渡槽设计说明书

许营渡槽设计说明书题目：许营渡槽（矩形槽身排架支撑）学生姓名：学号：学院：专业班级：完成时间：指导老师：绪言陆浑灌区是河南省较大的灌区之一，灌区跨越洛阳，开封、郑州市三个地区的六个县，灌区范围内居住人口大约100万人。

陆浑灌区的主要水源是陆浑水库。

许营渡槽定为Ⅲ等3级建筑物，设计流量Q设=40m³/s ，加大流量Qmax=45m³/s。

，渡槽总长110m，进口与上游矩形渠道连接，出口与下游梯形浆砌石渠道连接。

目录绪言Introduction1 工程概况及基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1.1.1 灌区基本概况.................................................. 错误！未定义书签。

1.1.2东一干概况......................................................... 错误！未定义书签。

1.2地形地质情况................................................................. 错误！未定义书签。

1.2.1 地形.................................................................. 错误！未定义书签。

1.2.2 地质.................................................................. 错误！未定义书签。

1.3 气象.............................................................................. 错误！未定义书签。

2 渡槽选型与布置 (3)2.1 结构型式选择 (3)2.2 总体布置 (3)2.3 结构布置 (4)3 水力计算 (4)3.1 计算依据、公式及参数选择...................................... 错误！未定义书签。

3.3 水面衔接验算. ........................................................... 错误！未定义书签。

3.3.1渡槽总水头损失计算......................................... 错误！未定义书签。

3.3.2渡槽进出口底部高程的确定............................. 错误！未定义书签。

3.3.1进出口渐变段长度的确定................................. 错误！未定义书签。

4 槽身结构计算 (4)4.1槽身尺寸拟定 (4)4.2荷载与组合 (5)4.2.1荷载 (5)4.2.2荷载组合 (6)4.3槽身横向及纵向结构计算 (6)4.3.1槽身横向结构计算 (6)4.3.2 槽身纵向结构计算 (11)4.4槽身配筋计算 (12)4.4.1横向结构配筋计算 (12)4.4.2纵向结构配筋计算 (13)4.5抗裂验算 (14)4.6挠度验算 (15)4.7槽身整体稳定性验算 (16)5．排架设计 (17)5.1排架的布置 (17)5.2最主要荷载的计算 (18)5.3排架的横向内力计算 (19)5.3.1作用于排架节点上的荷载 (19)5.3.2排架内力计算 (21)5.4排架的配筋计算 (25)5.5排架的强度和稳定验算 (26)6．细部构造 (26)6.1伸缩缝及止水 (26)6.2支座 (26)7．工程量计算........................................................................................... 错误！未定义书签。

1 工程概况及基本资料1.1 工程概况2 渡槽选型与布置2.1 结构型式选择梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上的。

为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形，必须设置变形缝将槽身分为独立工作的若干节，并将槽身与进出口建筑物分开。

变形缝之间的每一节槽身沿纵向是两个支点所以既起输水作用又起纵向梁作用。

根据支点位置的不同，梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。

单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进出口建筑物连接时使用。

简支梁式槽身施工吊装方便，接缝止水构造简单，但跨中弯矩较大，底板受拉对抗裂防渗不利。

简支梁式槽身常用的跨度为8-15m。

由于该渡槽槽高较大，本设计采用简支梁式槽身，跨度取为10m。

梁式渡槽的槽身采用钢筋混凝土结构。

2.2 总体布置渡槽的位置选择是选定渡槽的中心线及槽身起止点的位置。

本设计的渡槽的中心线已选定。

具体选择时可以从以下几方面考虑：（1）槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工的地方，以便缩短槽身长度、减少工程量、降低墩架高度；（2）槽轴线最好成一直线，进口和出口避免急转弯，否则将恶化水流条件，影响正常输水；（3）跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向尽量成正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免位于河流转弯处；2.3 结构布置根据渠系规划确定，选用钢筋混凝土简支梁式渡槽进行输水，槽身采用带拉杆的矩形槽，支承结构采用单排架型式，两立柱之间设横梁，基础采用桩式基础桩顶设置横梁承接支撑排架。

渡槽全长805m，采用等跨布置方案，一跨长度为10m。

进出口均用混凝土建造。

3 水力计算4 槽身结构计算4.1槽身尺寸拟定根据前面水力计算可知，水深h=3.774m，净深H=4.25m，宽度B=3.75m。

简支梁式渡槽的跨径一般为10m～15m，选取10m；侧墙高度选取4.95m侧墙厚度一般为t=12～25cm，选取25cm；侧墙与底板交接处加设补角，补角宽及高一般为20cm～30cm，选取25cm；矩形槽的横杆间距采用2.0m，截面边长为20cm。

具体尺寸如图1所示。

图1 槽身横断面图4.2荷载与组合4.2.1荷载Ⅲ级建筑物，结构重要性系数0.10=γ，设计状况系数0.1=持久ψ、95.0=短暂ψ、85.0=偶然ψ，永久荷载分项系数05.1=G γ，可变荷载分项系数20.1=Q γ，偶然作用分项系数0.1=A γ。

1．结构重力侧墙标准值 m kN 00.712521.42 =⨯⨯ 设计值 m kN 55.7400.7105.10.10.1=⨯⨯⨯ 底板标准值 m kN 19.27251.0875=⨯设计值 m kN 55.2819.2705.10.10.1=⨯⨯⨯ 拉杆标准值 m kN 26.1106251.22.02.0=⨯⨯⨯⨯ 设计值 m kN 323.126.105.10.10.1=⨯⨯⨯ 槽内水重① 满槽标准值 m kN 375.1591075.325.4=⨯⨯ 设计值 m kN 69.181375.15920.195.00.1=⨯⨯⨯ ② 设计水深标准值 m kN 53.1411075.3774.3=⨯⨯ 设计值 m kN 847.15253.14120.10.19.0=⨯⨯⨯ 2．风压力作用于一节槽身的横向风荷载标准值（见《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997）0t z s z z W W μμμβ=式中 s μ——风载体形系数，取2.16；z μ——风压高度变化系数，取1.42； t μ——地形、地理条件系数，取1.2；z β——风振系数，取1.0；0W ——基本风压值，取0.2；可计算得风荷载强度57.0z =W ，因此，作用于槽身上的横向风压力为kN 67.17，设计值为kN 97.223.111.30=⨯。

4.2.2荷载组合渡槽按承载能力极限状态设计时，应考虑两种荷载组合：① 基本组合（持久设计状况或短暂设计状况下永久荷载与可能出现的可变荷载的效应组合）② 偶然组合（设计状况下永久荷载、可变荷载与一种偶然荷载的效应组合）表1 渡槽按承载能力极限状态设计荷载组合由于渡槽采用现浇，因此不必计算施工工况。

4.3槽身横向及纵向结构计算4.3.1槽身横向结构计算1.满槽水、无风工况内力计算图2 槽身横向结构计算图简化后，图示结构为一次超静定，不计轴力及剪力对变位的影响，可求得赘余力X 1为()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=21223300313152611μδγγμγγl h h M M h h X h 式中 γ ——水的重度，10kN/m 3；h γ ——混凝土的重度，25kN/m 3；δ ——底板厚度，0.3m ； t ——侧墙厚度，0.25m ；21J ——侧墙的截面惯性矩； 23J ——底板的截面惯性矩；⎪⎭⎫ ⎝⎛+=l J h J h J 232121213/3μ ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=l J h J l J 232123233/μ 0M —槽顶荷载对侧墙中心所产生的力矩。

（1）侧墙内力计算取计算截面距拉杆中心线为y ，该处的侧墙弯矩M y 为30161y M y X M y γ-+=最大弯矩产生在y ＝y m 处，即02121=-=y X dy dM yγ，因此，γ12X y m =。

此截面处的轴力()0323232P ty y hy hQN h y ---∆=γ 式中 Q ∆—作用于槽身横截面上的计算剪力；0P —槽顶竖向荷载；（2）底板计算距侧墙中线x 处的底板弯矩为()x x l h h M h X M h x ⎪⎭⎫⎝⎛-++-+=261301δγγγ令0=x ，得底板端部弯矩301261h M h X M γ-+=； 令l x =，得底板跨中弯矩()22321l h M M h δγγ++=。

底板轴向拉力1221X h N d -=γ；对底板左边缘点取矩，可得底板剪力为l M h l q h X Q /6121332212⎪⎭⎫⎝⎛-++-=γ。

（3）拉杆计算N llN图4 拉杆计算简图拉杆间距为2m ，则一根拉杆的拉力为S X N l 1=。

拉杆除承受轴向力l N 外，还承受拉杆自重A q ，则弯矩()2281l q M A =、剪力()l q Q A 221=。

计算结果见表2(a)所示。

表2(a) 槽身横向结构内力计算表（满槽水+无风工况）2. 槽中为设计水深、有风工况内力计算计算结果见表2(b)。

表2(b) 槽身横向结构内力计算表（设计水深+有风工况）3. 槽中无水、有风工况内力计算计算结果如表2(c)。

表2(c) 槽身横向结构内力计算表（槽中无水+有风工况）4.3.2 槽身纵向结构计算按简支梁计算纵向弯矩和剪力M CAQ （+）图5 槽身纵向结构计算图弯矩 281qL M C =剪力 qL Q A 21=式中，L 为计算跨度。