許營(yíng)渡槽設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、本次設(shè)計(jì)作為水利水電工程專業(yè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì),主要目的在于運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)專業(yè)課,專業(yè)根底知識(shí)及根底課等的理論；了解并初步掌握水利工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容,設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟；熟悉水利工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；提升編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和各種計(jì)算及制圖的水平.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),說(shuō)明書(shū)分為四章.第一章,根本資料.第二章,整體布置,確定渡槽的線路和槽身總長(zhǎng)度,進(jìn)行水利計(jì)算,確定槽底縱坡以及進(jìn)出口高程.第三章,槽身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定槽身的橫斷面尺寸,進(jìn)行槽身縱橫斷面內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算.第四章,支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定支承結(jié)構(gòu)的尺寸,進(jìn)行支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,渡槽根底的結(jié)構(gòu)計(jì)算及渡槽整體穩(wěn)定性計(jì)算.AbstractThisdesignisagr

2、aduationprojectofundergraduation.Itsmainaimistoapplywhathavebeenlearnedinclass,suchasspecializedcourses,specializedbasiccourses,basiccoursesandsoon,toinitiallymasterthecontentofdesign,themethodsofdesign,thestepsofdesignoftheirrigationproject;tohaveanintimateknowledgeofthedesignstandardoftheirrigatio

3、nproject;toraisethecapacitytocompilethedesignexpositionandthecapacityofcalculationanddrawing.Accordingtothetask,thedesignexpositionismadeupoffourchapters.Chapteroneisthebasicmaterial.Chaptertwoisassignmentonthewhole,inwhichtheaqueductlineandtotallengtharedecided,andmakethehydraulicdesigntodecidethes

4、lopeofbottomandthealtitudeofexitandentrance.Chapterthreeisthestructuredesignofaqueductbody,inwhichthecrosssectionofaqueductbodyisdecided,andcalculatetheinternalforceandthestructureofcrosssectionandverticalsection.Chapterfouristhestructuredesignofsupportstructure,inwhichthedimensionsofsupportstructur

5、earedecided,andcalculatetheinternalforceandstructureofsupportstructure,andcalculatethestructureofaqueductfoundations,andcheckthestabilityofaqueductonthewhole.內(nèi)容摘要IAbstractH第一局部設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11根本材料12地形地質(zhì)情況2地形資料2地質(zhì)資料2灌區(qū)規(guī)劃要求2氣象資料3其他資料33輸水方案及建筑物型式的論證3方案的論證34整體布置4渡槽的位置選擇4槽身的水力設(shè)計(jì)4槽身支承結(jié)構(gòu)型式的選擇和布置4跨度、跨數(shù)及輪廓尺寸的擬定5進(jìn)出口段的

6、型式選擇及布置55槽身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5身槽橫剖面型式及尺寸的擬定5槽身縱向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算6橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算76支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10支承結(jié)構(gòu)型式及尺寸的擬定10槽墩與槽架的結(jié)構(gòu)計(jì)算116.2.1槽墩結(jié)構(gòu)計(jì)算116.2.2槽墩的根底結(jié)構(gòu)126.2.3渡槽的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算12第二局部計(jì)算書(shū)131.槽身的水力設(shè)計(jì)13擬定槽身的縱坡i、凈寬B0和凈深H013渡槽的進(jìn)出口高程計(jì)算132.槽身縱向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算14荷載計(jì)算15內(nèi)力計(jì)算16正截面的配筋計(jì)算16槽身縱向抗裂驗(yàn)算18斜截面抗剪計(jì)算193.槽身橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算19底板的結(jié)構(gòu)計(jì)算203.1.1短跨方向213.1.2長(zhǎng)跨方向21側(cè)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算

7、22肋的結(jié)構(gòu)計(jì)算223.3.1內(nèi)力計(jì)算233.3.2側(cè)墻與肋所構(gòu)成的T形梁的配筋計(jì)算273.3.3底板與肋所構(gòu)成的T形截面梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算30槽身的穩(wěn)定驗(yàn)算323.4.1槽身的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載計(jì)算323.4.2抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算333.4.3抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算344支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)353.4.4353.4.5計(jì)算354.2.1荷載計(jì)算364.2.2抗滑穩(wěn)定計(jì)算374.2.3抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算374.2.4基地正應(yīng)力驗(yàn)算37槽墩的設(shè)計(jì)394.3.1根本尺寸確實(shí)定394.3.2應(yīng)力計(jì)算404.3.3根底應(yīng)力驗(yàn)算414.3.4墩頂應(yīng)力驗(yàn)算444.3.5墩底應(yīng)力驗(yàn)算455細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48伸縮縫與止水48支座49兩岸連接506

8、工程量計(jì)算51謝辭52參考文獻(xiàn)53英文文獻(xiàn)及中文譯54第一局部設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1根本材料本設(shè)計(jì)取材于實(shí)際的工程許營(yíng)渡槽,許營(yíng)渡槽是陸渾灌區(qū)東一干渠上的跨越伊河上的建筑物.陸渾灌區(qū)是河南省較大的灌區(qū)之一,灌區(qū)處在半山區(qū)和丘嶺地區(qū),跨越洛陽(yáng)、開(kāi)封、鄭州市三個(gè)地區(qū)的六個(gè)縣,灌區(qū)灌溉面積134Wo整個(gè)灌區(qū)是由總干渠和東一、東二、西干三條干渠組成,全長(zhǎng)290.5m,建筑物1134座渡槽32座,全長(zhǎng)9.8Km.東一干渠規(guī)劃灌溉面積畝,東一灌區(qū)內(nèi)多為丘陵干旱地區(qū),區(qū)內(nèi)崗?fù)菹嚅g,地面覆蓋為紅色和棕色黏土及黃土,水文地質(zhì)較差,缺乏地下水源.許營(yíng)渡槽規(guī)劃軸線長(zhǎng)748.1m,該段為紫紅色、紅褐色礫巖和夾砂質(zhì)黏土,礫巖成分

9、為石英砂巖、石英巖等,外表風(fēng)化嚴(yán)重,凸凹不平,肉眼可見(jiàn)溶蝕,直徑大小不一,洞內(nèi)均有滲水現(xiàn)象.許營(yíng)渡槽是東一干渠上較大的渡槽,因此,該渡槽的建成與否關(guān)系到整個(gè)東一干渠的規(guī)劃灌溉面積,甚至整個(gè)陸渾灌區(qū)的規(guī)劃灌溉面積.本設(shè)計(jì)建筑物級(jí)別按三級(jí)考慮,設(shè)計(jì)烈度為80o本設(shè)計(jì)的任務(wù)主要有兩項(xiàng),一是根據(jù)東一干渠許營(yíng)段的地質(zhì)地形條件,初擬兩種不同類型的跨越河流的建筑物型式,并通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬,從中選擇經(jīng)濟(jì)合理,平安可靠的可行性方案；二是根據(jù)選定的方案,確定結(jié)構(gòu)尺寸,經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后,進(jìn)行水力與結(jié)構(gòu)計(jì)算.方案論證主要對(duì)拱式U形斷面渡槽和梁式矩形斷面渡槽進(jìn)行了論證,最后選定了梁式矩形斷面渡槽.確定的方案設(shè)計(jì)主要包括

10、了槽身的整體布置、縱剖面設(shè)計(jì)、槽身的設(shè)計(jì)、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等.整個(gè)渡槽長(zhǎng)748.1m,分為39跨,每跨17.5m,設(shè)計(jì)流量40m3/s,加大流量45m7s.坡度為1/1300.槽身為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),矩形斷面帶拉桿,槽身凈寬4.56m,凈深3.65m,側(cè)墻厚20cm,高4.2m,底板厚40cm,拉桿為20cmX20cm的方形斷面,間距2m.在主河槽段由于離地面距離大又有過(guò)水要求采用空心圓矩形斷面的混凝土墩,共40個(gè),墩身最大高度48.5m,四周以20:1的坡度向下擴(kuò)展.渡槽兩端設(shè)重力式槽臺(tái),縱剖面為一側(cè)直立的梯形斷面,整個(gè)槽臺(tái)高4mo本設(shè)計(jì)計(jì)算的局部主要包括渡槽的水利計(jì)算、槽身要求工況下的內(nèi)力配

11、筋計(jì)算、在橫向風(fēng)壓下的穩(wěn)定驗(yàn)算、抗裂驗(yàn)算；槽墩的墩身應(yīng)力驗(yàn)算、在橫向風(fēng)壓下基底的穩(wěn)定和應(yīng)力驗(yàn)算；槽架要求工況下的內(nèi)力配筋計(jì)算、根底的內(nèi)力配筋計(jì)算；槽臺(tái)的基底應(yīng)力及穩(wěn)定驗(yàn)算.本設(shè)計(jì)的主要原那么是：通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),使所學(xué)到的知識(shí)得到穩(wěn)固、擴(kuò)大加深和系統(tǒng)化,同時(shí)增強(qiáng)運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的水平,提升對(duì)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖等根本技能,培養(yǎng)和建立正確的設(shè)計(jì)思想,實(shí)事求是,刻苦鉆研,通過(guò)自己的努力從中受益,為盡快適應(yīng)將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的根底.由于時(shí)間較短水平有限,有些地方難免做的不到位,做的不細(xì)致,望閱者給予指正.關(guān)鍵詞:渡槽槽身槽墩內(nèi)力計(jì)算2地形地質(zhì)情況地形資料由地形圖可知本設(shè)計(jì)是東一干渠上

12、的一過(guò)水建筑物,橫跨瀏間河,此灌區(qū)內(nèi)多為低山丘陵干旱區(qū),區(qū)內(nèi)崗?fù)菹嚅g,地面覆蓋為紅色和棕紅色黏土及黃土.在龍門以東偃師、鞏縣的半山區(qū)和丘陵區(qū)水文地質(zhì)較差,缺乏地下水源.地表溝壕大局部為南北向,對(duì)于排除地面徑流與灌區(qū)滲水有利,不會(huì)產(chǎn)生鹽堿化和沼澤化威脅.地質(zhì)資料跨越過(guò)水建筑物的起止樁號(hào)為70+294-70-+,河底高程為235米,河槽局部覆蓋層厚度約為520米,表層為中、重粉質(zhì)壤土厚度為15米.其中,中粉質(zhì)壤土為人工造田,下面為卵石厚度為1020米,卵石層透水性較小.重粉質(zhì)壤土含少量礫石,鉆進(jìn)中孔壁一般穩(wěn)固,結(jié)構(gòu)密實(shí).基巖為白云質(zhì)灰?guī)r,夾泥質(zhì)灰?guī)r.基巖埋深1020米,百云質(zhì)灰?guī)r多呈灰和深灰色.河

13、槽段風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重,風(fēng)化溶蝕程度不一,最大深達(dá)1019米.左岸基巖裸露,巖石堅(jiān)硬完整,有斷層兩條,充填密實(shí),但上部巖石受斷層的切割和風(fēng)化較破碎,但稍加處理即可作地基.右岸基巖埋藏較深,約512米,呈棕黃色,土質(zhì)較均一,結(jié)構(gòu)密實(shí),具有發(fā)縫構(gòu)造,有風(fēng)易風(fēng)化剝蝕,邊坡易于變形.土的平均干容重r=1.6g/cm3,飽和快剪=2022,c=-kg/cm2,地下水位在-224.7米.灌區(qū)規(guī)劃要求渠道的設(shè)計(jì)流量Qd=40n3/s邊坡系數(shù)m=出口渠底設(shè)計(jì)高程266.68m渠道縱坡i=1/1200渠底寬2.85m進(jìn)口渠底設(shè)計(jì)高程267.48m允許總水頭損失0.80m氣象資料本灌區(qū)屬于華北干旱區(qū),平均多年降雨量只有

14、500600mm而且分布很不均勻,有6070%集中在汛期.作物生長(zhǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重缺水的情況,年平均蒸發(fā)量為2000mm其他資料(1)無(wú)論采用何等輸水方式,此工程按三等建筑物設(shè)計(jì).(2)灌區(qū)最大風(fēng)速為18m/s,最大凍土深度0.5m.(3)根據(jù)洛陽(yáng)地區(qū)地震局提供的相關(guān)資料,灌區(qū)的主要建筑物設(shè)計(jì)烈度為8.(4)假設(shè)采用渡槽輸水,可不考慮交通要求和通航要求.(5)附圖河南省陸渾灌區(qū)東一干渠地形圖一張,比例尺1/1000;河南省陸渾灌區(qū)東一干渠地質(zhì)縱剖面圖一張,比例尺1/1000.3輸水方案及建筑物型式的論證方案的論證初步設(shè)計(jì)時(shí)擬定了繞山渠道、渡槽、倒虹吸管三種方案,以下為三種方案的論證比較.繞山渠道,渠道

15、選線一般要求在滿足輸水任務(wù)的前提下,盡量使工程量小且造價(jià)低.對(duì)于灌溉渠道,渠線應(yīng)與地形等高線大致平行且盡可能布置在灌區(qū)的脊線,以爭(zhēng)取最大的自流灌溉面積.根據(jù)本設(shè)計(jì)所給的地形地質(zhì)資料,修建繞山渠道露于地面便于維護(hù)管理,但由于要繞過(guò)地形起伏較大處,故渠線過(guò)長(zhǎng),該地段風(fēng)化嚴(yán)重,增加了工期的不確定性.地質(zhì)資料還說(shuō)明該地段溶蝕洞穴較多,透水性強(qiáng),輸水量又難以保證.因以上原因排除繞山渠道方案.倒虹吸管,倒虹吸管是設(shè)置在渠道與河流谷地道路相交處的壓力輸水建筑物,與渡槽相比,通常具有造價(jià)低,施工方便等優(yōu)點(diǎn),但水頭損失較大,運(yùn)用治理不如渡槽方便.許營(yíng)渡槽所處地段風(fēng)化嚴(yán)重,易淤積,地形復(fù)雜,完工后的虹吸管穩(wěn)定性差

16、,地下溶蝕洞穴較多,采用此方案水量損失嚴(yán)重,大大降低了該工程的經(jīng)濟(jì)效益,結(jié)合以上原因排除倒虹吸方案.渡槽,渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流輸水建筑物.雖施工要比渠道倒虹吸復(fù)雜,但由于其水頭損失小,受地形地質(zhì)條件影響小,在我國(guó)灌區(qū)建筑物中應(yīng)用較為廣泛,在設(shè)計(jì)施工方面也已有了較豐富的經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用治理也方便,不易淤積,又便于交通和通航.結(jié)合以上論述根據(jù)許營(yíng)段的實(shí)際情況修建渡槽適宜,故以下本設(shè)計(jì)選用渡槽方案.4整體布置渡槽的位置選擇渡槽的位置選擇是選定渡槽的中央線及槽身起止點(diǎn)的位置.本設(shè)計(jì)的渡槽的中央線已選定.具體選擇時(shí)可以從以下幾方面考慮：(1)槽址應(yīng)盡量選在地質(zhì)良好、地形有利和便于施工的地方,

17、以便縮短槽身長(zhǎng)度、減少工程量、降低墩架高度；(2)槽軸線最好成一直線,進(jìn)口和出口預(yù)防急轉(zhuǎn)彎,否那么將惡化水流條件,影響正常輸水；(3)跨越河流的渡槽,槽軸線應(yīng)與河道水流方向盡量成正交,槽址應(yīng)位于河床及岸坡穩(wěn)定、水流順直的地段,預(yù)防位于河流轉(zhuǎn)彎處；(4)為了在渡槽或上、下游填方渠道發(fā)生事故時(shí)停水檢修,常常在進(jìn)口段或進(jìn)口前的適當(dāng)位置設(shè)置節(jié)制閘,以便與泄水閘聯(lián)合運(yùn)用,使渠水泄入溪谷或河道.槽身的水力設(shè)計(jì)(1)擬定槽身縱坡i、凈寬B和凈深渡槽的縱坡取為,根據(jù)計(jì)算書(shū)中的計(jì)算可得Bc=4.565m,H)=3.652mo一般情況下,渡槽的總長(zhǎng)度常大于進(jìn)口前渠道的20倍.槽中水流按明渠均勻流計(jì)算圖2-1渡槽水

18、力計(jì)算圖(單位：cm)槽身支承結(jié)構(gòu)型式的選擇和布置梁式渡槽的槽身是直接擱置于槽墩或槽架之上的.為適應(yīng)溫度變化及地基不均勻沉陷等原因而引起的變形,必須設(shè)置變形縫將槽身分為獨(dú)立工作的假設(shè)干節(jié),并將槽身與進(jìn)出口建筑物分開(kāi).變形縫之間的每一節(jié)槽身沿縱向是兩個(gè)支點(diǎn)所以既起輸水作用又起縱單懸臂梁式一般只在雙懸臂梁式向簡(jiǎn)支梁式過(guò)渡或與進(jìn)出口建筑物連接時(shí)使用.簡(jiǎn)支梁式槽身施工吊裝方便,接縫止水構(gòu)造簡(jiǎn)單,但跨中彎矩較大,底板受拉對(duì)抗裂防滲不利.簡(jiǎn)支梁式槽身常用的跨度為8-15m.由于該渡槽槽高較大,本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)支梁式槽身,跨度取為17.5m.梁式渡槽的槽身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu).跨度、跨數(shù)及輪廓尺寸的擬定槽身段長(zhǎng)度

19、為686米,跨度為17.5米,共39跨.第1、27、28跨為臺(tái)槽,臺(tái)槽下為重力墩支承,其他各跨均由重力空心墩支承.進(jìn)出口段的型式選擇及布置渡槽的進(jìn)出口均需設(shè)置漸變段,漸變段采用扭曲面形式,一般用素混凝土建造.漸變段的長(zhǎng)度L通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,即Lj(4-6)h(21)式中Lj進(jìn)口段取Lj4h,出口段取L6h;h進(jìn)出口渠道水深.那么進(jìn)口漸變段L1=14.98m,取L1=15.6m出口漸變段L26X=18.2m,取L2=18.5m5槽身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)身槽橫剖面型式及尺寸的擬定槽身橫斷面最常用的是矩形和U形.大流量鋼筋混凝土梁式渡槽多采用斷面根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃要求,渡槽無(wú)通航要求,且渡槽槽身上不設(shè)人行道,故為

20、了改善槽身的橫向受力條件,沿槽頂每隔2m設(shè)一根拉桿,為了減薄側(cè)墻和底板的厚度槽身每隔2m加設(shè)一根橫肋.槽頂設(shè)人行橋,擱置于拉桿之上,以便檢修.側(cè)墻厚度為20cm底板厚為20cm,具體形式如下：向梁作用.根據(jù)支點(diǎn)位置的不同,圖31槽身橫斷面型式圖槽身縱向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算l0=1750l=50圖3-2槽身縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)支承形式,跨寬比及跨高比的大小以及槽身橫斷面形式等的不同,槽身應(yīng)力狀態(tài)與計(jì)算方法也不同,對(duì)于梁式渡槽的槽身,跨寬比一般都大于,跨高比也比擬大,故可以按梁理論計(jì)算.計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖22.槽身縱向一般按滿槽水,即水深與拉桿下緣齊平的情況設(shè)計(jì).縱向計(jì)算中的荷載一般按勻布荷載考慮,包括槽身重

21、力拉桿等小量集中荷載也換算為勻布的、槽中水體的重力及人群荷載.其中槽身自重、水重為永久荷載,而人群荷載為可變荷載.根據(jù)梁l=50的支承形式計(jì)算縱向梁內(nèi)力,彎矩及剪力求出后,即可按受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面及斜截面強(qiáng)度計(jì)算以及抗裂度驗(yàn)算.經(jīng)計(jì)算具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)?計(jì)算書(shū)?2,槽身縱向配筋面積A=9099mm選用包36+4電40,鋼筋布置見(jiàn)圖33.圖3-3槽身縱向配筋圖橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算由于在設(shè)計(jì)中選用了有拉桿加肋的矩形槽,所以橫向計(jì)算時(shí)沿槽長(zhǎng)取肋間距長(zhǎng)度上的槽身進(jìn)行分析.作用于單位長(zhǎng)脫離體上的荷載除q自重力加水的重力外,兩側(cè)還有剪力Q及Q,其差值A(chǔ)Q與荷載q維持平衡.AQ在截面上的分布沿高度呈拋物線形,

22、方向向上,它絕大局部分布在兩邊的側(cè)墻截面上.工程設(shè)計(jì)中一般不考慮底板截面上的剪力.側(cè)墻與底板均按四邊固定支承板設(shè)計(jì),計(jì)算條件為滿槽水,那么其荷載為滿槽水時(shí)的水壓力.計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖34.圖34中l(wèi)i為肋間距,qi為作用于側(cè)墻底部的水壓力,水計(jì)算的槽內(nèi)q2為底板的重力與按滿槽2_36240236240160160I水壓力之和圖3-4槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)計(jì)算(具體計(jì)算見(jiàn)?計(jì)算書(shū)?),底板的配筋為,順槽向內(nèi)側(cè)為小10250,外側(cè)為小14250,為槽向內(nèi)側(cè)為小8/10250,外側(cè)為小14250.側(cè)墻的配筋均按最小配筋率配筋,順槽向、 橫槽向的內(nèi)側(cè)配筋均為小8/10250,順槽向外側(cè)為小12/14250、

23、橫槽向外側(cè)為小10/12250.肋所承受的是肋間距長(zhǎng)度上的荷載,按有拉桿的矩形框架計(jì)算.肋和側(cè)墻、 肋和底板構(gòu)成T形截面(側(cè)墻和底板是肋的翼緣),頂部是一根拉桿,順槽向的長(zhǎng)度為肋的問(wèn)距(肋兩側(cè)各取半個(gè)肋間距).計(jì)算時(shí)由于拉桿的剛度較小,故桿端作絞接考慮,因此圖示結(jié)構(gòu)為一次超靜定,不計(jì)軸力及剪力對(duì)變位的影響,用力法可求解贅余力X.圖3-5肋的結(jié)構(gòu)計(jì)算圖(a)計(jì)算簡(jiǎn)圖(b)沿槽身寬度方向(c)沿槽身高度方向8 84 4l2=4.88didi圖3-2中R為槽頂荷載,M為槽頂荷載對(duì)側(cè)墻中央所產(chǎn)生的力矩.求出贅余力X后,再計(jì)算各項(xiàng)橫向內(nèi)力,計(jì)算時(shí),彎矩以外側(cè)受拉為正,軸力以拉力為正.作出側(cè)墻及肋、底板及

24、肋的彎矩圖、剪力圖和軸力圖圖36.113.46KN.mMS彎距的方向?yàn)槭芾厛D36肋的各項(xiàng)內(nèi)力圖求出肋的內(nèi)力之后即可進(jìn)行側(cè)墻肋和底板肋的配筋計(jì)算.根據(jù)內(nèi)力圖選取最不利荷N0壓為“+,拉為“-載組合,分別按偏心受壓構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件計(jì)算側(cè)墻肋和底板肋的配筋,再進(jìn)行肋的抗裂計(jì)算.經(jīng)過(guò)計(jì)算最終確定,側(cè)墻肋的內(nèi)側(cè)鋼筋選用2苴12,A=226mrg側(cè)墻肋的外側(cè)鋼筋選用2苴12,A=226mm并 按 構(gòu) 造 要 求 配 置 小6200的 箍 筋 . 底 板 肋 的 內(nèi) 側(cè) 鋼 筋 選 用4幺18+4包20,A=2275mm底板肋的外側(cè)鋼筋選用2414,Afe=308mrn并按構(gòu)造要求配置小6200的箍筋.

25、圖3-7底板肋的配筋圖圖3-8側(cè)墻肋的配筋圖6支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支承結(jié)構(gòu)型式及尺寸的擬定梁式渡槽的支承墩、架有重力式槽墩、鋼筋混凝土槽架、混合式墩架和柱樁式槽架等型式.重力式實(shí)體墩的墩身可用石料、混凝土等材料建造,頂部順渡槽水流方向的寬度稍大于槽身支承面所需要的寬度,一般不小于1.0m,垂直渡槽水流方向的長(zhǎng)度約等于槽身的寬度.墩頭一般采用圓形.墩身頂部用100號(hào)到200號(hào)混凝土作成墩帽,厚度不小于0.3m,四周比墩身頂部外伸510CR1為滿足墩體強(qiáng)度和地基承載力的要求,墩身四側(cè)常以20:140:1的坡度比向下擴(kuò)大,基地面那么根據(jù)地質(zhì)條件適當(dāng)擴(kuò)大.梁式渡槽的邊墩常采用入土所示的擋土墻式實(shí)體重力墩,也稱

26、槽臺(tái),除承受承受槽身傳來(lái)的荷載外,還承受反面的填土壓力,是擋土墻式結(jié)構(gòu),故高度一般不超過(guò)56nl反面坡的坡度系數(shù)一般為m=-0頂部也需要設(shè)置墩帽.墩下部設(shè)排水孔,孔徑46cm,可設(shè)12排,孔進(jìn)口設(shè)反濾層,出口高出地面1030cm梁式渡槽的槽架是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),有單排架、雙排架和A字形架等幾種型式.214單排架的適應(yīng)高度一般在15m以內(nèi),雙排架是空間結(jié)構(gòu),在較大的豎向及水平向荷載作用下,其強(qiáng)度、穩(wěn)定及地基應(yīng)力較單排架容易得到滿足,適應(yīng)高度一般在1525m左右.(b)重力式槽墩斷面圖圖4-1槽墩和槽墩結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與尺寸圖槽墩與槽架的結(jié)構(gòu)計(jì)算6.2.1槽墩結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)于重力式槽墩,通常只驗(yàn)算水平截面(主

27、要是墩身與墩帽的結(jié)合面和墩身與根底的結(jié)合面)上的正應(yīng)力,要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力.墩身的應(yīng)力驗(yàn)算一般應(yīng)考慮如下幾種情況:滿槽水加橫向風(fēng)荷載； 空槽加橫向風(fēng)荷載；施工過(guò)程中槽墩兩側(cè)(順槽向)荷載不對(duì)稱作用時(shí).由于時(shí)間關(guān)系,本設(shè)計(jì)只進(jìn)行邊墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算.邊墩的計(jì)算條件取滿槽水.計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4-20350cm(a)邊墩斷面圖mco51mco512_200cm0.1圖4-2邊墩的計(jì)算簡(jiǎn)圖邊墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算主要包括：抗滑穩(wěn)定計(jì)算,抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算,以及基地正應(yīng)力計(jì)算,最終確定邊墩及支座的構(gòu)造及尺寸.經(jīng)計(jì)算,前面設(shè)計(jì)的邊墩尺寸是合理的,結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的.但根底的尺寸偏小,應(yīng)改為x3.5m2.6.2.2槽墩的根底結(jié)構(gòu)槽墩根底采

28、用整體板式鋼筋混凝土根底.由于這種根底設(shè)計(jì)時(shí)需考慮彎曲變形,故又稱為柔性根底.它能在較小的埋置深度下獲得較大的基底面積,故體積小施工方便,適應(yīng)不均勻沉陷的水平強(qiáng),但需一定數(shù)量的鋼材.對(duì)于槽墩結(jié)構(gòu),一般都采用這種根底.根底板的尺寸的擬定主要包括：橫槽向的長(zhǎng)度L、順槽向的寬度B和根底底板的有效厚度h0O根底板的面積應(yīng)滿足地基承載力的要求.根底底板的有效厚度是由根底材料決定的,應(yīng)滿足沖切強(qiáng)度要求.6.2.3渡槽的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算選定了各個(gè)局部的形式和布置尺寸后需驗(yàn)算渡槽及其地基的穩(wěn)定性,如不滿足要求,應(yīng)修改布置方案.位于大風(fēng)區(qū)的渡槽,輕型殼體槽身可能被風(fēng)荷掀下來(lái).因此需驗(yàn)算槽身的整體穩(wěn)定性.槽中無(wú)水為

29、最不利計(jì)算條件.槽墩或槽架及其根底在水平荷載p的作用下,可能沿基底面產(chǎn)生水平滑動(dòng).因此需進(jìn)行渡槽的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算與抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算.計(jì)算條件： 當(dāng)N小時(shí),對(duì)抗滑穩(wěn)定是不利條件,故計(jì)算槽中無(wú)水情況.即N中不包括槽中水重N10P2IP3Pl為了保證渡槽工程的平安和正常運(yùn)用,基底壓應(yīng)力及其分布須滿足：maxW6；基底合力偏心距應(yīng)滿足?公路橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的規(guī)定,非巖石地基上槽墩或架的根底,要求在根本組合荷載情況下滿足60iL=1/12506860.549m(16)式中L槽身段的長(zhǎng)度.出口段的水面降落值A(chǔ)Z3可用下式近似計(jì)算,即22一、VV2,、,乙=(1-2)(17)2g式中己2出口段的水頭損失.取己

30、2二,那么根據(jù)式(17)可得,乙二(砧通過(guò)渡槽的總水頭損失AZ可按下式計(jì)算,即,Z=/ZI+/Z2-/Z3(18)那么,Z=+(m根據(jù)圖11所示條件可確定出以下各值(符號(hào)意義見(jiàn)圖11):進(jìn)口槽底高程尸上+H-,Zi-H=(nj)上游渠道的正下游渠道的正卜72g進(jìn)口槽底抬高yi=Vi-Va=(nrj)出口槽底高程2=i-iL=(rnj)出口渠底降落y2=hs-,乙-H=0.194m出口渠底高程飛=2-y2=266.867m驗(yàn)證：上-下=0.613m,計(jì)算無(wú)誤,滿足要求.2.槽身縱向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算根據(jù)支承形式,跨寬比及跨高比的大小以及槽身橫斷面形式等的不同,槽身應(yīng)力狀態(tài)與計(jì)算方法也不同,對(duì)于梁

31、式渡槽的槽身,跨寬比一般都大于,跨高比也比擬大,故可以按梁理論計(jì)算.槽身縱向一般按滿槽水,即水深與拉桿下緣齊平的情況設(shè)計(jì).圖21槽身橫斷面型式(單位：cnj)荷載計(jì)算根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃方案中擬定,渡槽的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為3級(jí),所以渡槽的平安級(jí)別R級(jí),那么平安系數(shù)為丫0=,混凝土重度為丫=25kN/nt正常運(yùn)行期為持久狀況,其設(shè)計(jì)狀況系數(shù)為巾=,荷載分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)丫G=,可變荷載分項(xiàng)系數(shù)丫Q=,結(jié)構(gòu)系數(shù)為丫d=o縱向計(jì)算中的荷載一般按勻布荷載考慮,包括槽身重力(拉桿等小量集中荷載也換設(shè)計(jì)值q=x=(kN/m)內(nèi)力計(jì)算梁式渡槽的單跨長(zhǎng)跨高比l=17.5m,槽高H=4.1m那么l/H=1故可按梁理論

32、計(jì)算,沿渡槽水流方向按簡(jiǎn)支或雙懸臂梁計(jì)算應(yīng)力及內(nèi)力:F=50IIIIl0=1750l=50計(jì)算長(zhǎng)度l=l20-3跨中彎矩設(shè)計(jì)值為圖22槽身縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖單位：cm2(m)3乂二丫.4*1(g1+gI+q)l281XX-XX8算為勻布的、槽中水體的重力及人群荷載.其中槽身自重、水重為永久荷載,而人群荷載為可變荷載.槽身自重標(biāo)準(zhǔn)值gik=Y0巾YVi=25Xx+xx2+XX2+XX3+X+XX2+X7X0.24.1650.23.652204.052=(kN/m)17.5設(shè)計(jì)值g1=YGgk=x=(kN/m)水重標(biāo)準(zhǔn)值g2k=丫巾丫xx(kN/m)設(shè)計(jì)值g2=YGg2k=x=(kN/m)人群荷標(biāo)準(zhǔn)值q

33、k=x0.24.1657,(kN/m)17.5=(kN/m)1跨防男力設(shè)計(jì)值Qmax=Y巾x_(q+gi+g2)l21=XX-XX2=(kN)正截面的配筋計(jì)算對(duì)于簡(jiǎn)支梁式槽身的跨中局部底板處于受拉區(qū),故在強(qiáng)度計(jì)算中不考慮底板的作用,但在抗裂驗(yàn)算中,只要底板與側(cè)墻的接合能保證整體受力,就必須按翼緣寬度的規(guī)定計(jì)入局部或全部底板的作用.不考慮底板與牛腿的抗彎作用,將渡槽簡(jiǎn)化為由兩邊側(cè)墻組成的矩形截面.渡槽處于露天(二類環(huán)境條件),那么根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查得混凝土保護(hù)層厚c=35mm排兩排鋼筋,所以受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離a=80mm那么截面的有效高度h0=h-a=4252-80=4172mm根據(jù)計(jì)算

34、簡(jiǎn)圖和截面內(nèi)力的平衡條件,并滿足承載水平極限狀態(tài)的計(jì)算要求可得兩個(gè)根本設(shè)計(jì)公式：11一x,一,、MMufcbx(h-)21)dd2fcbx=fyAS(22)式中M彎矩設(shè)計(jì)值,按承載水平極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合計(jì)算,并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)丫及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)也在內(nèi)；Mu截面極限彎矩值；Yd結(jié)構(gòu)系數(shù),Yd=；fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,混凝土選用C25,那么fc=mmb矩形截面寬度；x混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度；h0截面有效高度；fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；將己=x/h.代入式(114)、(115),并令as=(己),那么有1 ,一2、,一一、M(fcsbh0)(23)dfcbbh0=f

35、yAEbPWpmin根據(jù)以上各式,計(jì)算側(cè)墻的鋼筋面積如下:dM1.29983.74106s2=2-=fcbh22540041722112s0.070b0.544選4苴36+包40A/9099(mrm)槽身縱向抗裂驗(yàn)算受彎構(gòu)件正截面在即將開(kāi)裂的瞬間,受拉區(qū)邊緣的應(yīng)變到達(dá)混凝土的極限拉伸值emax,最大拉應(yīng)力到達(dá)yM凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)t.鋼筋混凝土構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算公式如下：丫mactftkW(27)MLPmin=%(24)(25)(26)bh2hf-2(bfb)hf(hfEAsh0A04004252220020(4565400)200(4252)90994172223.552547530.9572860

36、.96(mm)由bf/b2,hf/hMhV0長(zhǎng)期組合的跨中彎矩值(人群荷載的準(zhǔn)永久系數(shù)p=0)_121M0(gki0)=xx(+)x88=()12mctftkW01.120.72.859306(kN.m)M42522861綜合上述計(jì)算可知,槽身縱向符合抗裂要求.斜截面抗剪計(jì)算支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值V=Qna廣(kN)V.I.bybf(hV0)3(bfb)(hv.hf)33400286133(4565400)345653(42522861)32EAs(h0y0)33(42522861200)2034.9561012(mm4)9099(41722861)2根據(jù)?水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?,選取丫m值

37、.短期組合的跨中彎矩值Ms0(79kl(2去去/2)88截面有效高度hw=h0=4172mm,由于hJb=4172/4000.2fcbh00.22540041728344kNdV1.22325.8572791.0(kN)故截面尺寸滿足抗剪要求.混凝土截面受剪承載力Vc0.07fcbh00.072540041722920.4(kN)dN因此,無(wú)需配箍筋.3.槽身橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算由于在設(shè)計(jì)中選用了有拉桿加肋的矩形槽,所以橫向計(jì)算時(shí)沿槽長(zhǎng)取肋間距長(zhǎng)度上的槽身進(jìn)行分析.作用于單位長(zhǎng)脫離體上的荷載除q(自重力加水的重力)外,兩側(cè)還有剪力Q及Q,其差值A(chǔ)Q與荷載q維持平衡.AQ在截面上的分布沿高度呈

38、拋物線形,方向向上,它絕大局部分布在兩邊的側(cè)墻截面上.工程設(shè)計(jì)中一般不考慮底板截面上的剪力.圖31槽身橫向計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖側(cè)墻與底板均按四邊固定支承板設(shè)計(jì),計(jì)算條件為滿槽水圖31中1I為肋間距,q1為作用于側(cè)墻底部的水壓力,水計(jì)算的槽內(nèi)水壓力之和,根據(jù)圖2-4所示條件可得qhq2hh以上各式中丫水的重度;丫h鋼筋混凝土的重度;q2M11川nmI(a)計(jì)算簡(jiǎn)圖(b)沿槽身寬度方向(c)沿槽身圖度萬(wàn)向q2為底板的重力與按滿槽(31)(32)底板厚度底板的結(jié)構(gòu)計(jì)算q2=xi03xX+25X103x=(kN/m)短長(zhǎng)邊之比ll/l2=+=查表,按直線插值OCx=y0C尸OCx=OCy=其中ax、ay分別為

39、平行于短邊和長(zhǎng)邊方向板中央點(diǎn)彎矩系數(shù)；ax0、ay0分別為固定邊中點(diǎn)沿短邊方向和長(zhǎng)邊方向的彎矩系數(shù).各彎矩值可按下式計(jì)算彎矩二系數(shù)Xplx2(33)式中l(wèi)x短邊邊長(zhǎng).那么Mx=XX=()M=xx=()M=xx=()My=xx=()根據(jù)?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?,板厚200mm受力鋼筋間距取為250mm具體配筋計(jì)算如下：3.1.1短跨方向：a=30mmh0=170mm取單寬計(jì)算b=1000mm選用I級(jí)鋼筋,那么fc=210N/mrh分別計(jì)算正彎矩方向和負(fù)彎矩方向的配筋量：正彎矩M二時(shí),dMx1.280308106fcbh212.5100017021,12s1120.2780.0284選小10250,

40、As=314mm負(fù)彎矩M=時(shí),0.0278Asfcb為12.50.02841000170fy210287.4(mm2)今六今六. .69%min0.15%Asminbh00.15%10001512選小8/10250,As=258mm負(fù)彎矩My0=時(shí),0.04951,1-2-s1.1-2-0.04950.0508選412250,As=452mm側(cè)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算由于側(cè)墻的受力為不均勻荷載,無(wú)法查表計(jì)算,故按最大值的勻布荷載進(jìn)行配筋,其結(jié)果更平安.3,、q產(chǎn)丫h=x10 x=()短長(zhǎng)邊之比l1/h=查表,按直線插值可得OCx二,OCy=,0CX=,OCy=根據(jù)式(33)可得,dM；1.217.1111

41、06-220.0568fcbh212.5100017021,12s1,120,05680.0585fcbh012.50,05851000170fy2102、592.1(mm)Asmin2選小14250,As=616mm3.1.2長(zhǎng)跨方向：鋼筋位于短跨方向配置的鋼筋的內(nèi)側(cè),故a=49mm那么板的有效高度為h0=h-a=200-49=151mmfy=210N/m向正彎矩M二時(shí),dMyfcbh21.22.1671060.00912.5100015121.120,0090.009fcbh012.50,009100015121081.3(mm2)bh0100015140,054min0.15%2226.

42、5(mm)fcbh0fy12,5005081000151210456.5(mm2)Asmin-61.211.7651012,510001512M=XX=()M=xx=()M0=xx=()MY=XX=()計(jì)算過(guò)程與底板相似,結(jié)果如下：1短跨方向：正彎矩的配筋為小8/10250,A=258mm2負(fù)彎矩的配筋為小12/14250,As=534mm2長(zhǎng)跨方向：正彎矩的配筋為小8/10250,As=258mm負(fù)彎矩的配筋為小10/12250,As=383mm肋的結(jié)構(gòu)計(jì)算肋所承受的是肋間距長(zhǎng)度上的荷載,肋和側(cè)墻、肋和底板構(gòu)成T形截面(側(cè)墻和底板是肋的翼緣),頂部是一根拉桿,順槽向的長(zhǎng)度為肋的間距(肋兩側(cè)各

43、取半個(gè)肋間距)計(jì)算時(shí)由于拉桿的剛度較小,故桿端錢接考慮,因此圖示結(jié)構(gòu)為一次超靜定,不計(jì)軸力及剪力對(duì)變位的影響,用力法可求解贅余力X.3.3.1內(nèi)力計(jì)算圖32肋的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-2中P0為槽頂荷載,M為槽頂荷載對(duì)側(cè)墻中央所產(chǎn)生的力矩.P0P0P0500X1qili35.8072.2580.566kNq2li40.772.2591.733kN1P02.251.00.14.960.22.252530.71kN2M00.3P09.214kN.m根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)用力法解X,列力法根本方程：占11乂+八e=0(34)式中 611根本體系在單位力X方向產(chǎn)生的位移；A1P根本體系在荷載作用下產(chǎn)生的位移.圖33中

44、MP圖為所有荷載產(chǎn)生的彎矩,M圖為單位荷載產(chǎn)生的彎矩,即令X=1所得到的彎矩圖.MMp-dxEI141211313先q1l1h-M0h)瓦(洌 MMlh丁2)M圖M1圖圖34X1的計(jì)算簡(jiǎn)圖1P1(4112(q1l1hlhEI26M0lh21332q2l1lh)LEH11MM1dx1EI1(*3h)EI2(hlh)EI13EI2h2l底板及肋的慣性矩計(jì)算如下:A2=x+x=(m2)X1111211313M0h2)(-q41h3lMlh-qhl3)2I263圖35側(cè)墻及肋截面?zhèn)葔袄叩膽T性矩計(jì)算如下：Ai=x+x=(m2)10.20,5020.22(2.250.2)y1120.50133Ii-0,

45、2(0.50.125)320.12534.955103(m4)圖36底板及肋截面圖0.132(m)(2.250.2)(0.1250,2)3Y21；2132.55_2_2_0.20.40.2(2.250.2)0.2(0.4103(m4)I1、12、M、ql0.440.130(m)0.1)320.13(2.250.2)(0.10.2)21、h代入根本方程,得1P1,1仁qh1130N_=-Xi=(35)由拉桿中央線到側(cè)墻計(jì)算截面的距離為y處的彎矩為3M=-Xiy+M-Tliy/6(36)離拉桿中央線距離為y處的側(cè)墻及肋的軸力N按下式計(jì)算(只近似考慮側(cè)墻截面承受剪力AQ)Q23Ny水(3hy2y)M

46、iP.(37)式中AQ-一作用于槽身橫截面上的計(jì)算剪力,其值等于肋間距長(zhǎng)度上的總荷載,即縱向計(jì)算中的勻布荷載q;t側(cè)墻的厚度；其余符號(hào)意義同前.離側(cè)墻中線距離為x處的底板及肋彎矩按下式計(jì)算l1h3xMxXihMo(hh)li(l-)x(38)62底板及肋的軸向拉力按下式計(jì)算凡=丫lih2/2-Xi(39)ii3.46KN.mM圖(彎距的方向?yàn)槭芾?根據(jù)以上各式可作出側(cè)墻及肋、底板及肋的彎矩圖、剪力圖和軸力圖(見(jiàn)圖37).500mm圖3-8側(cè)墻肋的配筋計(jì)算圖3.3.2側(cè)墻與肋所構(gòu)成的T形梁的配筋計(jì)算由于側(cè)墻與肋所構(gòu)成的T形截面梁,翼緣受拉不考慮其抗彎作用,故可簡(jiǎn)化成如圖3-8所示矩形進(jìn)行配筋計(jì)

47、算.103650Qh5007.38圖3-7肋的內(nèi)力圖.不考慮縱向彎矩的影響.內(nèi)力組合:Mna)=)N=計(jì)算值：M159.60106h50032869mm-16.7mm,N55.6281033030故取偏心距為實(shí)際值e0=2869mme00.5fcbhdN0.512.54502251.25562810.531,取11=l0-15,21.0h12(l0/h)21460365021301()21.00611400e0/h014002869500判斷大小偏心,構(gòu)件計(jì)算.計(jì)算A及AS：由于T6=x2869=2886.51mm=乂460=138mnW以,按大偏心受壓hee0-a22886.51500403

48、096.51(mm)對(duì)于II鋼筋,ast=dNe%M*s_fy(h0a)_21.2556283096.5112.50.3962254600310(46040)按最小配筋率計(jì)算ASpmin=%所以A=pminbh0=%x225X460=207(m選用2立12,AS=226mrndNefyAs(h0a)stfcbh：1.255628309.51310226(46040)12.520046020.298112st1.120.2980.364b0.544xho0.364460167.5(mm)280mmS(10.5)0.364(10.50.364)0.298計(jì)算AS(AS)值.2選用2t12,AS=2

49、26mm斜截面受剪承載力計(jì)算：故截面尺寸滿足抗剪要求.故可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算,而按構(gòu)造要求配置箍筋,配筋圖如下列圖所示.6200圖3-9側(cè)墻肋的配筋圖抗裂驗(yàn)算：一般情況需按荷載效應(yīng)的短期組合及長(zhǎng)期組合分別驗(yàn)算,本設(shè)計(jì)由于是粗略計(jì)算,且可變荷載非常小,故只按荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合進(jìn)行抗裂驗(yàn)算.抗裂演算的對(duì)象為T形截面梁.根本數(shù)據(jù)：Es=x105N/mrri,E=xi04N/mrfi,ftk=mr2,yd=,丫偏壓=1=,ast=.具體計(jì)算如下：換算截面面積A二bh+(bf-b)bf+aA+aA,/、2.0105/-=225X500+(2250-225)X200+4X(226+225)2.81

50、0(m金金dNl%sbh2fy(ha)225.5mm22minbh0207mm1.(0.25fcbh.)d269.531kNV10.251.267.99kN12.52254601.5fcbh0)0.07N0.212.52251.21.41.578.247kNV67.99kN4600.0755628換算截面的重心至受拉邊緣的距離202075200400一(22646022640)2.8520728.6366.66(mm)換算截面對(duì)其重心的慣性矩by；bf(hy.)3b)(hy.hf)333322EAs(h0y0)EAS(y0-a)255366.6632250(500366.66)3(225050

51、0)(500366.66200)33335T0704P26(4602.810,所以按大偏心受拉構(gòu)件計(jì)算配筋.Y0bh*2hf(bfb)hf(h5)EAsh0EAsa2255002ctftkW01.120.7520728.65328361990500366.66500520728.65328361990500366.6622366.66)(366.6640)100(kN)Nl55.628kN經(jīng)過(guò)以上的驗(yàn)算可知,側(cè)墻肋的配筋滿足抗裂要求.3.3.3底板與肋所構(gòu)成的T形截面梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算根據(jù)底板的內(nèi)力圖,選取兩組內(nèi)力按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算.第一組內(nèi)力組合：M=N=由于底板與月*所構(gòu)成的T形截面梁,

52、翼緣受拉不起反抗彎矩的作用,故可簡(jiǎn)化成矩形截面進(jìn)行配筋計(jì)算.l0/h=4880+400=8,故需考慮縱向彎曲的影響.M159.60103h400e02347mm13.3mm,故取偏心距e0=2347mmN67.993030. .512.52554006.894,取(1=00.5fcbhdN計(jì)算A及A：hee0-a2386.32400402546.3(mm)對(duì)于II級(jí)鋼筋,asb=dNeffy(hoa)1.232677.99102546.312.5225360八0310(36040)2選用2衛(wèi)14,As=308mm(偏心受拉構(gòu)件根據(jù)?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?不需考慮p的限制.minstdNefyAs

53、(h0a)fcbh.21.2679902546.3308(36040)_212.52253600.4681J2st1120.486xh00.544360195.84(mm)0.833b0.5442a80mmAsfcbh)fyAsdNfy12.50.5443602253602253103081.2679902、2347.96(mm2)310選用4JL18+4JL20,A=2275(mr第二組內(nèi)力組合：M=N=在此組內(nèi)力組合作用下,肋的外側(cè)受拉,所以必須通過(guò)配筋計(jì)算來(lái)保證肋外側(cè)的受拉強(qiáng)度.計(jì)算截面為T形,受拉翼緣寬度b/=2250mm高度h二200mm肋寬b=200mm肋高h(yuǎn)=400mmM1134

54、601668.8(mm)上,故按大偏心計(jì)算.N67.9930重心軸到受拉邊緣的距離為bh-(bfb)hf(hh-)yn2-bh(bfb)hf2200一00-(2250200)200(400100)2283.7(mm)200400(2250200)200ee0ya1668.8283.7401912.5(mm)對(duì)于II級(jí)鋼筋,ast=2hfdNefcstbh0(bfb)hf(h.)As222001.267990912.512.50,3962503602(2250200)200(360)310(36040)故按第一組內(nèi)力組合求得的As=2275mmf足第二組內(nèi)力組合的配筋要求,所以A,二2275mm

55、同理可得,第一組內(nèi)力組合的A=308mm滿足第二組內(nèi)力組合As的要求.抗裂驗(yàn)算：E=X105N/mm,E=X104N/mmftk=mi7T,丫一一ct=,那么換算截面面積A=bh+(bf-b)hf+aA+a4,、2.0105,、=200X400+(2250-200)X200+4義(2275+308)2.810=(mrij)換算截面的重心到受壓邊緣的距離hf(bfb)hf(h萬(wàn))EAAQEAA22004002050200(400100)空(227536030840)22.8508442.61274.7(mm)換算截面對(duì)其重心的慣性矩fy(h0a)bh2V.233bf(hyo)(bfb)(hyhf

56、)2EAs(hoyo)EAs(yoa)333200274.72250(4002747)(2250200)(400274.7200)3332898494591.120.71.75508442.62400274.92898494591168.8508442.62400274.9100(kN)55.628kN經(jīng)過(guò)上述計(jì)算可驗(yàn)證所配鋼筋混凝土截面滿足抗裂要求.槽身的穩(wěn)定驗(yàn)算3.4.1槽身的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載計(jì)算位于大風(fēng)區(qū)的渡槽,輕型殼體槽身可能被風(fēng)荷掀下來(lái).因此需驗(yàn)算槽身的整體穩(wěn)定性.最不利荷載的情況為槽中無(wú)水,槽身豎向荷載僅有N,水平向荷載為風(fēng)荷R.(1)槽身自重N1N1=1593/2=KN(2)風(fēng)壓力

57、P1風(fēng)壓如下列圖所示：Iby；103202一2275(360274.7)2.8138195878214754159584、2898494059(mm)202308(274.740)2.8284835694204851489.1121136524A0mctftkW0e0A0W0圖310風(fēng)壓圖計(jì)算公式為WKKzWo式中：k風(fēng)載體型系數(shù),與建筑物體型、尺度等有關(guān),槽身為矩形斷面時(shí),取k1.21.3空槽取小值,滿槽水取大值本設(shè)計(jì)k1.2；kz風(fēng)壓高度變化系數(shù),本設(shè)計(jì)取1.45;Wo一根本風(fēng)壓KN/米2.當(dāng)?shù)厝绻麤](méi)有風(fēng)速資料,那么可參照?工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)?TJ9-74中全國(guó)根本風(fēng)壓分布圖上的等

58、壓線進(jìn)行插值酌定Wo=0.35;那么WkkzW0=1.21.450.350.609KN/m23.4.2抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定分析,作用于渡槽上的力盡管其類型、方向、大小各不相同,但根據(jù)它們?cè)诓凵硌刂С薪Y(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動(dòng)時(shí)所起的作用看,可以歸納為兩大類：一類是促使槽身滑動(dòng)的力,如水平方向風(fēng)壓力、動(dòng)水壓力等,稱為滑動(dòng)力；另一類是維持槽身穩(wěn)定、阻止渡槽滑動(dòng)的力,主要是在鉛直方向荷載作用下,槽身底部與支承結(jié)構(gòu)頂端之間產(chǎn)生的摩擦力,稱之為阻滑力.槽身是否會(huì)產(chǎn)生沿其支承結(jié)構(gòu)頂端發(fā)生水平滑動(dòng),主要取決于這兩種力的比值,這個(gè)比值反映了渡槽的水平抗滑穩(wěn)定性,我們稱之為穩(wěn)定平安系數(shù)kc,阻滑力fNik=c滑動(dòng)力Pi式

59、中：Ni一所有鉛直方向作用力的總和KN;Pi一所有水平方向作用力的總和(KN,本設(shè)計(jì)中等于半跨槽身風(fēng)壓總和,175pi-5.60.60929.841KN;2f一摩擦系數(shù),與兩接觸面物體的材料性質(zhì)及它們的外表粗糙程度有關(guān),支座與支承都為鋼板時(shí)取鋼對(duì)鋼的摩擦系數(shù)f=“fNi0.55796.4Kc14.68P29.841KcKC1.21.3所以滿足抗滑穩(wěn)定性要求3.4.3抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算(1)槽身受風(fēng)壓作用可能發(fā)生傾覆,抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算的目的是驗(yàn)算槽身空水受壓作用下是否會(huì)繞背風(fēng)面支承點(diǎn)發(fā)生傾覆,抗傾覆穩(wěn)定的不利條件與抗滑穩(wěn)定的不利條件是一致的,所以抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算條件及荷載組合與抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算相

60、同.(2)抗傾覆穩(wěn)定平安系數(shù)按下式計(jì)算：式中:鉛直力到槽身支承點(diǎn)的距離;基底面承受的鉛直力總和；水平力的總和；水平力到槽身支承點(diǎn)的距離.在止匕h1=mla=mM抗laNlaN2.38796.4八K033.082M傾Myph129.8411.92K0K01.21.3所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求.=M抗KoM傾laNlaNMyph1lahi4支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明本設(shè)計(jì)采用圓矩形空心重力墩,邊墩常采用擋土墻式實(shí)體重力墩,既槽臺(tái).重力墩的墩身應(yīng)力通常只驗(yàn)算水平截面上的正應(yīng)力,并按?公路橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?（1）軸心受壓（2）偏心受壓壓應(yīng)力計(jì)算截面上的發(fā)向力總和；計(jì)算截面上的所有荷載對(duì)截面重心軸的力矩總和;截面面