渡槽水力计算书
(整理)渡槽设计部分计算书
渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图，需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量，渡槽无通航要求。
经水力计算结果，槽身最大设计水深H=2.75m，校核水深为2.90m。
支承结构采用刚架，槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料：混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级；钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷载 2.5KN/m2栏杆重 1.5KN/m25)使用要求：槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=0.25mm,[W Lmax]=0.20mm。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采用：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）。
3.设计要求在规定时间内，独立完成下列成果：1)设计计算书一份。
包括：设计题目、设计资料，结构布置及尺寸简图；槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算（附必要的计算草图）。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图，一号图纸一张。
包括：槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺寸、符号标注齐全，符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、 水力计算，拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ，槽身底坡i=11000，取该渡槽槽壁糟率n=0.013，设底宽b=2.5m ，①按设计水深h=2.75m 过水面积：2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯=水力半径：0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 6.8757515.1Q s ==⨯⨯=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积：2A b 2.5 2.97.25h m =⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.98.3X b h m =+=+⨯=水力半径：0.873AR m X ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 7.2575.216.1Q AC s ==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）1、内力计算：（1）、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=∙=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内：2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g-=⨯⨯⨯=横杆半边槽身面积：(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值（忽略托乘长度）222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载：80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理计算跨度：0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==（3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物 k=1.15）2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=∙2、配筋计算：211.9c Nf mm=，2300y Nf mm =①承载力计算中，由于侧墙受拉区混凝土会开裂，不考虑混凝土承受拉力，故把侧墙看做T 型梁：'400500b 300,4502f h mm +===H 选为校核水深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ，'500f h mm=，'05000.13610fh h =>，为独立T 型梁：故'013940464733fl b mm===，''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度，取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=∙，'''0h 50011.940050036107996.822fc f f h b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=∙> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T 型截面()'fx h ≤，按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算，6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯，10.0560.850.468b ξξ=-=<=，'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===，min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求，故可配置6B18和6B2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正，得：3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭，在荷载效应标准组合下0.85ct α=，0330294m ct tk f W KN m KN m γα=∙>∙，故槽身抗裂满足要求。
渡槽设计—渡槽水力计算
二、渡槽水力计算方法
已知量：设计流量Q0；加大流量Qmax；上游渠底高程；上、下游渠道水力要素;允许水头损失[△Z]
侧墙的超高
矩形槽身 h h 5 12
U形槽身 h D 12
4
超高
h
注意：
1.在加大流量条件
下算超高。
2.式中单位为cm。
二、渡槽水力计算方法
已知量：设计流量Q0；加大流量Qmax；上游渠底高程；上、下游渠道水力要素;允许水头损失[△Z]
渡槽水力计算方法
目 录
1 渡槽水力计算任务 2 渡槽水力计算方法
01
渡槽水力计算的任务
一、渡槽水力计算任务
拟定槽底纵坡
i
任 设计过水断面尺寸 b,h
务 校核水头损失
△H
进出口高程确定
△1,△2,△3,△4
4
02
渡槽水力计算的方法
二、渡槽水力计算方法
已知量：设计流量Q0；加大流量Qmax；上游渠底高程；上、下游渠道水力要素;允许水头损失[△Z]
3.校核水头损失
进口段的水 Z
Q2
v02
面降落值
( A 2g )2 2g
槽身沿程水 面降落值Z1
出口段水面 回升值Z2
Z1 iL 1
Z1 3 Z
4
水头损失
Z Z Z1 Z2 [Z ]
二、渡槽水力计算方法
已知量：设计流量Q0；加大流量Qmax；上游渠底高程；上、下游渠道水力要素;允许水头损失[△Z]
4
1.槽底坡度 i
一般取i=l/500～l/1500或槽内流速v=1～2m/s（最大可达3～4m/s）；对于长渡槽 i [Fra bibliotek ] 0.2 L
渡槽内力计算
渡槽内力计算1W、△1ԏ)T 1= 1.353KN/m T 2= 6.395KN/m T=7.748KN/m△1W =-10.187/EI t (m/KN)△1ԏ=14.935/EI t (m/KN)所以X 1=1.42KN(拉力）截面弯矩M Mo -0.136-0.136-0.136-0.136-0.136-0.136-0.136G Go 00-0.193-0.76-1.661-2.836-4.204M h 00-0.073-0.357-0.922-1.815-3.037M W 0-0.175-0.694-1.737-3.406-5.753-8.741M ԏ0.1350.1350.464 1.722 4.1437.92213.072M X 100.71 1.096 1.455 1.764 2.001 2.15∑-0.0010.5340.4640.187-0.218-0.617-0.896截面弯矩N Go5.406 5.406 5.222 4.682 3.824 2.705 1.403N h 0 1.574 2.217 2.612 2.644 2.231 1.344N W 00-0.495-1.487-3.077-5.312-8.158N ԏ-7.748-12.636-16.654-19.031-19.135-16.605N X1000.3670.71 1.004 1.229 1.371∑5.406-0.768-5.325-10.137-14.636-18.282-20.645φ=0截面 设计水深时 M 设=0.251(KN ﹒m) N 设=0.092(KN ﹒m)校核水深时 M 设=0.534(KN ﹒m) N 设=0.768(KN ﹒m)φ=90截面设计水深时 M 设=0.754(KN ﹒m) N 设=18.372(KN ﹒m)(拉力）校核水深时 M 设=1(KN ﹒m) N 设=21.469(KN ﹒m)(拉力)㈢端肋的内力计算（截面取在距端部拉杆中心线一个拉杆间距位置上，端肋及顶部“L b = 1.475m底横梁截面尺寸（按等截面梁计算）H 1=0.38φ=60φ=75注 轴向力受压为正y=0φ=0φ=15φ=30φ=45校核水深作用下横向弯矩成果表y=0φ=0φ=15φ=30注 弯矩以槽壳外壁受拉为正φ=45φ=60φ=75设计水深作用下轴向力成果表b*H1=0.114㎡竖杆截面尺寸（按等截面梁计算）b*H 2=0.09㎡竖杆高H=(0.60-0.5*0.2)+1.0+0.5*0.38= 1.69m底横梁跨度2L= 2.3L= 1.15已知槽身均布荷载（按校核水深工况计算）q 较=49.493KN/m1求作用于框架底横梁和竖杆上的荷载一个端肋的重力G b =15.107KN作用于隔离体上的剪力QQ=q*(L-L b )=173.226KN其中： （1）作用于槽壳截面重力轴一下部分剪力的垂直分量T Q2=81.35KN（2）作用于槽壳一侧直段上的剪力T Q1=45.938KN（3）框架竖杆承受L b 长度上的水平水压力q 1=24.454KN/m（4）作用于框架底梁上的均布荷载q 2=73.678KN/m（5）T Q1对竖杆中线位置的力矩M Q = 4.594(KN ﹒m)2求“拉杆”轴力X 1J 23=0.001372m 4J 21=0.000675m 4μ23=0.499μ21=0.501X 1=-7.512KN(压力)3端肋底横断面跨中截面内力计算轴力：N L =28.176KN (拉力)弯矩：M L =28.978KN(下缘受拉))2排架的横向内力计算(当河槽内无水时）选取渡槽排架为9.2米、13.1米(13.1米时的排架计算)已知N1=211.557KNN1—每节槽身重、槽顶结构重及端肋重N2=268.696KN N′=225.532KN2N2—校核水深时的水重N3=28.656KNN3—人群荷载作用于槽身的横向风压力T0=11.067KNƳQ—荷载的分项系数取 1.3μs—风荷载体型系数，根据GBJ—97可取 1.3μz—风压高度变化系数，查GBJ—97，在田野、丘陵地区当建筑物离地面高度低于10米时取A—槽身受风面积，A=H1L(H1为槽身高，L为每跨槽身常)w0—基本风压 (w0=v2/1600)风速为24m/s0.36T1′= 1.12KNT1=12.187KNT2′= 1.884KNT2=14.071KNT3′= 1.884KNT3=15.955KNP=508.909KNP′= 4.842KNP1=9.797KNP2=16.569KNP3=16.569KNa计算固端弯矩（弯矩以顺时针转为正）M12F=M21F=-13.101KN﹒mM23F=M32F=-15.126KN﹒mM34F=M43F=-17.152KN﹒mb计算抗弯劲度34=62.086KN34=55.529KN不满足最小配筋率的要求，按最小配筋率配筋选用3ɸ10(A′s=236mm2)因为满槽水时弯矩不变而轴力变大，大偏心轴力越小越危险所以不用满槽水情况下的φ=φ==β=0 取㈤钢筋混凝土条形基础1尺寸的选择C20基础受冲切承载力采用GB—50007—2002《建筑地基基础设计规范》的推荐公式计算参见附图F l≤0.7βhp f t a m h0选取整体板式条形基础其中a m=(a t+a b)/2F l=p j A lF l—相应于荷载效应基本组合时，扣除基础自重及其上土重，作用在A l上的地基土净反力设计值βhp—受切承载力截面高度影响系数，当h＜800mm时，βhp取1.0,；当h＞2000mm时，βhp取0.9，其间f t—混凝土轴心抗拉强度设计值 1.1h0—基础冲切破坏椎体的有效高度a t—冲切破坏椎体最不利一侧斜截面的上边长（当计算住与基础交界处的受冲切承载力时，a t取柱宽；a b—冲切破坏椎体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长；a m—冲切破坏椎体最不利一侧计算长度；p j—扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础A j—冲切计算时取用的部分基地面积立柱插入深度h1a h1在≥h之间，h为0.4b h1应满足钢筋锚固长度要求≥20d，d为钢筋直径c h1≥0.05倍柱长取h1=800mm取H= 1.2m H—基础总高取a1、a2=250mmt取350mm t—杯壁厚取底板混凝土保护层厚度为35mm取砂卵石的容重Ƴ=15KN/m3a m=0.685F l=p j A l=19.397KN0.7βhp f t a m h0=192.519KN所以满足要求2地基反力计算满槽水加横向风、水压力作用，按持久状况考虑作用于地基上的压力，Ⅱ级钢筋 f y=f y′=310N1=233.987KN选取c=N2=226.843KN a=M=35.557KN/m3V=14.81KN q=93.069KN/ma max=157.34当x=0.8c=0.8a min=144.006当x= 3.2c=0.8x≤c;M1x=33.169KN/m3c≤x≤L-c M2x=74.65KN/m3x≥L-c M3x=584.105KN/m3当x= 2.085c=0.8基础最大弯矩 M=55.063KN/m3取宽度为1米为研究对象b=1000mm h=400mma s=0.05ξ=0.051＜ ξb=0.544A s=600.484mm2查《水工钢筋混凝土结构》选用4ɸ14(A′s=616mm2)总共选用8ɸ14(A′s=1232mm2)㈥渡槽及地基的稳定性验算当槽中无水时，槽身荷载有竖向自重，水平风压力自重N1=211.557KN风压力T0=11.067KN1槽身抗滑稳定安全系数K，需满足下式要求K1=f b N1/T0≥[K1]f b—支座的摩擦系数K1= 5.735≥[K1]=1.052槽身抗倾覆稳定安全系数K2，满足下式要求K2=M n/M P≥[K2]M P—绕风背面支点转动的倾覆力矩M n—抗倾覆力矩M n=253.868KN﹒mM p=11.51KN﹒mK1=22.056满足要求3槽架的抗滑稳定性验算抗滑稳定性安全系数按下式计算空槽K c=f c∑N/∑P≥[K c]fc—摩擦系数取0.35∑N=347.9428KN407.943∑P=46.575K c= 3.066＞[K c]=1.34渡槽的抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定安全系数按下式计算K0=l a∑N/∑M y≥[K0]l o= 1.2∑M y=350.942KN﹒m310.942K0= 1.574355浅基础的基地压应力验算检验渡槽作用于地基表面单位面积的压力是否超过地基土的容许承载力假定地基压应力呈直线变化，当不考虑地基的嵌固作用时，由偏心受压公式可得基地边缘应力为a max=∑N/bl+6∑M y/bl2横槽向a min=∑N/bl-6∑M y/bl2a max=∑N/bl+6∑M x/bl2顺槽向a min=∑N/bl-6∑M x/bl2Mx=264.446KN﹒ma max=109.295横槽向a min=-22.309a max=43.991顺槽向a min=42.995a max=109.295砂卵石为43t/m2为421.4KN/m2a max≤[a]=421.4KN/m2满足要求6渡槽基础的沉降计算对于跨径不大的中小型渡槽，且地基属于一般地址状况，按地基承载力设计基础通常㈥槽身的构造细节1渡槽支座梁式渡槽槽身通过支座传给钢架，当槽身跨度不大于15m时，支座一般采用平面支座，即此处在槽身两为减小钢板接触面上的摩阻力和防止生锈，上、下座板表面须刨光并涂上石墨粉。
渡槽设计计算书
一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。
夏季最高气温36℃，冬季最低气温－32℃，最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级，相应风速v = 24 m / s。
1.3水文条件根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间，有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。
经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量 Q = 698 m3/S；最高洪水位为1243.83m，相应流量 Q = 1075 m3/S。
据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400 kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处小禹河两岸表层为壤土分布；表层以下及河床为砂卵石分布（见渡槽轴线断面图）。
地基基本承载力壤土为34 t / m2；砂卵石为43 t / m2。
1.4工程所需材料要求在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划，渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算2.7 m，边坡1：1.5，采用混凝土板衬砌。
渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。
渠道堤顶超高0.5m。
根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。
渡槽水力计算
1、上游渠道水深h 01.1 已知数据上游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 上游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.01渠床糙率：n=0.0181.1 用试算法计算上游渠道水深h 02、下游渠道水深h 0计算2.1 已知数据下游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 下游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.012渠床糙率：n=0.0182.2 用试算法计算下游渠道水深h 03、渡槽底坡i 、槽身净宽B 、净深H 设计3.1 已知数据渡槽长度（m ）：L=105渡槽设计流量（m 3/s ）：Q=5渡槽加大流量（m 3/s）：Q=6渡槽糙率：n=0.018渡槽纵坡：i=0.0144、渡槽总水头损失计算进口段局部水头损失系数：ξ1=0.1出口段局部水头损失系数：ξ2=0.3允许水头损失（m ）：［△Z ］=1.61取出口渐变段长度（m ）：L 2=106、进出口槽底高程计算6.1 已知数据进口前渠底高程（m ）：▽3=1445.99计算：校核：审查：日期：日期：日期：陈军编制贵州省水利水电勘测设计研究院上游渠底高程1445.99i=0.01下游渠底高程1444.52i=0.012渡槽105m i=0.014提示一：计算稿中未着色部分需要你手工输入数据，着色部分为自动计算数据。
提示二：计算稿中所列计算公式参见《灌溉与排水设计规范》及有关水力学书籍。
提示三：本计算稿采用C5(162×229mm）排版，接近16K。
提示四：梁式渡槽满槽时槽内水深与水面宽度的比值一般取0.6～0.8；拱式渡槽可适当减少。
提示五：槽身过水断面的平均流速宜控制为1.0～2.0m/s 。
提示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表M.0.2-1和M.0.2-2。
口槽底高程=1444.52m。
渡槽设计部分计算书
渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图，需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量，渡槽无通航要求。
经水力计算结果，槽身最大设计水深H=2.75m，校核水深为2.90m。
支承结构采用刚架，槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料：混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级；钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷载 2.5KN/m2栏杆重 1.5KN/m25)使用要求：槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=0.25mm,[W Lmax]=0.20mm。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采用：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）。
3.设计要求在规定时间内，独立完成下列成果：1)设计计算书一份。
包括：设计题目、设计资料，结构布置及尺寸简图；槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算（附必要的计算草图）。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图，一号图纸一张。
包括：槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺寸、符号标注齐全，符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、 水力计算，拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ，槽身底坡i=11000，取该渡槽槽壁糟率n=0.013，设底宽b=2.5m ，①按设计水深h=2.75m过水面积：2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯=水力半径：0.859AR m X==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 6.8757515.1Q s ==⨯⨯=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积：2A b 2.5 2.97.25h m =⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.98.3X b h m=+=+⨯=水力半径：0.873AR mX ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 7.2575.216.1Q AC s ==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）1、内力计算：（1）、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=•=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内：2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g -=⨯⨯⨯=横杆半边槽身面积：(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值（忽略托乘长度）222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载：80.088KNP m=槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理计算跨度：0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==（3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物 k=1.15）2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=•2、配筋计算：211.9c Nf mm=，2300y Nf mm =①承载力计算中，由于侧墙受拉区混凝土会开裂，不考虑混凝土承受拉力，故把侧墙看做T 型梁：'400500b 300,4502f h mm +===H 选为校核水深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ，'500f h mm=，'05000.13610fh h =>，为独立T 型梁：故'013940464733f l b mm ===，''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度，取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=•，'''0h 50011.940050036107996.822fc ff h b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=•> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T 型截面()'fx h ≤，按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算，6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯，10.0560.850.468b ξξ=-=<=，'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===，min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求，故可配置6B 18和6B 2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正，得：3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭，在荷载效应标准组合下0.85ct α=，0330294m ct tk f W KN m KN m γα=•>•，故槽身抗裂满足要求。
渡槽水力计算书
渡槽水力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：计算目标: 已知槽身比降及水深，求槽宽及水头损失。
渡槽断面型式: 矩形渡槽。
进口渐变段型式: 扭曲面；出口渐变段型式: 扭曲面。
设计流量Q = 20.000 m3/s槽内水深h = 2.800m；槽身比降i = 1/1050洞身长度L = 200.000m 糙率n = 0.0140上游渠道水深h1 = 3.200m；下游渠道水深h2 = 3.200m上游渠道流速v1 = 0.659m/s；下游渠道流速v2 = 0.659m/s上游渠道底部高程▽1 = 100.000m三、计算过程1．断面尺寸计算槽身宽度需采用试算法求得。
假定槽身宽度B = 3.201m，流量计算过程如下：断面面积：A = B×h = 3.201×2.800 = 8.963 m2渠道湿周：X = B+h×2 = 3.201+2.800*2 = 8.801 m水力半径：R = A/X = 8.963/8.801 = 1.018m谢才系数： C = 1/n×R1/6 (曼宁公式)代入上式： C = 1/0.0140×1.0181/6 = 71.646计算流量：Q' = A×C×(R×i)0.5= 8.963×71.646×(1.018×0.00095)0.5 = 19.998 m3/sQ'=19.998m3/s与设计流量Q=20.000m3/s近似，渡槽宽度B=3.201m即为所求。
2．进口水头损失（水面降落）计算洞身流速：v = Q/A = 20.000/8.963 = 2.231 m/s进口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ1 = 0.10 进口水头损失（水面降落）计算公式为：z1= (1+ξ1)×(v2-v12)/2/g= (1+0.10)×(2.2312-0.6592)/2/9.81 = 0.255 m 3．出口水面回升（恢复落差）计算出口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ2 = 0.30 出口水面回升（恢复落差）计算公式为：z2 = (1-ξ2)×(v2-v22)/2/g= (1-0.30)×(2.2312-0.6592)/2/9.81 = 0.162 m 4．总水头损失（上下游总水面降落）及各部位高程计算总水头损失（上下游总水面降落）值为：z = z1 + i×L - z2= 0.255 + 0.0009524×200.00 - 0.162 = 0.283 m 上游渠道水位为：▽2 = ▽1+h1 = 100.000+3.200 = 103.200m 槽身进口水位为：▽3 = ▽2-z1 = 103.200-0.255 = 102.945m槽身进口底部高程为：▽4 = ▽3-h = 102.945-2.800 = 100.145m槽身出口水位为：▽5 = ▽3-i×L = 102.945-1/1050×200.00 = 102.755m 槽身出口底部高程为：▽6 = ▽5-h = 102.755-2.800 = 99.955m出口渐变段末端(下游渠道)水位为：▽7 = ▽2-z = 103.200-0.283 = 102.917m出口渐变段末端(下游渠道)底部高程为：▽8 = ▽7-h2 = 102.917-3.200 = 99.717m。
渡槽水力计算
1、上游渠道水深h 0计算1.1 已知数据上游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 上游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.01渠床糙率：n=0.0181.1 用试算法计算上游渠道水深h 02、下游渠道水深h 0计算2.1 已知数据下游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 下游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.012渠床糙率：n=0.0182.2 用试算法计算下游渠道水深h 0矩形渡槽水力计算3、渡槽底坡i 、槽身净宽B 、净深H 设计3.1 已知数据渡槽长度（m ）：L=105渡槽设计流量（m 3/s ）：Q=5渡槽加大流量（m 3/s）：Q=6渡槽糙率：n=0.018渡槽纵坡：i=0.0144、渡槽总水头损失计算1=0.1出口段局部水头损失系数：ξ2=0.3允许水头损失（m ）：［△Z ］=1.61取出口渐变段长度（m ）：L 2=106、进出口槽底高程计算6.1 已知数据进口前渠底高程（m ）：▽3=1445.996.2 计算计算：校核：审查：日期：日期：日期：陈军编制贵州省水利水电勘测设计研究院上有渠底高程1445.99i=0.01下有渠底高程1444.52i=0.012渡槽105m i=0.014提示一：计算稿中未着色部分需要你手工输入数据，着色部分为自动计算数据。
提示二：计算稿中所列计算公式参见《灌溉与排水设计规范》及有关水力学书籍。
提示三：本计算稿采用C5(162×229mm）排版，接近16K。
提示四：梁式渡槽满槽时槽内水深与水面宽度的比值一般取0.6～0.8；拱式渡槽可适当减少。
提示五：槽身过水断面的平均流速宜控制为1.0～2.0m/s 。
提示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表提示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表M.0.2-1和M.0.2-2。
槽底高程=1444.52m。
消力井、陡槽水力计算
陡槽水力计算———参考《中小型水库设计》中册
以下进行水面曲线计算:
(一) 渐变槽计算
2
由公式Э
因Э1+iL与Э2+h f很相近，说明假设的 h2= 1.652米是合适的。
(二) 陡槽计算
4 陡槽流速及掺气水深
当陡槽中流速大于允许不冲流速时陡槽应采取以下措施：
（1）采用较高的混凝土衬砌；
（2）减缓陡槽坡度；
（3）当流量较小时，可采用人工加糙的措施。
(三) 消能计算
1 求第一共轭水深 h、和第二共轭水深 h＂
取陡槽末端水深为第一共轭水深 h、=0.585则ξ、=h、/h k=0.34由公式计算出第二共轭水深 h＂= 3.78h＂/hk= 2.21≤5故适用当h＂＞h b(为下游渠道水深)说明在陡槽末端不会立即产生水跃，需要设置消力池。
2 消力池深度 d的计算
下游渠道水深 (m) h b= 2.00
消力池深度(m)d=σh＂-h b= 2.16
3 消力池长度 L k的计算
因陡槽末端与消力池连接，故可取消力池长度等于水跃长度。
水跃长度的计算：
对于梯形断面渠床，单宽流量可按渠底及水面的平均宽度计算，即
q=Q/b+mh=
B1、B2为水跃前后两断面的水面宽度。
B1=b+2mh、=9.17
B2=b+2mh＂=15.57
水跃长度 L n=5h＂(1+4((B2-B1)/B1)^0.5)=82.11米
故消力池长度取为Lk=82米。
渡槽设计部分计算书
渡槽设计部分计算书渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输⽔渠道上装配整体式钢筋混凝⼟矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：1)该输⽔渡槽跨越142m长的低洼地带见下图，需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量，渡槽⽆通航要求。
经⽔⼒计算结果，槽⾝最⼤设计⽔深H=，校核⽔深为。
⽀承结构采⽤刚架，槽⾝及刚架均采⽤整体吊装的预制装配结构。
设计⼀节槽⾝及⼀个最⼤⾼度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料：混凝⼟强度等级槽⾝及刚架采⽤C25级；钢筋槽⾝及刚架受⼒筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝⼟重⼒密度 25KN/m3;⼈⾏道⼈群荷载 m2栏杆重 m25)使⽤要求：槽⾝横向计算迎⽔⾯裂缝宽度允许值[W smax]=,[W Lmax]=。
槽⾝纵向计算底板有抗裂要求。
槽⾝纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采⽤：⽔⼯混凝⼟结构设计规范（SL/T191-2008）。
3.设计要求在规定时间内，独⽴完成下列成果：1)设计计算书⼀份。
包括：设计题⽬、设计资料，结构布置及尺⼨简图；槽⾝过⽔能⼒计算、槽⾝、刚架的结构计算（附必要的计算草图）。
2)设计说明书⼀份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施⼯详图，⼀号图纸⼀张。
包括：槽⾝、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺⼨、符号标注齐全，符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书⼀、⽔⼒计算，拟定渡槽尺⼨初步选取每节槽⾝长度，槽⾝底坡i=1 1000，取该渡槽槽壁糟率n=，设底宽b=，①按设计⽔深h=过⽔⾯积：2A b 2.5 2.75 6.875h m =?=?=湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+?=⽔⼒半径：0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =?=?=流量：3m 6.8757515.1Q s ==??=满⾜设计要求②按校核⽔深h=过⽔⾯积：2A b 2.5 2.97.25h m=?=?=湿周：2 2.52 2.98.3X b h m =+=+?=⽔⼒半径：0.873AR mX ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =?=?=流量：3m 7.2575.216.1Q AC s ==??=满⾜校核要求⼆、槽⾝计算纵向受拉钢筋配筋计算（满槽⽔+⼈群荷载）1、内⼒计算：（1）、半边槽⾝(见下图)每⽶长度的⾃重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=?=??++=??++=栏杆横杆每⽶内：2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g -==横杆半边槽⾝⾯积：(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +?=?+??+??+?+?++?+++++=满槽⽔时半边槽⾝每⽶长度承受⽔重设计值（忽略托乘长度）222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=?=??==⽔半边槽⾝每⽶长度承受⼈群荷载设计值：2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=?==总的均布荷载：80.088KNP m =槽⾝跨度取7m(2)、槽⾝纵向受⼒时，按简⽀梁处理计算跨度：0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==（3）跨中截⾯弯矩设计值（四级建筑物 k=）2011.152948m M KS p l KN M===?2、配筋计算：211.9c Nf mm=，2300y Nf mm =①承载⼒计算中，由于侧墙受拉区混凝⼟会开裂，不考虑混凝⼟承受拉⼒，故把侧墙看做T 型梁：'400500b 300,4502fh mm+===H 选为校核⽔深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ，'500f h mm=，'05000.13610fh h =>，为独⽴T 型梁：故'013940464733fl b mm===，''12300125006300f f b b h mm=+=+?=上述两值均⼤于翼缘实有宽度，取'400f b mm =②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=?=?，'''0h 50011.940050036107996.822fc ff h b h h KN m KM ?-=-=>故为第⼀类T 型截⾯()'fx h ≤，按宽度为400mm 的单筋矩形截⾯计算，6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α?===??，10.0560.850.468b ξξ=-=<=，'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ===，min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=?,满⾜要求，故可配置6B18和6B2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=?300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截⾯抵抗矩塑性系数m γ=考虑截⾯⾼度的影响对m γ值进⾏修正，得：3000.7 1.50 1.23000m γ?=+= ，在荷载效应标准组合下0.85ct α=，0330294m ct tk f W KN m KN m γα=?>?，故槽⾝抗裂满⾜要求。
渡槽设计计算书
目录目录 (1)摘要 (3)第一章设计基本资料 (4)1.1、工程概况 (4)1.2、设计要求 (5)1.3、主要参考书 (5)第二章渡槽总体布臵 (7)2.1、槽址选择 (7)2.1.1、注意问题 (7)2.1.2、在选择槽址时 (7)2.2、结构选型 (7)2.2.1、槽身的选择 (7)2.2.2、支承选择 (7)2.3、平面总体布臵 (7)第三章水力计算 (8)3.1、槽身过水断面尺寸拟定 (8)3.1.1、尺寸拟定 (8)3.1.2、输水水头高 (8)3.2、渡槽进出口的底部高程确定 (9)3.3、进出口渐变段 (10)第四章槽身设计 (11)4.1、槽身断面尺寸拟定 (11)4.2、荷载及荷载组合 (11)4.2.1永久荷载设计值 (11)4.2.2、可变荷载设计值 (11)4.3、横向结构计算 (13)4.3.1、受力情况分析： (13)4.3.2、拉杆轴向力计算： (14)4.3.3、侧墙内力计算： (15)4.3.4、底板内力计算： (17)4.3.5、横向配筋计算： (17)4.3.6、拉杆斜截面计算： (22)4.4、槽身纵向结构计算 (22)4.4.1、荷载计算： (23)4.4.2、计算纵向配筋： (23)4.4.3、斜截面强度计算： (24)4.5、抗裂计算 (24)4.5.1、纵向抗裂计算： (24)4.5.2、横向抗裂计算： (26)4.6、吊装计算 (30)第五章排架计算 (32)5.1、排架布臵 (32)5.2、排架尺寸拟定 (32)5.2.1、排架高度计算： (32)5.2.2、排架分组计算： (32)5.2.3、排架分组及尺寸拟定： (33)5.2.4、尺寸拟定： (34)5.3、荷载计算 (34)5.3.1、水平荷载： (34)5.3.2、垂直荷载(传给每各立柱的荷载)： (36)5.4、排架横向计算 (38)5.4.1、求排架弯矩M： (39)5.4.2、轴向力计算： (40)5.4.3、排架的配筋计算： (40)5.4.3、横梁配筋： (42)5.4.4、排架的纵向计算： (43)5.4.5、排架吊装验算： (45)5.4.6、牛腿设计计算： (46)第六章基础计算 (48)6.1、基础结构尺寸拟定 (48)6.1.1、排架基础尺寸拟定： (48)6.1.2、基础尺寸见附图所示。
渡槽设计计算书
一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。
夏季最高气温36℃，冬季最低气温－32℃，最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级，相应风速v = 24 m / s。
1.3水文条件根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间，有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。
经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量Q = 698 m3/S；最高洪水位为1243.83m，相应流量Q = 1075 m3/S。
据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400 kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处小禹河两岸表层为壤土分布；表层以下及河床为砂卵石分布（见渡槽轴线断面图）。
地基基本承载力壤土为34 t / m2；砂卵石为43 t / m2。
1.4工程所需材料要求在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划，渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算2.7 m，边坡1：1.5，采用混凝土板衬砌。
渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。
渠道堤顶超高0.5m。
根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。
渡槽水力计算
1、上游渠道水深h计算1.1 已知数据上游渠道设计5 上游渠道底宽（m）:b1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.01渠床糙率：n=0.018 1.1 用试算法计算上游渠道水深h假设上游渠道水深（m）游渠道2.1 已知数据下游渠道设计5 下游渠道底宽（m）:b1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.012渠床糙率：n=0.018 2.2 用试算法计算下游渠道水深h假设下游渠道水深（m）()3、渡槽底坡i、槽身净宽B、净深H设计3.1 已知数据渡槽长度（m）：L=105渡槽设计流量（m3/s）：Q=5渡槽加大流量（m3/s）：Q=6渡槽糙率：n=0.018渡槽纵坡：i=0.014 3.2 计槽净宽（m）：B=1.4假设渡槽通过加大流量时净深（m）道通过设计流量时净深（m）4、渡槽总水头损失计算4.1 已知出口段局部水头损失系数：ξ=0.32允许水头损失（m）：［△Z］=1.64.2 进口段水头损失Z 1段水头损失Z 24.4 出口段水头损失Z 34.5 渡槽总水头损失Z 计5、进出口渐变段布置计算=+=mh b B 1渐变段长度（m）：L=101取出口渐变段长度（m）：L=1026、进出口槽底高程计算6.1 已知数据进口前渠底高程（m）：▽=1445.993出口前渠底高程（m）。
渡槽槽身的计算
As
fcb h0 fy
11.91000 0.02 300
265
mm2
minbh0
397.5mm2
故按最小
配筋率配筋，选取 B12@280（ As实 404mm2 ）
斜截面受剪承载力计算： KVmax 54.05KN ， 0.7 ftbh0 0.71.271000 265 235.585 KVmax 54.05KN
1.15 47 54.05KN
0.25 fcbh0 0.2511.91000 265 788.4KN KVmax
故截面尺寸满足抗剪要求
s
KM f c bh02
1.15 12 106 11.91000 2652
0.02
，
1 1 2s 0.02 0.85b 0.468，
0.054 ，
1 1 2s 0.056 0.85b 0.468 ，
As
fc b'f h0 fy
11.9 0.056 400 3610 3207mm2 300
，
As bh0
Байду номын сангаас
3207 300 3610
0.3%
min
0.2% ,满足要求，故可配置
6B18 和 6B20 As实 3411mm2 ,
槽身横向钢筋的布置设计：
侧墙钢筋布置： 由配筋计算结果，侧墙迎水面配筋为 B12@280，背水面配筋为 B12@200。通
到侧墙顶部和底部的钢筋在纵向架立筋处做弯钩锚固。 底板钢筋布置：
由配筋计算结果，选端部和跨中配筋的较大值作为底板配筋，上侧受力筋为
B12@280，下侧为 B12@280，受力钢筋的总面积为 1570mm2/m，分布钢筋截面 面积不应少于 15%的受力钢筋面积，为 235.5mm2/m，选择 A8@200，分布筋截面 面积为 252mm2/m。
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。
渡槽课程设计计算书
纵向限裂计算：
标准荷载效应弯矩值 MK=M/ =对于受弯构件钢筋应力：
==
=
有效配筋率计算：
==
=＜ 取
= 30+c+ ） 受弯构件其中 取，
=
（25 30+
构件变形计算：
抗弯刚度 Bs=+αeρ)Ecbh03 =AS/bh0=2680/(270×2730)
1704 106 1.710.851.78
270 137
33.1KN m
Mk 需进
行槽身横向限裂验算。
标准荷载效应弯矩值 MK=M/ =
对于受弯构件钢筋应力：
=
=
=
有效配筋率计算：
==
=＜ 取
= 30+c+ ） 受弯构件其中 取，
=
（25 30+ ）=＜，故抗裂符合设计要求。
底板计算
底板配筋计算： 最不利工况为半槽水深时，a=a′=30mm N=
=
（25 30+ ）=＜，故抗裂符合设计要求。
渡槽纵向
纵向承载力计算时可取矩形截面简支梁计算，取对称结构计算，荷载全 取荷载的一半，满槽水时为最不利工况，如图所示
纵向横截面简化图
纵向纵截面简化图
L=15m,每边支座宽取 50cm，Ln=15-2×=14m,L0=× Ln= 纵向抗弯计算： a 取 70mm,则 h0=h-a=2800-70=2730mm M=（g1+g22+g 底板/2+q42+g52+q62/2）l02/8 =++×25×××+3++2)×
陡槽水力计算
陡槽水力计算(宽12m)计算公式需输入的数值((Hi+Vi^2/(2*g)-((hi-1+Vi-1^2/(2*g))/L=I-J 流量Q（m3/s）840陡槽底宽B0（m）12陡槽水力坡降I0.5陡槽角度26.565°角度余弦值0.89443陡槽首部水深HL（m）7.301陡槽边坡(m)0陡槽首端过水断面AL（m2）87.612陡槽首端流速VL（m/s）9.587728陡槽长度L（m）88.516陡槽分段数N10分段后每段陡槽长度(m)8.8516陡槽首端湿周X(m)26.602陡槽首端水力半径R(m) 3.293437糙率系数n0.014C值87.12581自上而下第一段计算自上而下第二段计算假设水深H1'（m） 4.037假设水深H2（m） 3.528假设的水位差H1（m）-7.6898假设的水位差H1（m）-4.9348陡槽第一段过水断面A1（m2）48.444陡槽第二段过水断面A1（m2）42.336陡槽第一段流速V1（m/s）17.33961陡槽第二段流速V1（m/s）19.84127陡槽第一段湿周X1(m)20.074陡槽第二段湿周X1(m)19.056陡槽第一段水力半径R1(m) 2.413271陡槽第二段水力半径R1(m) 2.221662糙率系数n0.014糙率系数n0.014 C1值82.72555C2值81.59276平均流速V01(m/s)13.46367平均流速V12(m/s)18.59044平均C值C0184.92568平均C值C1282.15916平均水力半径R01(m) 2.853354平均水力半径R12(m) 2.317467流段平均水力坡度0.008808流段平均水力坡度0.022093公式左值0.491638公式左值0.477996公式右值0.491192公式右值0.477907结果结果实际水深（M） 4.037实际水深（M） 3.528掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!安全超高(M) 1.651155安全超高(M) 1.74903挡墙高度(M) 6.164644挡墙高度(M) 5.693442I-J自上而下第三段计算自上而下第四段计算假设水深H2（m） 3.214假设水深H2（m）假设的水位差H1（m）-4.7398假设的水位差H1（m）陡槽第二段过水断面A1（m2）38.568陡槽第二段过水断面A1（m2）陡槽第二段流速V1（m/s）21.77971陡槽第二段流速V1（m/s）陡槽第二段湿周X1(m)18.428陡槽第二段湿周X1(m)陡槽第二段水力半径R1(m) 2.092902陡槽第二段水力半径R1(m)糙率系数n0.014糙率系数nC2值80.78489C2值平均流速V12(m/s)20.81049平均流速V12(m/s)平均C值C1281.18882平均C值C12平均水力半径R12(m) 2.157282平均水力半径R12(m)流段平均水力坡度0.030455流段平均水力坡度公式左值0.469483公式左值公式右值0.469545公式右值结果结果实际水深（M） 3.214实际水深（M）掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）安全超高(M) 1.822059安全超高(M)挡墙高度(M) 5.415409挡墙高度(M)自上而下第五段计算自上而下第六段计算2.989假设水深H2（m） 2.814假设水深H2（m）-4.6508假设的水位差H1（m）-4.6008假设的水位差H1（m）35.868陡槽第二段过水断面A1（m2）33.768陡槽第二段过水断面A1（m2）23.4192陡槽第二段流速V1（m/s）24.87562陡槽第二段流速V1（m/s）17.978陡槽第二段湿周X1(m)17.628陡槽第二段湿周X1(m)1.995105陡槽第二段水力半径R1(m) 1.915589陡槽第二段水力半径R1(m)0.014糙率系数n0.014糙率系数n80.14312C2值79.6017C2值22.59946平均流速V12(m/s)24.14741平均流速V12(m/s)80.464平均C值C1279.87241平均C值C122.044004平均水力半径R12(m) 1.955347平均水力半径R12(m)0.038593流段平均水力坡度0.046744流段平均水力坡度0.461824公式左值0.452439公式左值0.461407公式右值0.453256公式右值结果结果2.989实际水深（M） 2.814实际水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）1.882147安全超高(M) 1.934357安全超高(M)5.22394挡墙高度(M) 5.080495挡墙高度(M)计算自上而下第七段计算自上而下第八段计算2.672假设水深H2（m） 2.552假设水深H2（m）H1（m）-4.5678假设的水位差H1（m）-4.5458假设的水位差H1（m 断面A1（m2）32.064陡槽第二段过水断面A1（m2）30.624陡槽第二段过V1（m/s）26.1976陡槽第二段流速V1（m/s）27.42947陡槽第二段流速V1（X1(m)17.344陡槽第二段湿周X1(m)17.104陡槽第二段湿周X1(m 半径R1(m) 1.848708陡槽第二段水力半径R1(m) 1.790458陡槽第二段水力半径0.014糙率系数n0.014糙率系数n79.13162C2值78.7105C2值25.53661平均流速V12(m/s)26.81354平均流速V12(m/s)79.36666平均C值C1278.92106平均C值C12R12(m) 1.882149平均水力半径R12(m) 1.819583平均水力半径R12(m)0.055004流段平均水力坡度0.063438流段平均水力坡度0.445176公式左值0.435036公式左值0.444996公式右值0.436562公式右值结果结果2.672实际水深（M） 2.552实际水深（M）#NUM!掺气水深（M）#NUM!掺气水深（M）1.980872安全超高(M)2.023516安全超高(M)4.968249挡墙高度(M) 4.87673挡墙高度(M)下第八段计算自上而下第九段计算深H2（m） 2.449假设水深H2（m） 2.3585水位差H1（m）-4.5288假设的水位差H1（m）-4.5163二段过水断面A1（m2）29.388陡槽第二段过水断面A1（m2）28.302二段流速V1（m/s）28.5831陡槽第二段流速V1（m/s）29.67988二段湿周X1(m)16.898陡槽第二段湿周X1(m)16.717二段水力半径R1(m) 1.739141陡槽第二段水力半径R1(m) 1.693007数n0.014糙率系数n0.01478.32993C2值77.97974速V12(m/s)28.00628平均流速V12(m/s)29.13149 C值C1278.52022平均C值C1278.15483力半径R12(m) 1.7648平均水力半径R12(m) 1.716074均水力坡度0.072086流段平均水力坡度0.0809610.427871公式左值0.4189430.427914公式右值0.419039结果深（M） 2.449实际水深（M） 2.3585深（M）0.125504掺气水深（M）0.206964高(M) 2.062876安全超高(M) 2.099809度(M) 4.926437挡墙高度(M) 4.943647自上而下第十段计算假设水深H2（m） 2.278假设的水位差H1（m）-4.5063陡槽第二段过水断面A1（m2）27.336陡槽第二段流速V1（m/s）30.72871陡槽第二段湿周X1(m)16.556陡槽第二段水力半径R1(m) 1.651123糙率系数n0.014 C2值77.65484平均流速V12(m/s)30.2043平均C值C1277.81729平均水力半径R12(m) 1.672065流段平均水力坡度0.090101公式左值0.41072公式右值0.409899结果实际水深（M） 2.278掺气水深（M）0.265455安全超高(M) 2.134703挡墙高度(M) 4.947031。
渡槽水力计算
渡槽水力计算M.0.1 渡槽过水能力可按下列公式计算；1、当L>15h 0时：Q=1/nAR 2/3i 1/2 （M.0.1-1） 式中 L ——渡槽长度（m ）；h 0——渡槽上游渠道（进口渐变段前）正常水深（m ）； Q ——渡槽设计流量（m 3/s ）； A ——渡槽过水断面面积（m 2）； R ——水力半径（m ）； i ——槽底比降； n ——槽身糙率。
2、当L ≤15h 0时： 1）矩形断面：（M.0.1-2）H 0=h 1+αV 12/2g （M.0.1-3） 式中 σn ——淹没系数，可根据h s /H 0值由表M.0.1查得；表M.0.1 淹没系数hs ——下游渠道（出口渐变段后）水位超出槽底（未满）值（m ）； H 0——渡槽进口水头（m ）；h 1——上游渠道水位超出槽底（始端）值（m ）； α——流速分布系数，可取1.0~1.05； V 1——渡槽上游渠道断面平均流速（m/s ）； g ——重力加速度（m/s 2）； є——侧向收缩系数，可取0.9~0.95； m ——流量系数，可取0.36~0.385；2302HgmB Q n εσ=B ——槽底宽度（m ）。
2）U 形断面：（M.0.1-4）Z 0=Z 1+2V 12/2g （M.0.1-5） 式中 φ——流速系数，可取0.9~0.95；Z 0——渡槽进口水头损失（m ）； Z 1——渡槽进口段水头损失（m ）。
M.0.2 渡槽总水头损失可按下列公式计算：1、渡槽进口段水头损失：Z1=（1+ξ1）（V 2-V 12）/2g （M.0.2-1）式中 ξ1——进口段局部水头损失系数，可根据进口渐变段形式由表M.0.2-1查得；表M.0.2-1 进口段局部水头损失系数2、槽身段水头损失：Z 2=iL （M.0.2-2）式中 Z 2——槽身段水头损失（m ）。
3、渡槽出口段水头损失（水位回升值）：Z 3=（1+ξ2）（V 2-V 22）/2g （M.0.2-3）式中 Z 3——出口段水头损失（m ）；ξ2——出口段局部水头损失系数，可根据出口渐变形式由表M.0.2-2查得；表M.0.2-2 出口段局部水头损失系数Z=Z 1+Z 2-Z 3 （M.0.2-4）式中 Z ——渡槽总水头损失（m ），应等于或小于渠系分配的水头损失值。
渡槽水力计算
1、上游渠道水深h 01.1 已知数据上游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 上游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.01渠床糙率：n=0.0181.1 用试算法计算上游渠道水深h 02、下游渠道水深h 0计算2.1 已知数据下游渠道设计流量（m 3/s ）：Q=5 下游渠道断面参数：底宽（m ）:b=1.4边坡系数：m=0底坡：i=0.012渠床糙率：n=0.0182.2 用试算法计算下游渠道水深h 03、渡槽底坡i 、槽身净宽B 、净深H 设计3.1 已知数据渡槽长度（m ）：L=105渡槽设计流量（m 3/s ）：Q=5渡槽加大流量（m 3/s）：Q=6渡槽糙率：n=0.018渡槽纵坡：i=0.0144、渡槽总水头损失计算进口段局部水头损失系数：ξ1=0.1出口段局部水头损失系数：ξ2=0.3允许水头损失（m ）：［△Z ］=1.61取出口渐变段长度（m ）：L 2=106、进出口槽底高程计算6.1 已知数据进口前渠底高程（m ）：▽3=1445.99计算：校核：审查：日期：日期：日期：陈军编制贵州省水利水电勘测设计研究院上游渠底高程1445.99i=0.01下游渠底高程1444.52i=0.012渡槽105m i=0.014提示一：计算稿中未着色部分需要你手工输入数据，着色部分为自动计算数据。
提示二：计算稿中所列计算公式参见《灌溉与排水设计规范》及有关水力学书籍。
提示三：本计算稿采用C5(162×229mm）排版，接近16K。
提示四：梁式渡槽满槽时槽内水深与水面宽度的比值一般取0.6～0.8；拱式渡槽可适当减少。
提示五：槽身过水断面的平均流速宜控制为1.0～2.0m/s 。
提示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表示六：局部水头损失系数查《灌溉与排水工程设计规范》P110页表M.0.2-1和M.0.2-2。
口槽底高程=1444.52m。
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渡槽水力计算书
项目名称_____________日期_____________
设计者_____________校对者_____________
一、示意图：
二、基本设计资料
1．依据规范及参考书目：
武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）
中国水利水电出版社《灌区建筑物的水力计算与结构计算》（熊启钧编著）2．计算参数：
计算目标:已知槽身比降及水深，求槽宽及水头损失。
渡槽断面型式: U形渡槽。
进口渐变段型式: 扭曲面；出口渐变段型式: 扭曲面。
设计流量Q = 50.000 m3/s
槽内水深h = 3.200m；槽身比降i = 1/1000
洞身长度L = 131.020m糙率n = 0.0140
上游渠道水深h1 = 2.958m；下游渠道水深h2 = 3.038m
上游渠道流速v1 = 1.000m/s；下游渠道流速v2 = 1.000m/s
上游渠道底部高程▽1 = 497.150m
三、计算过程
1．断面尺寸计算
槽身宽度需采用试算法求得。
假定槽身宽度B = 6.440m，流量计算过程如下：
半水面线所在半弦长c = 3.220m，圆心角θ= 3.129 弧度
断面面积：A = θ×B2/8-c×(B/2-h)
= 3.129×6.4402/8-3.220×(6.440/2-3.200) = 16.158 m2
渠道湿周：X = θ×B/2 = 3.129×6.440/2 = 10.076 m
水力半径：R = A/X = 16.158/10.076 = 1.604m
谢才系数：C = 1/n×R1/6 (曼宁公式)
代入上式：C = 1/0.0140×1.6041/6 = 77.278
计算流量：Q' = A×C×(R×i)0.5
= 16.158×77.278×(1.604×0.00100)0.5 = 50.002 m3/s
Q'=50.002m3/s与设计流量Q=50.000m3/s近似，
渡槽宽度B=6.440m即为所求。
2．进口水头损失（水面降落）计算
洞身流速：
v = Q/A = 50.000/16.158 = 3.094 m/s
进口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ1 = 0.10进口水头损失（水面降落）计算公式为：
z1 = (1+ξ1)×(v2-v12)/2/g
= (1+0.10)×(3.0942-1.0002)/2/9.81 = 0.481 m 3．出口水面回升（恢复落差）计算
出口渐变段型式为扭曲面，取进口水头损失ξ2 = 0.30出口水面回升（恢复落差）计算公式为：
z2 = (1-ξ2)×(v2-v22)/2/g
= (1-0.30)×(3.0942-1.0002)/2/9.81 = 0.306 m 4．总水头损失（上下游总水面降落）及各部位高程计算总水头损失（上下游总水面降落）值为：
z = z1 + i×L - z2
= 0.481 + 0.0010000×131.02 - 0.306 = 0.306 m 上游渠道水位为：
▽2 = ▽1+h1 = 497.150+2.958 = 500.108m 槽身进口水位为：
▽3 = ▽2-z1 = 500.108-0.481 = 499.627m
槽身进口底部高程为：
▽4 = ▽3-h = 499.627-3.200 = 496.427m
槽身出口水位为：
▽5 = ▽3-i×L = 499.627-1/1000×131.02 = 499.496m 槽身出口底部高程为：
▽6 = ▽5-h = 499.496-3.200 = 496.296m
出口渐变段末端(下游渠道)水位为：
▽7 = ▽2-z = 500.108-0.306 = 499.802m
出口渐变段末端(下游渠道)底部高程为：
▽8 = ▽7-h2 = 499.802-3.038 = 496.764m。