淑閭西溝渡南水北調(diào)工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 1 淑閭西溝渡淑閭西溝渡南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程 班班 級：級： 考考 籍籍 號：號： 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 20132013 年年 0909 月月 2設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)課題：淑閭西溝渡淑閭西溝渡南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程 學(xué)學(xué)生生姓姓名名 ： 學(xué)學(xué) 號：號： 班班 級：級：指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 ： 完完成成日日期期 : 2 20 01 13 3 年年 0 09 9 月月 3摘要摘要 工程位于河北省石家莊市，承擔(dān)著全市的排污排澇任務(wù)。為對本市的用水環(huán)境進(jìn)行綜合治理，修建此水泵站?；痉桨笧椋赫局返倪x擇和建筑物的布置，水泵的選型，水泵進(jìn)出管路的設(shè)計(jì)。工程等級為三級。設(shè)計(jì)的主要工作有：1

2、選擇合理的設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)方法； 2 施工平面布置圖； 3 工程預(yù)算。關(guān)鍵字：水泵 設(shè)計(jì) 管路 1目目 錄錄摘摘 要要.21 概概 述述.31.1 南水北調(diào)中線工程簡介.31.2 淑閭西溝渡槽概況.31.2.1 地形地貌.31.2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性.41.2.3 工程地質(zhì)條件及評價(jià).41.2.4 基本設(shè)計(jì)資料與資料.42 渡槽總體布置與選型渡槽總體布置與選型.62.1 渡槽總體布置.62.1.1 基本原則.62.1.2 注意事項(xiàng).62.2 結(jié)構(gòu)型式的選擇.62.2.1 槽身橫斷面選擇.72.2.2 槽身縱向支承形式選擇.72.2.3 與上下游渠道的 連接形式.72.2.4 渡槽的結(jié)構(gòu)布置.

3、73 渡槽水力計(jì)算渡槽水力計(jì)算.93.1 確定槽身斷面尺寸.93.2 總水頭的確定與i,b,h 的校核.10z3.3 進(jìn)出口高程確定.123.4 槽身尺寸擬定.134 渡槽結(jié)構(gòu)計(jì)算渡槽結(jié)構(gòu)計(jì)算.144.1 槽身橫向穩(wěn)定驗(yàn)算.144.1.1 驗(yàn)算作用.144.1.2 計(jì)算簡圖.144.1.3 不利工況及計(jì)算單元.144.1.4 計(jì)算荷載.144.1.5 計(jì)算目的.154.1.6 計(jì)算過程：.154.2 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算.164.2.1 縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算任務(wù).164.2.2 計(jì)算荷載.164.2.3 槽身內(nèi)力計(jì)算.174.3 橫剖面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算.17 24.3.1 加大流量工況計(jì)算.174.3.3

4、 1/2-2/3 加大流量工況計(jì)算.224.4 槽身配筋計(jì)算.274.4.1 縱向配筋.274.4.2 橫向配筋.274.5 人行道板設(shè)計(jì).294.6 橫拉桿計(jì)算.314.6.1 固端計(jì)算.314.6.2 跨中彎矩計(jì)算.324.7 端肋內(nèi)力計(jì)算.334.7.1 荷載計(jì)算.334.7.2 計(jì)算荷載.344.7.3 端肋賠筋.355 渡槽支撐計(jì)算渡槽支撐計(jì)算.375.1 槽墩形式.375.2 槽墩結(jié)構(gòu)計(jì)算.385.2.1 承壓驗(yàn)算.385.2.2 空水及風(fēng)壓工況下的抗滑抗傾驗(yàn)算.395.3 基底應(yīng)力驗(yàn)算.405.4 邊墩結(jié)構(gòu)計(jì)算.405.5 穩(wěn)定驗(yàn)算.425.6 正應(yīng)力驗(yàn)算.426 工程量與造價(jià)計(jì)

5、算工程量與造價(jià)計(jì)算.446.1 鋼筋計(jì)算.446.2 混凝土量計(jì)算.446.3 人工單價(jià)預(yù)算.44參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).46謝謝 辭辭.47 31 概概 述述1.11.1 南水北調(diào)中線工程簡介南水北調(diào)中線工程簡介“南方水多、北方水少”是我國水資源分布的特點(diǎn)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北方缺水日益嚴(yán)重。京、津、華北地區(qū)平原尤為突出，不但制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而且出現(xiàn)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。自 1952 年毛主席提出南水北調(diào)的構(gòu)想以來，經(jīng)中央、有關(guān)省市領(lǐng)導(dǎo)和廣大的科技工作者的努力，20 世紀(jì) 70 年代末就形成了從長江的上、中、下游向北方調(diào)水的西、中、東三條線的格局。南水北調(diào)工程南起湖北丹江口水庫，北至北京

6、團(tuán)結(jié)湖。一期工程總調(diào)水量 95 億立方米。從丹江口水庫計(jì)，分配我省 34.7 億立方米，扣除總干渠輸水損失，至我省各分水口門水量約 30 億立方米。二期工程總調(diào)水量增加到 130 億立方米，分配我省毛水量 48.3 億立方米，到我省分水口門約 42 億立方米。南水北調(diào)中線工程總干渠自河南省安陽市豐樂鎮(zhèn)穿漳河進(jìn)入我省，沿太行山東麓和京廣鐵路西側(cè)北行，途經(jīng)邯鄲、邢臺、石家莊、保定境內(nèi) 25 個(gè)縣（市） ，于涿州市穿北拒馬河中支進(jìn)入北京，線路全長 461 公里。總干渠所經(jīng)之處除永年縣名山和唐河以北渠段屬于低山丘陵外，大部分渠段在山前平原通過，地形平坦開闊。共穿越大小河溝 201 條，無明顯河溝的坡水

7、區(qū) 36 處，共計(jì) 237 條（處） ，河北段共有各類建筑物697 座?？偢汕橐坏裙こ?，渠道和建筑物的主要部位為 1 級建筑物，次要部位為 2 或 3級建筑物。防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)：大型河渠交叉建筑物為百年一遇和三百年一遇；渠道及其他建筑物為 50 年一遇和百年一遇。1.21.2 淑閭西溝渡槽概況淑閭西溝渡槽概況淑閭西溝渡槽位于河北省保定市唐縣淑閭村西排洪溝上，距離淑閭村約 200 米,是南水北調(diào)中線工程河北段總干渠上的一座左岸排水建筑物。與南水北調(diào)總干渠相交叉，為了滿足總干渠建成后此河流的過水要求，故在排洪溝上修建一座渡槽。淑閭西溝排水渡槽 i 等 1 級水工建筑物，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 50 年

8、一遇洪水設(shè)計(jì)，200 年一遇洪水校核，進(jìn)出口漸變段建筑物級別為 3 級 41.2.11.2.1 地形地貌地形地貌淑閭西溝渡槽位于河北省唐縣淑閭村西溝 200m，有鄉(xiāng)間土路經(jīng)過場區(qū)，距公路約1.5km，交通比較便利。所屬地貌單元為太行山山前平原，地勢平坦開闊，地面高程 70.270.5m 。1.2.21.2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性鉆探深度內(nèi)揭露地層為第四系上更新統(tǒng)中段沖洪積和太古界角閃斜長片麻巖，地質(zhì)結(jié)構(gòu)為粘性土、基巖雙層結(jié)構(gòu)，現(xiàn)由上至下分述如下：1、第四系上更新統(tǒng)中段沖洪積（al+plq23）黃土狀壤土:褐黃色,干燥稍濕,可塑,層厚 88.5m。夾中砂，棕黃色，飽和，厚0.5

9、m。2、太古界埠平群南營組（arn）黑云斜長片麻巖（強(qiáng)）：暗灰色，巖芯呈碎塊狀，塊徑 0.55m。強(qiáng)風(fēng)化未完全揭露，厚度大于 4.2m。1.2.31.2.3 工程地質(zhì)條件及評價(jià)工程地質(zhì)條件及評價(jià)1、建筑物主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：設(shè)計(jì)流量 34.2m3/s,校核流量 58.1 m3/s，槽底高程進(jìn)口段 71.97 m，出口段 71.86 m；設(shè)計(jì)流速 2.8m/s,校核流速 3.27m/s.總干渠指標(biāo)：設(shè)計(jì)流量 135 m3/s，加大流量 160 m3/s；設(shè)計(jì)水位 69.660m；渠底高程 65.160 m。2、根據(jù)中國地震局分析預(yù)報(bào)中心 2004 年 4 月南水北調(diào)中線工程沿線設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃報(bào)告

10、，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度 0.05g ,相當(dāng)于地震基本烈度度。3、建筑物建議采用樁基，樁底坐落在全風(fēng)化片麻巖層，容許承載力建議值為300kpa。4、覆蓋層中有 0.5m 厚的砂層，樁基施工中應(yīng)注意砂層塌孔問題。5、地下水位距渠底板以上 2.4m。6、排水渡槽出口地表為黃土狀壤土，抗沖性能差，建議采取抗沖工程措施。 57、建筑物區(qū)渠底局部為中砂透鏡體，建議挖除并做好防滲處理。1.2.41.2.4 基本設(shè)計(jì)資料與資料基本設(shè)計(jì)資料與資料1、天然河溝資料設(shè)計(jì)流量: 36sm /3校核流量: 62sm /3溝底縱坡: 0.0092溝底寬度： 9.00m流域面積: 1.552km2、建筑物軸線處引水總干渠資

11、料渠道底高程： 65.160m設(shè)計(jì)水位: 69.660m加大水位: 70.196m一級馬道高程: 71.660m邊坡系數(shù): 1:1.25底寬: 21.50m縱坡： 1/250003、渡槽指標(biāo)槽身長： 86m設(shè)計(jì)流量: 36/s3m加大流量: 62/s3m渡槽進(jìn)口底高程: 74.000m4、地質(zhì)資料淑閭西溝排水渡槽場區(qū)地質(zhì)為土巖雙層結(jié)構(gòu)。土質(zhì)結(jié)構(gòu)第四系上更新統(tǒng)中斷沖洪積（）黃土狀壤土；褐黃色，干燥稍23plqal 濕，可塑，層厚 88.5m。夾中砂，棕黃色，飽和，厚 0.5m。巖質(zhì)結(jié)構(gòu)太古界平群南營組（arn）: 黑云斜長片麻巖（全）,全風(fēng)化帶最薄處20.8m；黑云斜長片麻巖（強(qiáng)） ，強(qiáng)風(fēng)化未完

12、全揭露，厚度大于 4.2m。 62 渡槽總體布置與選型渡槽總體布置與選型2.12.1 渡槽總體布置渡槽總體布置渡槽的整體布置是渡槽設(shè)計(jì)中全局性的問題。渡槽總體布置包括：平面布置、縱剖面布置、若干橫剖面布置、進(jìn)口、出口、連接段、過渡段布置等，應(yīng)根據(jù)渠系規(guī)劃要求及查勘資料，通過分析比較和必要的水力計(jì)算確定。2.1.12.1.1 基本原則基本原則在縱剖面上，首先應(yīng)定出上游渠道末端樁號及下游渠道首端樁號；由水力計(jì)算確定出槽內(nèi)水面及槽身斷面輪廓尺寸，進(jìn)一步確定槽身各部位（用樁號表示）支承結(jié)構(gòu)高度，進(jìn)行跨度劃分及布置等工作。選擇地點(diǎn)應(yīng)使渠線及渡槽長度較短，地質(zhì)條件較好，工程最省槽身起止點(diǎn)爭取落在挖方渠道上

13、進(jìn)水口水流順暢，運(yùn)用管理方便，應(yīng)考慮進(jìn)出口建筑物及槽跨結(jié)構(gòu)型式及布置等。2.1.22.1.2 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1）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，避免布置于水流轉(zhuǎn)彎處，槽軸線盡量于河道主流垂直。2）槽址應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好，地形有利和便于施工的地方。槽址應(yīng)位于河床穩(wěn)定，水流順直的河段，避免位于河流轉(zhuǎn)彎處，以免凹岸及基礎(chǔ)受沖。3) 進(jìn)出口不能落在挖方渠道上時(shí)，也可落回在填方渠道上。4) 渡槽進(jìn)出口渠道與槽身的連接在平面布置上應(yīng)爭取在一直線不可急劇轉(zhuǎn)彎。5) 渡槽發(fā)生事故需要停水檢修，成為了上游分水的目的常在進(jìn)口段或進(jìn)口前渠道的適宜位置設(shè)節(jié)制閘，以便與泄水閘聯(lián)合運(yùn)用，使渠水

14、泄入溪谷或河道6) 盡量少占耕地，少拆房屋并盡可能有較寬敞的施工場地以便施工。2.22.2 結(jié)構(gòu)型式的選擇結(jié)構(gòu)型式的選擇根據(jù)工程的自然地形、地質(zhì)條件及輸送的流量選擇適宜的槽身斷面形式、支承形 7式、基礎(chǔ)形式、與上下游渠道的連接形式等，渡槽型式選定及構(gòu)造要求1 渡槽要求進(jìn)口底高程低于或齊平溝底高程，除保證順暢排水外還要滿足出口渠底高程高于總干渠加大水位 0.75m 以上的要求。2 本渡槽位于挖方渠段，為了使建筑物結(jié)構(gòu)受力條件好，排水順暢，渡槽軸線與總干渠中心線正交，并盡量使渡槽進(jìn)出口與上下游河道平順連接。3 為了保證總干渠順暢輸水， 設(shè)計(jì)大綱要求排水渡槽渠底寬范圍內(nèi)不設(shè)或少設(shè)槽墩，縱向盡可能采用

15、較大跨度；在有流冰的渠段，渠底不得低于加大水位 0.75m 以上；一級馬道作為總干渠管理維護(hù)交通作用，路面寬度內(nèi)亦不準(zhǔn)布置槽墩等，為了滿足上述要求本渡槽縱向跨度布置 18m。槽身縱向?yàn)楹喼问?，橫向結(jié)構(gòu)為槽，采用多側(cè)墻預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。2.2.12.2.1 槽身橫斷面選擇槽身橫斷面選擇 槽身斷面常用的有矩形和 u 型斷面；矩形斷面槽身多用于大中小流量時(shí)鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土渡槽。u 型斷面槽身一般用于中小，流量鋼筋混凝土渡槽（跨度較大時(shí)）或鋼絲網(wǎng)水泥槽身(小型工程)的渡槽，其水力條件好，縱向剛度大，橫向內(nèi)力較少，結(jié)合淑閭西溝情況選擇 u 型。2.2.22.2.2 槽身縱向支承形式選擇槽身縱

16、向支承形式選擇 槽身的縱向支承形式常用的有墩式支承，排架式和公式支承三種型式；經(jīng)論證并結(jié)合淑閭西溝地質(zhì)地形條件選擇圓矩形空心重力墩。2.2.32.2.3 與上下游渠道的與上下游渠道的 連接形式連接形式 渡槽進(jìn)出口建筑物的作用是將槽身與上下游渠道連接起來，以使槽內(nèi)水流與上下游渠道平順銜接，減少水頭損失和紡織滲漏，漸變段采用扭曲面；扭曲面水流條件好，應(yīng)用較多，一般采用漿砌石建造。2.2.42.2.4 渡槽的結(jié)構(gòu)布置渡槽的結(jié)構(gòu)布置本節(jié)是在總體布置基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化布置槽身結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、兩岸連接結(jié)構(gòu)各部位的型式和尺寸。 8 排水渡槽由進(jìn)口引渠，進(jìn)口漸變段，進(jìn)口連接段，槽身段，出口連接段，出口引

17、渠等部分組成。1) 進(jìn)口引水渠是為了滿足排水渡槽和上游河溝平順連接而設(shè)置，位于進(jìn)口漸變段前，采用梯形斷面，引水渠邊坡采用漿砌石護(hù)砌，引水渠低為漿砌石和干砌石兩種護(hù)砌形成，渠底前部分為干砌石，后部分為漿砌石，漿砌石厚度 0.4m2) 進(jìn)口漸變段翼墻采用八字墻，長度為 15m 漸變段側(cè)墻采用重力式擋土墻形成，底部為混凝土護(hù)砌。3) 進(jìn)口連接段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長度 16m。國稅斷面與槽身相同，為滿足交通要求需要在連接段上設(shè)施跨槽交通橋，結(jié)合交通橋和排水要求，連接段采用落地矩形槽。4) 槽身段由上部結(jié)構(gòu)，支撐基礎(chǔ)組成。上部槽身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，槽身單跨長 18m 槽身段總長 54m，槽身和下部支

18、撐結(jié)構(gòu)之間選用盒式橡膠支座，下部支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心重力墩，基礎(chǔ)為臺階式擴(kuò)大基礎(chǔ)。5) 出口連接段和進(jìn)口兩階段結(jié)構(gòu)形式相同。6) 出口漸變段為八字墻混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置斜坡與下游消能設(shè)施連接。7) 下游消能段位于漸變段后，采用消能池消能，消能池后設(shè)置漿砌石和干砌石防護(hù)段。8) 出口尾渠位于消能池后根據(jù)下游天然河道形態(tài)決定設(shè)置尾渠出口，尾渠底和邊坡采用漿砌石護(hù)砌。 9 3 渡槽水力計(jì)算渡槽水力計(jì)算3.13.1 確定槽身斷面尺寸確定槽身斷面尺寸 0.2- 進(jìn)口漸變段損失系數(shù)，0.5-出口漸變段損失系數(shù)，0.014-渡槽槽身糙率， 2.0-天然河溝糙率。由于渡槽長度大于進(jìn)口前渠道水深的 20 倍，

19、l20h 因此水力設(shè)計(jì)時(shí)槽內(nèi)水流按明渠均勻流考慮。 （31）qc riq渡槽內(nèi)水流量 ()3/ms渡槽過水?dāng)嗝婷娣e（）3mc謝才系數(shù) 161crnn粗糙系數(shù)，鋼筋砼槽身 取 0.0140.0130.014n r水利半徑i渡槽縱坡，取 0.001槽身凈寬 b 和凈深 h 一起考慮。即按 h/b（寬深比）擬定，對于 u 型槽一般取h/b0.70.8 ,b=2.對于初擬的 ibh 值還用公式計(jì)算所得流量等于0rqc ri或略大于流量 q=62 時(shí)可初步選出 ibh 值,將計(jì)算過程列為下表：3/ms基本尺寸計(jì)算表b （m）（m）0r（m）=0.6f0r（m）=-0.11hfh/b=0.86.0003.

20、001.8001.700(3+1.8)/65.0002.5001.5001.490(2.5+1.5)/55.4002.7001.6201.520(2.7+1.62)/5.45.302.6501.5901.490(2.65+1.59)/5.35.3402.6701.6021.502(2.67+1.602)/5.345.3502.6751.6051.505(2.675+1.605)/5.355.3602.6801.6081.508(2.68+1.608)/5.36 10綜上，u 型槽斷面尺寸確定為b=5.36m =2.68m =1.608m0rf3.23.2 總水頭總水頭的確定與的確定與 i,b,

21、hi,b,h 的校核的校核z （1） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=1.1m，過水?dāng)嗝?0q3m1h = =0.53.14+22.681.1=17.172 200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+21.1=10.615m01x= r2h 水利半徑 =1.618rx17.17210.615 得 q= 2132317.172 1.6180.00153.46/0.014ms （2） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.9m，過水?dāng)嗝?0q3m1h = =0.53.14+22.680.9=16.1200 10.52rr h22.682m 濕周3

22、.142.68+20.9=10.215m01x= r2h 水利半徑 =1.576rx16.110.215 得 q= 2132316.1 1.5760.00149.25/0.014ms （3） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.5m，過水?dāng)嗝?0q3m1h（m）=2010.5 rh b（m）=+20r1hr=/=(m)qc ri2 13 21r in24.33012.8201.89884.17924.33010.6501.57951.46019.65011.5181.70663.34018.92211.3011.67460.21419.21311.3881.68761.5001

23、9.28611.4101.69061.82019.35911.4311.69462.130 11 = =0.53.14+22.680.5=13.96200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+20.5=10.215m01x= r2h 水利半徑 =1.482rx13.969.42 得 q= 2132313.96 1.4820.00141/0.014ms （4） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.2m，過水?dāng)嗝?0q3m1h = =0.53.14+22.680.2=12.35200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+20.2=8.8152

24、m01x= r2h 水利半徑 =1.4rx12.358.8152 得 q= 2132312.35 1.40.00135/0.014ms （5） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.3m，過水?dāng)嗝?0q3m1h = =0.53.14+22.680.3=12.88200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+20.3=9.0152m01x= r2h 水利半徑 =1.429rx12.889.0152 得 q= 2132312.88 1.4290.00136.9/0.014ms （6） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.25m，過水?dāng)嗝?0q3m1h

25、 = =0.53.14+22.680.25=12.62200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+20.25=8.92m01x= r2h 水利半徑 =1.415rx12.628.92 得 q= 2132312.62 1.4150.00135.9/0.014ms （7） 試選圓心軸以上通過設(shè)計(jì)流量=36 /s 時(shí)水深=0.26m，過水?dāng)嗝?0q3m1h 12 = =0.53.14+22.680.26=12.67200 10.52rr h22.682m 濕周3.142.68+20.26=8.935m01x= r2h 水利半徑 =1.418rx12.928.935 得 q= 36

26、2132312.67 1.4180.00136.12/0.014ms3/m 此時(shí)槽中水深 h=+=2.68+0.26=2.94m 過水?dāng)嗝婷娣e=12.670r1h2m，所以按淹沒堰流計(jì)算15lh2220/(2 )/2zqwgvg重力加速度；g流速分布系數(shù)取 1.0；0360.423/9 4.52 0.5 4.65 2 4.65qvm sa z=0.496m222236(0.9512.67 2 9.81)1 0.42329.81 出水口回升值2z=z=0.496=0.1653m2z33槽身沿程水面降落值1z=il=0.001 54=0.054m1z通過渡槽總水頭損失z=0.496+0.0540.

27、1653=0.3847m12zzzz確定 0.001i 5.36bm2.945529.51212hhcm 11150.826124.8hhcm滿足要求。11hhh 3.33.3 進(jìn)出口高程確定進(jìn)出口高程確定進(jìn)口前渠口高程372dm通過設(shè)計(jì)流量時(shí)渠道水深，槽中水深。進(jìn)口水面降落，14.65hm2.94hm0.496zm出口水面回升，沿程水面降落。20.1653zm10.054zm所以： 進(jìn)口槽底高程131724.652.9473.214dhzhm 進(jìn)口槽底抬高11373.214721.214ym 13 出口槽底高程21173.2140.05473.16ddzm 出口渠底降低2114.650.05

28、42.941.656yhzhm出口渠底高程42273.16 1.65671.504ddym42h2水面線h1v033-2 水力計(jì)算圖3.43.4 槽身尺寸擬定槽身尺寸擬定槽壁厚取 23cm01111()() 26810151015tr頂梁尺寸 取 ， 取， 取(1.5 2.5)at50cm(1 2)bt30cm(1 2)ct30cm圖 3-3 渡槽橫斷面尺寸圖u 型槽頂部拉桿間距 12m 取。為改善渡槽縱向受力狀態(tài)并便于架設(shè)安裝在槽身支2m座部位設(shè)端肋。端肋外形輪廓可做成梯形或折線型從美觀和節(jié)約材料角度出發(fā)選取梯形肋厚 0.23+0.4=0.63m。 144 渡槽結(jié)構(gòu)計(jì)算渡槽結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.

29、1 槽身橫向穩(wěn)定驗(yàn)算槽身橫向穩(wěn)定驗(yàn)算4.1.14.1.1 驗(yàn)算作用驗(yàn)算作用 渡槽在施工及應(yīng)用過程中，在自重及外力作用下穩(wěn)定性可能受到破壞，從而影響到渡槽的正常工作，甚至失事，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)驗(yàn)算各種不利情況下的槽身穩(wěn)定，主要驗(yàn)算風(fēng)荷載下的槽身穩(wěn)定。4.1.24.1.2 計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖圖 4-1 槽身穩(wěn)定計(jì)算圖4.1.34.1.3 不利工況及計(jì)算單元不利工況及計(jì)算單元 不利工況為槽內(nèi)無水且受風(fēng)壓，計(jì)算單元為不同跨度的槽身。4.1.44.1.4 計(jì)算荷載計(jì)算荷載 （1）自重包括各部分構(gòu)件固定設(shè)備重量。(2)風(fēng)壓力。 154.1.54.1.5 計(jì)算目的計(jì)算目的（1）抗滑；進(jìn)行抗滑驗(yàn)算的主要目的是驗(yàn)

30、算渡槽是否會(huì)沿排架產(chǎn)生水平滑動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)主要用阻滑力及滑動(dòng)力的比值反映渡槽水平抗滑穩(wěn)定性，其比值為穩(wěn)定安全系數(shù)ck（2）抗傾；進(jìn)行抗傾計(jì)算的目的主要是驗(yàn)算槽身在控水受風(fēng)壓情況下是否會(huì)繞背風(fēng)面支撐點(diǎn)產(chǎn)生傾覆。4.1.64.1.6 計(jì)算過程：計(jì)算過程：計(jì)算荷載槽身長 18m 取計(jì)算跨度18 1.05（1） 槽殼重 ( 2 2.912.683.14 () 0.232 1.608 0.23(0.30.6) 0.5 25 18 1.052kg )風(fēng)荷載0zwkkw k風(fēng)載體型系數(shù)與建筑物體型尺寸等有關(guān)，u 型斷面?。?.11.2）；(1)風(fēng)壓高度變化系數(shù)；zk基本風(fēng)壓；0w風(fēng)振系數(shù)。21.3 1.0 0.

31、4 1.00.52/wkn m( 3 )槽頂結(jié)構(gòu)重 = 拉桿重+人行道板重 =(0.2 0.2 5.36 1 0.1 18 1.05 2) 25142.74kn 端肋重：=21(73291) (76497)291291 2064(3060) 502 =6(291 30291) 302 10225.6kn取半槽抗滑驗(yàn)算：fnkpf 槽身墊板與排架間的摩擦系數(shù)取 0.55；n鉛直力，在本設(shè)計(jì)中為半跨槽身重；p水平力，本設(shè)計(jì)為風(fēng)荷載；k抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)=24.945fnkp1(1515.89 142.74)225.60 0.55210.52 89.462抗傾驗(yàn)算xymkm 16傾覆力矩；xm抗傾力矩

32、；ym傾覆安全系數(shù)；k=xm23.26 4.22249.08=2210.28ym607.22 (2.91 0.73)=2210.28/49.08=45.030k=xymkm2210.2845.0349.084.24.2 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算4.2.14.2.1 縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算任務(wù)縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算主要是對槽身縱向內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，之后再對槽身進(jìn)行配筋。設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)力是按照梁的理論計(jì)算. 4.2.24.2.2 計(jì)算荷載計(jì)算荷載（1）設(shè)計(jì)條件 槽身自重+水重（設(shè)計(jì)水位）+人群荷載 （2）校核條件 槽身自重+水重（加大流量）+人群荷載設(shè)計(jì)時(shí)取最大跨徑為研究對象。計(jì)算跨徑取 1.05

33、倍徑寬。設(shè)計(jì)時(shí)取校核流量情況計(jì)算內(nèi)力計(jì)算荷載： 槽身重：=1143.7 18=80.21kn/m1g 槽頂人群荷載：=2.83 kn/m2g 水重：=19.3599.81=189.9 kn/m3g 拉桿重：=0.20.25.3625918=2.68 kn/m4g a=0.23（3.142.795+21.608）+0.50.9=3.21(2 )2trfab2m 22(2)(2)(2 )2trfabfbktrfab =0.74220.23(2 2.7951.608 )0.5 0.45(2 1.6080.45)3.21 k333(2/3)()2()(1/2)jabtfabf fbt r22 (2(2

34、)trfabfb =33(2/3)(0.5 0.450.23 1.608 )2 0.5 0.45 1.608 (1.6080.45) 3(1/2) 0.23 3.14 2.795220.23 (2 2.7951.608 )0.5 0.45 =7.632(2 1.6080.45) 0.744m =0.74/2.795=0.265=/k r0sin 17 =1.508/2.795=0.54/h k =0.237.632=0.6583trj32.795 =0.268（弧度）01sin (0.265) =0.74+1.608=2.348m1ykf =2.68-0.74+0.23=2.14m20yrkt

35、4.2.34.2.3 槽身內(nèi)力計(jì)算槽身內(nèi)力計(jì)算 槽截面幾何力學(xué)要素計(jì)算 計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值 槽身自重：標(biāo)準(zhǔn)值=80.21 kn/m1g 設(shè)計(jì)值=80.211.05=84.22 kn/m1g 槽頂人群荷載：標(biāo)準(zhǔn)值=2.83 kn/m2g 設(shè)計(jì)值=2.831.2=3.396 kn/m2g 水重：標(biāo)準(zhǔn)值=189.9 kn/m3g 設(shè)計(jì)值=189.91.2=227.88 kn/m3g拉桿自重：標(biāo)準(zhǔn)值=2.68 kn/m4g 設(shè)計(jì)值=2.681.05=2.814 kn/m4g=+=318.31 kn/mq1g2g3g4g將渡槽按簡支梁計(jì)算跨中彎矩 2211318.31 181289288mql2kn m槽身

36、縱向承受總拉力為002(cos)2lmkztr rkj =128920.742 0.23 (2.795 0.9820.525 0.1893.149.80652 =1121.36 kn4.34.3 橫剖面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算橫剖面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算計(jì)算時(shí)沿槽長取 1.0m 槽身按平面問題求解橫向內(nèi)力。因此拉桿抗彎能力小，因此按一次超靜定結(jié)構(gòu)求解拉桿拉力，因槽殼橫向結(jié)構(gòu)與荷載對稱，故取一般結(jié)構(gòu)計(jì)算直段與彎弧段的橫向內(nèi)力彎距機(jī)軸力。槽身按靜定懸臂梁計(jì)算內(nèi)力。 184.3.14.3.1 加大流量工況計(jì)算加大流量工況計(jì)算直段及彎弧段彎距計(jì)算 =0.45 0.5 0.1 25 (0.615-0m0.25)+0.

37、2 0.2 2.68+0.14 0.15 2 2.68+0.1 1 (2-0.2) 252 0.115= -1.2786 kn m計(jì)算拉桿拉力 1111px 3321111(2)324rei33213.143.142.68(0.540.542 0.54)()324ei 45.722ei 3222211110111(105) (1202phhhhhm reiei2111) 1(1)22m rei3222234111()(1)(2)42812m rm rm reieiei式中300111()26mmatth11003()22qjmrh r rgfrg rtr2222101(1)()22qmrhrr

38、gr230122qmrr rgr 42qmr 計(jì)算數(shù)值2.83 1.2+2.68 1.05+0.5 0.45 1 1.05=3.34130g 1212 25 0.23 1.056.0375g ntkn m2(2 )(3)tqjabkfb 30111.2786(0.54.706)9.81 1.50826m 13318.317.6323.140.658 2.795 ()20.23 2.7952m 9.81 1.508 2.68 2.795 1626.0375 1.608 2.7953.3413 2.79523318.317.6323.140.658 2.795 ()9.81 1.508 2.68

39、2.79520.23 2.7952m 359.456.0375 1.608 2.7953.3413 2.795 19223318.3110.658 2.7959.81 2.682.7956.0375 2.79522m 147.074318.310.658 2.795 0.26577.572m 0.05 9.81（4.2825）(+3.14 0.54)+1+(162) 1p31.50822.7951220.54（1） 0.54359.45（0.54）（147.07）22.7953.1421222.7953.144（1） 0.5477.57（0.542）22.7953.1423.14822.795

40、33.14121ei227.454ei拉力4.9751111px 227.45445.722kn一根拉桿的拉力4.975 29.951lxx skn計(jì)算槽殼頂部彎矩及軸力橫向圓弧段橫向內(nèi)彎矩及軸力。軸力壓力為正，彎矩以外壁0ymy bn mn面受拉為正。直墻段：1.27860.5（0.5+0.23）4.71+0=0.4410ym010.5()mat tx ykn m1y h hm 301110.5()()6mat tyhhx y20(2 )()(3)y bnggbqjat bkfb 03(2 )22yfqjnggftr彎弧段： 012341(1 cos )sincos()(sin )mmmmm

41、mx r 1234sincoscosnnnnn計(jì)算各軸力系數(shù)221100.5 ()0.5(1)nxhrq 4.9750.59.81（）21.50822.680.5318.310.658（10.2653.14）200.566200.50.5ngrrq 6.03752.795+0.59.81-0.5318.310.658=-52.61922.6833000.5()0.5 nggfhrqjtr 3.34136.03751.6089.811.5082.680.5318.310.6587.632()-0.53.140.2332.795 20 =57.96240nhrq 9.811.5082.68318.

42、310.6580.265 95.151直段彎矩計(jì)算數(shù)據(jù)如下表 4-1 直段彎矩計(jì)算數(shù)據(jù)0m1()2at t1xy1x y311()6yhhm-1.27861.724.795 0 0 0 0.441-1.2786 1.72 4.7950.10.47950.0016350.92-1.2786 1.72 4.7950.20.9590.013081.39-1.2786 1.72 4.7950.31.43850.0441451.84-1.2786 1.72 4.7950.41.9180.104642.25-1.2786 1.72 4.7950.62.8770.353162.97-1.2786 1.72

43、4.7950.83.8360.837123.44-1.2786 1.72 4.7951.04.7951.6353.60-1.2786 1.72 4.7951.25.7542.825283.37-1.2786 1.72 4.7951.46.7134.486442.67-1.2786 1.72 4.7951.57.19255.5181252.12-1.2786 1.72 4.7951.5087.2315.6068872.07表 4-2 彎弧段彎矩計(jì)算0m1mcos1 cos1(1 cos)msin2m0.000-4.2825-1621.0000.0000.0000.000359.450.262-4

44、.2825-1620.9660.034-5.5080.239359.450.523-4.2825-1620.8660.134-21.7080.500359.450.785-4.2825-1620.7070.293-47.4660.707359.451.047-4.2825-1620.5000.500-81.0000.866359.451.308-4.2825-1620.2590.741-120.0420.966359.45 211.570-4.2825-1620.0001.000-1621.000359.45表 4-3 彎弧段軸力sin1n1sinn2ncos0.0000.000-200.56

45、40-52.6191.0000.2620.239-200.564-51.619-52.6190.9660.5230.500-200.564-100.282-52.6190.8660.7850.707-200.564-141.799-52.6190.7072sinm3m3cosm4m4()m1(sin )x rm0.000-147.070.00077.570.0007.5093.226593.098-147.07-37.22277.57-43.49211.11013.7035179.725-147.07-66.61177.57-86.81814.46114.5665254.131-147.07-

46、81.63277.57-130.31017.3408.00311.284-147.07-76.99177.57-173.80219.551-5.2405347.229-147.07-49.82377.57-217.12320.941-23.1055359.45-147.070.00077.57-260.61021.414-46.0285 221.0470.866-200.564-173.688-52.6190.5001.3080.966-200.564-193.745-52.6190.2591.5701.000-200.564-200.564-52.6190.0004.3.34.3.3 1/2

47、-2/31/2-2/3 加大流量工況計(jì)算加大流量工況計(jì)算 水深內(nèi)力計(jì)算23maxh水深時(shí)=1.508m. =0.112m23h1h(1)荷載計(jì)算 荷載設(shè)計(jì)值2ncos3n3ncos4nn057.96257.962-95.151-37.189-13.31757.96255.991-95.151-104.423-23.83257.96250.195-95.151-169.07-29.20357.96240.979-95.151-225.174-27.54657.96228.981-95.151-267.404-17.82657.96215.012-95.151-291.71057.9620-95.

48、151-295.715 23=84.22+2.814+3.396+(+0.1125.36) 19.811.2q23.14 2.682 =230.242kn m 03.3413gkn 2()23qbtabkfj 2230.2420.450.5 0.45 (0.74 1.608)2 7.6323 3.357kn計(jì)算參數(shù)20111.2786(0.50.23)9.81 0.11226mt 13230.2427.6323.140.658 2.795 ()20.23 2.7952m 9.81 0.112 2.68 2.795 6.0375 1.608 2.7953.3413 2.795 55.348 22

49、2230.24310.658 2.795 (1 3.14 0.265)9.81 (0.1122.68 )22m 22.7956.0375 2.795 242.09223230.24310.658 2.7959.81 2.682.7956.0375 2.79522m 66.089 4230.2430.658 2.795 0.2652m 56.1065210.05 9.81 0.112( 1.642)0.5 (0.543.14 0.54) 1pei( 55.348) (0.5 3.14 1) 0.540.5242.09 (0.540.25 3.14)( 66.089) 3(0.5 3.14 1)

50、0.540.125 3.1456.106 (0.0833 3.140.542) 2 2.795()ei 309.897ei 1313.726.8645.722x 拉桿拉力126.82 213.64xxkn各軸力系數(shù) 2211230.2436.869.81 (0.1122.68 )0.658(1 3.14 0.265)22n 41.149 221230.2436.0375 2.7959.81 2.680.65822n 23.645 24 3230.2433.34136.0375 1.6089.81 0.112 2.680.6582n 37.6323.14()0.23 2.7952 19.803

51、49.81 0.1122.68230.243 0.658 0.265n 41.73 彎矩計(jì)算表如下表 4-4 彎矩計(jì)算（無水直墻段）1y h hm 0m1()2at ty1x1xym1.27861.7206.77800.4411.27861.720.26.7781.35661.7981.27861.720.46.7782.7113.1521.27861.720.66.7784.0674.5081.27861.720.86.7785.4225.8631.27861.721.06.7786.7787.2191.27861.721.26.7788.5348.9751.27861.721.3966.7

52、789.4629.903（有水直墻段）1y h hm 0m1()2at t1xy1xy311()6yhhm1.27861.726.7781.449.7600.000110.201 251.27861.726.7781.469.900.000410.3411.27861.726.7781.4810.0310.001010.4711.27861.726.7781.5010.1670.001810.6071.27861.726.7781.50810.22120.002310.66彎弧段彎矩計(jì)算表 4-5 彎弧段彎矩0m1mcos1 cos1(1 cos)msin2m0.000.05655.351.0

53、0000.00242.090.260.05655.350.970.031.660.26242.090.520.05655.350.870.137.200.50242.090.790.05655.350.710.2916.050.71242.091.050.05655.350.500.5027.670.87242.091.3080.05655.350.260.7440.960.97242.091.570.05655.350.001.0055.351.00242.092sinm3m3cosm4m4()m1(sin )x rm066.089056.106010.2310.6462.9466.0891

54、6.6756.10631.2215.1628.487121.0566.08929.9056.10662.4319.7038.154 26171.8866.08937.0756.10694.8523.6841.16421.6266.08934.7056.106126.0726.6342.684234.8366.08922.4856.106157.2928.5347.534242.0966.089056.106188.539.9748.754表 4-6 軸力計(jì)算表sin1n1sinn2ncos0.0000.00041.149023.6451.0000.2620.23941.14910.6623.6

55、450.9660.5230.50041.14920.5723.6450.8660.7850.70741.14929.0923.6450.7071.0470.86641.14935.6423.6450.5001.3080.96641.14939.7523.6450.2591.5701.00041.14941.1523.6450.0002ncos3n3ncos4nn019.80319.80341.7321.9275.98419.80319.13041.7339.24410.70919.80317.14941.7355.8613.12319.80314.00141.7369.9412.37819.8

56、039.90241.7379.858.01019.8035.12941.7384.36019.803041.7382.88彎矩及軸力圖如下2/3hmax滿槽2/3hmax滿槽+-nm圖 4-2 彎矩及軸力圖 274.44.4 槽身配筋計(jì)算槽身配筋計(jì)算4.4.14.4.1 縱向配筋縱向配筋 1261.67lz kn 所需要的鋼筋面積llgyk zaf 鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（）yf2/n mm 槽身縱向受拉斷面面積（）ga2mm 基本荷載強(qiáng)度安全系數(shù) 取 1.5lkllgyk zaf321.5 1261.67 106105310mm選配 9209222827342162482mm構(gòu)造鋼筋選6150 比

57、例 1：100槽 身 縱 向 配 筋 圖4.4.24.4.2 橫向配筋橫向配筋由彎矩圖可得： 最大正彎矩 48.754 對應(yīng)軸力82.88kn mkn 最大負(fù)彎矩46.0285 對應(yīng)軸力295.715kn mkn計(jì)算截面 b=1000mm h=230mm a=a =30mm 0200hhamm混凝土參數(shù)12.5 310cf2/n mmyf2/n mm對于最大正彎矩 28=0.588=588mm=85mm0men48.75482.882ha屬大偏心受拉02heea230588305032mm設(shè)0bxh200()dcsbsynefbhafha0321.2 82.88 503 1012.5 0.39

58、6 1000 230 200310 (20030)選8150 335sa2mm020()dysscnef a haf bh 0.065321.2 82.88 503 10310 335 (20030)12.5 1000 200對于級鋼筋0.396 即sbssb=s=1- 1-211 2 0.0650.0670.544b 0.06720013.4=600 xh2a06732heeamm0()dsyneafha 1270.131.2 82.88 673 10310 1702mm選配16140 =1436sa2mm對于最大負(fù)彎矩：85mm0men46.02850.156156295.715mm2ha

59、屬于大偏心受拉1561153071mm02heea設(shè)0bxh200()dcsbsynefbhafha 0321.2 293.715 71 1012.5 0.396 1000 230 200310 (20030)選配8150 335sa2mm020()dysscnef a haf bh 29 321.2 295.715 71 10310 335 (20030)12.5 1000 2000對于級鋼筋0.396 即sbssbs=11 211 2 0.0150.0150.544b =0.015200=3mm2=60mm0 xha=02heea23071302156mm0()dsyneafha 31.2

60、 295.715 165 101050.4310 1702mm選配14140 1100sa2mm槽 身 橫 向 配 筋 圖比例 1：25o0端 肋4.54.5 人行道板設(shè)計(jì)人行道板設(shè)計(jì)人行道板取 1m0.1m如圖所示：=1800mmnlmma=100圖 4-3 人行道板簡圖板自重：10.11252.51q/kn m人群荷載：2.832q/kn m總荷載：2.52.835.33q1q2q/kn m 30計(jì)算跨度：01.80.11.9nllam 01.80.11.9nllhm 01.051.8 1.051.89nllm取最小值0l1.89m類環(huán)境 =100-30=170mm c=25mm a=30