畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-許營(yíng)渡槽矩形槽身排架支撐設(shè)計(jì)

PAGEIVPAGEI摘要全套圖紙加V信153893706或扣3346389411設(shè)計(jì)是水利水電工程專業(yè)全部教學(xué)活動(dòng)中最后一個(gè)實(shí)踐性、綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)。是在學(xué)完全部課程和實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)渡槽設(shè)計(jì)等形式把所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通地運(yùn)用于實(shí)踐的、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過(guò)程。以設(shè)計(jì)為水利水電工程專業(yè)主要的結(jié)業(yè)方式，能得到水利水電工程師較為全面地基本訓(xùn)練，對(duì)提高我們學(xué)習(xí)質(zhì)量有重要的意義。通過(guò)設(shè)計(jì)要達(dá)到下列目的：1．系統(tǒng)地綜合運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識(shí)，解決具體工程技術(shù)問(wèn)題的初步能力；2．對(duì)渡槽設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的各個(gè)階段、環(huán)節(jié)有比較全面的了解，并初步掌握渡槽建筑物設(shè)計(jì)的方法、技能；3．熟悉和掌握現(xiàn)行的水利建設(shè)方針、技術(shù)政策、安全規(guī)程和技術(shù)規(guī)范；4．培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)事求事的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；5．結(jié)合農(nóng)田水利、水利水電工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生初步科學(xué)研究的能力；6．提高運(yùn)算、繪圖和編制技術(shù)文件的基本技能。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，說(shuō)明書分為六章。第一章，工程概況及基本資料。第二章，輸水方案及建筑物形式的論證，確定渡槽的線路和槽身總長(zhǎng)度。第三章，進(jìn)行水力計(jì)算，確定槽底縱坡以及進(jìn)出口高程。第四章，槽身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定槽身的橫斷面尺寸，進(jìn)行槽身縱橫斷面內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算。第五章，支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定支承結(jié)構(gòu)的尺寸，進(jìn)行支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計(jì)算，渡槽基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算及渡槽整體穩(wěn)定性計(jì)算。第六章，槽身的細(xì)部構(gòu)造部分介紹。關(guān)鍵詞：渡槽設(shè)計(jì)水力計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算AbstractGraduationisallwaterconservancyandhydropowerengineeringinthelastpracticalteachingactivities,integratedteaching.Itisbasedontheschoolcurriculumandinternshipscompleteunit,throughaqueductsandotherformsofmasteryoftheknowledgelearnedintopracticeground,creativelearningprocess.Ingraduatedesignmajorwaterconservancyandhydropowerengineeringgraduateway,waterconservancyandhydropowerengineerscangetamorecomprehensivebasictraining,toimproveourqualityoflearninghasimportantsignificance.Bygraduationdesigntoachievethefollowingobjectives:1.Systematicallyintegrateduseandconsolidatewhattheyhavelearnedtosolvespecificengineeringproblemsofinitialcapacity;2.Thevariousstagesofaqueductsandproductionareashaveamorecomprehensiveunderstanding,andtogetstartedbuildingtheaqueductdesignmethods,skills;3.Familiarwithandmasterthecurrentwaterconservancyconstructionpolicy,technologypolicy,safetyrulesandtechnicalspecifications;4.Studentsintegratetheorywithpractice,seekingtruthfromfactsworkstyleandrigorousscientificattitude;5.Combinedwithirrigation,waterconservancyandhydropowerengineeringactualproduction,theabilityofstudentspreliminaryscientificresearch;6.Improvebasicskillscomputing,graphicsandtechnicaldocuments.

Accordingtothedesigntaskbook,manualisdividedintosixchapters.Thefirstchapter,ProjectOverviewandbasicinformation.Thesecondchapter,waterintheformofdemonstrationprogramsandstructures,todeterminethetotallengthofthelineandtoAqueductAqueduct.Thethirdchapter,forhydrauliccalculationstodeterminetheelevationofthebottomlongitudinalandimportandexport.Thefourthchapter,troughbodystructuredesign,determinethecross-sectionofthegroovebodysize,bodyverticalandhorizontalcross-sectiononthegrooveInternalForceCalculationandstructuralcalculation.ChapterV,thesupportstructuredesignedtodeterminethesizeofthesupportstructure,thesupportstructureforstructuralcalculation,structuralcalculationsandtheoverallstabilityoftheAqueductAqueductbasisofcalculation.ChapterVI,constructiondetailsofthepresentationportionofthegrooveitself.Keywords:AqueductdesignedhydrauliccalculationStructuralcalculations目錄TOC\o"1-4"\h\z\u緒論 1第一章工程概況及基本資料 21.1工程概況 21.1.1灌區(qū)基本概況 21.1.2東一干概況 21.2設(shè)計(jì)資料與數(shù)據(jù) 21.2.1地形地質(zhì)情況 21.2.2氣象情況 31.2.3基本數(shù)據(jù) 3第二章渡槽選型與布置 42.1結(jié)構(gòu)形式的選擇 42.2支撐形式的選擇 42.3渡槽的總體布置 5第三章渡槽的水力計(jì)算 63.1渡槽斷面水力計(jì)算 63.2槽身過(guò)水能力計(jì)算 73.3水頭損失及水面銜接計(jì)算 73.3.1渡槽各段長(zhǎng)度計(jì)算 83.3.2進(jìn)口段水頭損失Z1計(jì)算 93.3.3槽身段水頭損失Z2計(jì)算 93.3.4出口段水頭損失Z3計(jì)算 93.3.5渡槽總水頭損失Z計(jì)算 93.3.6進(jìn)出口槽底高程計(jì)算 10第四章槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算 114.1槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算 114.1.1槽身剖面形式及尺寸確定 114.1.2槽身的穩(wěn)定驗(yàn)算 114.1.2.1抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 134.1.2.2抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 134.1.2荷載計(jì)算 144.1.3槽身的縱向配筋計(jì)算 154.1.4槽身抗裂驗(yàn)算 174.2槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算 194.2.1荷載計(jì)算 194.2.2槽身內(nèi)力計(jì)算 204.2.3配筋計(jì)算 224.3槽身的吊裝驗(yàn)算 244.3.1吊裝內(nèi)力計(jì)算 244.3.2吊裝配筋驗(yàn)算 25第五章支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 265.1排架的設(shè)計(jì) 265.1.1排架基本尺寸的確定 265.1.2內(nèi)力計(jì)算 285.2排架的配筋計(jì)算 295.2.1立柱的配筋 295.2.2橫梁的配筋 33第六章細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 356.1伸縮縫與止水 356.2支座 366.3兩岸連接 36結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 38謝辭 39許營(yíng)矩形渡槽排架支撐設(shè)計(jì)PAGE40PAGE39緒論本設(shè)計(jì)為渡槽矩形排架支撐。近年來(lái)，隨著新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，渡槽設(shè)計(jì)理論和方法也得到很大的發(fā)展，渡槽設(shè)計(jì)總體趨勢(shì)是要求能夠適應(yīng)各種流量、各種跨度的結(jié)構(gòu)。以設(shè)計(jì)為水利水電工程專業(yè)主要的結(jié)業(yè)方式，能得到水利水電工程師較為全面地基本訓(xùn)練，對(duì)提高我們學(xué)習(xí)質(zhì)量有重要的意義。本次設(shè)計(jì)是在學(xué)完全部課程和實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)渡槽設(shè)計(jì)等形式把所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通地運(yùn)用于實(shí)踐的、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過(guò)程，對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)者本身是有重要意義的。第一章工程概況及基本資料1.1工程概況陸渾灌區(qū)是河南省較大的灌區(qū)之一，灌區(qū)跨越洛陽(yáng)，開封，鄭州市三個(gè)地區(qū)的六個(gè)縣，灌區(qū)范圍內(nèi)居住人口大約萬(wàn)人。陸渾灌區(qū)的主要水源是陸渾水庫(kù)。1.1.1灌區(qū)基本概況陸渾水庫(kù)位于河南省嵩縣境內(nèi)，它是伊河上的一座大型水庫(kù)。整個(gè)灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成的，全長(zhǎng)共。表1-1灌區(qū)三條干渠規(guī)劃成果渠名項(xiàng)目總干渠東一干東二干西干區(qū)渠長(zhǎng)控制面積（萬(wàn)畝）規(guī)劃面積（萬(wàn)畝）水庫(kù)引渠（萬(wàn)畝）反調(diào)節(jié)灌（萬(wàn)畝）1.1.2東一干概況東一干渠規(guī)劃灌溉面積萬(wàn)畝，其中汝陽(yáng)萬(wàn)畝，伊川萬(wàn)畝，偃師萬(wàn)畝，汞陽(yáng)萬(wàn)畝。一1.2設(shè)計(jì)資料與數(shù)據(jù)1.2.1地形地質(zhì)情況（1）地形陸渾灌區(qū)處于伏牛山北麓，高山和熊耳山后谷底一帶，地形復(fù)雜。東一干渠灌溉渠地域內(nèi)多為低山丘陵干旱區(qū)，區(qū)內(nèi)崗?fù)菹嚅g，地面覆蓋為紅色和棕紅色粘土及黃土。(2)地質(zhì)東一干渠規(guī)劃路線從樁號(hào)30+566～31+314.1（位于許營(yíng)附近），該段是橫跨伊河上的一條支流。1.2.2氣象情況本灌區(qū)屬于華北干旱區(qū)，平均多年降雨量只有500～600mm，而且分布很不均勻，有60﹪～70﹪集中在汛期。1.2.3基本數(shù)據(jù)（1）擬建許營(yíng)渡槽段樁號(hào)：30+566~31+314.1，全長(zhǎng)748.1m，設(shè)計(jì)流量Q設(shè)=40m3/s。加大流量Qmax=45m3/s。（2）渡槽段及其進(jìn)出段渠道的有關(guān)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1.2。表1-2許營(yíng)渡槽及上下游渠道段基本數(shù)據(jù)建筑物類型起止樁號(hào)間距坡降i水頭損失設(shè)計(jì)水位相對(duì)位置土渠29+040～30+5661516m1/120000.126m271.224m許營(yíng)上游渡槽30+566～31+314.1748.1m0.85m270.398m許營(yíng)土渠31+314.1～36+7505345.9m1/120000.445m269.701m許營(yíng)下游（3）與渡槽段相連接的上下游渠道均已建成，橫斷面為梯形，渠底和邊坡均采用漿砌石保護(hù)。（4）根據(jù)洛陽(yáng)地區(qū)地震局提供的有關(guān)資料，陸渾灌區(qū)的主要建筑物設(shè)計(jì)烈度定為。（5）許營(yíng)渡槽段跨越式建筑物，不論采用那種類型，均按三建筑物考慮。（6）跨越建筑物不考慮交通要求和無(wú)通航要求，若采用渡槽方案只設(shè)人行便道即可。（7）附圖：a河南省陸渾灌區(qū)示意圖一張；b陸渾灌區(qū)東一干許營(yíng)段地形圖一張；c陸渾灌區(qū)東一干許營(yíng)段工程地質(zhì)剖面圖一張。具體資料詳見(jiàn)任務(wù)書。第二章渡槽選型與布置2.1結(jié)構(gòu)形式的選擇渡槽是當(dāng)渠道跨越河流、河谷、道路或與另一相交渠道時(shí)，采用的一種架空輸水建筑物。渡槽一般由槽身、支撐結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和進(jìn)出口建筑物五部分組成。槽身斷面有U形、矩形、多側(cè)墻形等如圖（2-1）。一般常用U型和矩形斷面。本設(shè)計(jì)要求用矩形設(shè)計(jì)。矩形斷面常有以下幾種形式：無(wú)橫拉桿的懸臂側(cè)墻式，橫拉桿式，箱式。圖2-1槽身斷面型式2.2支撐形式的選擇槽身的縱向支承形式常用的有排架式支承、墩式支承和拱式支承三種類型。本設(shè)計(jì)要求用排架式。排架有單排架、雙排架和A字形排架三種形式（如圖2-2）。單排架是由兩根立柱和樹根橫梁組成的多層平面鋼架結(jié)構(gòu)，常用高度為十米到二十米。現(xiàn)澆或預(yù)制吊裝而成，其體積小，重量輕，應(yīng)用廣泛。根據(jù)本設(shè)計(jì)中許營(yíng)段的地質(zhì)地形條件，采用單排架。圖2-2槽身支撐型式2.3渡槽的總體布置渡槽的槽址應(yīng)盡量選擇在地形地質(zhì)條件有利之處，使渡槽長(zhǎng)度短，高度小，基礎(chǔ)工程量小，軸線最好為直線，并于進(jìn)出口渠道順直連接，避免在平面上急轉(zhuǎn)彎，以保證水流平順，渡槽進(jìn)出口盡量布置在挖方渠道上，以使槽身與渠道連接安全可靠?？缭胶恿鲿r(shí)，槽址應(yīng)盡量布置在河床穩(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。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)制閘或泄水閘，此時(shí)泄水閘應(yīng)有順暢的泄水出路。第三章渡槽的水力計(jì)算3.1渡槽斷面水力計(jì)算渡槽的比降i，槽身凈寬B和凈深H的設(shè)計(jì)確定槽底縱坡i時(shí)，應(yīng)考慮渡槽過(guò)水能力、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(guò)流能力，節(jié)省造價(jià)。通常也要求比上下游渠道的底坡稍陡些，以免槽內(nèi)泥沙淤積。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。初擬時(shí)一般取為1/500~1/1500。根據(jù)實(shí)際情況，選擇槽底縱坡為1/1250。槽身斷面高度比H/B影響到槽身結(jié)構(gòu)縱向受力，橫向穩(wěn)定及及進(jìn)出口水流條件。對(duì)于梁式渡槽，槽身起縱梁作用，采用較大的高度比可提高其縱向剛度，減小梁內(nèi)應(yīng)力和跨中撓度，對(duì)受力有利，但槽身高度大，側(cè)面受風(fēng)面積大，橫向風(fēng)載大，對(duì)槽身橫向穩(wěn)定不利。而當(dāng)高寬比比較小且槽底縱坡較大時(shí)，槽內(nèi)水深小，為滿足設(shè)計(jì)流量時(shí)水面銜接，進(jìn)口處槽底抬高較大。此時(shí)，當(dāng)渠道通過(guò)較小流量時(shí)，渡槽進(jìn)口前常會(huì)出現(xiàn)較高的壅水現(xiàn)象，而當(dāng)通過(guò)大流量時(shí)，槽前上游渠道又可能產(chǎn)生較長(zhǎng)的降水段，引起渠道沖刷。槽身的凈寬B和凈深H應(yīng)一起考慮，即通過(guò)考慮深寬比H/B來(lái)擬定（對(duì)于矩形槽一般取H/B=，本設(shè)計(jì)初定H/B=0.8，糙率系數(shù)n=0.014。試算如下根據(jù)先擬定B=4m,H=3.2m得Q=29.68m3/s<45m3/s應(yīng)加大B再擬定B=4.5m,重復(fù)上述步驟Q=40.56m3/s<45m3/s仍需加大B再次擬定B=4.7mQ=45.73m3/s>45m3/s滿足要求為保證渡槽有足夠的過(guò)水能力，常要求通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)槽壁具有一定的富裕高度h=h/12+0.05=0.33m>H-h`=3.76-0.1-3.4=0.26m不滿足，應(yīng)加大HB此時(shí)設(shè)B=4.75mH=3.8m3.2槽身過(guò)水能力計(jì)算渡槽的過(guò)水流量可按明渠均勻流公式計(jì)算：式中：Q——渡槽的過(guò)水流量(m3/s)；A——渡槽過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；C——謝才系數(shù)，常用曼寧公式：C=;n——糙率系數(shù)，鋼筋混凝土槽身可取n=0.013～0.015，漿砌塊石槽身n≥0.017,根據(jù)具體情況而定；R——水力半徑（m）；i——渡槽縱坡。渡槽的過(guò)水流量計(jì)算當(dāng)槽中通過(guò)最大流量時(shí)水面到拉桿底面下有5～10厘米的富裕深度，取為10厘米。則渡槽加大流量時(shí)水深H0=H-0.1=3.7m=45.5m3/s>Q加大=45m3/s滿足要求。當(dāng)按設(shè)計(jì)流量計(jì)算時(shí)，=40m3/s，此時(shí)水深h=3.35m△h=h/12+0.05<H-0.1-h=0.35m故滿足要求。試算成功，采用此種方案。3.3水頭損失及水面銜接計(jì)算按通過(guò)設(shè)計(jì)流量計(jì)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3.1)圖3-1渡槽的水流現(xiàn)象3.3.1渡槽各段長(zhǎng)度計(jì)算渡槽進(jìn)出口建筑物的作用是將槽身與上下游渠道連接起來(lái)，以使槽內(nèi)水流與上下游渠道平順銜接，減少水頭損失和防止?jié)B漏。進(jìn)出口建筑物包括進(jìn)出口漸變段，連接段，有時(shí)為滿足運(yùn)用檢修，交通，泄水等要求，還需設(shè)置節(jié)制閘，交通橋和泄水閘。漸變段是設(shè)于渠道端部的過(guò)渡段。由于渠道過(guò)水?dāng)嗝娉榫匦?，尺寸較大，縱坡較緩，而為降低造價(jià)，渡槽縱坡較陡，過(guò)水?dāng)嗝婕捌洳蹖挶惹佬。瑸槭惯M(jìn)出槽身的水流平順，減少水頭損失和防止沖刷，渠道與渡槽銜接時(shí)均設(shè)漸變段，漸變段可采用扭曲面和八字翼墻等形式，扭曲面水流條件好，應(yīng)用較多，一般采用漿砌石建造，八字墻可采用混凝土或漿砌石修筑，施工方便，但水流條件較差。漸變段長(zhǎng)度常按以下經(jīng)驗(yàn)公式：1-B2)式中C系數(shù)，進(jìn)口取1.5~2.0，出口取2.5~3.0；B1B2渠道和槽內(nèi)水面寬度，m根據(jù)所給的與渡槽連接的進(jìn)出口渠道斷面圖：上游水深為3.744m渠道水面B1=17.104mB2=4.75mL=C(B1-B2)取進(jìn)口C=1.5出口C=2.5得進(jìn)口L=1.5（17.104-4.75）=18.75取為20m出口L=2.5（17.104-4.75）=30.885取為32.1m故L=748.1-8-32.1-20=688m3.3.2進(jìn)口段水頭損失Z1計(jì)算進(jìn)口段局部水頭損失系數(shù)：ξ1=0.1槽內(nèi)斷面平均流速上游斷面面積2上游渠道斷面平均流速0.30m3.3.3槽身段水頭損失Z2計(jì)算688/1250=0.55m3.3.4出口段水頭損失Z3計(jì)算0.10m3.3.5渡槽總水頭損失Z計(jì)算0.30+0.55-0.10=0.75m<△Z=0.85m符合要求該總水面降落值應(yīng)小于或等于灌區(qū)規(guī)劃中要求的允許水頭損失值。故選定B=4.75m設(shè)計(jì)流量時(shí)水深為3.35m。圖3-2渡槽上下游斷面尺寸3.3.6進(jìn)出口槽底高程計(jì)算為了適應(yīng)進(jìn)出口流態(tài)變化，渡槽進(jìn)口底部應(yīng)抬高，出口底部應(yīng)降低，其抬高值y1與降低值y2按下式計(jì)算Y1=h1-Z-h=3.744-0.30-3.35=0.094mY2=h1-Z-h=3.744-0.1-3.35=0.294m因此渡槽進(jìn)出口底部高程▽1▽2及出口渠底高程▽4為進(jìn)口槽底高程▽1=▽3+y1=267.48+0.094=267.574m出口槽底高程▽2=▽1-Z1=267.024m出口前渠底高程▽4=▽2-y2=266.73m計(jì)算的▽4較規(guī)劃值僅相差0.05m，滿足要求，可采用此方案。第四章槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1.1槽身剖面形式及尺寸確定對(duì)于無(wú)通航要求的中小型渡槽，為了改善側(cè)墻受力，常在側(cè)墻頂設(shè)橫拉桿，拉桿頂上可鋪板作人行道拉桿截面尺寸0.，一般拉桿間距為1.5~2.5m，本設(shè)計(jì)設(shè)拉桿間距為3米。側(cè)墻常做成等厚，厚度一般為墻高的1/12~1/16，多用10~20cm，本設(shè)計(jì)設(shè)20cm。矩形斷面槽身，槽身為簡(jiǎn)支時(shí)，側(cè)墻底面低于底板底面，兩者共同承擔(dān)底部拉應(yīng)力。為改善應(yīng)力分布，側(cè)墻與底板連接處常設(shè)貼角，貼角a=30o~60o，邊長(zhǎng)一般問(wèn)哦20cm~30cm，本設(shè)計(jì)取20cm。矩形斷面槽身多用于大、中、小流量的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土渡槽。具體尺寸見(jiàn)下圖。圖4-1渡槽基本尺寸示意圖（單位cm）4.1.2槽身的穩(wěn)定驗(yàn)算當(dāng)槽內(nèi)無(wú)水但受風(fēng)壓力作用時(shí)，槽身有可能沿槽底支撐面滑動(dòng)或繞背風(fēng)支撐點(diǎn)產(chǎn)生傾覆，因此需驗(yàn)算該情況下槽身整體抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定性。槽身斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖4-2）所示，支承簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁形式。荷載計(jì)算取計(jì)算工況為槽內(nèi)無(wú)水受風(fēng)壓，長(zhǎng)度取半。圖4-2槽身穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位cm）荷載計(jì)算：（1）槽殼自重標(biāo)準(zhǔn)值:gk設(shè)計(jì)值：（2）風(fēng)壓圖如（圖4-3）所示圖4-3風(fēng)壓圖風(fēng)壓力：作用于建筑物表面的風(fēng)壓力W（KN/m）按下式計(jì)算（4.1）式中：—風(fēng)載體型系數(shù)，與建筑物體型、尺度等有關(guān)，槽身為矩形斷時(shí)，取（空槽取小值，滿槽水取大值）本設(shè)計(jì)；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，本設(shè)計(jì)取;—基本風(fēng)壓(KN/m2)。W0=標(biāo)準(zhǔn)值：Wk=KKZW0=0.34KN/m2設(shè)計(jì)值：W=K=0.41KN/m24.1.2.1抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定分析，歸納為兩大類：一類是滑動(dòng)力；另一類是阻滑力。這兩種力的比值取決了槽身是否會(huì)產(chǎn)生沿其支承結(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動(dòng)，反映了渡槽的水平抗滑穩(wěn)定性，稱為穩(wěn)定安全系數(shù)=（4.2）式中：—所有鉛直方向作用力的總和（KN）；—所有水平方向作用力的總和（KN），本設(shè)計(jì)中等于半跨槽身風(fēng)壓總和，；f—摩擦系數(shù)，與兩接觸面物體的材料性質(zhì)及它們的表面粗糙程度有關(guān)，支座與支承都為鋼板時(shí)取鋼對(duì)鋼的摩擦系數(shù)f=本設(shè)計(jì)取所以滿足抗滑穩(wěn)定性要求。4.1.2.2抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)按下式計(jì)算：（4.3）式中：——鉛直力到槽身支承點(diǎn)的距離；——基底面承受的鉛直力總和； ——水平力的總和；——水平力到槽身支承點(diǎn)的距離；所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求4.1.2荷載計(jì)算縱向計(jì)算時(shí)將渡槽簡(jiǎn)化成T型梁。計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖4-4）所示。縱向計(jì)算中的荷載一般按勻布荷載考慮，按滿槽水情況設(shè)計(jì)。圖4-4槽身縱向計(jì)算等效截面示意圖（單位：cm）（1）縱向結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析：渡槽縱向結(jié)構(gòu)內(nèi)力是按梁的理論計(jì)算，根據(jù)縱向支承情況計(jì)算其彎矩和剪力。（2）按加大流量情況下，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算：荷載計(jì)算：自重：標(biāo)準(zhǔn)值:gk設(shè)計(jì)值：水重：標(biāo)準(zhǔn)值：qk設(shè)計(jì)值：q=1.2qk=206.2KN/m人群荷載：標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)值：q人=7.2KN/m計(jì)算跨度：簡(jiǎn)支板、梁的計(jì)算跨度可取下列各值的較小值，如（圖4.5）?？招陌搴秃?jiǎn)支梁：（4.4）或；（4.5）式中：——板或梁的凈跨度；——板或梁的支承長(zhǎng)度；圖4.5槽身縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位：cm）==取以上較小者（4）內(nèi)力計(jì)算：跨中彎矩：==支座處剪力：=2315.2KN4.1.3槽身的縱向配筋計(jì)算按“T”形梁計(jì)算配筋：由圖4-4可知，a取70mm所以（4.6）其中==所以屬于第一種情況的T形梁（），按寬度為的矩形梁計(jì)算。實(shí)配1625@150AS=7854mm2斜截面強(qiáng)度配筋計(jì)算：按受彎構(gòu)件斜面強(qiáng)度計(jì)算 （4.7）即故需按計(jì)算進(jìn)行側(cè)墻斜截面配筋截面尺寸驗(yàn)算：所以應(yīng)滿足公式截面尺寸滿足抗剪要求根據(jù)的條件選雙肢箍筋，由于梁高大，初選10取S=200mm，滿足最大間距要求。最小平配筋率復(fù)核箍筋選用10@2004.1.4槽身抗裂驗(yàn)算按“工”字形截面進(jìn)行縱向抗裂驗(yàn)算：（4.8）式中：砼的彈性模量，鋼筋彈性模量，計(jì)算截面重心至受壓邊緣的距離及截面對(duì)其重心軸的慣性矩，換算截面積，對(duì)受拉邊緣的彈性抗抵矩（4.9）（4.10）=（4.11）短期組合：==對(duì)荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合：，混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)，對(duì)荷載效應(yīng)的短期組合，；考慮截面影響，對(duì)值進(jìn)行修正得，公式中指出當(dāng)時(shí)，應(yīng)取計(jì)算。 所以槽身抗裂滿足要求4.2槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算4.2.1荷載計(jì)算本設(shè)計(jì)采用有拉桿矩形槽，為了改善橫向受力條件，對(duì)于無(wú)通航要求的槽身，常沿槽頂每隔米設(shè)一根拉桿，人行道板可擱置于拉桿上。首先將拉桿均勻化，側(cè)墻上設(shè)橫拉桿處與不設(shè)橫拉桿處的橫向位移差不多，因此可近似認(rèn)為拉桿均勻分布于側(cè)墻上，這時(shí)仍可沿槽長(zhǎng)方向取1m槽段。計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖4-6）：圖4-6槽身橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位：cm）拉桿與側(cè)墻頂部的連接，施工時(shí)雖兩者澆筑為一體，但因拉桿剛度遠(yuǎn)小于側(cè)墻剛度，一般視為鉸接。人行道板的內(nèi)力配筋計(jì)算人群荷載取為，計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖4-7）圖4-7人行道板計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位：cm）人群荷載標(biāo)誰(shuí)值：自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：人群荷載設(shè)計(jì)值：自重荷載設(shè)計(jì)值：端彎矩設(shè)計(jì)值：實(shí)配：510@2004.2.2槽身內(nèi)力計(jì)算拉桿軸力N情況為一次超靜定結(jié)構(gòu)，對(duì)之可沿?cái)嗝鎸?duì)稱中心線取一半結(jié)構(gòu)計(jì)算。由于對(duì)稱性，底板切口處的反對(duì)稱內(nèi)力為零，只有彎矩和軸向力，因此可簡(jiǎn)化為雙鏈桿支座。計(jì)算時(shí)，由力法方程δ11X1+Δ1P=0（4—12）式中δ11——基本體系在單位力X1方向產(chǎn)生的位移；Δ1P——基本體系在荷載作用下產(chǎn)生的位移。圖4.8中MP圖為所有荷載產(chǎn)生的彎矩，M1圖為單位荷載產(chǎn)生的彎矩，即令X1=1所得到的彎矩圖。力法基本體系圖圖圖4-8力法的計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)圖在滿槽工況下（t為側(cè)墻厚，0.2m）（為底板厚,0.4m）則=3.76(KN)求出贅余力X1后，可按以下各式計(jì)算各項(xiàng)橫向內(nèi)力，計(jì)算時(shí)，彎矩以外側(cè)受拉為正，軸力以拉力為正。根據(jù)以上各式可作出側(cè)墻及底板的彎矩圖M、軸力圖N和剪力圖Q。（見(jiàn)圖4-9）。M(KN??m)N(KN)Q(KN)圖4-9側(cè)墻及底板的彎矩圖M、軸力圖N和剪力圖Q4.2.3配筋計(jì)算（1）拉桿的配筋計(jì)算拉桿按軸拉構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算，軸力N=3KN按公式：(4.13)計(jì)算拉桿配筋按最小配筋率配筋==0.002200200=80實(shí)配：46AS=113mm2(2)側(cè)墻的配筋計(jì)算側(cè)墻按受彎構(gòu)件根據(jù)最大彎矩進(jìn)行配筋，側(cè)墻最大正彎矩M為，取a=45mm,則需按雙筋截面配筋受拉鋼筋選配822@100受壓筋選配48@300（3）底板的配筋計(jì)算底板按受彎構(gòu)件根據(jù)最大彎矩進(jìn)行配筋，(包括最大正彎矩和最大負(fù)彎矩)底板最大彎正矩M為，最大負(fù)彎矩為。取a=45mm，則h0=355mm最大正彎矩配筋：實(shí)配：514@200=769最大負(fù)彎矩配筋：實(shí)配：418@300=10174.3槽身的吊裝驗(yàn)算4.3.1吊裝內(nèi)力計(jì)算自重取整跨槽身自重q=105.58KN/m,吊裝動(dòng)力系數(shù)取1.3,簡(jiǎn)化成兩端外伸梁。計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖4-10）計(jì)算支反力計(jì)算A、B兩點(diǎn)彎矩（上部受拉）計(jì)算C點(diǎn)彎矩（下部受拉）圖4-10吊裝驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩圖4.3.2吊裝配筋驗(yàn)算因吊裝時(shí)的跨中彎矩小于縱向配筋計(jì)算時(shí)的彎矩，故配在槽身底部的縱向受力鋼筋能夠滿足吊裝要求，不必進(jìn)行驗(yàn)算，只需驗(yàn)算

A點(diǎn)和B點(diǎn)上部配筋。需在槽身的側(cè)墻頂端配置320，實(shí)配。第五章支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1排架的設(shè)計(jì)5.1.1排架基本尺寸的確定本設(shè)計(jì)采用單排架，本設(shè)計(jì)以20米高排架為例進(jìn)行計(jì)算，排架兩根立柱的中心距離取決于槽身寬度，應(yīng)使槽身傳來(lái)的荷載P的作用線與立柱中心線重合，使立柱為中心受壓構(gòu)件，取排架總寬為5.2米。立柱長(zhǎng)邊（順槽向）寬度取，常采用米，本設(shè)計(jì)取0.7米；短邊（橫槽向），常采用米，本設(shè)計(jì)取0.4米。為支撐槽身，排架頂部伸出短懸臂式牛腿，牛腿長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)取c=35cm;高度，本設(shè)計(jì)取h=70cm，傾角取45°，為減小兩立柱彎矩并將其連為整體，立柱之間設(shè)水平橫梁，一般取橫梁間距不大于立柱間距，常用2.5m~4.0m，橫梁梁高，本設(shè)計(jì)取70cm；梁寬，本設(shè)計(jì)取35cm。橫梁由上至下一般按等間距布置。由排架總寬5.2米，立柱短邊h1=0.4米，所以兩立柱中心距B為5.2-0.4=4.8米。其詳細(xì)形式及具體尺寸見(jiàn)下（圖5-1）。圖5-1排架具體尺寸計(jì)算簡(jiǎn)圖如（圖5-2）圖5.2排架計(jì)算簡(jiǎn)圖作用于排架的鉛直荷載：①槽身自重及槽內(nèi)水重；②槽身在橫向風(fēng)壓力作用下通過(guò)支座傳給肢柱的軸向拉力和壓力③排架自重，計(jì)算時(shí)將排架自重化為節(jié)點(diǎn)荷載，每一節(jié)點(diǎn)荷載等于相鄰上半柱和下半柱重量以及橫梁重量一半的總和節(jié)點(diǎn)荷載作用于排架的水平荷載①槽身在橫向風(fēng)壓作用下通過(guò)支座傳給肢柱頂端的摩阻力Q=11.39KN②風(fēng)壓力：P1=0.33×（0.7+1.5×1.4×0.35）=0.323（kN）P2=P3=P4=0.33×0.7×5=1.16（kN）5.1.2內(nèi)力計(jì)算因鉛直向節(jié)點(diǎn)荷載只使立柱產(chǎn)生軸向力，水平向節(jié)點(diǎn)荷載是反對(duì)稱的，而結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，故可取一半按圖5.2(b)，用“無(wú)剪力分配法”計(jì)算排架的內(nèi)力。抗彎剛度系數(shù)：固端彎矩：計(jì)算分配系數(shù)：μBA=0.06，μBC=0.06，μBn=0.814同理可得：μCD=0.01，μCm=0.98；μDC=μDE=0.01，μDG=0.98；μED=0.06，μEF=0.94ABBABIBCCBCMCDDCDGDEEDEFμ0.060.880.060.060.980.010.010.980.010.060.94c0-10-1-10-1-10-1-10m-37.9-37.9-35.1-35.1-32.3-32.3-29.3-29.3B,D-4.384.3864.244.38-4.38-0.620.6260.390.62-0.62C,E-4.344.3453.724.34-4.34-1.801.8028.12B,D-0.260.263.820.26-0.26-0.060.066.020.06-0/06C,E-0.020.020.310.02-0.02-0.00360.00360.056B,D-0.00120.00120.0180.0012-0.0012-0.00020.00020.0230.0002-0.0002C,E-0.00010.00010.0010.001-0.001-0.0010.0010.002Σ-42.54-33.2668.1-34.8-35.3854.03-28.6-36.066.4-30.4-28.228.2排架的M圖如（圖5-3）圖5-3排架彎矩圖5.2排架的配筋計(jì)算排架的配筋計(jì)算主要是對(duì)肢柱進(jìn)行配筋計(jì)算。分為橫槽向和順槽向兩種情況。5.2.1立柱的配筋（1）橫槽向。橫槽向在槽內(nèi)滿水受橫向風(fēng)壓和槽內(nèi)無(wú)水受橫向風(fēng)壓兩種情況下肢柱受力最為不利。由于肢柱受軸向壓力的同時(shí)還受橫向風(fēng)壓力，故按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行對(duì)稱配筋計(jì)算。式中：——軸向力對(duì)截面重心的偏心距；在公式中，當(dāng)時(shí)，?。弧獦?gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度；——截面高度；——截面有效高度；——構(gòu)件的截面面積；——考慮截面應(yīng)變對(duì)截面曲率的影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，??；——考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的影響系數(shù)；當(dāng)時(shí)，取勝；滿水加風(fēng)壓工況肢柱的計(jì)算長(zhǎng)度取故應(yīng)考慮縱向彎曲影響故按實(shí)際偏心距進(jìn)行計(jì)算

，故應(yīng)按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。計(jì)算值，但此時(shí)的，故仍按小偏心受壓計(jì)算。按小偏心受壓重新計(jì)算值計(jì)算值②橫槽向空槽加風(fēng)壓工況偏心距，取因此按大偏心受壓計(jì)算。計(jì)算值計(jì)算值(2)順槽向滿水工況，按軸壓構(gòu)件配筋計(jì)算鋼筋面積（3）順槽向施工工況，取屬大偏心對(duì)稱配筋。計(jì)算值計(jì)算值（4）立柱斜截面抗剪計(jì)算驗(yàn)算截面尺寸截面尺寸滿足要求故無(wú)需按計(jì)算配筋，選配Ф10@200的箍筋。綜合以上計(jì)算立柱實(shí)配鋼筋632+632箍筋Ф10@250節(jié)點(diǎn)處箍筋間距為250mm5.2.2橫梁的配筋橫梁按受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算：正截面：縱向受力鋼筋面積：配筋率：選配412斜截面抗剪滿足要求,只需按構(gòu)造要求配置Ф10@250的箍筋。第六章細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)渡槽伸縮縫止水及渡槽與兩岸的連接是渡槽工程中不可缺少的組成部分。因?yàn)榧偃糁顾Ч缓?，與兩岸連接有問(wèn)題，后果十分嚴(yán)重。不僅可能會(huì)使渡槽出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，而且有可能因?yàn)槁┧斐砂镀绿踔廉a(chǎn)生比較大的沉陷以至于造成工程失事。所以我們必須在設(shè)計(jì)階段和施工階段中給與細(xì)部構(gòu)造足夠的重視。6.1伸縮縫與止水伸縮縫是為了防止建筑物構(gòu)件由于氣候溫度變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或破壞而沿房屋長(zhǎng)度方向的適當(dāng)部位豎向設(shè)置的一條構(gòu)造縫。伸縮縫是將基礎(chǔ)以上的建筑構(gòu)件分成兩個(gè)獨(dú)立部分，使建筑物沿長(zhǎng)度方向可做水平伸縮。 本設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)變形縫，來(lái)適應(yīng)溫度改變和地基的下降，設(shè)置在槽身與進(jìn)出口建筑物之間及各節(jié)槽身之間，采用3~5cm的縫寬?？p內(nèi)所設(shè)柔性止水的，常用的有瀝青止水、橡皮壓板止水、粘合式止水等。近年來(lái)大多工程中常采用定型橡皮止水，不僅施工方便，而且伸縮變形性能好。本設(shè)計(jì)中擬采用橡皮壓板止水。1.伸縮縫2.止水橡皮3.鋼墊板4.瀝青沙漿5.螺帽圖6.1橡皮壓板止水預(yù)制槽身時(shí)先在槽端內(nèi)壁留一凹槽深度4-6厘米,止水材料為橡皮帶，為了使其能夠緊貼在凹槽上，常用扁鋼并通過(guò)螺栓將橡皮帶壓緊，扁鋼厚4-8毫米寬6厘米左右，螺栓直徑一般為9-12毫米。螺栓直徑為20倍扁鋼厚，通常是20厘米左右。為了減緩鐵鋼銹蝕，我們應(yīng)事先對(duì)預(yù)埋螺栓和扁鋼壓板做防銹處理，另外最好在凹槽內(nèi)添瀝青沙漿或1/2水泥沙漿。這既能對(duì)止水起輔助作用，又能防止橡皮老化與鋼板銹蝕。為了有利于螺栓更換，近年來(lái)將螺母先預(yù)埋于混凝土內(nèi)，再裝止水橡皮和壓板。并把螺栓擰如螺母將橡皮壓緊。這樣處理，不僅壓板留孔對(duì)位方便，而且螺母埋于混凝土內(nèi)加油后不易銹蝕，一旦螺栓損壞還可更換。這種止水雖能保證施工質(zhì)量，可以做到不漏水，止水效果好。但需要止水與橡皮材料時(shí)間長(zhǎng)了需更換。6.2支座支座是連接渡槽上部結(jié)構(gòu)和下部