渡槽结构计算书

目录(

1. 工程概况

重建渡槽带桥，原渡槽后溢洪道断面下挖，以满足校核标准泄洪要求。目前，东方红干渠已整修改造完毕，东方红干渠设计成果显示，该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m，下游侧渠底设计高程为165.40m。本次设计将现状渡槽拆除，按照上述干渠设计底高程，结合溢洪道现状布置及底宽，在原渡槽位重建渡槽带桥，上部桥梁按照四级道路标准，荷载标准为公路-Ⅱ级折减，建筑材料均采用钢筋砼，桥面总宽5m。

现状渡槽拆除后，为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求，需重建跨溢洪道渡槽带桥。新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+，同现状渡槽桩号，下底面高程为165.20m，满足校核水位+0.5m 超高要求，桥面高程167.40m，设计为现浇结合预制混凝土结构，根据溢洪道设计断面，确定渡槽带桥总长51m，8.5m×6跨。上部结构设计如下：渡槽过水断面尺寸为×1.6m，同干渠尺寸，采用C25钢筋砼，底及侧壁厚20cm，顶壁厚30cm，筒型结构，顶部两侧壁水平挑出1.25m，并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋，维持悬挑板侧向稳定，桥面总宽5m，路面净宽4.4m，设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减，两侧设预制C20钢筋砼栏杆，基础宽0.5m。下部结构设计如下：下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构，并设置横梁，

由于地基为砂岩，基础采用人工挖孔端承桩，尺寸为×1.2m，基础深入岩层弱风化层1.0m，盖梁尺寸为4××1.2m。

2．槽身纵向内力计算及配筋计算

根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向一般按满槽水。

图2—1 槽身横断面型式（单位：mm）

(1)荷载计算

根据规划方案中拟定，渡槽的设计标准为4级，所以渡槽的安全级别Ⅲ级，则安全系数为γ

=，混凝土重度为γ=25kN/m3，正常运行期为持久状况，其设计状况系数为ψ=，荷载分项系数为：永久荷载分项

系数γ

G =，可变荷载分项系数γ

Q

=，结构系数为γ

d

=。

纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力、车道荷载及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而车道荷载、人群荷载为可变荷载。

槽身自重：

标准值：g

1k =γ

ψγV

1

=×25××5+×2×2+×+×+×+×+×2+×

2)=（kN/m）

设计值： g

1=γ

G。

g

1k

=×=（kN/m）

水重：标准值： g

2k =γ

ψγV

2

=××（×）=（kN/m）

设计值： g 2=γG 。g 2k =×=（kN/m ） 车辆荷载：

集中荷载标准值： p k =140×2=280 kN

设计值： p=×280=336 kN 人群荷载：标准值： q k =（kN/m ） 设计值： q=×3=（kN/m ）

(2)内力计算

可按梁理论计算，沿渡槽水流方向按简支或双悬臂梁计算应力及内力：

图2—2

槽

身纵向计算简图（单位：cm ）

计算长度l=l n +a=+=（m ） l==×=(m)

所以计算长度取为7.25m

跨中弯矩设计值为 M=γ0ψ×（g 1+g 1+q ）l 2 +2

1pl =××8

1××+2

1×336×

=（）

跨端剪力设计值 Q max =γψ×2

1（q+g 1+g 2）l+

l =8500

=××2

1××+×336=（kN ） (3)正截面的配筋计算

对于简支梁式槽身的跨中部分底板处于受拉区，故在强度计算中不考虑底板的作用，但在抗裂验算中，只要底板与侧墙的接合能保证整体受力，就必须按翼缘宽度的规定计入部分或全部底板的作用。

不考虑底板与牛腿的抗弯作用，将渡槽简化为h=2.3m 、b=0.4m 的

矩形梁进行配筋。考虑双筋，a=，h 0=（m ），r d =。

（2—1）

f c bx=f y A S （2—2）

式中 M ——弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并

考虑结构重要性系数γ0及设计状况系数ψ在内；

M u ——截面极限弯矩值； γd ————结构系数，γd =；

f c ——混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用C25，则f c =mm ； b ——矩形截面宽度；

x ——混凝土受压区计算高度； h 0——截面有效高度； f y ——钢筋抗拉强度设计值； A s ——受拉区纵向钢筋截面面积；

将ξ=x/h 0代入式（2—4）、（2—5），并令αs =ξ（ξ），则有 )(1

20bh f M s c d

αγ≤

（2—3）

f c ξbh 0=f y A s （2—4）

ξ≤ξb （2—5）

根据以上各式，计算侧墙的钢筋面积如下：

)]

2([110x h bx f M M c d u d -=≤γγ

20bh f M

c d s γα==2

6

2200

4005.12105.18982.1⨯⨯⨯⨯= 544.0098.0211=〈=--=b s ξαξ

）

20(3548310

2200

400098.05.12mm f bh f A y c s =⨯⨯⨯==

38.02200

40035480=⨯==

bh A s ρ%＞ρmin =% 选4φ20+6φ25 A S =1257+2945=4202（mm 2） （4）斜截面强度计算

已知v=，4

.022.2==b h b h w =

b h w

=4， b

h w

=6

=（KN ）>v=

按受力计算不需要配置腹筋，考虑到侧墙的竖向受力筋可以起到腹筋作用，但为固定纵向受力筋位置，仍在两侧配置φ8@150的封闭箍筋。同时沿墙高布置φ10@150的纵向钢筋。 (5)槽身纵向抗裂验算

受弯构件正截面在即将开裂的瞬间，受拉区边缘的应变达到混凝土的极限拉伸值εmax ，最大拉应力达到混凝土抗拉强度f t 。钢筋混凝土构件的抗裂验算公式如下：

M s ≤γm αct f tk W 0 （2—7）

)22004005.1225.0(2

.11

⨯⨯⨯)2.0(1

0bh f r v c d

≤

)

25.0(10bh f r

v c d

≤