渡槽畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1 基本資料1</p><p>　　1.1 引洮工程概況1</p><p>　　1.2 13#渡槽基本資料2</p><p>　　1.2.1 13#

2、渡槽的基本設(shè)計(jì)資料2</p><p>　　1.2.2 13#渡槽的地形資料2</p><p>　　1.2.3 13#渡槽的地質(zhì)資料3</p><p>　　1.2.4 13#渡槽的建筑材料及安全系數(shù)資料3</p><p>　　1.2.5 工程回填土及地基力學(xué)特性根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果3</p><p>　

3、　1.2.6荷載、氣象及施工條件4</p><p>　　2 渡槽總體布置5</p><p>　　2.1 槽址選擇5</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)選型5</p><p>　　2.2.1 槽身的選擇5</p><p>　　2.2.2支承選擇5</p><p>　　2.3平

4、面總體布置6</p><p>　　3 水力計(jì)算7</p><p>　　4 槽身設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1 槽身斷面尺寸擬定9</p><p>　　4.2 槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算10</p><p>　　4.2.1側(cè)墻計(jì)算10</p><p>　　4.2.2 底板

5、計(jì)算14</p><p>　　4.2.3 橫桿計(jì)算18</p><p>　　4.3 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算20</p><p>　　4.3.1 荷載計(jì)算20</p><p>　　4.3.2 內(nèi)力計(jì)算20</p><p>　　4.3.3 配筋計(jì)算21</p><p>　　4.3.

6、4 抗裂驗(yàn)算23</p><p>　　4.4 人行板配筋計(jì)算24</p><p>　　4.5 吊裝計(jì)算24</p><p>　　5 排架設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.1 1#排架設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.1.1 1#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定26</p><p>

7、　　5.1.2 1#排架荷載計(jì)算27</p><p>　　5.1.3 1#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算33</p><p>　　5.1.4 1#排架施工驗(yàn)算36</p><p>　　5.2 2#排架設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.2.1 2#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定37</p><p>　　5.2.2 2#排架

8、荷載計(jì)算38</p><p>　　5.2.3 2#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算43</p><p>　　5.2.4 2#排架施工驗(yàn)算45</p><p>　　6 牛腿設(shè)計(jì)48</p><p>　　6.1 牛腿尺寸擬定48</p><p>　　6.2 荷載計(jì)算48</p><p>

9、;　　6.3 計(jì)算尺寸驗(yàn)算49</p><p>　　6.4 牛腿的配筋計(jì)算50</p><p>　　7 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)51</p><p>　　7.1 尺寸擬定51</p><p>　　7.2 荷載計(jì)算52</p><p>　　7.3 基底反力驗(yàn)算53</p><p>　　

10、7.4 配筋計(jì)算54</p><p>　　7.4.1 基底凈反力計(jì)算54</p><p>　　7.4.2 基礎(chǔ)底板縱向配筋54</p><p>　　7.4.3 順槽向配筋56</p><p>　　8 穩(wěn)定性驗(yàn)算57</p><p>　　8.1 槽身穩(wěn)定性驗(yàn)算57</p><p

11、>　　8.1.1 槽身抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算57</p><p>　　8.1.2 槽身抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算57</p><p>　　8.2 渡槽穩(wěn)定性驗(yàn)算58</p><p>　　8.2.1 渡槽抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算58</p><p>　　8.2.2 渡槽抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算58</p><p>　　8.3 基

12、底壓應(yīng)力驗(yàn)算59</p><p>　　9 細(xì)部結(jié)構(gòu)60</p><p>　　9.1 伸縮縫及止水60</p><p>　　9.2 支座60</p><p>　　9.3 兩岸連接61</p><p><b>　　總結(jié)62</b></p><p><

13、;b>　　致謝63</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)64</b></p><p><b>　　附錄65</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　一、渡槽的作用及發(fā)展</p><p>　　渡

14、槽是輸送渠道水流跨越河渠、道路、山?jīng)_、谷口等的架空輸水建筑物，是渠系建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一，除用于輸送渠水進(jìn)行農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)生活用水、工業(yè)用水、跨流域調(diào)水外，還可供排洪和導(dǎo)流之用。當(dāng)挖方渠道與沖溝相交時(shí)，為排泄沖溝來水和泥沙，不使山洪及泥沙進(jìn)入渠道，可在渠道上面修建排洪渡槽。在流量較小的河流上修建閘、壩需用上下游圍堰攔斷河道時(shí)，可在基坑上面架設(shè)導(dǎo)流渡槽，使上游來水通過渡槽泄向下游。</p><p>　　

15、渡槽在中國已有悠久的歷史。古代，人們鑿木為槽用以引水，即為最古老的渡槽。據(jù)《水經(jīng)注疏》：長安城昆明“故渠又東而北屈，逕青門外，于穴水枝渠會。渠上承穴水于章門西。飛渠引水入城。東為倉池，池在未央宮西。”“飛渠”即為渡槽，建于西漢，距今約2000年。又距《中國水利史稿》上冊考證，《水經(jīng)?沮水注》中所述的鄭國渠“絕冶谷水”、“絕清水”中的“絕”就是指一種原始形態(tài)的渡槽。則渡槽見諸歷史記載者就比長安城的飛渠更早，這說明渡槽在中國已有2000年以

16、上的歷史。</p><p>　　20世紀(jì)50年代初期，我國新建渡槽多為木、石結(jié)構(gòu)。木渡槽因木材是寶貴且維修費(fèi)用大、壽命不長，故除少數(shù)用做臨時(shí)性引水外，已不再采用。石拱渡槽是就地取材的建筑工程，由于石料的開采、加工和砌筑常為手工操作，需用大量勞力，但可節(jié)約水泥、鋼材，且施工技術(shù)易為群眾掌握，因而知道20世紀(jì)70 年代，在不少灌區(qū)的渡槽工程中石拱渡槽仍占有相當(dāng)大的比重。至于墩臺結(jié)構(gòu)，采用石料砌筑者就更為普遍。20世紀(jì)

17、50年代中后期，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，采用鋼筋混凝土渡槽日漸增多，施工方法以現(xiàn)場澆筑為主。1995年，黑龍江省首先采用了裝配式渡槽，裝配式渡槽較現(xiàn)場澆筑可節(jié)省大量木材和勞力、顯著降低工程造價(jià)、加快施工進(jìn)度，并便于施工管理和提高工程質(zhì)量，因而到20世紀(jì)60年代初期以后，在許多省區(qū)逐漸得到推廣，其中以廣東省發(fā)展最為迅速。廣東省湛江地區(qū)除在建筑物型式及預(yù)制分塊構(gòu)件的造型等方面不斷有所創(chuàng)新外，并在研究國外單向曲率殼槽的基礎(chǔ)上，提出了U形薄殼槽身的

18、結(jié)構(gòu)型式及其計(jì)算方法。此外，我國南方地區(qū)還建了一些鋼絲網(wǎng)水泥U形薄殼渡槽，但這種結(jié)構(gòu)不耐久，已較少采用。</p><p>　　20世紀(jì)60年代后期至70年代中期，在鋼材、水泥供應(yīng)較困難的條件下，渡槽工程中出現(xiàn)了各種類型的少筋，無筋混凝土結(jié)構(gòu)，如三鉸片拱式、馬鞍式、拱管式、雙曲拱式渡槽等，這些型式由于存在一些缺點(diǎn)，現(xiàn)已很少采用，但確代表了渡槽結(jié)構(gòu)型式發(fā)展的一個(gè)階段。珩架拱式渡槽也是這一階段發(fā)展起來的，山東省吸取橋梁

19、工程中這一型式的特點(diǎn)，提出并自20世紀(jì)70年代初期開始在山東興建珩架拱渡槽。山東是我國修建珩架拱渡槽數(shù)量最多、類型最齊全的省份。</p><p>　　從20世紀(jì)70年代中期至80年代的這一階段，水利事業(yè)發(fā)展中有幾項(xiàng)工作與渡槽型式的變化發(fā)展密切相關(guān)：一是水利工作集中抓了渠系配套工程建設(shè)，以充分發(fā)揮水利工程效益；二是大型灌區(qū)建設(shè)有了進(jìn)一步發(fā)展；三是相繼興建了一些跨流域、跨省的調(diào)水工程，如引灤入津、引大入秦等。這些工作

20、使這一時(shí)期興建的渡槽的輸水流量，有過去的幾個(gè)、十幾個(gè)立方米每秒發(fā)展到幾十個(gè)甚至上百個(gè)立方米每秒，從而促進(jìn)了渡槽結(jié)構(gòu)型式的改進(jìn)與創(chuàng)新。</p><p>　　20世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)地迅猛發(fā)展，利用電子計(jì)算機(jī)及先進(jìn)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了各種流量、各種跨度渡槽結(jié)構(gòu)型式的研究，以及結(jié)構(gòu)型式優(yōu)選的研究，使得渡槽設(shè)計(jì)更趨先進(jìn)合理。各種新材料、新技術(shù)也不斷應(yīng)用于渡槽工程。例如，1990年在湖南省鐵山灌區(qū)建成地由桁（剛）架拱

21、發(fā)展而來地第一座拱梁組合式渡槽—涼清渡槽，設(shè)計(jì)流量19.5立方米每秒，校核流量21.54立方米每秒，槽身全長75.2米，由一跨50.4米地拱梁組合式結(jié)構(gòu)和兩端個(gè)一跨12.4米地簡支結(jié)構(gòu)組成，槽身采用半圓薄殼斷面，內(nèi)徑為5.52米，直段高0.39米,槽壁厚13cm,拱肋采用二次拋物線形等界面雙鉸折線拱，矢跨比1/5.6，截面尺寸0.5m×1.0m。又如廣東省東江—深圳供水改造工程，是香港、深圳以及工程沿線東菀城鎮(zhèn)提供飲水及農(nóng)田灌

22、溉用水地跨流域大型調(diào)水工程，該工程中的樟洋渡槽設(shè)計(jì)流量Q=90立方米每秒，采用預(yù)應(yīng)力混凝土U形槽身，縱、橫兩個(gè)方向施加預(yù)應(yīng)力，槽壁厚僅30cm，一節(jié)槽身跨度達(dá)到24m，同時(shí)，又將橋梁工程地先進(jìn)施工技術(shù)—移動(dòng)模架施工法用于渡槽施工，取得了良好地經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。</p><p>　　特別需要指出的是，改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)及社會的發(fā)展，城市生活用水以及工業(yè)用水比重增長很快，中國地供水矛盾已集中到城市，主要用于發(fā)展

23、城市、發(fā)展工業(yè)及保護(hù)環(huán)境，農(nóng)業(yè)用水的重點(diǎn)轉(zhuǎn)為節(jié)水灌溉和提高用水效率。為了解決我國水資源分布與供水需求不完全相適應(yīng)地問題，需要對水資源做重新分配，由此南水北調(diào)工程列入了國家計(jì)劃。在南水北調(diào)中線總干渠上，規(guī)劃修建大型渡槽49座，大部分渡槽設(shè)計(jì)流量在300立方米每秒以上。目前世界上已建成地最大渡槽為印度戈麥蒂（GOMTI）渡槽，是薩爾達(dá)—薩哈亞克調(diào)水工程總干渠跨越戈麥蒂河地大型交叉工程，槽身段長381.6m，設(shè)計(jì)流量357立方米每秒，過水槽寬

24、12.8m，槽高7.45m，槽中水深6.7m，下部支承結(jié)構(gòu)為空心槽墩和沉井基礎(chǔ)。</p><p>　　由于南水北調(diào)中線工程總干渠為自流輸水，水頭緊張，可以分配給各座渡槽的水頭損失較小，因而槽身斷面很大，不少渡槽水面總寬在25m以上，水深大于5m，其規(guī)模大大超過戈麥蒂渡槽水荷載特別巨大，槽身每延米荷載（不包括自重）可為鐵路荷載地的十幾乃至二三十倍。對于如此大型地渡槽，在確定安全的前提下，如何使工程達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，必然

25、給規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工帶來了一系列需要研究解決的問題?？梢灶A(yù)見，隨著南水北調(diào)工程地實(shí)施，渡槽這一建筑物在結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)理論、新材料運(yùn)用以及施工技術(shù)等方面，將會有一個(gè)更新更大的發(fā)展。</p><p>　　二、渡槽的組成及類型</p><p>　　渡槽是由槽身、支承結(jié)構(gòu)、及進(jìn)出口建筑物等部分組成。槽身擱置于支承結(jié)構(gòu)上，槽身重及槽中水重通過支承結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)，再傳至地基。渡槽的類型，一般是指輸水槽身及

26、其支承結(jié)構(gòu)地類型。槽身及支承結(jié)構(gòu)地類型各種各樣，所用材料又有不同，施工方法也各異，因而分類方法就甚多。</p><p>　　按施工方法分，由現(xiàn)澆整體式、預(yù)制裝配式及預(yù)應(yīng)力渡槽等。按所用材料分，有木渡槽、磚石渡槽、混凝土渡槽及鋼筋混凝土渡槽等。按槽身斷面形式分，有矩形槽U形槽、梯形槽、橢圓形槽及圓管形等，渡槽工程中常用地是前兩種。按支承結(jié)構(gòu)型式分，則有梁式、拱式、桁架式、組合式以及斜拉式等。以上分類方法甚多，但能反

27、映渡槽地結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力狀態(tài)、荷載傳遞方式和結(jié)構(gòu)計(jì)算方法區(qū)別地則是按支承結(jié)構(gòu)型式分類。</p><p>　?。ㄒ唬┝菏蕉刹邸Ａ菏蕉刹鄣闹С薪Y(jié)構(gòu)是重力墩或排架。槽身擱置于墩（架）頂部，既起輸水作用，又是承受荷載而起縱梁作用地結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下產(chǎn)生彎曲變形，支承點(diǎn)只產(chǎn)生豎向反力。按支承點(diǎn)數(shù)目及布置位置地不同，又分為簡支、雙懸臂、單懸臂及連續(xù)梁四種型式。梁式渡槽的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡易、施工方便，是采用最為普遍的形式。&

28、lt;/p><p>　?。ǘ┕笆蕉刹?。拱是一種軸線為曲線或折線形、在豎向荷載作用下拱腳產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)，條件是拱腳需有水平約束。如果拱腳無水平約束，在鉛直荷載作用下只產(chǎn)生豎向反力的拱形結(jié)構(gòu)，只能稱為曲梁。拱式渡槽與梁式渡槽不同之處，是在槽身與墩臺之間增設(shè)了主拱圈和拱上結(jié)構(gòu)。拱上結(jié)構(gòu)將上部荷載傳給主拱圈，主拱圈再將傳來地拱上鉛直荷載傳給墩臺以水平推力。主拱圈是拱式渡槽的主要承重結(jié)構(gòu)，以承受軸向壓力為主，拱內(nèi)彎矩較小

29、，因此可用抗壓強(qiáng)度較高地虧工材料建造，跨度可以較大（可達(dá)百米以上），這是拱式渡槽區(qū)別于梁式渡槽地主要特點(diǎn)。由于主拱圈將對支座產(chǎn)生強(qiáng)大 水平推力，對于跨度較大的拱式渡槽一般要求建于巖基上。主拱圈有不同的結(jié)構(gòu)形式，如板拱、肋拱、箱形拱和折線拱等。可以設(shè)有不同鉸數(shù)，如雙鉸拱和三鉸拱，也可做成無鉸拱。并且，拱上結(jié)構(gòu)又有實(shí)腹與空腹之分。因此，拱式渡槽還可分為不同類型。</p><p>　?。ㄈ╄旒苁蕉刹?。又分為桁架式和梁

30、型桁架式。前者是用橫向聯(lián)系（橫系梁、橫隔板及剪刀撐等）將數(shù)榀桁架拱片連接而成整體結(jié)構(gòu)。桁架拱片是主要的承重結(jié)構(gòu)，其下弦桿或上弦桿作成拱形，既是拱形結(jié)構(gòu)又具有桁架的特點(diǎn)。槽身底版和側(cè)墻板可采用預(yù)制混凝土或鋼絲網(wǎng)混凝土微彎板組裝然后填平,而成為矩形斷面，有的也采用預(yù)制的矩形、U形整體結(jié)構(gòu)。按槽身在桁架拱上位置的不同，桁架拱式渡槽可分為上承式、中承式、下承式和復(fù)拱式四種型式，按復(fù)桿的布置型式則有斜桿式桁架拱和豎桿式桁架拱（只有豎桿無斜桿）。拱

31、形弦桿與墩臺的連接氛圍有鉸和無鉸兩種，無鉸拱要求較好的地基，實(shí)際工程中多采用兩鉸拱。桁架拱渡槽一般用鋼筋混凝土建造，整體結(jié)構(gòu)剛性大，能充分發(fā)揮材料力學(xué)性能；結(jié)構(gòu)輕巧，水平推力小，對墩臺變位的適應(yīng)性也較好，因而對地基的要求較拱式渡槽低。梁型桁架是指在鉛直荷載作用下支承點(diǎn)只產(chǎn)生豎向反力的桁架，起作用與梁相同。梁型桁架有簡支和雙懸臂兩種類型。按弦桿的外形分，有平行弦桁架、折線或曲線桁架、三角形桁架等。梁型桁架式渡槽的跨度較梁式渡槽為大，一般不

32、小于20米，宜在中等跨越條件下采用。</p><p>　　梁式和拱式渡槽是兩種最基本的型式，桁架式渡槽應(yīng)用最廣。</p><p><b>　　1 基本資料</b></p><p>　　1.1 引洮工程概況</p><p>　　引洮工程是以解決城鄉(xiāng)生活供水及工業(yè)供水、生態(tài)環(huán)境用水為主，兼有農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖

33、等綜合利用的建設(shè)項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度，從根本上緩解該地區(qū)水資源匱乏的問題。引洮工程供水范圍西至洮河、東至葫蘆河、南至渭河、北至黃河，受益區(qū)總面積為1.97萬km，涉及甘肅省蘭州、定西、白銀、平?jīng)?、天?個(gè)市轄屬的榆中、渭源、臨洮、安定、隴西、通渭、會寧、靜寧、武山、甘谷、秦安等11個(gè)國家扶貧重點(diǎn)縣（區(qū)），155個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總?cè)丝诩s300萬人。引洮工程由九甸峽水利樞紐及供水工程兩部分組成，計(jì)劃分兩期建設(shè)，一期工程建設(shè)內(nèi)容包括九甸峽水

34、利樞紐及引洮供水一期工程。九甸峽水利樞紐是引洮供水工程自流引水的龍頭工程，樞紐主要建筑物包括鋼筋混凝土面板堆石壩、左岸1、2溢流洞、右岸泄洪洞、右岸引水發(fā)電洞、供水工程總干渠進(jìn)水口等?；炷撩姘宥咽瘔卧O(shè)計(jì)壩頂高程2206.5m，最大壩高136.5m，水庫總庫容9.43億m，電站裝機(jī)容量3×100MW，年平均發(fā)電量10億kwh。引洮供水工程以洮河九甸峽水利樞紐工程為水源，總干渠設(shè)計(jì)引水流量32 m/s，加大引水流量36 m/s，

35、年調(diào)水總量5.5億m。一期工程年調(diào)水量2.</p><p>　　1.2 13#渡槽基本資料</p><p>　　1.2.1 13#渡槽的基本設(shè)計(jì)資料</p><p>　　渡槽的設(shè)計(jì)流量為32，加大流量為36；渡槽的設(shè)計(jì)縱坡為；渡槽上游由2#退水閘及漸變段連接5#隧洞和13#渡槽，渡槽下游由漸變段連接6#隧洞和13#渡槽,5#、6#隧洞縱坡均為1/1300，渡槽每

36、跨10m，共5跨，全長50m。按照GB—50288—99《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定該渡槽的工程級別為3級。</p><p>　　1.2.2 13#渡槽的地形資料</p><p>　　溝頂寬約50m，溝深約8米。屬狹長V型斷面。無常年流水，溝內(nèi)種植有經(jīng)濟(jì)作物。耕作深度為1.0m。</p><p>　　1.2.3 13#渡槽的地質(zhì)資料</p>&

37、lt;p>　　渡槽地基上部為中～重粉質(zhì)壤土（PlQ13），厚度為22m，下部為第三系泥質(zhì)粉砂巖（N2l）。中～重粉質(zhì)壤土的天然密度為1.97g/cm3，干密度為1.66 g/cm3，比重2.70；含水量為18.6%；原狀壓縮系數(shù)為a2=0.13Mpa；濕陷系數(shù)1.13%；屬于中壓縮非自重濕陷性土層。原狀抗剪強(qiáng)度C=40.6kpa、=29.7o。壓縮模量為3～5Mpa允許承載力為[R]=0.25～0.30Mpa。</p>

38、<p>　　1.2.4 13#渡槽的建筑材料及安全系數(shù)資料</p><p>　　該工程主要的建筑材料為水泥、混凝土、鋼筋等?；炷林囟萺c＝25KN / m3，混凝土其他特性性能指標(biāo)見表1－1。采用Ⅰ和Ⅱ級鋼筋，Ⅰ級鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=210N/mm2。強(qiáng)度模量Es＝2.1×105N/ mm2, Ⅱ級鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=300N/mm2,強(qiáng)度模量Es＝2.0×1

39、05N/mm2。</p><p>　　鋼筋混凝土重度r＝25KN/ m3。構(gòu)件裂縫寬度允許值， flim＝0.30mm。構(gòu)件撓度允許值，當(dāng)lO10m時(shí)撓度限值為lO/400，當(dāng)lO10m時(shí)撓度限值為lO/500。</p><p>　　表1-1 混凝土特性指標(biāo)：（單位N/ mm2）</p><p>　　漿砌采用M15砂漿砌塊石。</p><p&g

40、t;　　1.2.5 工程回填土及地基力學(xué)特性根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果</p><p>　　rc＝16KN / m3；Φ＝20.8。；C＝23Kpa，修正后地基承載力特性值fa=290Kpa?；A(chǔ)與地基摩擦系數(shù)f＝0.35，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)[K]＝1.5。</p><p>　　根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》以及灌區(qū)規(guī)劃要求，確定該渡槽為三級永久建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級，結(jié)構(gòu)重要性

41、系數(shù)為r0＝1，短暫設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ＝1.0，偶然狀況系數(shù)ψ＝0.85，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)系數(shù)rd＝1.2。</p><p>　　1.2.6荷載、氣象及施工條件</p><p><b>　　其他荷載：</b></p><p>　　人群荷載：3.0kN/ m2(人行橋上的活荷載)</p><p>　　基本荷載：0.36kN/ m

42、2(風(fēng)壓)</p><p><b>　　氣象：</b></p><p>　　最高日平均氣溫30℃，最低日平均氣溫0℃，不考慮凍土深度。</p><p><b>　　施工條件：</b></p><p>　　采用裝載式鋼筋混凝土渡槽，預(yù)制吊裝。</p><p>　　2 渡槽

43、總體布置</p><p>　　渡槽總體布置的主要內(nèi)容包括槽址選擇、形式選擇、進(jìn)出口布置、基礎(chǔ)布置。渡槽總體布置基本要求： </p><p>　　1、流量、水位滿足灌區(qū)要求;2、槽身長度短，基礎(chǔ)、岸坡穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)選型合理；進(jìn)出口順直通暢，避免填方接頭；少占農(nóng)田、交通方便、就地取材等。</p><p><b>　　2.1 槽址選擇</b><

44、;/p><p><b>　　注意問題：</b></p><p>　　1、槽身長度短、基礎(chǔ)低，降低工程造價(jià)。</p><p>　　2、軸線短、順直、進(jìn)出口避免急轉(zhuǎn)彎，布置在挖方處。</p><p>　　3、渡槽軸線盡量和河道正交。</p><p>　　4、少占耕地、少拆民房。</p>&l

45、t;p>　　在選擇槽址時(shí)，除應(yīng)滿足以上總體布置的要求外，還應(yīng)考慮槽址附近是否有寬敞、平坦的施工場地，同時(shí)應(yīng)滿足槽下的交通要求。綜合考慮各方面因素，在平面圖上確定槽址位置，畫出該斷面圖。 </p><p><b>　　2.2 結(jié)構(gòu)選型</b></p><p>　　2.2.1 槽身的選擇</p><p>　　槽身的橫斷面型式有矩、U形、圓

46、形和拋物線形，其中常用的是矩形和U形。本設(shè)計(jì)中Q設(shè)＝32m3/s，屬中小流量。渡槽長度為中型渡槽。矩形渡槽具有抗凍、耐久性好的特點(diǎn)，施工方便，故選用矩形渡槽?？稍O(shè)拉桿以減少側(cè)墻厚度。</p><p><b>　　2.2.2支承選擇</b></p><p>　　該渡槽地址處溝深約8米，跨度約為50m，宜用梁式渡槽。綜合分析：選用簡式梁型式，雖彎距較大，但施工方便。<

47、;/p><p><b>　　2.3平面總體布置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)布置等跨間距為10m的單排架共5跨，矩形渡槽采用簡支。上游漸變段4m與6m泄水閘相連，泄水閘再與5#隧洞相連；下有漸變段4m與6#隧洞相連。槽上根據(jù)交通要求設(shè)人行橋，凈寬0.85m。</p><p><b>　　3 水力計(jì)算</b><

48、/p><p>　　由于該渡槽由于進(jìn)出口高程及槽身縱坡i已經(jīng)確定，水力計(jì)算時(shí)只要確定槽身的凈寬B和凈高H即可，而不必計(jì)算水頭損失來確定凈出口高程和槽身縱坡i。</p><p><b>　　計(jì)算公式</b></p><p>　　該渡槽的槽身L大于15倍的渡槽進(jìn)口漸變段前上游水深h1(即L>15h1)，故采用采用明渠均勻流公式計(jì)算。</p&g

49、t;<p>　　式中：Q為渡槽的過水流量；A槽身的過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；R為水力半徑（m）；i為渡槽底比降；n為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取n=0.013～0.015，砌石槽身可取0.017。</p><p>　　計(jì)算槽身凈寬B和加大水深：</p><p>　　根據(jù)通過加大流量Qm槽中為滿水情況擬定B和H值。從過水能力看，應(yīng)按水利最佳斷面的條件來選擇深寬比（矩形槽身

50、水力最佳斷面的深寬比H/B=0.5），但梁式渡身的深寬比選得大些有利于加大槽身的縱向剛度，因此一般多采用深寬比大于0.5的窄式斷面，矩形槽身常采用的深寬比H/B=0.6～0.8。經(jīng)過綜合分析采用深寬比為H/B=0.7。</p><p>　　把加大流量Qm=36m3/s帶入計(jì)算可求的=2.95m，B=4.2m</p><p><b>　　計(jì)算設(shè)計(jì)水深h設(shè)：</b><

51、;/p><p>　　已知B=4.2m，Q=32m3/s</p><p>　　聯(lián)立以上式子解得h設(shè)=2.70m</p><p><b>　　安全加高Δh計(jì)算：</b></p><p>　　考慮到槽中水面可能產(chǎn)生波動(dòng)的原因，為了保證渡槽有足夠的過水能力，槽身頂部在水面以上應(yīng)有一定的超高。超高應(yīng)滿足以下要求：</p>

52、<p>　　當(dāng)槽身通過設(shè)計(jì)流量時(shí)，矩形斷面槽壁頂部超高不小于槽內(nèi)水深的1/12再加5cm，即 Δh1=h設(shè)/12+5=27.5cm；</p><p>　　當(dāng)槽身通過加大流量時(shí)，槽中水面與槽身頂部（對無拉桿槽身）或拉桿底面（對有拉桿槽身）的高差不應(yīng)小于5～10cm，取Δh2=10cm。</p><p>　　H=h設(shè)+Δh1=270+27.5=297.5cm</p&g

53、t;<p>　　H=h加+Δh2=295+10=305cm</p><p>　　取兩者最大值，故取H=3.05m（不計(jì)拉桿的高度），B=4.2m。</p><p><b>　　4 槽身設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 槽身斷面尺寸擬定</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果，槽內(nèi)凈寬B=4.2

54、m,高H=3.2m（拉桿高0.15m），其他尺寸按下面計(jì)算確定。</p><p>　　該渡槽無通航要求，槽頂設(shè)拉桿有利于減小側(cè)墻的厚度，間距取S=2m；側(cè)墻厚度t按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定t/H=1/12～1/16確定，H為側(cè)墻高度3.2m，t=（1/12～1/16）H=(0.2～0.267)m,為了減小側(cè)墻的重量取側(cè)墻頂部厚度t1=0.2m側(cè)墻底部取t2=0.30m；底板厚度取跨度的（1/12～1/35），t=（1/12～

55、1/35）B=(.35～0.12)，但為了滿足抗裂要求取底板厚度t3=0.40m；渡槽要滿足行人要求，故在側(cè)墻外側(cè)設(shè)置人行板，板寬取b=0.85m，板外側(cè)厚度t4=0.1m，板內(nèi)側(cè)厚度t5=0.125m；為了減小底板的拉應(yīng)力，槽身底板高于側(cè)墻底緣0.1m；側(cè)墻和底板連接處設(shè)角度為45o的貼角邊長取30cm以減小轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。槽身的斷面圖如圖4-1 所示。</p><p>　　圖4-1槽身橫斷面圖（單位：mm）

56、</p><p>　　4.2 槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算 </p><p>　　帶拉桿的矩形斷面槽身橫向計(jì)算也括側(cè)墻和底板兩部分。側(cè)墻于底板連接處為剛性連接，側(cè)墻頂部與橫桿的連接近似按鉸接考慮?？紤]到槽頂人群荷載產(chǎn)生的彎矩對側(cè)墻及底板最大彎矩影響很?。ㄐ∮?%），計(jì)算可近似忽略不計(jì)。</p><p>　　圖4-2橫斷面計(jì)算簡圖（單位：mm）</p><

57、p><b>　　4.2.1側(cè)墻計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　側(cè)墻各截面彎矩按彎矩分配法推算的下列公式計(jì)算：</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　式中：（彎矩符號以使側(cè)墻內(nèi)側(cè)受拉為正）My—

58、距墻頂距離為y的截面彎矩，KN.m；MA—側(cè)墻底部彎矩，KN.m；—側(cè)向水壓力作用的固端彎矩，滿槽水(h=H)時(shí)，KN.m；y—截面距墻頂距離，m;h—槽內(nèi)設(shè)計(jì)水深，m；H—墻頂凈高（底板頂面至墻頂高），m;t1—側(cè)墻平均厚，m；t2—底板厚，m；I1—側(cè)墻截面慣性矩，m4；I2—底板截面慣性矩，m4；q—水荷載與底板自重之和KN/m2；r水—水的重度，采用r水=10KN/m2；r自——鋼筋混泥土的重度，采用r自

59、=25KN/m2；u—分配系數(shù)；</p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)水深時(shí)：</b></p><p>　　槽身自重為不變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.05；水重為可變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.20。</p><p><b>　　滿槽水深：</b&g

60、t;</p><p>　　槽身自重為不變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.05；水重為可控可變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.10。</p><p>　　表4-1側(cè)墻各截面彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：彎矩KN·m，長度m）</p><p><b>　?。?）配筋計(jì)算</b></p><p>　　按一般受彎構(gòu)件計(jì)算，由表4-1可知最不利荷

61、載組合為滿槽水深情況。</p><p><b>　　側(cè)墻外側(cè)：</b></p><p>　　側(cè)墻外側(cè)存在最大彎矩M=2.522 KN·m（y=0.8m），按單筋進(jìn)行配筋計(jì)算。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，M=2.522KN·m，h=225mm，b=1000mm，K=1.2，</p><p>　　，故按

62、最小配筋率配筋，選B10@250，實(shí)際面積。</p><p><b>　　側(cè)墻內(nèi)側(cè):</b></p><p>　　側(cè)墻內(nèi)側(cè)存在最大彎矩M=2.522 KN·m（y=0.8m），按雙筋進(jìn)行配筋計(jì)算。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，。</p><p>　　M=38.234KN·m，h=300mm，b=100

63、0mm，K=1.2， </p><p>　　受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)不到抗壓強(qiáng)度，故按下式受拉鋼筋截面面積。</p><p>　　，故按最小配筋率配筋，選B10@120，實(shí)際面積。</p><p><b>　　（3）抗裂驗(yàn)算</b></p><p>　　側(cè)墻按受彎構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，可選擇彎距最大的斷面進(jìn)行計(jì)算。彎矩最大值出現(xiàn)在側(cè)墻

64、底部Mk=36.807KN.m，按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，考慮鋼筋作用。</p><p>　　驗(yàn)算基本公式如下：</p><p>　　rm—受彎構(gòu)件的塑性影響系數(shù)；rm＝1.55，因0.7＋300/h =0.7+300/1500>1.1,故rm＝1.55×1.1＝1.71。act—拉應(yīng)力限制系數(shù)，取0.85A0—換算截面面積，A0=Ac+aEAsftk—混凝土軸心受拉強(qiáng)度標(biāo)

65、準(zhǔn)值，C25標(biāo)準(zhǔn)值為1.78N/mm2W0—換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒。</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　故滿足抗裂要求</b></p><p>　　4.2.2 底板計(jì)算</p><p><b>　?。?） 內(nèi)力計(jì)算</b><

66、/p><p>　　底板各截面彎矩及軸向力按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中：Mx為距底板左端墻底中心距離為x的截面彎矩，KN.m;x為截面距底板左端墻底中心的距離，m；NA為底板軸向拉力，KN；彎矩符號以使底板內(nèi)側(cè)受拉為正；軸向力以拉力為正；其余符號意義同前；</p><p>　　表4-2底板各截面彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：彎矩KN.m,長度m）</

67、p><p>　　表4-3底板彎矩最大值及軸力計(jì)算結(jié)果（單位：彎矩KN.m,軸力KN）</p><p><b>　?。?） 配筋計(jì)算</b></p><p>　　底板按拉彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算，計(jì)算控制截面為端部截面及跨中截面，端部截面控制最大正彎矩控制控制底板上層鋼筋布置，跨中截面最大負(fù)彎矩控制底板下層鋼筋布置。若槽身較寬，還應(yīng)進(jìn)行1/4截面計(jì)算，以

68、使底板的鋼筋布置更加經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　此處，由于槽身寬度較小，故選取端部截面及跨中截面為控制截面，最不利荷載組合為滿槽水深。</p><p>　　端部截面（x=0.15m）：</p><p>　　采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2。M=24.105KN·m，N=44.882KN，h=400mm

69、，b=1000mm，K=1.2，</p><p>　　故按大偏心受拉構(gòu)件配筋：</p><p><b>　　基本公式為：</b></p><p>　　計(jì)算表明不需要配筋，但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。</p><p>　　ρmin=0.2%， As min’＝0.002×1000×370＝740（mm2)，&

70、lt;/p><p>　　鋼筋取B12@150 ， ；</p><p>　　說明按所選進(jìn)行計(jì)算就不需要混凝土承擔(dān)任何內(nèi)力了，這就意味著實(shí)際上的應(yīng)力不會達(dá)到屈服強(qiáng)度，故按計(jì)算。</p><p>　　mm2>=373.3mm2，故按最小配筋率配筋，選B，實(shí)際面積mm2。</p><p><b>　　跨中截面：</b><

71、/p><p>　　采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2。M=70.216KN·m，N=44.882KN，h=400mm，b=1000mm，K=1.2，30mm 。</p><p>　　故按大偏心受拉構(gòu)件配筋：</p><p><b>　　基本公式為：</b></p><p

72、>　　計(jì)算表明不需要配筋，但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。</p><p>　　ρmin=0.20%，As min’＝0.002×1000×370＝740 mm2，</p><p>　　鋼筋取B12@150 As=754 ；</p><p>　　說明按所選進(jìn)行計(jì)算就不需要混凝土承擔(dān)任何內(nèi)力了，這就意味著實(shí)際上的應(yīng)力不會達(dá)到屈服強(qiáng)度，故按計(jì)算。&l

73、t;/p><p>　　mm2<=915.829mm2，故按最小配筋率配筋，選B，實(shí)際面積mm2。</p><p><b>　?。?） 抗裂驗(yàn)算</b></p><p>　　底板按拉彎構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，由于底板全截面配筋相同，故選擇彎距最大的斷面進(jìn)行計(jì)算。彎矩最大值出現(xiàn)在側(cè)墻底部Mk=65.299KN.m，Nk=44.436。按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，

74、考慮鋼筋作用。</p><p><b>　　驗(yàn)算基本公式如下：</b></p><p>　　式中rm—受彎構(gòu)件的塑性影響系數(shù)；rm＝1.55，因0.7＋300/h =0.7+300/400>1.1,故rm＝1.55×1.1＝1.71為偏心受拉構(gòu)件的截面抵抗距塑性系數(shù)，1.660act—拉應(yīng)力限制系數(shù)，取0.85。A0—換算截面面積，A0=Ac

75、+aEAsftk—混凝土軸心受拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，C25標(biāo)準(zhǔn)值為1.78/mm2W0—換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒</p><p>　　A0=0.4133m2，I0=0.00572m4，y0=0.201m</p><p><b>　　m3</b></p><p><b>　　故滿足抗裂要求</b></p>&

76、lt;p>　　4.2.3 橫桿計(jì)算</p><p>　　由于橫截面計(jì)算簡圖4-2可知橫桿相單于二力桿，所以配筋計(jì)算按軸向拉力計(jì)算。</p><p><b>　?。?） 內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　橫桿軸向力按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：N為橫桿軸力，以拉力為正，KN；S為橫桿間距，m；

77、其余符號同前；</p><p>　　表4-4橫桿軸力計(jì)算結(jié)果（單位：軸力KN）</p><p><b>　?。?） 配筋計(jì)算</b></p><p>　　由于橫截面計(jì)算簡圖4-2可知橫桿相單于二力桿，所以配筋計(jì)算按軸向拉力計(jì)算。橫桿最不利荷載組合為滿槽水深情況。</p><p>　　用C25混凝土，fc＝11.9N/m

78、m2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2。M=0KN·m，NK=7.893， h=150mm，b=100mm，K=1.2，</p><p><b>　　，</b></p><p>　　，故按最小配筋率配筋，選2B8,，實(shí)際面積。由于剪力較小，按計(jì)算不需配箍筋，故按構(gòu)造配箍筋A(yù)6@200，。</p><p><b>　　

79、（3） 裂縫驗(yàn)算</b></p><p>　　由于拉桿在水上環(huán)境，可以不進(jìn)行抗裂驗(yàn)算但須進(jìn)行裂縫驗(yàn)算。</p><p><b>　　裂縫驗(yàn)算基本公式：</b></p><p>　　式中： （當(dāng)<0.3時(shí)，取0.3）為受拉鋼筋有效概率 。—有效受壓混凝土截面面積—為受拉鋼筋重心至受拉邊緣的距離。 —考慮構(gòu)件受力特征和

80、荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，偏心受拉構(gòu)件取2.4?！芾摻畹膽?yīng)力c—最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊的距離。 d—受拉鋼筋直徑，mm。</p><p>　　故裂縫寬度滿足要求。</p><p>　　4.3 槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算 </p><p>　　4.3.1 荷載計(jì)算</p><p>　　人群荷載： 槽身自重：設(shè)計(jì)水重： 滿槽

81、水重：</p><p>　　槽身自重為不變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.05；滿槽水重為可控可變荷載，載項(xiàng)系數(shù)為1.10設(shè)計(jì)水重和人群荷載為可變荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.20。</p><p><b>　　荷載組合：</b></p><p>　　經(jīng)比較可知，最不利荷載組合為滿槽水深情況。</p><p>　　4.3.2 內(nèi)力計(jì)

82、算</p><p>　　縱向計(jì)算中得荷載一般按均布荷載考慮，它包括槽身重、槽中的水重及人群荷載、人行板荷載等。計(jì)算簡圖如圖4－3所示。</p><p>　　4－3 槽身縱向計(jì)算簡圖</p><p>　　計(jì)算跨度計(jì)算：簡支梁 </p><p>　　式中： ln—梁的經(jīng)跨度，ln=9.1 m；

83、a—梁的支撐長度 ，a=0.45 l0=ln+a=9.1+0.45=9.55m l0=1.05ln=1.059.1=9.555m 取較小值l0= 9.55m</p><p>　　內(nèi)力計(jì)算：跨中彎矩 </p><p><b>　　支座剪力 </b></p><p>　　4.3.3 配筋計(jì)算 </p><p&g

84、t;　?。?） 計(jì)算截面擬定</p><p>　　渡槽縱向?yàn)槭軓潣?gòu)件，矩形斷面槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，一般將槽身簡化為矩形，倒T形，工字形計(jì)算截面。矩形截面高度為側(cè)墻高度，寬度為兩側(cè)墻寬度之和；倒T形計(jì)算截面高度為側(cè)墻總高，腹板寬度為兩側(cè)墻寬度之和下翼緣寬度為槽身總寬下翼緣厚度為底板厚度；工字形截面上翼緣寬度為人行道底板總寬，厚度為人行道底板厚，其余與T形截面相同。矩形計(jì)算截面的計(jì)算相較簡單，但因未考慮底板的受力作

85、用，因此計(jì)算偏于安全和保守；倒T形計(jì)算截面按側(cè)墻與底板共同受力考慮，因此計(jì)算結(jié)果比較經(jīng)濟(jì)合理；因側(cè)墻頂人行道板相對比較薄，為了留有一定的安全度，因此一般不宜按工字性計(jì)算截面計(jì)算。</p><p>　　經(jīng)比較，決定簡化為矩形計(jì)算截面，如圖4-4所示。</p><p>　　4-4矩形計(jì)算截面（單位：mm）</p><p>　?。?） 正截面計(jì)算</p>

86、<p>　　采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2，M=2818.39KN·m，h=3700mm，b=500mm，K=1.2，c=35mm，=c+35=35+35=70mm。</p><p>　　mm2>=3175.7mm2，故按最小配筋率配筋，選8B，實(shí)際面積mm2。</p><p>　?。?） 斜截面計(jì)算<

87、/p><p>　　已知：V＝1180.48KN，KV=1416.57KN。</p><p>　　截面尺寸驗(yàn)算： </p><p>　　故截面尺寸滿足要求。</p><p>　　驗(yàn)算是否需要計(jì)算配筋：</p><p>　　Vc=0.7 ftbh0＝0.7×11.9×500×3630＝1613

88、.54KN> KV=1416.57KN。</p><p>　　可知按計(jì)算不需要配箍筋，但須按構(gòu)造配箍筋，選配雙肢箍筋A(yù)8@200。</p><p>　　4.3.4 抗裂驗(yàn)算</p><p>　　忽略補(bǔ)角和人行道板作用，將斷面化為如圖4－5所示。</p><p>　　圖4-5縱向抗裂計(jì)算斷面簡圖（單位：cm）</p>&l

89、t;p>　　沿槽身縱向的危險(xiǎn)斷面是在跨中，按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，滿槽水深時(shí)彎距為： </p><p>　　可按下式進(jìn)行抗裂計(jì)算;</p><p>　　式中： rm－受彎構(gòu)件塑性影響系數(shù)；rm＝1.55×（0.7＋300/3700）=1.21Ml－按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算的彎距；αct－混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)。長期組合為0.7，短期組合為0.85；W0－換算截面A0對受拉邊緣的

90、彈性抗矩，；I0－換算截面重心軸慣性矩；y0－換算截面重心軸至受壓邊緣距離；ftk－混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，C25混凝土抗裂強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk＝1.78N/mm2。y0=2.596m I0=4.2789m4 W0=2.3471m3</p><p>　　故槽身縱向滿足抗裂要求。</p><p>　　4.4 人行板配筋計(jì)算</p><p>　　人行板按懸臂

91、板考慮，沿槽身長度取單位長度b=1000mm，厚度取平均厚度h=（100+125）/2=113mm，荷載考慮人行板自重和人群荷載。</p><p><b>　　荷載計(jì)算： </b></p><p><b>　　配筋計(jì)算：</b></p><p>　　,所以按構(gòu)造以最小配筋率配筋，選配A6/8@200，實(shí)配面積面積為，

92、。沿槽身長度方向配置A6@200分布筋。</p><p><b>　　4.5 吊裝計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)，按雙懸臂梁計(jì)算。吊點(diǎn)設(shè)在第二根拉桿處。因吊點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)上部受拉，下部受壓，故可按T形梁校核上部配筋。如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6槽身吊裝驗(yàn)算圖</p><p>　　q= g2k

93、=95.03KN/m?？紤]動(dòng)力系數(shù)1.2，故q＝1.2×95.03＝114.04KN/m。計(jì)算時(shí)忽略槽底突出部分的作用，斷面尺寸取b＝ 400mm，h＝3560mm，bf‘＝4700mm，hf‘＝400mm的T形梁。按短暫狀況設(shè)計(jì)。</p><p>　　吊點(diǎn)頂計(jì)算彎距：M＝228.08KN·m</p><p>　　判斷截面類型： 故截面為一類截面

94、為滿足吊裝要求槽身頂部配置4B10， As=314mm2。</p><p><b>　　5 排架設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 1#排架設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1.1 1#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　排架高程為8m，立柱長邊b1為排架高的（1/20～1/30），常取0.4～0.7這里b

95、1取0.45m，短邊h1=（0.5～0.8）b1，常用0.3～0.5m，這里取0.3m，立柱的間凈距為L=4.2m；橫梁高為（1/6～1/8）L，取h2=0.4m，梁寬b2=0.3m，橫梁間距取3.8m，，其他尺寸如圖5-1，排架尺寸如圖5-1所示：</p><p>　　圖5-1 1#排架結(jié)構(gòu)布置圖</p><p>　　5.1.2 1#排架荷載計(jì)算</p><p>

96、;<b>　?。?）風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p>　　風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)rq=1.3</p><p>　　沖溝內(nèi)無常年流水，故不考慮水荷載對排架的作用。</p><p>　　1 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力</p><p>　　作用于槽身的風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：—風(fēng)壓值

97、，； —風(fēng)振系數(shù)，由于渡槽高度不大，可取1.0；—風(fēng)載體型系數(shù)，l/b=10/3.7=2.7>1.5，取 =0.9；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，與地面粗糙度有關(guān)，因槽身迎風(fēng)面形心距地面高度約10m,近似取=1.0；—地形地理?xiàng)l件系數(shù)，取1.2；</p><p>　　作用于槽身風(fēng)荷載強(qiáng)度為：</p><p>　　已知槽身高度3.7m，一節(jié)槽身長10m（包括兩端伸縮縫寬度），則作用于

98、槽身上的橫向風(fēng)壓力為：</p><p>　　2 作用于排架上的橫向風(fēng)壓力</p><p><b>　　基本公式：</b></p><p>　　式中：—風(fēng)壓值，?！L(fēng)振系數(shù)，由于渡槽高度不大，可取1.0.—風(fēng)載體型系數(shù)，l/b=8/4.5=1.78>1.5取1.3—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，與地面粗糙度有關(guān)，因排架迎風(fēng)面形心距地面高度約4

99、m,近似取= 0.64—地形地理?xiàng)l件系數(shù)，取1.2?！獜陌踩嵌瘸霭l(fā)，不考慮立柱前柱對后柱的擋風(fēng)作用，取1.0。</p><p>　　作用于排架上的風(fēng)荷載強(qiáng)度為：</p><p>　?。?） 作用于排架節(jié)點(diǎn)上荷載</p><p>　　圖5-2 1#單排架計(jì)算簡圖（單位：mm）</p><p><b>　　槽身自重 ：</b

100、></p><p><b>　　滿槽水重：</b></p><p>　　1 槽身傳遞給排架頂部的荷載</p><p>　　作用于槽身的橫向風(fēng)壓力PZ通過支座摩阻作用，以水平力形式傳遞到排架頂部；同時(shí)，PZ距排架頂高度1.85m，對排架頂高程所產(chǎn)生的力矩將轉(zhuǎn)化為一對方向相反的集中力，分別作用于兩立柱頂部，迎風(fēng)面力的方向向上，背風(fēng)面力的方向

101、向下。槽身的自重及槽中水重也通過支座傳到排架頂部。</p><p>　　滿槽水中加橫向風(fēng)壓力情況</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1213.09KN</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1228.47KN</p&g

102、t;<p>　　空槽加橫向風(fēng)壓力情況：</p><p><b>　　=491.22KN</b></p><p><b>　　=506.60KN</b></p><p>　　2 作用于排架節(jié)點(diǎn)上的橫向風(fēng)壓力</p><p>　?。?） 橫向風(fēng)壓力作用下的排架內(nèi)力計(jì)算</p>

103、<p>　　由于結(jié)構(gòu)對稱而荷載反對稱，所以采用采用無剪力分配法進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　1 桿端彎矩計(jì)算</b></p><p>　　下述計(jì)算中，彎矩以順時(shí)針為正以逆時(shí)針為負(fù)</p><p><b>　　KN·m</b></p><p><b>　　

104、KN·m</b></p><p><b>　　2 桿端彎矩計(jì)算</b></p><p>　　分配系數(shù)計(jì)算：令，</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　力矩分配計(jì)算如下表 5-1，彎矩如圖5-3；</p><p>　　表5

105、-1力矩分配計(jì)算表（單位：力矩KN.m）</p><p>　　5-3 1#排架內(nèi)力圖</p><p>　?。?） 排架立柱軸力計(jì)算</p><p>　　滿槽水加橫向風(fēng)壓力情況作用于迎風(fēng)柱的軸力：作用于背風(fēng)柱的軸力：空槽加橫向風(fēng)壓力情況作用于迎風(fēng)柱的軸力： 作用于背風(fēng)柱的軸力： </p><p>　　排架橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)

106、，迎風(fēng)側(cè)下一層的排架柱為計(jì)算控制段，該柱段彎矩最大，軸力最小。根據(jù)直線比例關(guān)系，按下式計(jì)算最下一層排架柱的反彎矩?fù)?jù)節(jié)點(diǎn)2距離x</p><p>　　根據(jù)對背風(fēng)側(cè)最下一層排架柱的反彎點(diǎn)的力矩平衡關(guān)系，按下式計(jì)算迎風(fēng)側(cè)排架柱由水平荷載作用產(chǎn)生的軸向力： =12.516KN</p><p>　　按下式計(jì)算最下一層排架

107、柱的軸力 </p><p>　　5.1.3 1#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　?。?） 排架立柱配筋計(jì)算</p><p>　　由于風(fēng)向的方向不確定，因此立柱按壓彎構(gòu)件進(jìn)行對稱配筋。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2</p><p><b>　　滿槽水情況下：

108、</b></p><p>　　M=24.151KN·m，N=1242.154KN，K=1.2，=45mm</p><p><b>　　，故</b></p><p><b>　　判斷截面類型 ：；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p&

109、gt;<p>　　，故按小偏心對稱配筋計(jì)算：</p><p>　　滿足最小配筋率，選配4B14， ,</p><p><b>　　空槽水情況：</b></p><p>　　M=24.151KN·m，N=520.284KN，K=1.2，=45mm</p><p><b>　　，故<

110、;/b></p><p><b>　　判斷截面類型 ：；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　，故按小偏心對稱配筋計(jì)算：</p><p>　　由上式可知構(gòu)建屬于大偏心受壓構(gòu)件，所以按大偏心重新計(jì)算。</p><p>　　按計(jì)算不須配筋，所

111、按構(gòu)造配筋</p><p>　　故選配3B 10 經(jīng)比較，最終選配選配4B14，。</p><p>　　由于剪力較小，按計(jì)算不需配箍筋，故按構(gòu)造配箍筋A(yù)10@200，。</p><p>　?。?） 排架頂梁配筋計(jì)算</p><p>　　頂梁在在反水平對稱荷載作用下，其軸力為0；豎向荷載只使立柱產(chǎn)生軸力對頂梁不產(chǎn)生內(nèi)力。所以

112、頂梁按受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋且對稱配筋，以橫梁上的桿端彎矩位計(jì)算控制彎矩。</p><p>　　M=20.121KN·m，h=300mm，b=450mm，K=1.2，=45mm</p><p>　　滿足最小配率筋要求，故鋼筋選用3B10，。</p><p>　　由于剪力較小，按計(jì)算不需配箍筋，故按構(gòu)造配箍筋A(yù)8@200，。</p><p>

113、;　　（3） 排架橫梁配筋計(jì)算</p><p>　　與頂梁基本相同，只是彎矩大小不同。</p><p>　　頂梁在在反水平對稱荷載作用下，其軸力為0；豎向荷載只使立柱產(chǎn)生軸力對頂梁不產(chǎn)生內(nèi)力。所以頂梁按受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋且對稱配筋，以橫梁上的桿端彎矩位計(jì)算控制彎矩。</p><p>　　M=32.861KN·m，h=300mm，b=450mm，K=1.2，=

114、45mm</p><p>　　滿足最小配率筋要求，故鋼筋選用4B12，，由于剪力較小，箍筋按構(gòu)布置選用A8@200。</p><p>　　由于剪力較小，按計(jì)算不需配箍筋，故按構(gòu)造配箍筋A(yù)8@200，。</p><p>　　5.1.4 1#排架施工驗(yàn)算</p><p>　　排架施工期的最不利情況：一跨槽身施工完畢，而另一跨尚未施工，排架在縱向

115、偏心受壓。計(jì)算荷載包括每根立柱承擔(dān)1/4槽身自重，施工荷載及排架自重。施工荷載包括工具和人群荷載等，可按4KN/m2考慮。按短暫狀況設(shè)計(jì)，故安全系數(shù)K=1.2。</p><p><b>　　荷載設(shè)計(jì)值：</b></p><p>　　排架施工期荷載計(jì)算圖（單位：mm）</p><p>　　不考慮槽身對排架頂?shù)哪Σ亮ψ饔?，將排架立柱簡化成一端固定?/p>

116、段定向支座，，。由于施工時(shí)不確定先按裝哪一邊的槽身，所以按對稱配筋計(jì)算。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，Ⅱ級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2</p><p>　　M=103.510KN·m，N=345.034KN，K=1.2，=45mm</p><p><b>　　判斷截面類型 ：；</b></p><p><b

117、>　??；</b></p><p>　　，故按大偏心對稱配筋計(jì)算：</p><p>　　由于橫向配筋已在每邊配有2B14故只需在每邊再配3B16</p><p>　　5.2 2#排架設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1 2#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　排架高程為4.2m，立柱長邊b1為排架

118、高的（1/20～1/30），常取0.4～0.7這里b1取0.45m，短邊h1=（0.5～0.8）b1，常用0.3～0.5m，這里取0.3m，立柱的間凈距為L=4.2m；橫梁高為（1/6～1/8）L，取h2=0.4m，梁寬b2=0.3m，橫梁間距取3.8m，，其他尺寸如圖5-1，排架尺寸如圖5-所示：</p><p>　　圖5-4 2#排架結(jié)構(gòu)布置圖</p><p>　　5.2.2 2#排

119、架荷載計(jì)算</p><p><b>　?。?）風(fēng)荷載計(jì)算</b></p><p>　　風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)rq=1.3</p><p>　　沖溝內(nèi)無常年流水，故不考慮水荷載對排架的作用。</p><p>　　1 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力</p><p>　　作用于槽身的風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計(jì)算：</p