渠道和渠系建筑物论文

渡槽、梁式渡槽、拱式渡槽小结

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摘要：渡槽作用：渡槽是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。当挖方渠道与冲沟相交时，为避免山洪及泥沙入渠，还可在渠道上面修建排洪渡槽，用来排泄冲沟来水及泥沙。

梁式渡槽由槽身、槽墩或槽架、基础、进口连接建筑物、出口连接建筑物五部分组成

拱式渡槽的支撑结构由墩台、主拱圈和拱上结构组成，槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈，再由主拱圈传给墩台，其中主拱圈是主要承重构件

关键字：渡槽、梁式渡槽、拱式渡槽、作用、特点、组成、布置、水头损失、支撑、类型、形式、构造。

正文：

一、渡槽

一、渡槽的作用与组成

作用：渡槽是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。当挖方渠道与冲沟相交时，为避免山洪及泥沙入渠，还可在渠道上面修建排洪渡槽，用来排泄冲沟来水及泥沙。

组成：渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。槽身置于支承结构上，槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础，再传至地基。

渡槽一般适用于渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨越广阔滩地或洼地等情况。它比倒虹吸管水头损失小，便利通航，管理运用方便，是交叉建筑物中采用最多的一种型式。

二、渡槽的类型

渡槽根据其支承结构的情况，分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。

三、渡槽的总体布置

（一）渡槽总体布置的基本要求

流量、水位满足灌区需要；槽身长度短，基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田，交通方便，就地取材等。

总体布置的步骤，一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务，在一定围进行调查和勘探工作，取得较为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运用管理要求等基本资料，然后在全面分析基本资料的基础上，按照总体布置的基本要求，提出几个布置方案，经过技术经济比较，选择最优方案。

（二）槽址选择

应结合渠道线路布置，尽量利用有利的地形、地质条件，以便缩短槽身长度，减少基础程量，降低墩架高度。

槽轴线力求短直，进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。

跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免选在河流转弯处。

少占耕地，少拆迁民房，并尽可能有较宽敞的施工场地，争取靠近建筑材料产地，以便就地取材。

交通方便，水电供应条件较好，有利于管理维修。

四、渡槽的水力计算

渡槽水力计算的目的，就是确定渡槽底纵坡、横断面尺寸和进出口高程，校核水头损失是否满足渠系规划要求。

（一）槽身断面尺寸的确定

计算公式选用：槽身过水断面尺寸，一般依据渡槽的设计流量按照水力学公式进行计算。当槽身长度L大于15～20倍的水深h时，按明渠均匀流公式计算；当L小于是15～20倍水深时，按淹没宽顶堰公式计算。

参数的选定：槽身糙率对过水断面积及水流状态影响较大，应根据施工条件和工艺水平参照工程实测资料分析选取，初步设计时可按手册查用；槽身过水断面的宽深比不同，槽身的工程量也不同，为使工程经济，应有适宜的宽深比。从过水能力方面考虑，应取宽深比b/h=2.0，但从受力条件考虑，梁式渡槽的槽身侧墙在纵向起着梁的作用，加高侧墙，可提高槽身的纵向承载能力，故宜适当降低宽深比，工程中采用b/h=1.25～1.67；确定纵坡时应满足渠系规划要求，同时不能引起出口渠道的冲刷。一般常采用i=1/500～1/1500，槽流速1～2m/s，对于通航的渡槽，要求流速在1.5m/s以，底坡小于1/2000 。

超高：为了防止因风浪或其它原因而引起侧墙顶溢水，侧墙应有一定的超高。按建筑物的等级和过水流量不同，超高Δh 可选用0.2～0.6m ，也可用经验公式计算：

矩形槽身 Δh=h/12+5（㎝）

U 形槽身 Δh= D /12 （㎝）

（二）水头损失计算

水流经过渡槽进口段时，随着过水断面的减小，流速 逐渐加大，水流位能一部分转化为动能，另一部分因水流收缩而产生水头损失，因此进口段将产生水面降落Z ；水流进入槽身后，基本保持均匀流，沿程水头损失值Z1=iL ；水流经过出口段时，随着过水断面增大，流速逐渐减小，水流动能因扩散而损失一部分，另一部分则转化为位能，而使出口水面回升Z2，从而与下游渠道相衔接。

进口水面降落Z

g v g Q Z 22(2022

-=）σϕω 或 )(212021v v g

K Z -+= 槽身沿程水头损失Z 1为：

Z 1=IL

出口水面回升Z 2

)(212122v v g

K z --= 渡槽总水头损失

ΔZ =Z +Z 1-Z 2

如果按上式求得的ΔZ 等于或略小于允许水头损失值时，则槽底纵坡和槽身断面即为所求；如果ΔZ 大于允许值较多时，则应重新拟定槽底纵坡，重新计算，

直到满足要求为止。如果I值已定得很小，若再减小将会过多增加渡槽工程量时，也可不改变I值，而降低下游渠底高程使渠水位与水面回升后的水位相等；或者由下游推算到上游，而将上游底抬高。

（三）渡槽进出口底部高程确定

为保证通过设计流量时，上下游渠道保持均匀流，而不致产生大的壅水或降水，进出口底板高程应按以下方法确定

进口抬高值y1=h1-Z-h2

出口降低值y2=h3-Z3-h2

进口槽底高程▽

1=▽

3

+y1

出口槽底高程▽

2=▽

1

-Z1

出口渠底高程▽

4=▽

2

-y

2

二、梁式渡槽

梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上，其纵向受力和梁相同，故称梁式渡槽。槽身在纵向均匀荷载作用下，一部分受压，一部分受拉，故常采用钢筋混凝土结构。为了节约钢筋和水泥用量，还可采用预应力钢筋混凝土及钢丝网水泥结构，跨度较小的槽身也可用混凝土建造。

简支梁式：优点是结构简单，施工吊装方便，接缝处止水构造简单。缺点是跨中弯矩较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。常用跨度是8～15m，其经济跨度大约为墩架高度的0.8～1.2倍。

双悬臂梁式：根据其悬臂长度的不同，又可分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬臂式。等跨双悬臂式，在纵向受力时，其跨中弯矩为零,底板承受压力，有利于抗渗。等弯矩双悬臂式，跨中弯矩与支座弯矩相等，结构受力合理，但需上下配置受力筋及构造筋，总配筋量常大于等跨双悬臂式，不一定经济，且由于跨度不等，对墩架工作不利，故应用不多。双悬臂梁式渡槽因跨中弯矩较简支梁小，每