U型渡槽结构计算书

一、基本资料

1.1工程等别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）和《村镇供水工程技术规范》（SL687—2014）的规定，工程设计引水流量为3.9m³/s，供水对象为一般，确定本项目为Ⅳ等小（1）型工程。主要建筑物等级为4等，次要建筑物等级为5等，临时建筑物等级为5等。

渡槽过水流量≤5m³/s，故渡槽等级均为5级。

1.2设计流量及上下游渠道水力要素

正常设计流量1.83m³/s，加大流量2.29 m³/s。

1.3渡槽长度

槽身长725m，进出口总水头损失0.5m。

1.4地震烈度

工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇，属构造剥蚀丘岗地貌。根据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，建筑物不设防。

1.5水文气象资料

安陆市属亚热带季风气候区，春秋短，冬夏长，四季分明，兼有南北气候特点。年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃，多年平均气温15.9℃。年日照时数1920—2440h，日照率49%，居邻近各县（市）之冠。太阳总辐射年平均112千卡/cm2，年际变化不大，4-10月辐射量占全年的71.43%。10℃以上积温为4486—4908℃。多年平均无霜期246d。

境内多年平均降雨量1117mm，年降雨量很不稳定，最多年份可达1772.6mm （1954年），最少年份只有652.9 mm（1978年），降水量年内分配很不均匀，4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上，多年平均蒸发量1587.3mm，由于降水量年际和年内间变化大，导致洪涝旱灾发生频繁。

二、水力计算

2.1槽身水力计算

槽身水力计算采用明渠均匀流公式：

Q=AR2/3i1/2/n

式中：Q——设计流量，m3/s；

A——槽身过水断面面积，m2；

R——水力半径，m；

i——槽身纵坡；

n——糙率系数，混凝土槽身一般采用n=0.013～0.014。

2.2渡槽进出口高程计算

（1）渡槽进口流态与淹没的开敞式水闸相似，一般按淹没式宽顶堰流量公

式计算进口水面降落值：

Z=Q2/(2gε2θ2A2)-V21/2g

式中：Z——进口水面降落，m；

ε——侧收缩系数，一般可采用0.95；

θ——流速系数，一般可采用0.95；

V

——上游渠道流速，m/s；设计水深时流速为0.52 m/s，加大流量时流速为1

0.61m/s；

g——重力加速度；

(2)出口水面回升Z1值一般根据进口水面降落按下式计算：

=Z/3

Z

1

(3)槽身沿程损失Z2计算：

Z

2

=iL

式中：i——槽身纵坡；m2

L——槽身长度。

(4)槽身进出口总水头损失ΔZ按下式计算：

ΔZ=Z-Z1+Z2

计算得渡槽进出口总水头损失：设计水深ΔZ1=0.2657m

加大流量ΔZ2=0.2654m 进出口高程的确定：

进口槽底高程：▽

2=▽

1

+h

1

-Z-h

进口槽底抬高：y

1=▽

2

-▽

1

=h

1

-Z-h

出口槽底高程：▽

3=▽

2

-Z

1

=▽

2

-iL

出口渠底降低：y

3=h

2

-Z

2

-h

出口渠底高程：▽

4=▽

2

-y

2

=▽

2

+h+Z

2

-h

2

（5）渐变段长度L通常采用经验公式计算

L i =C(B

1

-B

2

）

式中C——系数，进口取C=1.5～2.0，出口取C=2.5～3.0

B 1、B

2

——渠道及渡槽槽身水面宽度

计算得进口槽底高程：▽

2

=

出口槽底高程：▽

3

=

出口渠底高程：▽

4

=

三、U型槽断面设计

3.1槽身结构尺寸拟定

根据渡槽设计过流量初步拟定渡槽结构尺寸如下：

3.2基本设计资料

1．依据规范及参考书目：

《建筑结构荷载规范》（GB 50009－2001）

《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《规范》

《水工钢筋混凝土结构学》(中国水利水电出版社)

《渡槽》（中国水利水电出版社出版）

《建筑结构静力计算手册》（第二版）

2．结构尺寸：

支承形式：简支

槽身长度L = 16.00 m 槽壁厚度t = 0.15 m

槽壳内径Ro = 1.0 m 直段高度f = 0.70 m

外挑长度a = 0.25 m 外挑直高b = 0.15 m 外挑斜高c = 0.15 m 槽底加厚to = 0.15 m 加厚底宽do = 0.50 m 加厚斜长So = 0.498 m 拉杆净间距：3m

拉杆高度h1 = 0.15 m 拉杆宽度b1 = 0.15 m

端肋尺寸：

端肋厚度td = 0.40 m 端肋直高f1 = 1.0 m 端肋斜高f2 = 1.40 m

端肋支座宽度bz = 0.40 m 支座净距ln =1.25 m支座坡角β = 45.0 度