 1 號(hào)排架右 滿槽水重荷載增加 1 0 () 0 X (m) 0 Y (m) 0 M () N () Q () 0 、溫度變化及混凝土收縮作用下的內(nèi)力計(jì)算 根據(jù)基本資料，流域內(nèi)年平均氣溫為 17℃ ，取最高氣溫約 35℃ ，最低氣溫約 5℃ ， 拱圈的 溫升及溫降可算得為： =3517=18℃ ， =517=22℃ 。 考慮混凝土徐變后影響得： =*18=℃ ， =*（ 22） =℃ ， =*（ 10） =℃ 。 根據(jù)公式： =* =y=（ ） =（ ） = = 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表（ 410）： 表 410 水溫變化下拱圈控制截面內(nèi)力計(jì)算表 荷載 內(nèi)力 拱腳 l/4 處 拱頂 1 號(hào)排架左 一號(hào)排架右 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 溫升 M N Q 0 溫降 M N Q 0 混凝土收縮 M N Q 0 、主拱圈的強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算 、主拱圈的強(qiáng)度驗(yàn)算 當(dāng)求得各種荷載作 用下主拱圈各控制界面的內(nèi)力后，可以求出各截面在各種荷載最不利組合情況下所產(chǎn)生的內(nèi)力。 本渡槽設(shè)計(jì)條件與校核條件下的內(nèi)力計(jì)算成果列于表。 具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表 : 表 411 特殊組合 Ⅰ：空槽 +溫降 +混凝土收縮 截面位置 拱腳 L/4 處 內(nèi)力 M N Q M N Q 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鉛直向荷載 加大水深 空槽水重減少 溫降 混凝土收縮 荷載組合 截面位置 拱頂 1 號(hào)排架左 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直向荷載 加大水深 0 68478 空槽水重減少 0 溫降 0 混凝土收縮 0 荷載組合 0 截面位置 1 號(hào)排架右 內(nèi)力 M N Q 鉛直向荷載 加大水深 68478 空槽水重減少 溫降 混凝土收縮 荷載組合 表 412 特殊組合 Ⅱ：滿槽 +溫升 截面位置 拱腳 L/4 處 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直 加大水深 白蓮河龍?zhí)稕_（拱式）渡槽設(shè)計(jì) 四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 向荷載 滿槽水重增加 溫升 荷載組合 截面位置 拱頂 1 號(hào)排架左 內(nèi)力 M N Q M N Q 鉛直向荷載 加大水深 0 68478 滿槽水重增加 0 溫升 0 荷載組合 83958 0 截面位置 1 號(hào)排架右 內(nèi)力 M N Q 鉛直向荷載 加大水深 68478 滿槽水重增加 溫升 荷載組合 、主拱圈的穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于拱圈的橫向剛度比縱向的剛度大，其寬跨比為 =， 故只需進(jìn)行拱圈的縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算。變截面懸鏈線拱取 l/4 處的拱厚進(jìn)行計(jì)算， =。 已知拱圈的計(jì)算跨徑 l=87m，計(jì)算矢高 f=，可計(jì)算： == 左拱腳最大水平推力為： H=++= 則桿端承受的平均軸向壓力： === 、拱圈配筋 正截面： 選取荷載組合最不利處，即拱頂拱截面，組合Ⅰ：空槽 +溫降 +混凝土收縮 的情況， b=4000mm， h=1000mm，選用 Ⅰ 級(jí)鋼筋， ft=2