淑閭西溝渡南水北調(diào)工程畢業(yè)設(shè)計

1、 淑閭西溝渡淑閭西溝渡南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程 班班 級：級： 考考 籍籍 號：號： 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 20132013 年年 0909 月月 設(shè)計課題：設(shè)計課題：淑閭西溝渡淑閭西溝渡南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程 學(xué)學(xué)生生姓姓名名 ： 學(xué)學(xué) 號：號： 班班 級：級： 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 ： 完完成成日日期期 : 2 20 01 13 3 年年 0 09 9 月月 摘要摘要 工程位于河北省石家莊市，承擔(dān)著全市的排污排澇任務(wù)。為對本市的用水環(huán)境進(jìn)行綜 合治理，修建此水泵站?；痉桨笧椋赫局返倪x擇和建筑物的布置，水泵的選型，水 泵進(jìn)出管路的設(shè)計。工程等級為三級。 設(shè)計的主要工作有：1

2、選擇合理的設(shè)計方案及設(shè)計方法； 2 施工平面布置圖； 3 工程預(yù)算。 關(guān)鍵字：水泵 設(shè)計 管路 目目 錄錄 摘摘 要要.2 1 概概 述述.3 1.1 南水北調(diào)中線工程簡介.3 1.2 淑閭西溝渡槽概況.3 1.2.1 地形地貌.3 1.2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性.4 1.2.3 工程地質(zhì)條件及評價.4 1.2.4 基本設(shè)計資料與資料.4 2 渡槽總體布置與選型渡槽總體布置與選型.6 2.1 渡槽總體布置.6 2.1.1 基本原則.6 2.1.2 注意事項.6 2.2 結(jié)構(gòu)型式的選擇.6 2.2.1 槽身橫斷面選擇.7 2.2.2 槽身縱向支承形式選擇.7 2.2.3 與上下游渠道的 連接形式

3、.7 2.2.4 渡槽的結(jié)構(gòu)布置.7 3 渡槽水力計算渡槽水力計算.9 3.1 確定槽身斷面尺寸.9 3.2 總水頭的確定與i,b,h 的校核.10 z 3.3 進(jìn)出口高程確定.12 3.4 槽身尺寸擬定.13 4 渡槽結(jié)構(gòu)計算渡槽結(jié)構(gòu)計算.14 4.1 槽身橫向穩(wěn)定驗算.14 4.1.1 驗算作用.14 4.1.2 計算簡圖.14 4.1.3 不利工況及計算單元.14 4.1.4 計算荷載.14 4.1.5 計算目的.15 4.1.6 計算過程：.15 4.2 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算.16 4.2.1 縱向結(jié)構(gòu)計算任務(wù).16 4.2.2 計算荷載.16 4.2.3 槽身內(nèi)力計算.17 4.3 橫剖

4、面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計算.17 4.3.1 加大流量工況計算.17 4.3.3 1/2-2/3 加大流量工況計算.22 4.4 槽身配筋計算.27 4.4.1 縱向配筋.27 4.4.2 橫向配筋.27 4.5 人行道板設(shè)計.29 4.6 橫拉桿計算.31 4.6.1 固端計算.31 4.6.2 跨中彎矩計算.32 4.7 端肋內(nèi)力計算.33 4.7.1 荷載計算.33 4.7.2 計算荷載.34 4.7.3 端肋賠筋.35 5 渡槽支撐計算渡槽支撐計算.37 5.1 槽墩形式.37 5.2 槽墩結(jié)構(gòu)計算.38 5.2.1 承壓驗算.38 5.2.2 空水及風(fēng)壓工況下的抗滑抗傾驗算.39 5.3 基

5、底應(yīng)力驗算.40 5.4 邊墩結(jié)構(gòu)計算.40 5.5 穩(wěn)定驗算.42 5.6 正應(yīng)力驗算.42 6 工程量與造價計算工程量與造價計算.44 6.1 鋼筋計算.44 6.2 混凝土量計算.44 6.3 人工單價預(yù)算.44 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).46 謝謝 辭辭.47 1 概概 述述 1.11.1 南水北調(diào)中線工程簡介南水北調(diào)中線工程簡介 “南方水多、北方水少”是我國水資源分布的特點，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北 方缺水日益嚴(yán)重。京、津、華北地區(qū)平原尤為突出，不但制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而且出現(xiàn) 了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。自 1952 年毛主席提出南水北調(diào)的構(gòu)想以來，經(jīng)中央、有關(guān)省 市領(lǐng)導(dǎo)和廣大的科技工作者的努

6、力，20 世紀(jì) 70 年代末就形成了從長江的上、中、下游 向北方調(diào)水的西、中、東三條線的格局。 南水北調(diào)工程南起湖北丹江口水庫，北至北京團(tuán)結(jié)湖。一期工程總調(diào)水量 95 億 立方米。從丹江口水庫計，分配我省 34.7 億立方米，扣除總干渠輸水損失，至我省各 分水口門水量約 30 億立方米。二期工程總調(diào)水量增加到 130 億立方米，分配我省毛水 量 48.3 億立方米，到我省分水口門約 42 億立方米。 南水北調(diào)中線工程總干渠自河南省安陽市豐樂鎮(zhèn)穿漳河進(jìn)入我省，沿太行山東麓 和京廣鐵路西側(cè)北行，途經(jīng)邯鄲、邢臺、石家莊、保定境內(nèi) 25 個縣（市） ，于涿州市 穿北拒馬河中支進(jìn)入北京，線路全長 461

7、 公里?？偢汕?jīng)之處除永年縣名山和唐河 以北渠段屬于低山丘陵外，大部分渠段在山前平原通過，地形平坦開闊。共穿越大小 河溝 201 條，無明顯河溝的坡水區(qū) 36 處，共計 237 條（處） ，河北段共有各類建筑物 697 座。 總干渠為一等工程，渠道和建筑物的主要部位為 1 級建筑物，次要部位為 2 或 3 級建筑物。防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)：大型河渠交叉建筑物為百年一遇和三百年一遇； 渠道及其他建筑物為 50 年一遇和百年一遇。 1.21.2 淑閭西溝渡槽概況淑閭西溝渡槽概況 淑閭西溝渡槽位于河北省保定市唐縣淑閭村西排洪溝上，距離淑閭村約 200 米,是南水 北調(diào)中線工程河北段總干渠上的一座左

8、岸排水建筑物。與南水北調(diào)總干渠相交叉，為 了滿足總干渠建成后此河流的過水要求，故在排洪溝上修建一座渡槽。 淑閭西溝排水渡槽 i 等 1 級水工建筑物，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇洪水設(shè)計，200 年一遇 洪水校核，進(jìn)出口漸變段建筑物級別為 3 級 1.2.11.2.1 地形地貌地形地貌 淑閭西溝渡槽位于河北省唐縣淑閭村西溝 200m，有鄉(xiāng)間土路經(jīng)過場區(qū)，距公路約 1.5km，交通比較便利。 所屬地貌單元為太行山山前平原，地勢平坦開闊，地面高程 70.270.5m 。 1.2.21.2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層巖性 鉆探深度內(nèi)揭露地層為第四系上更新統(tǒng)中段沖洪積和太古界角閃斜長片麻巖，地

9、質(zhì)結(jié)構(gòu)為粘性土、基巖雙層結(jié)構(gòu)，現(xiàn)由上至下分述如下： 1、第四系上更新統(tǒng)中段沖洪積（al+plq23） 黃土狀壤土:褐黃色,干燥稍濕,可塑,層厚 88.5m。夾中砂，棕黃色，飽和，厚 0.5m。 2、太古界埠平群南營組（arn） 黑云斜長片麻巖（強(qiáng)）：暗灰色，巖芯呈碎塊狀，塊徑 0.55m。強(qiáng)風(fēng)化未完全揭 露，厚度大于 4.2m。 1.2.31.2.3 工程地質(zhì)條件及評價工程地質(zhì)條件及評價 1、建筑物主要設(shè)計指標(biāo)：設(shè)計流量 34.2m3/s, 校核流量 58.1 m3/s， 槽底高程進(jìn)口段 71.97 m， 出口段 71.86 m； 設(shè)計流速 2.8m/s, 校核流速 3.27m/s. 總干渠指

10、標(biāo)： 設(shè)計流量 135 m3/s，加大流量 160 m3/s；設(shè)計水位 69.660m；渠底高程 65.160 m。 2、根據(jù)中國地震局分析預(yù)報中心 2004 年 4 月南水北調(diào)中線工程沿線設(shè)計地震 動參數(shù)區(qū)劃報告 ，本區(qū)地震動峰值加速度 0.05g ,相當(dāng)于地震基本烈度度。 3、建筑物建議采用樁基，樁底坐落在全風(fēng)化片麻巖層，容許承載力建議值為 300kpa。 4、覆蓋層中有 0.5m 厚的砂層，樁基施工中應(yīng)注意砂層塌孔問題。 5、地下水位距渠底板以上 2.4m。 6、排水渡槽出口地表為黃土狀壤土，抗沖性能差，建議采取抗沖工程措施。 7、建筑物區(qū)渠底局部為中砂透鏡體，建議挖除并做好防滲處理。

11、1.2.41.2.4 基本設(shè)計資料與資料基本設(shè)計資料與資料 1、天然河溝資料 設(shè)計流量: 36sm / 3 校核流量: 62sm / 3 溝底縱坡: 0.0092 溝底寬度： 9.00m 流域面積: 1.55 2 km 2、建筑物軸線處引水總干渠資料 渠道底高程： 65.160m 設(shè)計水位: 69.660m 加大水位: 70.196m 一級馬道高程: 71.660m 邊坡系數(shù): 1:1.25 底寬: 21.50m 縱坡： 1/25000 3、渡槽指標(biāo) 槽身長： 86m 設(shè)計流量: 36/s 3 m 加大流量: 62/s 3 m 渡槽進(jìn)口底高程: 74.000m 4、地質(zhì)資料 淑閭西溝排水渡槽場

12、區(qū)地質(zhì)為土巖雙層結(jié)構(gòu)。 土質(zhì)結(jié)構(gòu) 第四系上更新統(tǒng)中斷沖洪積（）黃土狀壤土；褐黃色，干燥稍 2 3 plqal 濕，可塑，層厚 88.5m。夾中砂，棕黃色，飽和，厚 0.5m。 巖質(zhì)結(jié)構(gòu) 太古界平群南營組（arn）: 黑云斜長片麻巖（全）,全風(fēng)化帶最薄處 20.8m；黑云斜長片麻巖（強(qiáng)） ，強(qiáng)風(fēng)化未完全揭露，厚度大于 4.2m。 2 渡槽總體布置與選型渡槽總體布置與選型 2.12.1 渡槽總體布置渡槽總體布置 渡槽的整體布置是渡槽設(shè)計中全局性的問題。 渡槽總體布置包括：平面布置、縱剖面布置、若干橫剖面布置、進(jìn)口、出口、連 接段、過渡段布置等，應(yīng)根據(jù)渠系規(guī)劃要求及查勘資料，通過分析比較和必要的水力

13、 計算確定。 2.1.12.1.1 基本原則基本原則 在縱剖面上，首先應(yīng)定出上游渠道末端樁號及下游渠道首端樁號；由水力計算確 定出槽內(nèi)水面及槽身斷面輪廓尺寸，進(jìn)一步確定槽身各部位（用樁號表示）支承結(jié)構(gòu) 高度，進(jìn)行跨度劃分及布置等工作。選擇地點應(yīng)使渠線及渡槽長度較短，地質(zhì)條件較 好，工程最省槽身起止點爭取落在挖方渠道上進(jìn)水口水流順暢，運用管理方便，應(yīng)考 慮進(jìn)出口建筑物及槽跨結(jié)構(gòu)型式及布置等。 2.1.22.1.2 注意事項注意事項 1）跨越河流時，槽址應(yīng)盡量布置于河床穩(wěn)定水流順直的 河段，避免布置于水流 轉(zhuǎn)彎處，槽軸線盡量于河道主流垂直。 2）槽址應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好，地形有利和便于施工的地方

14、。槽址應(yīng)位于河床 穩(wěn)定，水流順直的河段，避免位于河流轉(zhuǎn)彎處，以免凹岸及基礎(chǔ)受沖。 3) 進(jìn)出口不能落在挖方渠道上時，也可落回在填方渠道上。 4) 渡槽進(jìn)出口渠道與槽身的連接在平面布置上應(yīng)爭取在一直線不可急劇轉(zhuǎn)彎。 5) 渡槽發(fā)生事故需要停水檢修，成為了上游分水的目的常在進(jìn)口段或進(jìn)口前渠道 的適宜位置設(shè)節(jié)制閘，以便與泄水閘聯(lián)合運用，使渠水泄入溪谷或河道 6) 盡量少占耕地，少拆房屋并盡可能有較寬敞的施工場地以便施工。 2.22.2 結(jié)構(gòu)型式的選擇結(jié)構(gòu)型式的選擇 根據(jù)工程的自然地形、地質(zhì)條件及輸送的流量選擇適宜的槽身斷面形式、支承形 式、基礎(chǔ)形式、與上下游渠道的連接形式等， 渡槽型式選定及構(gòu)造要求

15、 1 渡槽要求進(jìn)口底高程低于或齊平溝底高程，除保證順暢排水外還要滿足出口渠底 高程高于總干渠加大水位 0.75m 以上的要求。 2 本渡槽位于挖方渠段，為了使建筑物結(jié)構(gòu)受力條件好，排水順暢，渡槽軸線與總 干渠中心線正交，并盡量使渡槽進(jìn)出口與上下游河道平順連接。 3 為了保證總干渠順暢輸水， 設(shè)計大綱要求排水渡槽渠底寬范圍內(nèi)不設(shè)或少設(shè) 槽墩，縱向盡可能采用較大跨度；在有流冰的渠段，渠底不得低于加大水位 0.75m 以 上；一級馬道作為總干渠管理維護(hù)交通作用，路面寬度內(nèi)亦不準(zhǔn)布置槽墩等，為了滿 足上述要求本渡槽縱向跨度布置 18m。槽身縱向為簡支形式，橫向結(jié)構(gòu)為槽，采用多側(cè) 墻預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

16、2.2.12.2.1 槽身橫斷面選擇槽身橫斷面選擇 槽身斷面常用的有矩形和 u 型斷面；矩形斷面槽身多用于大中小流量時鋼筋混凝 土預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土渡槽。u 型斷面槽身一般用于中小，流量鋼筋混凝土渡槽（跨度 較大時）或鋼絲網(wǎng)水泥槽身(小型工程)的渡槽，其水力條件好，縱向剛度大，橫向內(nèi)力 較少，結(jié)合淑閭西溝情況選擇 u 型。 2.2.22.2.2 槽身縱向支承形式選擇槽身縱向支承形式選擇 槽身的縱向支承形式常用的有墩式支承，排架式和公式支承三種型式；經(jīng)論證并 結(jié)合淑閭西溝地質(zhì)地形條件選擇圓矩形空心重力墩。 2.2.32.2.3 與上下游渠道的與上下游渠道的 連接形式連接形式 渡槽進(jìn)出口建筑物的作用

17、是將槽身與上下游渠道連接起來，以使槽內(nèi)水流與上下 游渠道平順銜接，減少水頭損失和紡織滲漏，漸變段采用扭曲面；扭曲面水流條件好， 應(yīng)用較多，一般采用漿砌石建造。 2.2.42.2.4 渡槽的結(jié)構(gòu)布置渡槽的結(jié)構(gòu)布置 本節(jié)是在總體布置基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化布置槽身結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、兩岸連 接結(jié)構(gòu)各部位的型式和尺寸。 排水渡槽由進(jìn)口引渠，進(jìn)口漸變段，進(jìn)口連接段，槽身段，出口連接段，出口引 渠等部分組成。 1) 進(jìn)口引水渠是為了滿足排水渡槽和上游河溝平順連接而設(shè)置，位于進(jìn)口漸變段 前，采用梯形斷面，引水渠邊坡采用漿砌石護(hù)砌，引水渠低為漿砌石和干砌石 兩種護(hù)砌形成，渠底前部分為干砌石，后部分為漿砌石，漿砌

18、石厚度 0.4m 2) 進(jìn)口漸變段翼墻采用八字墻，長度為 15m 漸變段側(cè)墻采用重力式擋土墻形成， 底部為混凝土護(hù)砌。 3) 進(jìn)口連接段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長度 16m。國稅斷面與槽身相同，為滿足交 通要求需要在連接段上設(shè)施跨槽交通橋，結(jié)合交通橋和排水要求，連接段采用 落地矩形槽。 4) 槽身段由上部結(jié)構(gòu)，支撐基礎(chǔ)組成。上部槽身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，槽身單跨 長 18m 槽身段總長 54m，槽身和下部支撐結(jié)構(gòu)之間選用盒式橡膠支座，下部 支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心重力墩，基礎(chǔ)為臺階式擴(kuò)大基礎(chǔ)。 5) 出口連接段和進(jìn)口兩階段結(jié)構(gòu)形式相同。 6) 出口漸變段為八字墻混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置斜坡與下游消能設(shè)施連

19、接。 7) 下游消能段位于漸變段后，采用消能池消能，消能池后設(shè)置漿砌石和干砌石防 護(hù)段。 8) 出口尾渠位于消能池后根據(jù)下游天然河道形態(tài)決定設(shè)置尾渠出口，尾渠底和邊 坡采用漿砌石護(hù)砌。 3 渡槽水力計算渡槽水力計算 3.13.1 確定槽身斷面尺寸確定槽身斷面尺寸 0.2- 進(jìn)口漸變段損失系數(shù)，0.5-出口漸變段損失系數(shù)，0.014-渡槽槽身糙率， 2.0-天然河溝糙率。由于渡槽長度大于進(jìn)口前渠道水深的 20 倍，l20h 因此水力設(shè) 計時槽內(nèi)水流按明渠均勻流考慮。 （31）qc ri q渡槽內(nèi)水流量 () 3 /ms 渡槽過水?dāng)嗝婷娣e（） 3 m c謝才系數(shù) 1 6 1 cr n n粗糙系數(shù)，

20、鋼筋砼槽身 取 0.0140.0130.014n r水利半徑 i渡槽縱坡，取 0.001 槽身凈寬 b 和凈深 h 一起考慮。即按 h/b（寬深比）擬定，對于 u 型槽一般取 h/b0.70.8 ,b=2.對于初擬的 ibh 值還用公式計算所得流量等于 0 rqc ri 或略大于流量 q=62 時可初步選出 ibh 值,將計算過程列為下表： 3 /ms 基本尺寸計算表 b （m）（m） 0 r（m）=0.6f 0 r （m）=-0.1 1 hfh/b=0.8 6.0003.001.8001.700(3+1.8)/6 5.0002.5001.5001.490(2.5+1.5)/5 5.4002.

21、7001.6201.520(2.7+1.62)/5.4 5.302.6501.5901.490(2.65+1.59)/5.3 5.3402.6701.6021.502(2.67+1.602)/5.34 5.3502.6751.6051.505(2.675+1.605)/5.35 5.3602.6801.6081.508(2.68+1.608)/5.36 綜上，u 型槽斷面尺寸確定為 b=5.36m =2.68m =1.608m 0 rf 3.23.2 總水頭總水頭的確定與的確定與 i,b,hi,b,h 的校核的校核 z （1） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=1.1m，過水?dāng)嗝?/p>

22、 0 q 3 m 1 h = =0.53.14+22.681.1=17.172 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+21.1=10.615m 01 x= r2h 水利半徑 =1.618r x 17.172 10.615 得 q= 21 32 3 17.172 1.6180.001 53.46/ 0.014 ms （2） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.9m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h = =0.53.14+22.680.9=16.1 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.9=10.21

23、5m 01 x= r2h 水利半徑 =1.576r x 16.1 10.215 得 q= 21 32 3 16.1 1.5760.001 49.25/ 0.014 ms （3） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.5m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h （m）= 2 01 0.5 rh b （m）= +2 0 r 1 h r=/ =(m) qc ri 2 1 3 2 1 r i n 24.33012.8201.89884.179 24.33010.6501.57951.460 19.65011.5181.70663.340 18.92211.3011.67460.214 19.

24、21311.3881.68761.500 19.28611.4101.69061.820 19.35911.4311.69462.130 = =0.53.14+22.680.5=13.96 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.5=10.215m 01 x= r2h 水利半徑 =1.482r x 13.96 9.42 得 q= 21 32 3 13.96 1.4820.001 41/ 0.014 ms （4） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.2m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h = =0.53.14+22.680.2=12.35

25、 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.2=8.8152m 01 x= r2h 水利半徑 =1.4r x 12.35 8.8152 得 q= 21 32 3 12.35 1.40.001 35/ 0.014 ms （5） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.3m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h = =0.53.14+22.680.3=12.88 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.3=9.0152m 01 x= r2h 水利半徑 =1.429r x 12.88 9.0152 得 q= 2

26、1 32 3 12.88 1.4290.001 36.9/ 0.014 ms （6） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.25m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h = =0.53.14+22.680.25=12.62 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.25=8.92m 01 x= r2h 水利半徑 =1.415r x 12.62 8.92 得 q= 21 32 3 12.62 1.4150.001 35.9/ 0.014 ms （7） 試選圓心軸以上通過設(shè)計流量=36 /s 時水深=0.26m，過水?dāng)嗝?0 q 3 m 1 h =

27、 =0.53.14+22.680.26=12.67 2 00 1 0.52rr h 2 2.68 2 m 濕周3.142.68+20.26=8.935m 01 x= r2h 水利半徑 =1.418r x 12.92 8.935 得 q= 36 21 32 3 12.67 1.4180.001 36.12/ 0.014 ms 3 /m 此時槽中水深 h=+=2.68+0.26=2.94m 過水?dāng)嗝婷娣e=12.67 0 r 1 h 2 m ，所以按淹沒堰流計算15 l h 222 0 /(2 )/2zqwgvg 重力加速度；g 流速分布系數(shù)取 1.0； 0 36 0.423/ 9 4.52 0.5

28、 4.65 2 4.65 q vm s a z=0.496m 2222 36(0.9512.67 2 9.81)1 0.42329.81 出水口回升值 2 z =z=0.496=0.1653m 2 z33 槽身沿程水面降落值 1 z =il=0.001 54=0.054m 1 z 通過渡槽總水頭損失z =0.496+0.0540.1653=0.3847m 12 zzzz 確定 0.001i 5.36bm 2.94 5529.5 1212 h hcm 11 150.826124.8hhcm 滿足要求。 11 hhh 3.33.3 進(jìn)出口高程確定進(jìn)出口高程確定 進(jìn)口前渠口高程 3 72dm 通過設(shè)

29、計流量時渠道水深，槽中水深。進(jìn)口水面降落， 1 4.65hm2.94hm0.496zm 出口水面回升，沿程水面降落。 2 0.1653zm 1 0.054zm 所以： 進(jìn)口槽底高程 131 724.652.9473.214dhzhm 進(jìn)口槽底抬高 113 73.214721.214ym 出口槽底高程 211 73.2140.05473.16ddzm 出口渠底降低 211 4.650.0542.941.656yhzhm 出口渠底高程 422 73.16 1.65671.504ddym 4 2 h2 水面線 h 1 v0 3 3-2 水力計算圖 3.43.4 槽身尺寸擬定槽身尺寸擬定 槽壁厚取 2

30、3cm 0 1111 ()() 268 10151015 tr 頂梁尺寸 取 ， 取， 取(1.5 2.5)at50cm(1 2)bt30cm(1 2)ct30cm 圖 3-3 渡槽橫斷面尺寸圖 u 型槽頂部拉桿間距 12m 取。為改善渡槽縱向受力狀態(tài)并便于架設(shè)安裝在槽身支2m 座部位設(shè)端肋。端肋外形輪廓可做成梯形或折線型從美觀和節(jié)約材料角度出發(fā)選取梯 形肋厚 0.23+0.4=0.63m。 4 渡槽結(jié)構(gòu)計算渡槽結(jié)構(gòu)計算 4.14.1 槽身橫向穩(wěn)定驗算槽身橫向穩(wěn)定驗算 4.1.14.1.1 驗算作用驗算作用 渡槽在施工及應(yīng)用過程中，在自重及外力作用下穩(wěn)定性可能受到破壞，從而影響 到渡槽的正常工

31、作，甚至失事，因此在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)驗算各種不利情況下的槽身穩(wěn)定， 主要驗算風(fēng)荷載下的槽身穩(wěn)定。 4.1.24.1.2 計算簡圖計算簡圖 圖 4-1 槽身穩(wěn)定計算圖 4.1.34.1.3 不利工況及計算單元不利工況及計算單元 不利工況為槽內(nèi)無水且受風(fēng)壓，計算單元為不同跨度的槽身。 4.1.44.1.4 計算荷載計算荷載 （1）自重包括各部分構(gòu)件固定設(shè)備重量。 (2)風(fēng)壓力。 4.1.54.1.5 計算目的計算目的 （1）抗滑；進(jìn)行抗滑驗算的主要目的是驗算渡槽是否會沿排架產(chǎn)生水平滑動。設(shè)計 時主要用阻滑力及滑動力的比值反映渡槽水平抗滑穩(wěn)定性，其比值為穩(wěn)定安全系數(shù) c k （2）抗傾；進(jìn)行抗傾計算的目的

32、主要是驗算槽身在控水受風(fēng)壓情況下是否會繞背 風(fēng)面支撐點產(chǎn)生傾覆。 4.1.64.1.6 計算過程：計算過程： 計算荷載槽身長 18m 取計算跨度18 1.05 （1） 槽殼重 ( 2 2.912.68 3.14 () 0.232 1.608 0.23(0.30.6) 0.5 25 18 1.05 2 k g )風(fēng)荷載 0z wkkw k風(fēng)載體型系數(shù)與建筑物體型尺寸等有關(guān)，u 型斷面?。?.11.2） ；(1) 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； z k 基本風(fēng)壓； 0 w 風(fēng)振系數(shù)。 2 1.3 1.0 0.4 1.00.52/wkn m ( 3 )槽頂結(jié)構(gòu)重 = 拉桿重+人行道板重 =(0.2 0.2 5.

33、36 1 0.1 18 1.05 2) 25142.74kn 端肋重：= 2 1 (73291) (76497)291291 206 4 (3060) 502 = 6 (291 30291) 302 10225.6kn 取半槽 抗滑驗算： fn k p f 槽身墊板與排架間的摩擦系數(shù)取 0.55； n鉛直力，在本設(shè)計中為半跨槽身重； p水平力，本設(shè)計為風(fēng)荷載； k抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) =24.945 fn k p 1 (1515.89 142.74)225.60 0.55 2 1 0.52 89.46 2 抗傾驗算 x y m k m 傾覆力矩； x m 抗傾力矩； y m 傾覆安全系數(shù)；k =

34、x m23.26 4.22249.08 =2210.28 y m607.22 (2.91 0.73) =2210.28/49.08=45.030k = x y m k m 2210.28 45.03 49.08 4.24.2 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算槽身縱向結(jié)構(gòu)計算 4.2.14.2.1 縱向結(jié)構(gòu)計算任務(wù)縱向結(jié)構(gòu)計算任務(wù) 進(jìn)行縱向結(jié)構(gòu)計算主要是對槽身縱向內(nèi)力進(jìn)行計算，之后再對槽身進(jìn)行配筋。設(shè) 計時內(nèi)力是按照梁的理論計算. 4.2.24.2.2 計算荷載計算荷載 （1）設(shè)計條件 槽身自重+水重（設(shè)計水位）+人群荷載 （2）校核條件 槽身自重+水重（加大流量）+人群荷載 設(shè)計時取最大跨徑為研究對象。計算跨

35、徑取 1.05 倍徑寬。設(shè)計時取校核流量情況 計算內(nèi)力 計算荷載： 槽身重：=1143.7 18=80.21kn/m 1 g 槽頂人群荷載：=2.83 kn/m 2 g 水重：=19.3599.81=189.9 kn/m 3 g 拉桿重：=0.20.25.3625918=2.68 kn/m 4 g a=0.23（3.142.795+21.608）+0.50.9=3.21(2 )2trfab 2 m 22 (2)(2) (2 )2 trfabfb k trfab =0.74 22 0.23(2 2.7951.608 )0.5 0.45(2 1.6080.45) 3.21 k 333 (2/3)(

36、)2()(1/2)jabtfabf fbt r 22 (2(2)trfabfb = 33 (2/3)(0.5 0.450.23 1.608 )2 0.5 0.45 1.608 (1.6080.45) 3 (1/2) 0.23 3.14 2.795 22 0.23 (2 2.7951.608 )0.5 0.45 =7.632(2 1.6080.45) 0.74 4 m =0.74/2.795=0.265=/k r 0 sin =1.508/2.795=0.54/h k =0.237.632=0.658 3 trj 3 2.795 =0.268（弧度） 0 1 sin (0.265) =0.74+

37、1.608=2.348m 1 ykf =2.68-0.74+0.23=2.14m 20 yrkt 4.2.34.2.3 槽身內(nèi)力計算槽身內(nèi)力計算 槽截面幾何力學(xué)要素計算 計算荷載設(shè)計值 槽身自重：標(biāo)準(zhǔn)值=80.21 kn/m 1 g 設(shè)計值=80.211.05=84.22 kn/m 1 g 槽頂人群荷載：標(biāo)準(zhǔn)值=2.83 kn/m 2 g 設(shè)計值=2.831.2=3.396 kn/m 2 g 水重：標(biāo)準(zhǔn)值=189.9 kn/m 3 g 設(shè)計值=189.91.2=227.88 kn/m 3 g 拉桿自重：標(biāo)準(zhǔn)值=2.68 kn/m 4 g 設(shè)計值=2.681.05=2.814 kn/m 4 g

38、=+=318.31 kn/mq 1 g 2 g 3 g 4 g 將渡槽按簡支梁計算跨中彎矩 22 11 318.31 1812892 88 mql 2 kn m 槽身縱向承受總拉力為 00 2(cos) 2 l mk ztr rk j = 128920.74 2 0.23 (2.795 0.9820.525 0.1893.14 9.80652 =1121.36 kn 4.34.3 橫剖面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計算橫剖面構(gòu)造橫向結(jié)構(gòu)計算 計算時沿槽長取 1.0m 槽身按平面問題求解橫向內(nèi)力。因此拉桿抗彎能力小，因此 按一次超靜定結(jié)構(gòu)求解拉桿拉力，因槽殼橫向結(jié)構(gòu)與荷載對稱，故取一般結(jié)構(gòu)計算直 段與彎弧段的橫

39、向內(nèi)力彎距機(jī)軸力。槽身按靜定懸臂梁計算內(nèi)力。 4.3.14.3.1 加大流量工況計算加大流量工況計算 直段及彎弧段彎距計算 =0.45 0.5 0.1 25 (0.615- 0 m 0.25)+0.2 0.2 2.68+0.14 0.15 2 2.68+0.1 1 (2-0.2) 252 0.115= -1.2786 kn m 計算拉桿拉力 1 1 11 p x 332 11 11 (2) 324 r ei 332 13.143.14 2.68(0.540.542 0.54)() 324 ei 45.722 ei 32222 11110 111 (105) ( 1202 p hhhhhm r

40、eiei 2 1 11 ) 1(1) 22 m r ei 3 222 234 111 ()(1)(2) 42812 m rm rm r eieiei 式中 3 001 11 () 26 mmatth 1100 3 () 22 qj mrh r rgfrg r tr 222 210 1 (1)() 22 q mrhrrgr 2 30 1 22 q mrr rgr 4 2 q mr 計算數(shù)值 2.83 1.2+2.68 1.05+0.5 0.45 1 1.05=3.3413 0 g 1 2 1 2 25 0.23 1.056.0375g nt kn m 2 (2 )(3)tqjabkfb 3 0

41、11 1.2786(0.54.706)9.81 1.508 26 m 1 3 318.317.6323.14 0.658 2.795 () 20.23 2.7952 m 9.81 1.508 2.68 2.795 1626.0375 1.608 2.7953.3413 2.795 2 3 318.317.6323.14 0.658 2.795 ()9.81 1.508 2.68 2.795 20.23 2.7952 m 359.456.0375 1.608 2.7953.3413 2.795 22 3 318.311 0.658 2.7959.81 2.682.7956.0375 2.795

42、22 m 147.07 4 318.31 0.658 2.795 0.26577.57 2 m 0.05 9.81（4.2825）(+3.14 0.54)+1+(162) 1p 3 1.508 2 2.795 1 2 2 0.54 （1） 0.54359.45（0.54）（147.07） 2 2.795 3.14 2 1 2 2 2.795 3.14 4 （1） 0.5477.57（0.542） 2 2.795 3.14 2 3.14 8 2 2.795 3 3.14 12 1 ei 227.454 ei 拉力4.975 1 1 11 p x 227.454 45.722 kn 一根拉桿的拉力

43、4.975 29.95 1l xx skn 計算槽殼頂部彎矩 及軸力橫向圓弧段橫向內(nèi)彎矩及軸力。軸力壓力為正，彎矩以外壁 0y m y b n mn 面受拉為正。 直墻段： 1.27860.5（0.5+0.23）4.71+0=0.441 0y m 01 0.5()mat tx y kn m 1 y h h m 3 011 1 0.5()() 6 mat tyhhx y 2 0 (2 )()(3) y b nggbqjat bkfb 0 3 (2 ) 22 yf qj nggf tr 彎弧段： 012341 (1 cos )sincos()(sin )mmmmmmx r 1234 sincosc

44、osnnnnn 計算各軸力系數(shù) 22 110 0.5 ()0.5(1)nxhrq 4.9750.59.81（） 2 1.508 2 2.68 0.5318.310.658（10.2653.14）200.566 20 0.50.5ngrrq 6.03752.795+0.59.81-0.5318.310.658=-52.619 2 2.68 3 300 0.5()0.5 nggfhrqjtr 3.34136.03751.6089.811.5082.680.5318.310.6587.632( )-0.53.140.23 3 2.795 =57.962 40 nhrq 9.811.5082.6831

45、8.310.6580.265 95.151 直段彎矩計算數(shù)據(jù)如下 表 4-1 直段彎矩計算數(shù)據(jù) 0 m1 () 2 at t 1 xy 1 x y 3 1 1 () 6 yhh m -1.27861.724.795 0 0 0 0.441 -1.2786 1.72 4.7950.10.47950.0016350.92 -1.2786 1.72 4.7950.20.9590.013081.39 -1.2786 1.72 4.7950.31.43850.0441451.84 -1.2786 1.72 4.7950.41.9180.104642.25 -1.2786 1.72 4.7950.62.8

46、770.353162.97 -1.2786 1.72 4.7950.83.8360.837123.44 -1.2786 1.72 4.7951.04.7951.6353.60 -1.2786 1.72 4.7951.25.7542.825283.37 -1.2786 1.72 4.7951.46.7134.486442.67 -1.2786 1.72 4.7951.57.19255.5181252.12 -1.2786 1.72 4.7951.5087.2315.6068872.07 表 4-2 彎弧段彎矩計算 0 m 1 mcos1 cos 1(1 cos )msin 2 m 0.000-4

47、.2825-1621.0000.0000.0000.000359.45 0.262-4.2825-1620.9660.034-5.5080.239359.45 0.523-4.2825-1620.8660.134-21.7080.500359.45 0.785-4.2825-1620.7070.293-47.4660.707359.45 1.047-4.2825-1620.5000.500-81.0000.866359.45 1.308-4.2825-1620.2590.741-120.0420.966359.45 1.570-4.2825-1620.0001.000-1621.000359.

48、45 表 4-3 彎弧段軸力 sin 1 n 1sin n 2 ncos 0.0000.000-200.5640-52.6191.000 0.2620.239-200.564-51.619-52.6190.966 0.5230.500-200.564-100.282-52.6190.866 0.7850.707-200.564-141.799-52.6190.707 2sin m 3 m 3 cosm 4 m 4( )m 1 (sin )x rm 0.000-147.070.00077.570.0007.5093.2265 93.098-147.07-37.22277.57-43.49211.

49、11013.7035 179.725-147.07-66.61177.57-86.81814.46114.5665 254.131-147.07-81.63277.57-130.31017.3408.00 311.284-147.07-76.99177.57-173.80219.551-5.2405 347.229-147.07-49.82377.57-217.12320.941-23.1055 359.45-147.070.00077.57-260.61021.414-46.0285 1.0470.866-200.564-173.688-52.6190.500 1.3080.966-200.

50、564-193.745-52.6190.259 1.5701.000-200.564-200.564-52.6190.000 4.3.34.3.3 1/2-2/31/2-2/3 加大流量工況計算加大流量工況計算 水深內(nèi)力計算 2 3 max h 水深時=1.508m. =0.112m 2 3 h 1 h (1)荷載計算 荷載設(shè)計值 2 ncos 3 n 3 ncos 4 nn 057.96257.962-95.151-37.189 -13.31757.96255.991-95.151-104.423 -23.83257.96250.195-95.151-169.07 -29.20357.962

51、40.979-95.151-225.174 -27.54657.96228.981-95.151-267.404 -17.82657.96215.012-95.151-291.71 057.9620-95.151-295.715 =84.22+2.814+3.396+(+0.1125.36) 19.811.2q 2 3.14 2.68 2 =230.242kn m 0 3.3413gkn 2( ) 23 qb tabkf j 2 230.2420.45 0.5 0.45 (0.74 1.608) 2 7.6323 3.357kn 計算參數(shù) 2 0 11 1.2786(0.50.23)9.81

52、0.112 26 mt 1 3 230.2427.6323.14 0.658 2.795 () 20.23 2.7952 m 9.81 0.112 2.68 2.795 6.0375 1.608 2.7953.3413 2.795 55.348 22 2 230.2431 0.658 2.795 (1 3.14 0.265)9.81 (0.1122.68 ) 22 m 2 2.7956.0375 2.795 242.09 22 3 230.2431 0.658 2.7959.81 2.682.7956.0375 2.795 22 m 66.089 4 230.243 0.658 2.795 0

53、.265 2 m 56.106 5 2 1 0.05 9.81 0.112 ( 1.642)0.5 (0.543.14 0.54) 1 p ei ( 55.348) (0.5 3.14 1) 0.540.5242.09 (0.540.25 3.14)( 66.089) 3 (0.5 3.14 1) 0.540.125 3.1456.106 (0.0833 3.140.542) 2 2.795()ei 309.897 ei 1 313.72 6.86 45.722 x 拉桿拉力 1 26.82 213.64xxkn 各軸力系數(shù) 22 1 1230.243 6.869.81 (0.1122.68

54、)0.658(1 3.14 0.265) 22 n 41.149 2 2 1230.243 6.0375 2.7959.81 2.680.658 22 n 23.645 3 230.243 3.34136.0375 1.6089.81 0.112 2.680.658 2 n 3 7.6323.14 () 0.23 2.7952 19.803 4 9.81 0.1122.68230.243 0.658 0.265n 41.73 彎矩計算表如下 表 4-4 彎矩計算 （無水直墻段） 1 y h h m 0 m1 () 2 at t y 1 x 1 xym 1.2786 1.7206.77800.4

55、41 1.2786 1.720.26.7781.35661.798 1.2786 1.720.46.7782.7113.152 1.2786 1.720.66.7784.0674.508 1.2786 1.720.86.7785.4225.863 1.2786 1.721.06.7786.7787.219 1.2786 1.721.26.7788.5348.975 1.2786 1.721.3966.7789.4629.903 （有水直墻段） 1 y h h m 0 m1 () 2 at t 1 xy 1 xy 3 1 1 () 6 yhh m 1.278 6 1.726.7781.449.7

56、600.000110.201 1.278 6 1.726.7781.469.900.000410.341 1.278 6 1.726.7781.4810.0310.001010.471 1.278 6 1.726.7781.5010.1670.001810.607 1.278 6 1.726.7781.50810.22120.002310.66 彎弧段彎矩計算 表 4-5 彎弧段彎矩 0 m 1 mcos1 cos 1(1 cos )msin 2 m 0.000.05655.351.0000 0.00 242.09 0.260.05655.350.970.031.660.26242.09 0.

57、520.05655.350.870.137.200.50242.09 0.790.05655.350.710.2916.050.71242.09 1.050.05655.350.500.5027.670.87242.09 1.3080.05655.350.260.7440.960.97242.09 1.570.05655.350.001.0055.351.00242.09 2sin m 3 m 3 cosm 4 m 4( )m 1 (sin )x rm 066.089056.106010.2310.64 62.9466.08916.6756.10631.2215.1628.487 121.05

58、66.08929.9056.10662.4319.7038.154 171.8866.08937.0756.10694.8523.6841.164 21.6266.08934.7056.106126.0726.6342.684 234.8366.08922.4856.106157.2928.5347.534 242.0966.089056.106188.539.9748.754 表 4-6 軸力計算表 sin 1 n 1sin n 2 ncos 0.0000.000 41.149023.645 1.000 0.2620.239 41.14910.6623.645 0.966 0.5230.50

59、0 41.14920.5723.645 0.866 0.7850.707 41.14929.0923.645 0.707 1.0470.866 41.14935.6423.645 0.500 1.3080.966 41.14939.7523.645 0.259 1.5701.000 41.14941.1523.645 0.000 2 ncos 3 n 3 ncos 4 nn 019.80319.80341.7321.927 5.98419.80319.13041.7339.244 10.70919.80317.14941.7355.86 13.12319.80314.00141.7369.94

60、 12.37819.8039.90241.7379.85 8.01019.8035.12941.7384.36 019.803041.7382.88 彎矩及軸力圖如下 2/3hmax 滿槽 2/3hmax 滿槽 + +- - n m 圖 4-2 彎矩及軸力圖 4.44.4 槽身配筋計算槽身配筋計算 4.4.14.4.1 縱向配筋縱向配筋 1261.67 l z kn 所需要的鋼筋面積 ll g y k z a f 鋼筋抗拉設(shè)計強(qiáng)度（） y f 2 /n mm 槽身縱向受拉斷面面積（） g a 2 mm 基本荷載強(qiáng)度安全系數(shù) 取 1.5 l k ll g y k z a f 3 2 1.5 12