渡槽設計大綱范本

1、FJD34200 FJD水利水電工程 技術設計階段渡槽設計大鋼范本 水利水電勘測設計標準化信息網(wǎng)1998年12月 工程 技術設計階段渡槽設計大綱 主 編 單 位: 主編單位總工程師: 參 編 單 位: 主 要 編 寫 人 員: 軟 件 開 發(fā) 單 位: 軟 件 編 寫 人 員: 勘測設計研究院 年 月目 次1. 引言42. 設計依據(jù)文件和規(guī)范43. 基本資料44 水力計算65. 鋼筋混凝土矩形斷面槽身設計86. 鋼筋混凝土 U 形斷面槽身設計187. 鋼筋混凝土排架設計238. 重力式槽墩及槽臺設計269. 鋼筋混凝土變截面懸鏈線無鉸肋拱設計2810. 空腹變截面懸鏈線無鉸石拱設計3411.

2、鋼筋混凝土整體板式基礎設計3512. 鋼筋混凝土鉆孔樁基礎設計3713. 工程量及材料量計算4314. 應提供的設計成果431 引言提示：簡要說明：工程位置、設計規(guī)模等概況，前階段設計結論及審批意見，基本資料變動情況，專題研究結論，有關會議或協(xié)議情況，對本階段設計要求及注意的問題等。2 設計依據(jù)文件和規(guī)范2.1 有關本工程的文件(1)灌區(qū)(或引水工程)初步設計書或有關本工程規(guī)劃成果的相應資料；(2)初步設計或有關規(guī)劃成果的審查文件；(3)上級或委托單位有關本工程的批示或協(xié)議；(4)其它有關文件及會議紀要等。2.2 主要設計規(guī)范(1)SDJ 12-78 水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準和補充規(guī)

3、定(山區(qū)、丘陵區(qū)部分)(試行)；(2)SDJ 217-87 水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(平原、濱海部分)(試行)；(3)SDJ 20-78 范本是按SDJ 20-78編寫的，如采用新標準DL/T 5057-1996，有關內容應作相應修改。 水工鋼筋混凝土結構設計規(guī)范(試行)；(4)SDJ 10-78 已有新標準DL 5073-1997。 水工建筑物抗震設計規(guī)范(試行)。2.3 參考規(guī)范(1)JTJ 021-89 公路橋涵設計通用規(guī)范；(2)JTJ 022-85 公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范；(3)JTJ 023-85 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范；(4)JTJ 024-85

4、 公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范；(5)GBJ 9-87 建筑結構荷載規(guī)范。2.4 主要參考資料(1)趙文華等，渡槽，水利電力出版社，1985年；(2)趙文華等，渡槽，水利電力出版社，1989年；(3)華東水利學院等，水工鋼筋混凝土結構下冊，水利電力出版社，1975年；(4)華東水利學院主編，水工設計手冊(第八卷)，水利電力出版社，1984年；(5)交通部公路設計院，拱橋設計計算手冊(第二版)，人民交通出版社，1971年；(6)湖南省革命委員會水利電力局，韶山灌區(qū)(第二分冊)，水利電力出版社，1976年；(7)建筑結構靜力計算手冊編寫組，建筑結構靜力計算手冊，中國建筑工業(yè)出版社，1975年。3 基

5、本資料3.1 工程等別及渡槽級別根據(jù)SDJ 12-78及其補充規(guī)定(或SDJ 217-87)及規(guī)劃資料，本渡槽定為 等 級建筑物。3.2 設計流量及上下游渠道水力要素正常設計流量： 6.5 m3/s；加大流量： 8.1 m3/s。表3.1 渠道水力要素表項目上游渠道下游渠道底寬，m2.52.5內邊坡1:11:1正常水深，m1.33加大水深，m1.50渠底高程，m8正常水位，m加大水位，m渠深，m堤頂寬左，m右，m正常流速，m/s0.863.3 渡槽長度及進出口水頭損失根據(jù)地形及規(guī)劃資料確定：槽身長度：120 m；進出口總水頭損失： m。3.4 地形資料(1)150012000地形圖。測繪范圍應

6、滿足渡槽軸線的變更及施工場地布置要求。(2)對于小型渡槽，如缺大比例尺地形圖，應測繪沿渡槽軸線的縱剖面圖及若干橫剖面圖，以及槽址處河谷縱橫剖面圖。3.5 地質資料(1)沿渡槽軸線及軸線兩側(距軸線50 m左右)的地質剖面圖；(2)地基土的物理力學指標；(3)地基的基本容許承載力； 0.29 MPa；(4)地下水位高程： m；(5)對河谷兩岸岸坡穩(wěn)定性及其它有關工程地質條件的評價與建議等。3.6 地震烈度(1)基本烈度根據(jù)國家地震部門提供資料，本渡槽所在地區(qū)的地震基本烈度為 度。(2)設計烈度根據(jù)SDJ 10-78規(guī)定，本渡槽工程的設計烈度為 度。3.7 水文氣象資料(1)槽址處河槽水文資料：設

7、計洪水重現(xiàn)期： a；校核洪水重現(xiàn)期： a；設計洪水流量： m3/s；校核洪水流量： m3/s。設計洪水位： m；校核洪水位： m；設計洪水流速： m/s；校核洪水流速： m/s。(2)基本風壓： kNm2。(3)多年月平均氣溫及最高、最低氣溫：表3.2 多年月平均氣溫表 單位：月 份123456789101112多年月平均氣溫最高氣溫： ；最低氣溫： 。(4)最大凍土深度： m。3.8 建筑材料提示：(1)砂料、石料及混凝土骨料的儲量、質量、產(chǎn)地及開采運輸條件；(2)鋼材、水泥、木材的供應情況。3.9 交通要求提示：(1)槽上順槽身方向的交通要求及荷載標準；(2)槽上橫跨槽身(渡槽進出口)的交

8、通要求及荷載標準；(3)槽下河道有無交通要求及要求的凈空高度。4 水力計算4.1 水力計算的基本步驟4.1.1 渡槽進出口總水頭損失已定情況下的水力計算步驟(1)擬定槽身縱坡及相應的沿程水頭損失Z3=iL，L為槽身長；(2)計算確定槽身寬度B(槽內水深h一般為給定值)；(3)根據(jù)槽身寬度B計算渡槽進口水面降落值Z1；(4)根據(jù)進口水面降落Z1確定出口水面回升值Z2；(5)計算渡槽進出口總水頭損失Z；(6)如Z小于已定的總水頭損失值，則加大槽身縱坡，反之則減小槽身縱坡，重復(1)(5)步驟，直至Z與已定總水頭損失值相等時為止；(7)根據(jù)最后確定的槽身縱坡、過水斷面及進出口水頭損失，確定進出口槽底

9、高程及相應的水面高程。4.1.2 渡槽進出口總水頭損失未限定情況下的水力計算步驟(1)給定槽身縱坡i及水深h(或給定槽身寬度B及水深h)，相應Z3=iL；(2)計算確定槽身寬度B(如給定槽身過水斷面，則計算確定槽身縱坡i及相應的Z3=iL)；(3)根據(jù)槽身寬度B計算進口水面降落值Z1；(4)根據(jù)進口水面降落Z1確定出口水面回升值Z2；(5)計算渡槽進出口總水頭損失Z；(6)確定進出口槽底高程及相應水面高程。4.2 槽身水力計算(1)在槽身水力計算中，槽內水深多為給定值，一般略小于上下游渠道水深，必要時也可等于或略大于上下游渠道水深。(2)槽身水力計算采用明渠均勻流公式：Q=AR2/3i1/2/

10、n (4.1)式中：Q設計流量，m3/s；A槽身過水斷面面積，m2；R水力半徑，m；i槽身縱坡；n糙率系數(shù)，混凝土槽身一般采用n=0.0130.014。4.3 總水頭損失計算(1)渡槽進口流態(tài)與淹沒的開敞式水閘相似，一般按淹沒式寬頂堰流量公式計算進口水面降落值：Z1=Q2/(2g22A2)-V21/2g (4.2)式中：Z1進口水面降落，m；側收縮系數(shù)，一般可采用0.95；流速系數(shù)，一般可采用0.95；V1上游渠道流速，m/s；g重力加速度。(2)出口水面回升Z2值一般根據(jù)進口水面降落按下式計算：Z2=Z1/3 (4.3)(3)槽身沿程損失Z3計算：Z3=iL (4.4)式中：i槽身縱坡；L槽

11、身長度。(4)槽身進出口總水頭損失Z按下式計算：Z=Z1-Z2+Z3 (4.5)5 鋼筋混凝土矩形斷面槽身設計提示：(1)槽身過水斷面深寬比，一般采用h/B=0.60.8。對于大流量的多縱梁式矩形槽，深寬比則不受經(jīng)驗尺寸的限制。(2)槽身跨徑及支承型式(簡支或雙懸臂)根據(jù)流量大小、地形地質及施工條件等因素確定。簡支梁式渡槽的跨徑一般為10 m15 m；雙懸臂梁式渡槽每節(jié)槽身長度一般為20 m30 m，可根據(jù)實際情況布置為等跨雙懸臂式、等彎矩雙懸臂式或不等跨不等彎矩雙懸臂式。(3)槽身側墻及底板厚度，應滿足強度及抗裂要求，由應力分析確定。側墻一般兼作縱梁，還應滿足縱向穩(wěn)定要求。對于帶橫桿的矩形槽

12、，側墻厚度t與墻高H之比值一般為t/H=1/121/16；對于無橫桿加肋式槽身，墻厚可適當減小，但一般不小于15 cm；對于無橫桿無肋式槽身，側墻應適當加厚，一般采用變厚度，墻頂厚度一般不小于15 cm。槽底板厚度一般采用與側墻底部厚度相同，對于多縱梁式槽身，底板厚度可小于側墻底部厚。側墻與底板交接處加設補角，補角寬及高一般為20 cm30 cm。(4)帶橫桿矩形槽的橫桿間距采用1.5 cm2.5 m，截面邊長為20 cm左右。(5)槽身縱向在支承處一般加設橫肋，以改善支座處的受力情況，肋寬約等于側墻厚度，肋凈厚等于或略大于肋寬。(6)無橫桿加肋式槽身的橫肋間距，應滿足側墻及槽底板成為雙向板的

13、要求。側墻高H與肋距L1的比值H/L1及槽底板寬B與肋距L1的比值B/L1一般采用1.02.0。肋寬一般不小于側墻及槽底板厚，肋凈厚一般等于或略大于肋寬。如欲使側墻及槽底板均成為四邊固定支承板，側墻頂部及底部需局部加厚，并要求側墻頂部、底部及肋的剛度應大于8倍板的剛度。(7)無橫桿矩形槽的側墻頂部一般設置外伸人行道懸臂板，板厚6 cm10 cm，板寬70 cm100 cm。帶橫桿的槽身人行道板一般擱置于橫桿上。(8)箱形槽身的側墻、頂板及底板多采用等厚，厚度一般不小于30 cm。(9)側墻超高根據(jù)流量大小及總體規(guī)劃要求確定，一般等于或略小于上下游渠道超高。5.1 槽身結構尺寸擬定5.2 無橫桿

14、無肋斷面槽身結構計算5.2.1 計算參數(shù)(1)支承型式(簡支或雙懸臂)： ；(2)每節(jié)槽身長： m；(3)中跨凈跨長： m；(4)懸臂段長： m；(5)槽身凈寬： m；(6)底板厚： m；(7)側墻高： m；(8)側墻頂厚： m；(9)側墻底厚： m；(10)人行道懸臂板寬： m；懸臂板平均厚： m；(11)槽內設計水深： m；槽內校核水深： m；(12)人群荷載： kN/m2；(13)槽身混凝土標號： ；(14)鋼筋混凝土容重： kN/m3；(15)混凝土軸心抗壓設計強度： MPa；(16)混凝土抗裂設計強度： MPa；(17)混凝土彎曲抗壓設計強度： MPa；(18)鋼筋設計強度： MPa

15、；(19)截面抵抗矩的塑性系數(shù)： ；(20)安全系數(shù)見表5.1。表5.1 安全系數(shù)荷載組合鋼筋混凝土受彎鋼筋混凝土抗裂鋼筋混凝土斜截面受剪基本荷載組合特殊荷載組合5.2.2 橫向計算側墻按底部為固端的懸臂板計算；底板按兩端以豎向支承鏈桿支承于側墻底部的板計算，除承受水重及自重作用外，兩端還作用有側墻傳來的端彎矩及軸向拉力。5.2.2.1 側墻計算(1)側墻底部最大彎矩MA按下式計算：MA=h3/6+M0 (5.1)式中：水的容重；h水深，設計情況時用設計水深，校核情況時用校核水深；M0槽頂荷載(人行道板重及人群荷載等)對側墻底部中心產(chǎn)生的力矩。(2)側墻鋼筋計算時可不計軸向力影響，近似按受彎構

16、件計算配置受力筋。(3)側墻臨水面均受拉，應滿足抗裂要求，按下式驗算抗裂：KfMRfW0 (5.2)式中：M計算彎矩；W0換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩；Kf抗裂安全系數(shù)；塑性系數(shù)；提示：抗裂驗算不能滿足要求時，需加大側墻厚度或提高混凝土標號重新計算。Rf混凝土抗裂設計強度。5.2.2.2 底板計算(1)底板軸向拉力NA按下式計算：NA=h2/2 (5.3)(2)距底板左端距離為x的截面彎矩Mx按下式計算：Mx=qx(b-x)/2-MA-NAt3/2 (5.4)(3)底板跨中彎距Mc按下式計算：Mc=qb2/8-MA-NAt3/2 (5.5)式中：b底板計算跨度，b=B+t2，B為槽身凈寬；t2

17、為側墻底厚；q均布荷載，水重及底板自重之和，q=h+ht3，t3為底板厚；h混凝土容重；其余符號同前。(4)底板跨中最大彎矩發(fā)生在槽內水深等于槽半寬即h=B/2時，因此式(5.5)中q的水重部分為B/2，相應軸向力NA=B2/8。(5)底板鋼筋按偏心受拉構件計算配置。兩端以補角邊緣截面作為控制截面計算配置底板頂層受力筋。式(5.4)中q的水重部分及式(5.3)中的h，在設計情況時用設計水深，校核情況時用校核水深。底板底層受力筋以跨中截面作為控制條件進行計算。(6)按下式分別驗算底板兩端(頂面)及跨中(底面)抗裂要求：KfN(RfW0)/(e0W0/A0) (5.6)式中：N軸向拉力；A0換算截

18、面面積；e0偏心距，e0=M/N；其余符號同前。5.2.2.3 人行道板計算人行道板一般為支承在側墻頂部的外伸懸臂板，按受彎構件計算配置面層受力筋。5.2.3 縱向計算5.2.3.1 計算假定(1)計算荷載按均布荷載考慮。均布荷載q包括槽身自重、水重及人群荷載等。設計情況時水重按設計水深考慮，校核情況時水重按校核水深考慮。(2)根據(jù)支承方式，縱向結構分為簡支梁式及三種雙懸臂梁式(等跨雙懸臂梁式、等彎矩雙懸臂梁式和不等跨不等彎矩雙懸臂梁式)。等跨雙懸臂及等彎矩雙懸臂的懸臂段計算長分別為0.5 l及0.354 l，l為中跨計算跨徑。(3)根據(jù)槽身橫斷面布置型式，鋼筋計算及抗裂校核均近似采用工字形計

19、算截面。計算截面的梁肋寬為2倍側墻厚，上翼緣及下翼緣的計算寬度按規(guī)范采用。如人行道懸臂板與底板相比寬度及厚度均較小時，計算截面可不考慮上翼緣作用，即按倒T形截面計算。(4)縱向受力鋼筋按受彎構件計算配置。側墻較高時，需沿側墻高配置912的縱向構造筋，間距30 cm左右。5.2.3.2 內力計算(1)簡支梁式內力按下式計算：跨中彎矩 M=ql2/8 (5.7)支座剪力 Q=ql/2 (5.8)式中：q均布荷載；l計算跨徑，l=1.05 l0，l0為凈跨。(2)等彎矩雙懸臂梁式內力按下式計算：跨中及支座彎矩 M=0.0625 ql2 (5.9)支座兩側剪力 Q1=0.5 ql (5.10)Q2=0

20、.354 ql (5.11)式中：符號同前。(3)等跨雙懸臂梁式內力按下式計算：支座彎矩 M=ql2/8 (4.12)支座兩側剪力 Q1=Q2=0.5 ql (4.13)式中：符號同前。(4)不等跨不等彎矩雙懸臂梁式內力按下式計算：跨中彎矩 M=ql2/8-ql2s/2 (5.14)支座彎矩 M=ql2s/2 (5.15)支座兩側剪力 Q1=0.5 ql (5.16)Q2=qls (5.17)式中：ls懸臂段計算長；其余符號同前。5.2.3.3 斜截面強度驗算(1)計算截面應滿足如下要求：KQ0.3 Rabh0 (5.18)式中：Q剪力；K斜截面受剪強度安全系數(shù)；Ra混凝土軸心抗壓設計強度；b

21、計算截面梁肋寬，即2倍側墻厚；提示：如不能滿足式(5.18)要求，應增加側墻厚度或提高混凝土標號。h0計算截面的有效高度。(2)計算截面符合下列要求時不需驗算斜截面強度：KQ0.07 Rabh0 (5.19)式中：符號同前。(3)不設彎起鋼筋時，斜截面抗剪強度應滿足下列要求：KQQkh (5.20)Qkh=0.07 Rabh0+1.5 RgAkh0/s (5.21)式中：Qkh斜截面上受壓區(qū)混凝土及側墻豎向鋼筋的抗剪強度；Ak配置在同一截面內的豎向鋼筋面積。側墻橫向計算配置的橫向受力筋不能兼做承受主拉應力的鋼筋，因此Ak應為在所需截面配置在側墻內外側或墻內的附加豎筋；s順槽向附加豎筋的間距；R

22、g豎筋設計強度；其余符號同前。(4)配置彎起鋼筋時，斜截面抗剪強度應滿足下列要求：KQQkh+0.8 RaAwsin (5.22)式中：Aw配置在同一彎起平面內的彎起鋼筋截面面積；彎起鋼筋與縱軸線的夾角；其余符號同前。5.2.3.4 抗裂驗算(1)正截面抗裂按式(5.2)驗算。(2)斜截面抗裂按下式驗算：KfzlRf (5.23)zl=3 Q/(2bh) (5.24)式中：zl最大主拉應力；b2倍側墻厚；h包括底板厚在內的側墻高；Q剪力。5.3 帶橫桿無肋斷面槽身結構計算5.3.1 計算參數(shù)計算所需參數(shù)與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.1)。帶橫桿無肋斷面的人行道板一般擱置在橫桿上。結構布置時需

23、確定橫桿間距及截面尺寸。5.3.2 橫向計算側墻與底板連接處為剛性結點，側墻頂部與橫桿的連接近似按鉸接考慮。5.3.2.1 內力計算(1)槽頂荷載產(chǎn)生的彎矩對側墻及底板最大彎矩值影響很小(<1 )，計算中可忽略不計。(2)側墻底部彎矩按下列公式計算：MA=MF-(MF-qb2/12) (5.25)MF=(h3/24)4-3h/H+3(h/H)2/5 (5.26)=(3I1/H)/(3I1/H+2I2/b) (5.27)式中：MA側墻底部彎矩。MA為正時側墻內側受拉；MF側水壓作用的固端彎矩，當水深按滿槽(h=H)考慮時，MF=H3/15；h槽內水深；水的容重；H側墻高；b底板計算跨度，b

24、=B+t2；q均布荷載，水重及底板自重之和，q=h+ht3；h混凝土容重；I1側墻截面慣性矩，I1=t32/12；I2底板截面慣性矩，I2=t33/12；t2側墻厚，變截面時采用平均厚；t3底板厚。(3)水面以下側墻距底部為y的截面彎矩按下式計算：My=MA/H-h3/(6H)(H-y)+(h-y)3/6 (5.28)式中：符號同前，My為正時側墻內側受拉。(4)側墻跨間最大負彎矩發(fā)生在距墻底為y0處，y0按下式計算：y0=h-4h3/(3H)-8MA/(H)1/2/2 (5.29)提示：如4h3/(3H)-8MA/(H)<0，表示側墻無負彎矩，即側墻外側不產(chǎn)生拉應力。(5)底板兩端彎矩

25、與側墻底部彎矩相等。距底板左端為x的截面彎矩Mx及底板跨中最大負彎矩Mc(底板底面受拉)分別按下列公式計算：Mx=MA-qx(b-x)/2 (5.30)Mc=MA-qb2/8 (5.31)式中：符號同前。(6)底板軸向拉力NA按下式計算：NA=h2/2-h3/(6H)+MA/H (5.32)提示：側墻與底板剛度相同時，如水深h與板跨b之比值h/b<0.7時，橫桿為壓桿，側墻底部彎矩MA大于無橫桿無肋斷面的墻底彎矩，也就是說當側墻高H與槽身凈寬B之比值H/B<0.7時，在滿槽及任何水深情況下，側墻底部彎矩均大于無橫桿無肋斷面的墻底彎矩。因此，如在H/B<0.7的情況下設置橫桿，

26、對側墻受力并不有利，而對減小底板跨中彎矩有利。式中：符號同前。5.3.2.2 鋼筋計算配置與無橫桿無肋斷面相同。側墻鋼筋計算時可不計軸向力影響，近似按受彎構件計算。底板鋼筋按偏心受拉構件計算。5.3.2.3 側墻及底板抗裂驗算與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.2)。5.3.2.4 橫桿計算(1)橫桿軸向力N按下式計算：N=h3/(6H)-MA/HS (5.33)式中：S橫桿間距；其余符號同前。軸向力N值以拉力為正。(2)橫桿除承受軸向力外，還承受橫桿自重及人行道板傳來荷載，按單跨固端梁計算兩端及跨中彎矩。(3)按偏心受拉或偏心受壓構件計算配置鋼筋。5.3.3 縱向計算縱相計算與無橫桿無肋斷面相同

27、。擱置于橫桿上的人行道板一般為簡支預制板，因此縱向計算截面為無上翼緣的倒T形截面。5.4 箱形斷面槽身結構計算5.4.1 計算參數(shù)計算所需參數(shù)與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.1)。5.4.2 橫向計算5.4.2.1 彎矩計算提示：箱形斷面為一閉合框架，利用截面與荷載的對稱性，可取一半框架采用彎矩分配法列表進行彎矩計算。一般在側墻頂、底兩結點各進行兩次彎矩分配即可滿足精度要求。5.4.2.2 軸向力計算(1)底板軸向拉力NA按下式計算：NA=h3/(6H)-(MA+MB)/H (5.34)式中：MA側墻底端彎矩；MB側墻頂端彎矩；H側墻高；h水深；水的容重。軸向力以拉力為正。(2)頂板軸向力NB

28、按下式計算：NB=h2/2-NA (5.35)式中：符號同前。5.4.2.3 鋼筋計算配置與無橫桿無肋斷面相同。側墻鋼筋可不計軸向力影響，近似按受彎構件計算。底板鋼筋按偏心受拉構件計算。頂板鋼筋按偏心受拉或偏心受壓構件計算(大約在水深與板跨之比值h/B<0.65時，頂板軸向力為壓力)。5.4.2.4 側墻、頂板及底板抗裂驗算與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.2)。5.4.3 縱向計算縱向計算與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.3)。縱向計算截面為工字形截面，當頂板與底板厚度相同時，上下翼緣等寬。5.5 無橫桿加橫肋斷面槽身結構計算5.5.1 計算參數(shù)(1)肋凈距： m；(2)肋寬： m；(3)

29、底肋凈厚： m；(4)側肋頂凈厚： m；(5)側肋底凈厚： m；(6)墻頂加厚段(頂梁)高： m；其余計算所需參數(shù)與無橫桿無肋斷面相同(見5.2.1)。5.5.2 橫向計算5.5.2.1 側墻彎距計算(1)根據(jù)墻頂局部加厚段的結構尺寸，側墻可按底和兩端三邊固定、頂邊自由，或三邊固定、頂邊簡支，或四邊固定的雙向板計算。(2)在確定橫肋間距時，一般將肋間方向布置為雙向板的短邊。(3)計算跨徑確定如下：橫向 b0.1 l0時，l1=l0+b (5.36)b0.1 l0時，l1=1.1 l0豎向 (t3+d)/20.1(H-d/2)時，H1=H+(t3-d)/2 (5.37) (t3+d)/20.1(

30、H-d/2)時，H1=1.1H-0.55d式中：l1橫向計算跨徑；l0橫肋凈距；b肋寬；H1豎向計算跨徑；t3底板厚；d墻頂加厚段高度。(4)計算荷載按滿槽三角形水壓力考慮：q1=H1 (4.38)式中：符號同前。(5)彎矩計算根據(jù)板的支承情況，分別查建筑結構靜力計算手冊表4-26(三邊固定頂邊自由)，或表421(三邊固定頂邊簡支)，或表4-22(四邊固定)，計算各控制點(見各表附圖)彎距。泊桑比采用=1/6。5.5.2.2 底板彎矩計算(1)底板按四邊固定板計算。計算跨徑確定如下：橫向計算跨徑與側墻相同。豎向 t20.1 B時，l2=B+t2 (5.39)t20.1 B時，l2=1.1B式中

31、：B槽身凈寬；t2側墻底部厚。(2)計算均布荷載為：q2=h+ht3 (5.40)式中：h水深；t3底板厚；其余符號同前。(3)彎距計算各控制點彎距查建筑結構靜力計算手冊表4-4計算。5.5.2.3 橫肋內力計算(1)橫肋為一矩形敞口框架結構，框架立柱截面為側肋與側墻組成的T形截面，框架底梁截面為底肋與底板組成的T形截面。T形截面的翼緣寬度按水工鋼筋混凝土結構設計規(guī)范表15規(guī)定確定。(2)框架立柱高采用側墻高，底梁計算跨徑采用與底板豎向計算跨徑相同。(3)框架承受橫肋間距l(xiāng)1范圍內的荷載，其值為：q3=hl1 (5.41)q4=(h+ht3)l1 (5.42)式中：q3立柱承受三角形水壓；q4

32、底梁承受均布荷載；其余符號同前。(4)彎矩計算與無橫桿無肋斷面的橫向計算相同(見5.2.2)。計算底梁彎距時，跨中最大彎距同樣應按水深為半槽時的水深(h=B/2)計算。(5)底梁軸向力NA按下式計算：NA=h2l1/2 (5.43)5.5.2.4 鋼筋計算(1)側墻及底板鋼筋，根據(jù)各控制點彎距按受彎構件計算配置。(2)側肋鋼筋按翼緣位于受拉區(qū)的T形截面受彎構件計算。所需受力筋布置在翼緣計算寬度范圍內的側墻內側。(3)底肋鋼筋按T形截面偏心受拉構件計算。兩端所需受拉鋼筋布置在翼緣計算寬度范圍內的底板頂層，跨中所需鋼筋集中布置在肋的底層。5.5.2.5 抗裂驗算(1)側墻與底板均按受彎構件驗算抗裂

33、，計算公式同式(5.2)。(2)側肋按受彎構件式(5.2)驗算抗裂。底肋按偏心受拉構件式(5.6)驗算抗裂。式中A0及W0均按相應的T形截面計算。5.5.3 縱向計算縱向計算與無橫桿無肋斷面相同，見5.2.3。5.6 多縱梁斷面槽身結構計算5.6.1 結構布置(1)多縱梁斷面適用于大流量的寬淺式槽身。一般不帶橫桿，可加橫肋或不加橫肋。(2)縱梁間距一般為1.5 m3 m，梁高及梁寬不小于底板厚。(3)其余結構尺寸的擬定見5.1。5.6.2 計算參數(shù)(1)縱梁凈高： m；(2)縱梁寬： m；(3)縱梁凈距： m；其余計算所需參數(shù)見5.2.1及5.5.1。5.6.3 橫向計算5.6.3.1 側墻計

34、算(1)無橫肋時，側墻計算與無橫桿無橫肋斷面相同，見5.2.2.1。(2)加橫肋時，側墻計算與無橫桿加橫肋斷面相同，見5.5.2。5.6.3.2 底板計算(1)底板按支承于縱梁的單向連續(xù)板計算。(2)底板兩端承受由側墻傳來的端彎距MA及軸向拉力NA，其值按式(5.5)及式(5.3)計算。(3)無橫肋時，各支座彎距M1及各跨中彎距M2按下式計算：M1=1qL2-MA (5.44)M2=2qL2-MA (5.45)式中：1、2為各支座彎距和各跨中彎矩的彎距系數(shù)，由建筑結構靜力計算手冊或其它有關手冊的彎距系數(shù)表查??；q均布荷載，水重及底板自重之和，q=h+ht3；L計算跨徑，L=1.1l，l為縱梁凈

35、距；其余符號同前。彎距符號以底板底面受拉為正，頂面受拉為負。(4)加橫肋時，側墻傳來的端彎距及軸向拉力由橫肋框架的T形截面底梁承受(見5.5.2.3)，按式(5.44)及式(5.45)計算支座及跨中彎距時不計MA值。(5)無橫肋時，底板按偏心受拉構件計算配置鋼筋及按式(5.6)驗算抗裂。(6)加橫肋時，底板按受彎構件計算配置鋼筋及按式(5.2)驗算抗裂。5.6.4 縱向計算(1)縱向計算與無橫桿無肋斷面基本相同(見5.2.3)，不同者為側墻與各縱梁共同作用，承受縱向彎距。各自承受彎距的比例可根據(jù)斷面布置尺寸具體確定。(2)側墻部分及縱梁部分的計算截面分別為工字形及T形。側墻計算截面的肋寬為2倍

36、側墻厚，下翼緣的寬度按規(guī)范規(guī)定及所分擔的彎距值確定。底部縱梁計算截面的肋寬為各縱梁寬之和，翼緣寬為底板總寬減去縱梁計算截面的下翼寬度。(3)槽身跨中為底部受拉，抗裂不滿足要求時，再計算裂縫寬度，要求最大裂縫寬度應不超過規(guī)范允許值。6 鋼筋混凝土U形斷面槽身設計6.1 槽身結構尺寸擬定及計算參數(shù)6.1.1 槽身結構尺寸擬定(1)槽身凈寬2R0及凈深(R0f)由水力計算確定。提示：槽身的深寬比一般采用：(R0f)/(2R0)=0.70.9。(2)渡槽跨徑及支承形式(簡支或雙懸臂)根據(jù)流量大小、地形地質及施工條件等因素確定。對于近似按梁理論計算的形薄殼槽身，要求跨寬比l0/(2R0)3。提示：各部位

37、尺寸根據(jù)槽寬按下述關系式確定：t=(1/101/15)R0f=(0.40.8)R0a=(1.52.5)tb=(12)tc=(12)t(3)槽身橫截面型式參見參考資料3圖15-43a，各部位尺寸根據(jù)槽寬確定。提示：加厚部分的尺寸如下：d0=(0.50.6)R0t0=(11.5)t為了加大縱向剛度及滿足抗裂要求，必要時可適當加厚槽底。(4)槽頂橫桿間距1 m3 ，邊長15 cm20 cm。(5)槽身支座處設端肋，肋寬30 cm左右，肋中截面高(包括槽壁厚)為(56)t。6.1.2 計算參數(shù)(1)支承型式(簡支或雙懸臂)： ；(2)每節(jié)槽身長：l= m；(3)計算跨長：l0= m；(4)槽壁厚：t=

38、 cm；(5)槽殼內半徑：R0= cm；(6)槽殼直段高：f= cm；(7)槽頂加厚部分(頂梁)尺寸：a= cm；b= cm；c= cm；(8)槽底加厚部分尺寸：t0= cm；d0= cm；s0= cm；(9)園心至橫桿中心高：h= cm；(10)園心至水面高：設計水深時，h1= cm；校核水深時，h1= cm；(11)橫桿間距： m；橫桿截面尺寸(寬×高)； × cm；(12)人行便橋板尺寸(寬×高)： × cm；(13)端肋寬： cm；端肋跨中截面高： cm；端肋計算跨徑： cm；(14)人群荷載： kN/m2；(15)槽身混凝土標號： ；(16)鋼

39、筋混凝土容重： kN/m3；(17)混凝土設計強度：軸心抗壓Ra= MPa；彎曲抗壓Rw= MPa；抗裂Rf= MPa；(18)鋼筋設計強度：Rg= N/cm2；(19)安全系數(shù)見表6.1。表6.1 安全系數(shù)荷載組合鋼筋混凝土受彎鋼筋混凝土抗裂混凝土受拉基本荷載組合特殊荷載組合6.2 槽身縱向計算6.2.1 槽殼截面重心及慣性矩計算槽殼截面重心軸位置及截面慣性矩按下列公式計算：y1=Aiyi/A (6.1) y2=H-y1 (6.2) K=y1-f (6.3)I=Aiy2+Ii (6.4)式中：y1截面重心軸至槽頂距離；y2截面重心軸至槽底距離；K截面重心軸至槽殼園心軸距離；I截面慣性矩；Ai

40、槽殼各分塊面積；yi各分塊面積重心至槽頂距離；A各分塊面積總和；H槽殼總高；f槽殼直段高；y各分塊重心至截面重心軸距離，y=y1-yi；Ii各分塊面積對自身重心軸的慣性矩。提示：槽殼截面重心及慣性矩列表計算。6.2.2 荷載及其組合作用于槽殼的均布荷載q包括槽身自重、人群荷載及水重。按設計水深考慮水重時為基本荷載組合；按校核水深考慮水重時為特殊荷載組合。一般控制條件多為校核水深情況。6.2.3 縱向應力計算及抗裂校核(1)按下式計算最大拉應力：=My2/I (6.5)式中：最大拉應力；M跨中(簡支時)或跨中及支座處(雙懸臂支承時)彎矩；其余符號同前。(2)按下式驗算抗裂：<Rf/Kf (

41、6.6)式中：Rf混凝土抗裂設計強度；混凝土塑性系數(shù)，簡支跨中截面時=1.4，雙懸臂支座截面時=1.35；Kf鋼筋混凝土抗裂安全系數(shù)。6.2.4 縱向配筋計算(1)按下式計算截面總拉力：Z=MS/I (6.7)式中：Z截面總拉力；M最大彎矩；I截面慣性矩；S截面重心軸以下面積對重心軸的面積矩，S=S1+S2，其中S1為園弧段面積對重心軸的面積矩，S1=2tR2(sin0-ocos0)，0為截面重心軸以下園弧段半園心角，cos0=K/R；S2為槽底加厚部分對重心軸的面積矩。(2)按下式計算所需縱向鋼筋Ag：Ag=KZ/Rg (6.8)式中：K鋼筋混凝土受彎安全系數(shù)；Rg鋼筋設計強度；其余符號同前

42、。(3)縱向受力筋，一般分兩層集中布置在槽底加厚區(qū)，槽殼其它部位配置10縱向構造筋，間距20 cm左右。6.3 槽身橫向計算6.3.1 橫向內力計算提示：計算方法及公式可參見參考資料3。為了使計算結果更加經(jīng)濟合理，應考慮頂梁加厚部分的剪力影響(這樣可使各截面計算彎矩約減少20 %，軸向力約加大5 %，而配筋量可減少10 %左右)。計算中剪力以及剪力產(chǎn)生的變位及剪力產(chǎn)生的彎矩等項應分別按該書公式(15-28)、(15-26)及(15-27a)計算，其余各項變位及內力計算可均按該書表15-2所列公式采用。橫向計算一般是將槽殼作為一次超靜定的鉸接曲桿框架結構，用力法先求出橫桿的多余未知力，然后利用靜

43、力平衡方程式計算各截面的彎矩及軸向力。6.3.2 橫向配筋計算根據(jù)各截面彎矩及軸向力計算成果，選擇一個最大正彎矩(槽殼外側受拉)及最大負彎矩(槽殼內側受拉)以及相應的軸向力作為控制條件計算槽殼橫向鋼筋。按槽殼最大正負彎矩截面的受力情況，一般均屬偏心受拉構件，采用偏心受拉的有關公式及要求計算配筋。6.3.3 橫向應力計算及抗裂校核(1)按下式計算控制截面的拉應力：=M(h-x0)/I0+N/A0 (6.9)式中：拉應力；M及N控制截面的彎矩及軸向力；A0換算截面面積，A0=Ah+nAg+nAg，Ah為混凝土截面面積；Ag及Ag分別為受拉及受壓鋼筋面積；n為鋼筋彈性模量Eg與混凝土彈性模量Eh之比

44、，n=Eg/Eh；x0換算截面重心至受壓邊緣距離，x0=0.5bh2+nAg(h-a)+nAga/(bh+nAg+nAg)，b為槽殼單位長；h為槽壁厚；a為鋼筋保護層；I0換算面積對重心軸的慣性矩，I0=bh3/12+bh(x0-h/2)2+nAg(h-a-x0)2+nAg(x0-a)2；混凝土塑性系數(shù)，采用=1.55。(2)拉應力應滿足下列抗裂要求：Rf/Kf (6.10)式中：符號同前。6.4 槽身縱向斜截面強度及抗裂計算6.4.1 斜截面強度計算(1)按下式計算最大主拉應力：Zl=QS/(2tI) (6.11)式中：Zl最大主拉應力；Q支座邊緣截面剪力，Q=ql0/2；其余符號同前。(2

45、)如ZlRf/KZ，可不配置附加橫向鋼筋(環(huán)筋)，Rf為混凝土抗裂設計強度，KZ為混凝土受拉安全系數(shù)。(3)如Zl>Rf/KZ，需在靠近支座附近的L槽段配置附加的橫向鋼筋，L=l01-Rf/(KZZl)/2。需附加橫向鋼筋承受的主拉應力K為：K=0.775Zl (.12)附加橫向鋼筋的直徑及間距按下式確定：KnaKRg/(SbK) (.13)式中：aK每根鋼筋面積；S鋼筋間距；n在槽壁內外側對稱布置環(huán)向筋時，n=4；僅在槽壁一側布置環(huán)向筋時，n=2；b槽壁總厚，b=2t；其余符號同前。(4)在槽殼橫向配筋計算中，由于構造需要，一般在槽壁兩側均布置環(huán)向鋼筋，其中上部的內側鋼筋及下部的外側鋼筋不承受橫向拉應力，可用來承受斜截面上的主拉應力，在這種情況下用式(6.13)驗算時，式中n=2。6.4.2 斜截面抗裂驗算斜截面應滿足下列抗裂要求：Zl<Rf/Kf (.14)式中：