龙潭冲渡槽位于湖北省浠水县白莲河灌区西干渠上游处，桩号为1+800，竣工年限在1961年~1962年，经过三十多年的运行，该渡槽出现严重的老化问题，加之灌区面积增加和流量增大，该渡槽已远远不能担负输水灌溉的任务，根据白莲河水库灌区续建配套与节水改造规划成果(2003年），要求重建白莲河渡槽。考虑到原渡槽所在渠道位于一较大的冲谷处，该段渠道在山洪期间常受洪水危胁。经灌区重新规划，将原山谷下的沿山渠道进行截弯取直，在截弯处新建新的龙潭冲渡槽，工程为III等工程，主要建筑物为3级。
新建的渡槽采用矩形拱式渡槽，拱跨87m，共两跨，槽底宽为4.0m，侧墙高3.92m，设有间距为1.5m，高为0.1m的拉杆，考虑到交通要求，还设有1m 宽的人行板。本设计布置等跨的间距为15m的单排架共12跨，与渐变段连接处采用浆砌石槽台。排架与地基的连接采用整体基础。槽身、排架、拱圈以及基础采用预制吊装形式。
引言
0.1、研究背景及意义
渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一，除用于输送渠水外还可排洪和导流等之用。
我国幅员辽阔，但水资源十分短缺，且由于地形和气候的影响，水资源在时空上分布不均匀，有一半的国土处于缺水或严重缺水状态。无论是资源性缺水还是工程性缺水，工程手段作为优化配置的方法之一，主要就是在水源处修建取水工程，然后通过输水工程把水送到不同的用户，如南水北调工程、引滦入津、引
滦入唐、引黄济青、引黄入晋和东北的北水南调工程等等都是如此。渡槽便是其中一种重要渠系建筑物。
本次毕业设计为白莲河灌区龙潭冲输水渡槽的初步设计。目的在于培养我们了解并初步掌握水利工程的设计内容、方法和步骤，通过设计，能够较熟练地运用和巩固有关专业课、专业基础课及基础课所学的理论知识，并锻炼运用所学理论去解决实际水利工程问题的能力，并提升编写设计说明书、进行各种计算和绘制水利工程图的能力。
0.2、国内外关于渡槽设计课题的研究现状和发展趋势
世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。公元前29 世纪前后,埃及在尼罗河上建考赛施干砌石坝,坝高15 m,坝长450m,是文献记载最早的坝,并建渠道和渡槽,向孟菲斯城供水。
公元前700 余年,亚美尼亚已有渡槽。公元前703 年,亚述国王西拿基立(Sennacherib)下令建一条483 km 长的渡槽引水到国都尼尼微。渡槽建在石墙上,跨越泽温的山谷。石墙宽21 m ,高9 m ,共用了200 多万块石头。渡槽下有5个小桥拱,让溪水流过。
渡槽在我国已有悠久的历史。古代,人们凿木为槽用以引水,即为最古老的渡槽。据《水经·渭水注》:长安城故渠“上承泬水于章门西,飞渠引水入城,东为仓池,池在未央宫西。”“飞渠”即为渡槽,建于西汉,距今约2000 年。或说公元前246 年兴建的郑国渠“绝”诸水即利用了渡槽。这说明渡槽在中国已有2000 年以上的历史。我国古代比较著名的渡槽有:古代陕西关中地区大型引泾灌区—郑国渠,是中国古代最宏大的水利工程之一。公元前246 年(秦始皇元年)由韩国水工郑国主持兴建,约十年后完工。它位于泾水和渭水的交会处,干渠西起泾阳,引泾水向东,下游入洛水,全长150 余km ,其间横穿了好几道天然河流,可能使用了“渡槽”技术。郑国渠的建成,使关中干旱平原成为沃野良田,粮食产量大增,直接支持了秦国统一六国的战争。
我国从20世纪50年代开始建造渡槽,目前国内已建的各类渡槽有很多。
m/ 其中单槽过流量最大的为1999 年新建的新疆乌伦古河渡槽,设计流量1203 s ,为预应力混凝土矩形槽。单跨跨度最大的为广西玉林县万龙渡槽,拱跨长126
m。2002 年完成的广东东江——深圳供水改造工程在旗岭、樟洋、金湖的3 座渡槽上采用了现浇预应力混凝土U 型薄壳槽身,为国内首创。
根据目前我国渡槽的发展状况，渡槽在横断面上,以U型和矩形槽应用较为广泛,特别是随着施工方法的改进,如采用预制吊装的渡槽,越来越广泛的采用各种更轻、更强、更巧、更薄的结构,即槽身趋向采用U型、半椭圆型、环型、抛物线形等薄壳结构或薄壁肋箱等。
在支承型式上,除梁式渡槽和拱式渡槽外,又发展了一种拱梁组合式,拱梁式渡槽是从20世纪90年代逐步发展起来的,是在折线拱和桁架梁渡槽的基础上,经过研究改进发展起来的一种新型渡槽结构形式。它具有结构轻巧,受力状态良好,外形美观,便于施工,安全可靠,经济适用等特点。如湖南岳阳地区的凉清渡槽,槽身全长75. 2 m ,由一跨50. 4 m 的拱梁组合式结构与两端各一跨12. 4 m 的简支结构组成。1990年建成后投入使用,运行状况良好。
在材料使用上,在使用一般钢筋混凝土的基础上,趋于使用钢丝网水泥、高标号预应力混凝土,钢材采用高强钢丝、低合金钢等。采用这种材料后一是降低混凝土槽身的壁厚,能使混凝土的壁厚由过去的几十厘米减为十几厘米;其次由于渡槽槽身构件采用预应力工艺处理后,使渡槽在结构上发生了质的变化,抗裂性、抗震性和刚度大大提高,克服了钢筋混凝土过早出现裂缝的弱点,充分发挥了高强钢材的潜力,渡槽的断面和变形也相对减少,而跨度却可显著地增大。
从施工方法角度出发,渡槽越来越趋于装配式,由于灌溉及用水事业的发展和地形的需要,大流量、大跨度的装配式渡槽逐年增多,并且这些大跨度、大流量的渡槽结构多采用预应力结构和拱架支承。小型壳槽则较多采用钢丝网水泥结构以有利于农村小型工地的运输和装配。
从施工工艺方面,预应力施工工艺逐渐广泛地被采用,槽身的张拉,小型壳槽则采用先张法,即在预制厂内固定的台座上成批张拉高强钢丝或钢绞线,大型槽身则采用后张法施工,以构件本身为台座。在采用装配式渡槽方面,由于吊装技术和设备的改进,构件的单元重量也逐渐增大,以适应大断面、大跨度结构的需要。如湖北省1973年修建的排子河装配式渡槽,采用钢桁架梁垂直吊升巨型的槽身构件,起重量达200 t ,提升高度达50多m。
目前,渡槽发展研究的总趋势是,适应各种流量、各种跨度特别是大跨度渡槽结构型式的研究;应用先进理论和先进手段进行结构型式优化设计;材料及施工技
术的改进等。如斜拉式及悬吊式这类跨越能力最大的渡槽型式的研究;过水与承重相结合的合理结构型式的研究;利用电子计算技术及先进设计理论优选结构型式的研究;早强快干混凝土和钢纤维混凝土等材料以及新型止水材料的研制应用;构件预制工厂化及大型机械吊装等,有的已在逐步开展，有的在探索中,但是可以预见,渡槽工程在结构型式、设计理论、建筑材料以及施工技术等方面,将有一个新的发展。
0.3、毕业设计的基本要求及本设计主要内容
1）渡槽型式的选择、工程总体布置及主要尺寸的拟定；
2）渡槽的水力计算并编制相应渡槽水力计算软件一个；
3）渡槽槽身的结构及配筋计算；
4）渡槽排架(拱圈)的结构及配筋计算；
5）渡槽的稳定计算；
一、设计基本资料
1.1、工程概况综合说明
龙潭冲渡槽位于湖北省浠水县白莲河灌区西干渠上游处，桩号为1+800，竣工年限在1961年-1962年，经过三十多年的运行，该渡槽出现严重的老化问题，加之灌区面积增加和流量增大，该渡槽已远远不能担负输水灌溉的任务，根据白莲河水库灌区续建配套与节水改造规划成果( 2003年）(以下简称灌区新规划)，要求重建白莲河渡槽。考虑到原渡槽所在渠道位于一个较大的冲谷处，该段渠道在山洪期间常受洪水灾害。经灌区重新规划，将原山谷下的沿山上渠道进行截弯取直，在截弯处新建新的龙潭冲渡槽，其位置见龙潭冲渡槽总体平面布置图。
1.2、水文气象
本流域属于亚洲东南季风气候区，气候温和湿润，夏季湿度大而炎热，冬季干燥而寒冷，流域年平均气温约17℃左右。雨量丰富，多年平均降雨量约1300~1400mm（近年偏小），降水量在年内分配不均，每年4-9月为主要雨期，降水量占全年降水量的70%左右。6月中旬至7月中旬是梅雨季节，梅雨时期雨强大、历时长，笼罩面积宽广，往往有内涝发生。
本地区最大风力为9级，相应风速为24m/s，基本风压。
1.3、工程地质
新建龙潭冲渡槽处地形高差（最低与最高）近30m，两侧崇山坡预计变盖厚度5m-10m，特别是出口斜坡地段，出露的岩层有黑去斜长片麻岩、角闪片麻岩（小河床内可见），一般基岩致密坚硬是建水工建筑物较好基础。河床为砂卵石，覆盖层厚度为 5.0m；两侧为风化的花岗岩，覆盖层厚较薄。渡槽轴线的右端有一平台，高程在85.00m左右，粘土厚度为2.50m。
1.4、工程任务与规模
新建龙潭冲渡槽进口位于干渠桩号1+800，出口位于干渠5+000处。新建渡槽对原干渠桩号1+800-1+500段进行了截弯取直，使原来冲谷下的渠道不再承担输水任务。根据灌区新规划，新建渡槽设计流量=。
新建渡槽仍采用钢筋混凝土矩形简支梁式渡槽，支承采用排架型式。
1.5、上、下游渠道资料
上游渠底高程为78.6m，下游渠底高程78.2m，Q
＝26m3/s，Q加大＝31.2 m3/s，
设
i＝1/800，渡槽上、下游渠道，渠底宽4.0m，糙率n＝0.017。内、外边坡分别为1:1和1:1，该渡槽规划时允许水头损失为0.4m。
表1-1 上、下游渠道过水断面水力要素
1.6、建筑材料及安全系数
该工程主要的建筑材料为水泥、混凝土、钢筋等。混凝土重度r c ＝24KN / m 3，温度膨胀系数d c ＝1.0×10－5/℃,混凝土其他特性性能指标见表1－2。采用Ⅰ和Ⅱ级钢筋，Ⅰ级钢筋强度设计值f y =f y’=210N/mm 2。强度模量E s ＝2.1×105N/ mm 2, Ⅱ级钢筋强度设计值f y =f y’=310N/mm 2,强度模量E s ＝2.1×105N/mm 2。
钢筋混凝土重度r ＝35KN/ m 3。构件裂缝宽度允许值，短期组合[W max ]＝0.3mm ，长期组合[W min ]＝0.25mm 。
表1-2 混凝土特性指标：（单位N/ mm 2）
混凝土强度等级 轴心抗压
轴心抗拉
弹性模量E c 标准值f ck
设计值f c 标准值f ck
设计值f c C 20 13.5 10.0 1.50 1.10 2.55×104 C 25
17.0
12.5
1.75
1.30
2.8×104
浆砌采用M 15砂浆砌块石。
1.7、设计要求
按初步设计标准设计，局部可深入考虑。
流量 （m 3
/s ）
纵坡 i
底宽b （m ）
流速v （m 3
/s ）
边坡
糙率
n
水深h （m ）
Q 设＝26 1/2500 4.0 2.686
1:1
1:1 0.017 2.8
Q 加大＝
31.2
1/2500
4.0 2.80
1:1
1:1
0.017 3.07
进行渡槽总体布置，包括槽身、支撑、基础等结构型式的选择。
水力计算
槽身设计
支承结构设计
基础设计
1.8、毕业设计参考书目
1、灌区水工建筑物丛书《渡槽》，水利水电出版社；
2、河海大学等《水工钢筋混凝土结构学》，中国水利水电出版社；
3、清华大学出版《结构力学》；
4、《水工钢筋混凝土结构设计规范》（DL/T 5057-1996）；
5、《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）；
6、《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）
二、渡槽的水力计算
2.1、渠道断面的水力计算
进出口渠道断面取m=1，B=4.0m，i=1/2500，n=0.017。按照明渠均匀流计算，根据公式
Q=A （1-1）
式中
Q-为渡槽的过水流量（）
R-为水力半径（m）
i-为槽底比降
n-为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取n=0.014。
得出渠道进出口尺寸试算如下表（2-1）：
表2-1 渠道进出口水力试算表
B H Aχi n Q
3.2 2.79 16.7121 11.09012 1.314407 0.0004 0.017 25.84294
3.2 2.80 16.8 11.1184 1.316774 0.0004 0.017 26.02566
3.2 2.81 16.8881 11.14668 1.319138 0.0004 0.017 26.2091
3.2 3.06 19.1556 11.85368 1.377088 0.0004 0.017 31.03406
3.2 3.07 19.2489 11.88196 1.379363 0.0004 0.017 31.23673
3.2 3.08 19.3424 11.91024 1.381635 0.0004 0.017 31.44015
故得出，设计流量=26时，进口渠道水深为2.80m，流速为1.54762m/s，加大流量=31.2,时，进口渠道水深为3.07m，流速为1.620872m/s。
2.2、槽身过水能力计算
首先根据通过加大流量=31.2时槽中为满水情况拟定i、B和H值。可计算出上下游渠道的水面线高程级总允许水头损失[ΔZ]：
=+=78.6+3.07=81.67m
=+=78.2+3.07=81.27m
[ΔZ]=0.4m
初步选定槽底纵坡i=1/800。因槽身长度初拟值为180m，大于15倍渡槽进口前隧洞水深，故可按下式（1-1）验算槽身过水能力
Q=A （1-1）
式中
Q-为渡槽的过水流量（）
R-为水力半径（m）
i-为槽底比降
n-为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取n=0.014。
经试算，选取槽身净宽B=4.0m，通过加大流量时槽内水深H=2.79m，槽壁糙率n=0.014。
过水断面面积A=4*2.79=11.16
湿周χ=4+2*2.79=9.58m
水力半径R=A/χ=11.16/9.58=1.16493m
流量Q=31.20256
计算所得流量稍大于加大流量，故满足要求，再以i和B试算通过设计流量=26时的槽内水深。设h=2.42m，则
过水断面面积A=4*2.42=9.68
湿周χ=4+2*2.42=8.84m
水力半径R=A/χ=9.68/8.84=1.09502m
流量Q=26.009
所得流量Q稍大于设计流量，可以满足要求。试算数据如下表（2-2）：
表2-2 槽身水力计算试算表
B H A R n i Q
4 2.41 9.64 1.09297 1.06106 0.014 0.0012
5 25.83110
4 2.42 9.68 1.09502 1.06239 0.014 0.0012
5 26.0090
4 2.43 9.72 1.09707 1.06371 0.014 0.0012
5 26.11048
4 2.78 11.12 1.16318 1.10602 0.014 0.0012
5 31.05964
4 2.79 11.16 1.16493 1.10713 0.014 0.0012
5 31.20256
4 2.80 11.2 1.16667 1.10823 0.014 0.0012
5 31.34557
2.3、水头损失及水面衔接计算
按渡槽通过加大流量=31.2计算。
2.3.1、进口渐变段水面降落值：
=(1+)(-)/2g+*
式中：
v--为槽身流速，v=31.2/11.16=2.7957m/s；
--为进口段渐变始端断面平均流速，=31.2/19.2489=1.614163m/s；
--为进口渐变段局部水头损失系数之和，取渐变段损失系数为0.2，门槽损失系数为0.050.2+0.05=0.25；
--为进口渐变段长度，取=7.2m;
--为进口渐变段的平均水力坡降，=（）/(),根据进口渐变段两端断面的A、R 和n值，求出：
=1/2*（0.017+0.014）=0.0155
=1/2*（19.2489+11.16）=15.24445
=1/2*(1.16493+1.610307)=1.38762m
则=0.00065
将以上各值代入，可求得：
=(1+0.25)()/(2*9.81)+0.00065*7.2=0.336971m
2.3.2、槽身段水面降落值：
=iL=（1/800）*180=0.225m
2.3.3、出口渐变段水面回升值：
=(1-)( (-)/(2*9.81)-*
式中：
--为出口渐变段末端渠道断面平均流速，=31.2/19.2489=1.614163 m/s；
--为出口渐变段局部水头损失系数之和，取渐变段损失系数为0.3，门槽损失系数为0.05，=0.3+0.05=0.35；
--为出口渐变段长度，=13.35m；
--为出口渐变段平均水力坡降，=（）/（），根据出口渐变段两端断面的A、
R和n值，求出
=1/2*（0.017+0.014）=0.0155
=1/2*（19.2489+11.16）=15.24445
=1/2*（1.16493+1.610307）=1.38762m
则=0.00065
可求得
=（1-0.35）（）/（2*9.81）-0.00065*13.35=0.164266m
2.3.4、总水头损失
△Z=+-=0.336971+0.225-0.164266=0.397705m
求得的△Z值略小于允许水头损失[ΔZ]=0.4m，满足设计要求。
2.3.5、进、出口高程的确定：
上下游渠道的渠底高程分别为：=78.6m，=78.2m
上下游渠道水面高程为：=78.6+2.8=81.4m，=81.0 m
通过设计流量时水深=2.8m；槽内水深h=2.42m，进口渐变段水面降落=0.337m，槽身延程水面降落=0.225m，出口渐变段水面回升=0.1643m；下游渠道水深=2.8m。根据下式确定渡槽进出口高程。
进口槽底高程=+--h =78.6+2.8-0.337-2.42=78.643m
进口槽底抬高=-=--h =78.643-78.6=0.043m
出口槽底高程=-=-iL =78.643-0.225=78.418m
出口渠底降低=--h =2.8-0.043-2.42=0.337m
出口渠底高程=- =78.418-0.337=78.081m
2.4、通过设计流量时的水面衔接情况检查和超高检查
按槽身通过设计流量=26计算。
已知：进口渐变段始端断面=16.8，=1.511m，=1.54762m/s；出口渐变段末端断面=16.8，=1.551m，=1.54762m/s；槽身过水断面=9.68，=1.095m，=2.686m/s。
2.4.1、进口水面衔接检查
=1/2*（0.017+0.014）=0.0155
=1/2*（16.8+9.68）=13.24
=1/2*(1.511+1.095)=1.303m
则=0.000651
将以上各值代入，可求得：
=(1+0.25)()/(2*9.81)+0.000651*7.2=0.311721m
按通过加大流量时确定的进出口槽底高程，计算此时上游渠道出口与槽身进口的水位差：
=（78.6+2.8）-（78.2+2.42）=0.78m
即＜（差值为0.468m），进口发生落水现象。
2.4.2、出口水面衔接情况检查：
=1/2*（0.017+0.014）=0.0155
=1/2*（16.8+9.68）=13.24
=1/2*（1.511+1.095）=1.303m
=0.000651
=（1-0.35）（）/（2*9.81）-0.000651*13.35=0.151m
按通过加大流量时确定的出口槽底高程和出口渠底高程，计算此时两断面的水位差：
=（78.08448+2.8）-（78.41974+2.42）=0.04474m
即＞（差值为0.10626m），不发生壅水。
2.4.5、复核水面超高
h/12+5=242/12=35.167(cm)＜279-242=37（cm）故满足要求。
2.4.6、渐变段布置
进出口渐变段长度计算：
利用经验公式=C(-) 式中C-系数，进口取C=1.5-2.0；出口取C=2.5-3.0；、-渠道及渡槽槽身水面宽度。
=1.5(8.8-4)=7.2m；=2.5(8.8-4)=13.35m
图2-1 槽身水力计算简图
三、槽身结构计算
3.1、纵向结构计算
3.1.1、槽身剖面形式及尺寸拟定
参考已建工程，初定槽身结构尺寸如下图3.1所示，渡槽长180m，每跨长度选定15m，共12跨，支撑结构选取排架形式，每节槽身由两个排架支撑，故等同于简支梁结构进行计算。
槽身横断面最常采用的是矩形和U形。本次设计选择矩形渡槽断面，渡槽无通航要求。为改善横向受力条件槽顶设置拉杆，每隔1.5m设置一根拉杆，于渡槽拉杆上布置人行道，底板宽1m，高0.1m。侧墙厚度根据经验公式t/=1/12-1/16，取侧墙厚度t=20cm，侧墙高为=3.20m，底板地面高于侧墙底缘，以减少底板的拉应力，底板厚度为20cm，侧墙和底板的连接处加设角度为的贴
角。
根据前面计算结果，槽内净宽B=4m，高H=2.89m（拉杆0.1m），拉杆断面尺寸：高*宽=10cm*10cm。具体结构尺寸如图3-1所示。
3.1.2、各类系数的确定
该渡槽属于Ⅲ级水工建筑物，采用C25混凝土，Ⅱ级钢筋。结构重要系数=1.0，设计状况系数ψ=1.0，承载能力极限状态使得机构系数=1.20，永久荷载分项系数=1.05，可变荷载分项系数=1.20。
槽身横断面图
槽身纵断面图（Ⅰ-Ⅰ断面）
图3-1 槽身结构尺寸图（单位：mm）
3.1.3、荷载计算
纵向计算中的荷载一般按均布荷载考虑，包括槽身重力（拉杆等是少量集中荷载也换算为均布荷载）、槽中水体的重力及人群荷载，其中槽身自重、水重为永久荷载，人群荷载为可变荷载。
3.1.3.1、永久荷载设计值：
永久荷载设计值=永久荷载分项系数×永久荷载标准值（其中＝1.05）
（1）自重：
槽身断面面积=2.68
槽身自重标准值=2.68*25=67
槽身自重设计值=*=67*1.05=70.35
（2）水重：
过水断面面积=9.64；=11.08
设计水深时值水重标准值（h=2.42m）=9.64*10=96.4
设计水深时值水重设计值（h=2.42m）=96.4*1.05=101.22
加大水深时值水重标准值（h=2.79m）=11.08*10=110.8
加大水深时值水重设计值（h=2.79m）=110.8*1.05=116.34
（按加大流量时进行计算）
3.1.3.2、可变荷载设计值：
可变荷载设计值=可变荷载分项系数×可变荷载标准值（其中＝1.2）
人群荷载：
人群荷载标准值=2.0*1.0m=2
人群荷载设计值=2*1.20=2.4
3.1.4、纵向内力计算
如图所示单跨长度15m，槽身每边支座宽50cm，取计算跨度l=1.05=1.05*（15-1）=14.7m，槽身宽度B=4m，宽跨比l/B=14.7/4=3.675，因此可按梁法计算槽身内力。纵向结构计算可将矩形槽身截面概化为工字型，槽身侧墙为工字梁的腹板，侧墙厚度之和即为腹板厚度，b=2*20=40cm；槽身底板构成工字梁的下翼缘（由于简支梁槽身底板处于受拉区，故在强度计算中不考虑底板的作用，但在抗裂验算中加以考虑）；侧墙加大部分和人行道板构成工字梁的上翼缘，翼缘的高度为h=10+10=20cm，工字梁高为H=3.3m，翼缘的计算宽度等于与腹板厚度即=40cm。考虑到侧墙顶部和人行道宽度扩大较小，可近似的将侧墙看作矩形截面，故计算简图可简化为3300*400mm的矩形截面（如图3.2所示）。
纵向计算简图
横截面计算简图
图3.2 槽身纵向计算图
跨中最大弯矩：
=1/8*（++）=1/8*（70.35+116.34+2.4）*=5107.56KN.m
跨中弯矩设计值：M=**ψ=5107.56 kN.m
跨端剪力设计值：
=*ψ*1/2*（++）*l=1.0*1.0*1/2*（70.35+116.34+2.4）*14.7=1389.81 kN
3.1.5、配筋计算
简支梁跨中部分应处于受压区，故在强度计算中不考虑底板（受拉）的作用；
侧墙高度较大时，沿墙壁配置Φ6～Φ12的纵向钢筋，其间距不宜大于30cm；因槽身底板在受拉区，故槽身在纵向按h＝1.71mm，b＝0.3m的矩形梁进行配筋计算。
渡槽处于露天（二类环境类别），根据规范差得取混凝土保护层厚度c=35mm，预估钢筋直径d=20mm，钢筋两排布置，所以钢筋合理作用点到梁受拉边缘的距离a=c+d=35+20=55mm，截面有效高度为=3300-55=3245mm。
正截面：
截面抵抗拒系数：===0.11641
δ=1-=0.12411＜=0.614，不会发生超筋破坏。
纵向受力钢筋面积：
=δb=0.12411**400*3245=6495.76
配筋率：ρ===0.5％＞=0.2％
选配钢筋6φ25+6φ28,=6640
斜截面：
已求得=1389.81 kN，=（0.07）=3.07* kN＞
故按构造要求，在两侧布置Φ8@500的双肢箍筋。
3.1.6、抗裂校核
忽略补角的作用，将断面简化为如下图（3.3）所示
图3.3 抗裂计算简图
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，最大拉应力达到混凝土抗拉强度。
混凝土构件的抗裂验算公式如下：
≤
≤
式中--混凝土拉应力的极限系数，对荷载效应的短期组合=0.85；对荷载效应的长期组合=0.7。
--换算截面对受拉边缘的弹性抵抗矩；
--混凝土轴心抗拉强度标准值；
—截面抵抗矩系数，=1.55；
以及
--换算截面重心轴惯性矩；
--换算截面重心轴至受压边缘距离；
--换算截面A0对受拉边缘的弹性抗矩，=；
混凝土标号C25，钢筋为Ⅱ级钢筋，=3.1*105N/ mm2.=2.8* N/ mm2
==7.5
=200*3600+400*3100=1960000
=，b=400，=4000，h=3300，=200（mm）
==1597.96mm
=
=1/3*400*+1/3*400+1/12*（4000-400）+（4000-400）*200*
=2.619*
===1.54*
弯矩标准值：
短期组合==（67+110.8+2）*/8=4856.62 KN.m
=0.85*1.55*1.75*1.54*=3550 KN.m＜
长期组合=
=1.0*（67+110.8+2*0.5）*/8=4829.61 KN.m
=0.7*1.55*1.75*1.54*=2920 KN.m＜
故均会产生裂缝，继续进行裂缝宽度验算：
受弯构件的钢筋应力：
=
=
式中--分别为由荷载标准值按荷载效应短期组合及长期效应组合计算的弯矩。
==265.17N/
==263.70 N/
受拉钢筋有效配筋率:
===0.169
最大裂缝开展宽度：
=（3c+0.1）
=（3c+0.3）
式中--为构件受力特征系数，本构件取=1.0；
—为钢筋表面形状系数，=1.0；
—为荷载长期作用影响系数，对短期荷载组合=1.5，对长期荷载组合=1.6。
经查表得钢筋混凝土结构构件的最大裂缝宽度允许值{}（二类环境类别），
短期组合为0.3mm，长期组合为0.25mm。
短期荷载组合：=1.0*1.0*1.5*（3*35+0.1）=0.23mm＜0.3mm
长期荷载组合：=1.0*1.0*1.5*（3*35+0.1）=0.23＜0.25mm
故纵向抗裂满足要求。
3.2、横向结构计算
本次设计渡槽设有拉杆，故按照满槽水进行计算。
3.2.1、荷载计算
延槽长方向取1/5跨度即3m宽为横向计算单元，侧墙于横断面刚性连接，拉杆与侧墙固定连接，每个计算单元含拉杆2根。
3.2.1.1、拉杆
标准值：=2=2*0.01*25=0.5kN/m
设计值：g==1.05*0.5=0.525 kN/m
3.2.1.2、侧墙上水压力（水压力呈三角分布，满槽时底端有最大压力）
标准值：=hb=10*2.69*3=80.7 kN/m
设计值：==1.2*80.7=96.84 kN/m
3.2.1.3、底板
自重标准值：==0.2*3*25=15 kN/m
自重设计值：g==1.05*15=15.75 kN/m
3.2.1.4、底板上水压力（水压力呈均匀分布，满槽时假设水面与拉杆中心线重合）
标准值：=hb=10*2.69*3=80.7 kN/m
设计值：q ==1.2*80.7=96.84 kN/m
3.2.1.5、人群荷载（人群荷载换算成作用于中心轴线上的集中荷载）
标准值：=2*3=6kN
设计值：P== 7.2kN
计算简图如下：
渡槽的设计设计
渡槽毕业设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
目录 第一章、设计基本资料 (3) 1.1、基本资料 (3) 1.1.1、工程概况： (4) 1.1.2、地形资料： (5) 1.1.3、地质资料: (5) 1.1.4、水文资料: (8) 1.1.5、总干渠设计参数: (12) 1.1.6、对外交通运输条件: (12) 1.1.7、渡槽设计参数: (12) 1.2、设计要求 (14) 1.2.1、工程总体布置: (14) 1.2.2、水力计算: (14) 1.2.3、槽身设计: (14) 1.2.4、支承结构设计: (14) 1.2.5、基础设计: (14) 1.2.6、其他结构设计: (14) 1.3、主要参考规范及书籍 (15) 第二章、渡槽总体布置 (15) 2.1、建筑物轴线选择 (15) 2.2、建筑物型式选择 (15) 2.3、槽身断面尺寸选择 (16) 2.4、渡槽长度确定及其组成部分 (17) 2.4.1、总干渠的横断面结构确定及左、右岸堤防高程的确定: (17) 2.4.2、渡槽各组成部分的确定：槽身段、上游进口段和下游防冲段等: (17) 第三章、水力计算 (17) 3.1、矩形槽身过水断面的确定 (17) 3.2、计算侧墙总高度 (18) 3.3、渡槽水头损失的计算 (19) 3.3.1、拟定上游渠道断面尺寸: (19) 3.3.2、校核过水能力: (19) 3.3.3、渠道、槽身水流速： (20) 3.3.4、进口水面降落Z计算： (20) 3.3.5、槽身沿程水头损失Z1： (20) 3.3.6、出口水面回升Z2： (21) 3.3.7、渡槽总水头损失： (21) 3.4、渡槽各控制点的高程、消力池前的水位确定 (21) 3.5、渡槽前后长度及总长度 (22) 第四章、槽身结构计算 (22) 4.1、槽身断面尺寸拟定 (22) 4.2、横向结构计算 (23) 4.2.1、确定槽深结构计算简图及作用荷载: (23) 4.2.2、拉杆轴向力计算： (24) 4.2.3、拉杆拉力: (25) 4.2.4、侧墙内力计算: (25) 4.2.5、底板内力计算: (27) 4.3、纵向结构计算 (30) 4.3.1、槽身荷载计算: (30)
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 1 工程概况 (4) 1.1工程概况 (4) 1.1.1 流域概况 (4) 1.1.2 流域开发概况 (4) 1.1.3 该枢纽的兴建在国民经济中的意义 (4) 1.2水库及主要建筑物的特征 (4) 2 基本资料 (6) 2.1水文特征 (6) 2.1.1 年径流 (6) 2.1.2 设计洪水 (6) 2.1.3 年沙量及气象 (7) 2.2工程地质 (7) 2.2.1地质概况 (7) 2.2.2 厂区工程地质条件和问题 (8) 2.2.3 对外交通 (9) 3水轮机选型设计 (10) 3.1机组台数与单机容量的选择 (10) 3.1.1机组台数的选择 (10) 3.1.2单机容量的选择 (11) 3.2水轮机特征水头的确定 (11) 3.2.1 最大水头Hmax (11) 3.2.2最小水头Hmin (12) 3.2.3设计水头Hr (12) 3.2.4加权平均水头Ha (12) 3.3水轮机型号及主要参数的选择 (12) 3.3.1水轮机型号与装置方式的选择 (12) 3.3.2 HL220型水轮机方案的主要参数选择 (13) D的计算 (13) 3.3.2.1 转轮直径1 3.3.2.2转速器的计算 (13) 3.3.2.3出力校核 (13) 3.3.2.4 吸出高度的计算 (14) 3.3.2.5水轮机的安装高程 (14) 3.3.2.6工作范围的检验 (15)
3.3.3 HL230型水轮机方案的主要参数选择 (15) 3.3.3.1 转轮直径1D的计算 (15) 3.3.3.2 确定水轮机的转速 (15) 3.3.3.3 出力校核 (16) 3.3.3.4 吸出高度的计算 (16) 3.3.3.5水轮机的安装高程 (17) 3.3.2.6工作范围的检验 (17) 3.4蜗壳的形式和尺寸的确定 (18) 3.4.1 蜗壳形式的选择 (18) 3.4.2 金属蜗壳设计理论 (18) 3.4.3 蜗壳尺寸的计算 (19) 3.5尾水管形式和尺寸的确定 (22) 3.5.1尾水管形式的选择 (22) 3.5.2尾水管尺寸的确定 (22) 3.6调速器和油压装置的选择 (24) 3.7发电机的选择 (24) 3.7.1 水轮发电机的尺寸和重量 (25) 4.水电站枢纽的总体布置 (29) 4.1厂房枢纽布置 (29) 4.2厂房建筑物的组成 (29) 4.2.1 水电站厂房建筑物的组成 (29) 4.2.2 水电站厂房内部布置 (29) 5水电站厂房设计 (31) 5.1厂房构造 (31) 5.2主厂房的上部结构 (31) 5.2.1 屋顶 (31) 5.2.2 构架 (31) 5.2.3 吊车梁 (32) 5.2.4 外墙 (32) 5.2.5 楼板 (32) 5.3主厂房的下部结构 (32) 5.4主厂房平面设计 (32) 5.4.1 主厂房长度的确定 (32) 5.4.2 主厂房宽度的确定 (33) 5.5主厂房剖面设计 (34) 5.5.1 机组的安装高程 (34) 5.5.2 尾水管顶部高程 (34) 5.5.3 尾水管底板高程 (34) 5.5.4 基础开挖高程 (35)
龙潭冲渡槽位于湖北省浠水县白莲河灌区西干渠上游处，桩号为1+800，竣工年限在1961年~1962年，经过三十多年的运行，该渡槽出现严重的老化问题，加之灌区面积增加和流量增大，该渡槽已远远不能担负输水灌溉的任务，根据白莲河水库灌区续建配套与节水改造规划成果(2003年），要求重建白莲河渡槽。考虑到原渡槽所在渠道位于一较大的冲谷处，该段渠道在山洪期间常受洪水危胁。经灌区重新规划，将原山谷下的沿山渠道进行截弯取直，在截弯处新建新的龙潭冲渡槽，工程为III等工程，主要建筑物为3级。 新建的渡槽采用矩形拱式渡槽，拱跨87m，共两跨，槽底宽为4.0m，侧墙高3.92m，设有间距为1.5m，高为0.1m的拉杆，考虑到交通要求，还设有1m 宽的人行板。本设计布置等跨的间距为15m的单排架共12跨，与渐变段连接处采用浆砌石槽台。排架与地基的连接采用整体基础。槽身、排架、拱圈以及基础采用预制吊装形式。 引言 0.1、研究背景及意义 渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一，除用于输送渠水外还可排洪和导流等之用。 我国幅员辽阔，但水资源十分短缺，且由于地形和气候的影响，水资源在时空上分布不均匀，有一半的国土处于缺水或严重缺水状态。无论是资源性缺水还是工程性缺水，工程手段作为优化配置的方法之一，主要就是在水源处修建取水工程，然后通过输水工程把水送到不同的用户，如南水北调工程、引滦入津、引
滦入唐、引黄济青、引黄入晋和东北的北水南调工程等等都是如此。渡槽便是其中一种重要渠系建筑物。 本次毕业设计为白莲河灌区龙潭冲输水渡槽的初步设计。目的在于培养我们了解并初步掌握水利工程的设计内容、方法和步骤，通过设计，能够较熟练地运用和巩固有关专业课、专业基础课及基础课所学的理论知识，并锻炼运用所学理论去解决实际水利工程问题的能力，并提升编写设计说明书、进行各种计算和绘制水利工程图的能力。 0.2、国内外关于渡槽设计课题的研究现状和发展趋势 世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。公元前29 世纪前后,埃及在尼罗河上建考赛施干砌石坝,坝高15 m,坝长450m,是文献记载最早的坝,并建渠道和渡槽,向孟菲斯城供水。 公元前700 余年,亚美尼亚已有渡槽。公元前703 年,亚述国王西拿基立(Sennacherib)下令建一条483 km 长的渡槽引水到国都尼尼微。渡槽建在石墙上,跨越泽温的山谷。石墙宽21 m ,高9 m ,共用了200 多万块石头。渡槽下有5个小桥拱,让溪水流过。 渡槽在我国已有悠久的历史。古代,人们凿木为槽用以引水,即为最古老的渡槽。据《水经·渭水注》:长安城故渠“上承泬水于章门西,飞渠引水入城,东为仓池,池在未央宫西。”“飞渠”即为渡槽,建于西汉,距今约2000 年。或说公元前246 年兴建的郑国渠“绝”诸水即利用了渡槽。这说明渡槽在中国已有2000 年以上的历史。我国古代比较著名的渡槽有:古代陕西关中地区大型引泾灌区—郑国渠,是中国古代最宏大的水利工程之一。公元前246 年(秦始皇元年)由韩国水工郑国主持兴建,约十年后完工。它位于泾水和渭水的交会处,干渠西起泾阳,引泾水向东,下游入洛水,全长150 余km ,其间横穿了好几道天然河流,可能使用了“渡槽”技术。郑国渠的建成,使关中干旱平原成为沃野良田,粮食产量大增,直接支持了秦国统一六国的战争。 我国从20世纪50年代开始建造渡槽,目前国内已建的各类渡槽有很多。 m/ 其中单槽过流量最大的为1999 年新建的新疆乌伦古河渡槽,设计流量1203 s ,为预应力混凝土矩形槽。单跨跨度最大的为广西玉林县万龙渡槽,拱跨长126
几种大型渡槽设计要点 张宁 摘要：本文通过作者参与设计的几种大中型渡槽的介绍，对在渡槽结构设计中需要注意的关键性问题进行了较为详尽的阐述。设计采用SAP84结构通用设计 软件进行结构设计。 关键词：渡槽上部结构下部结构止水裂缝 1.渡槽简介 渡槽是渠系建筑物中应用最广泛的交叉建筑物之一，随着农业、工业及生活用水的不断增长的需要，渡槽的输水流量由过去的几个立方米每秒发展到上百个立方米每秒。渡槽的结构型式主要有梁式、拱式、桁架式、斜拉式以及组合式等几大类。 下面就工程中设计的几种预应力混凝土渡槽的结构设计进行简要的阐述。 1. 引黄入晋水泉河渡槽 山西省万家寨引黄入晋工程，是中国最大的引水工程之一。一期工程中有沙峁东沟、沙峁西沟、水泉河及东小沟等四座渡槽设计，单槽流量48m3/s 。 渡槽于1995年～2000年间设计完成，其中最长的水泉河渡槽总长367.477m，最大跨度为25m的预应力混凝土槽身。 水泉河渡槽标准断面
2.东深供水渡槽 东深供水工程，全称东江——深圳供水工程，跨越中国广东省东莞市和深圳市境内，水源取自东江，是为香港供水的大型调水工程。东深供水线中的输水渡槽主要有旗岭渡槽和樟洋渡槽。渡槽设计流量达90m3/s。，于2000年～2003年间设计完成。 东深供水渡槽 3.银川市唐徕渠跨北塔湖大型渡槽 唐徠渠跨北塔湖渡槽工程位于宁夏回族自治区银川市唐徕渠K75+500桩号处，是唐徕渠跨北塔湖景观河道的永久水工输水建筑物，计流量80m3/s，加大流量90m3/s。
由于渡槽流量较大，且渡槽处连通河的旅游通航及景观的需要，渡槽选择3跨简支双向预应力双矩形并联槽结构，单跨长度为21m。横向过水面净宽为2x7.5m。每跨墙身纵向2道侧墙和1道中墙为主受力结构，边墙腹板厚度为40cm，并在外侧设有肋板，中墙腹板厚度为45cm，中墙和边墙设1860级钢绞线作为渡槽纵向预应力筋。为加快施工进度，渡槽边墙和中墙设计为预制吊装构件，吊装就位后再与底板和拉杆现浇成整体。底板采用预应力混凝土肋板结构，板厚0.2m，每隔2m设置1道肋条。下部结构采用钢筋混凝土实体槽墩及槽台，基础为双排钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径为1.2m。 唐徕渠渡槽在设计上采用了 4.河北段南水北调左岸排洪渡槽 2009年完成了南水北调中线一期六座左岸排水渡槽工程施工图设计，设计流量在50～180 m3/s，最大跨度24米，均为纵向有黏结单向后张拉预应力梁式渡槽。 5.南水北调澎河渡槽 2011年完成了南水北调中线工程澎河渡槽施工图设计，渡槽为涵洞式渡槽，设计输水流量320m3/s，加大流量为380 m3/s，校核水深6.503m，渡槽按1级建筑物进行设计，工程总长度202m。
一、综述 1.1工程概况 平山水库位于省某县平山河中游，该河系睦水（长辽的支流）的主要支流，全长284m，流域面积为556㎞2，坝址以上控制流域面积491㎞2；平山河是山区河流，河床比降为0.3%，沿河有地势较为平坦的小平原，最低高程为62.5m左右。 1.2枢纽任务 枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪、航运养殖、给水等任务进行开发。 1.3设计基本数据 1)正常蓄水位113.0 2)设计洪水位：113.10m； 3)校核洪水位：113.50m； 4)死水位：105.0m（发电极限工作深度8m）； 5)灌溉最低库水位：104.0m； 6)总库容：2.00亿m3； 7)水库有效库容：1.15亿m3；
8)发电调节保证流量Qp=7.35m3/s，相应下游水位63.20m； 9)发电最大引用流量Qmax=28 m3/s，相应下游水位68.65m； 10)通过调洪演算，溢洪道下泄流量Q1%=840 m3/s，相应下 游水位72.65m。 11)校核情况下，溢洪道下泄流量Q0.1%=1340 m3/s，相应下 游水位74.30m。 12)水库淤积高程85.00m。 二、坝址水文特性 暴雨洪峰流量Q0.05%=1860m3/s，Q0.5%=1550m3/s，Q1%=1480m3/s。 多年平均流量13.34m3/s,多年平均来水量4.22亿m3。多年平均最大风速10m/s，水库吹程8km，多年平均降雨次数48次/年，库区气候温和。 三、枢纽及库区地形地质条件 3.1坝址、库区地形地质及水文地质 平山河流域多为丘陵地区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山
势陡峭，河谷边坡一般为60°~70°，地势高差都在80~120m，河床宽一般为400m，河道弯曲很厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S 形，沿河沙滩及两岸坡积层发育，坝址处两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，基岩产状凌乱。 靠近坝址上游是泥盆纪五通砂岩，坝下游为二迭纪炭岩，坝轴线位于五通砂岩上面。 在平山咀以南，即灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在坝轴线左岸的五通砂岩特别破碎，产状凌乱，岩隐裂隙很发育。岩的渗水率都很小，两岸多为0.001~0.01升/分，坝址处沿坝轴线是1.5-5.0m厚的覆盖层，k=10-4cm/s，γ浮=10kN/m3，ψ=35 坝区地震为5~6度，设计时可不考虑。 3.2筑坝材料 枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.5～3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游1～3公里河滩围及平山河出口处两岸河滩开采。料可以用采场开采，采场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其质为灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩出露，覆盖浅，易开采。
不带横杆的矩形渡槽结构计算： 1. 槽身横向计算：沿纵向取单位长度1 m 槽身为脱离体进行计算，计算简图如图1所示。 图1.槽身横向计算简图 作用于所切取的单位长度脱离体上的荷载q 等于水重、人群荷载及槽身自重之和，除此之外，在脱离体两个侧面作用着剪力1Q 和2Q ，并由1Q 和2Q 的差值Q ?与竖向力q 保持平衡，即q Q Q Q =-=?21。 （1）人行道板计算 人行道板为一支承在侧墙上的悬臂板，计算跨长为mm a 100020012001=-=，承受的均布荷载1q 等于人群荷载加板的自重。人行道板承受的最大弯矩为： m kN a g q a q M k G k Q ?-=?+??-=+-=-= 3.11)5.21.0531.2(5.02 121212110）（γγ mm a 30=； =-=a h h 0100-30=70mm ； 0.0793*******.6103.111.226 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0827211=<=--=b s ξαξ
20851300 708270.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 为与侧墙钢筋协调，实配B 025@8,20201mm A =。 （2）侧墙计算 侧墙中最大计算弯矩的截面是侧墙的截面1，该处的水深为2.8m,另外为了截断部分由截面1延伸向上的竖向钢筋，距墙底1.0m 处再选取一计算截面2计算。 在工程实践中，侧墙近似的按受弯构件设计（略去轴向力影响）。侧墙底端的最大弯矩为（弯矩符号以槽壁外侧受拉为正）： 截面1配筋： m kN a q H M ?-=+???-=+-=39.73.111.02.8106 12161321131）（）（γ mm a 30=；=-=a h h 0300-30=270mm ；mm b 0100=； 0.056727010009.61039.71.026 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0584211=<=--=b s ξαξ 20504300 2700584.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 取用B 125@10，2628mm A s =。 截面2配筋： m kN a q H M ?-=+-??-=+'-=12.833.1112.8106 12161321132））（（）（γ mm a 30=；=-=a h h 0300-30=270mm ；mm b 0100=； 0.018327010009.61012.831.026 20 =????==bh f KM c s α 468.085.00.0185211=<=--=b s ξαξ 20160300 2700185.010009.6mm f h b f A y c s =???==ξ 取用B 025@8,20201mm A =。 抗裂校核： 计算截面取在拖承（0.2x0.2）顶边截面3处，校核水深=H 2.8-0.2=2.6m 则：
曲庄沟排水渡槽外部结构设计毕业论文 目录 设计总说明 (1) Design General Information (2) 第一章基本资料及工程概况 (5) 1.1工程概况 (5) 1.1.1南水北调中线工程简介 (5) 1.1.2 曲庄沟排水渡槽概况（略） (6) 1.2基本设计资料与数据 (6) 1.2.1天然河沟资料 (6) 1.2.2建筑物轴线处引水总干渠资料 (7) 1.2.3渡槽指标 (7) 1.2.4地质资料 (7) 1.2.5采用系数 (7) 1.2.6渡槽进口挡土墙稳定计算基本资料 (7) 1.2.7计算出口段基本资料 (8) 第二章曲庄沟渡槽型式选择 (8) 2.1渡槽断面型式的选择 (8) 2.2渡槽支承的选择 (9) 2.2.1 槽身纵向的支承型式 (9) 2.2.2 槽身的支承结构 (9) 2.3渡槽基础形式的选择 (10)
2.4渡槽与上下游渠道的连接形式 (10) 第三章槽身断面设计 (10) 3.1断面截面尺寸确定 (10) 3.1.1 水力计算 (10) 3.1.2 水头损失验算 (11) 3.1.3 进出口高程确定 (12) 3.1.4 进出口渐变段布置 (13) 3.2U型渡槽截面其他尺寸确定 (13) 3.3横杆、人行便道及端肋尺寸确定 (14) 3.4其他资料 (14) 第四章槽身的结构计算 (15) 4.1荷载计算 (15) 4.2槽身结构计算 (17) 4.2.1 抗滑稳定验算 (17) 4.2.2 抗倾覆稳定验算 (18) 4.3槽身纵向结构计算 (18) 4.3.1 力计算 (19) 4.3.2 纵向配筋计算 (20) 4.3.3 正截面的抗裂验算 (20) 4.3.4 斜截面承载力计算 (21) 4.4槽身横向结构计算 (22) 4.4.1满槽水情况下的力计算（取） (23)
设计基本资料 一．设计题目：钢筋混凝土渡槽(设计图见尾页) xx灌区干渠上钢筋混凝土渡槽，矩形槽身设计，支撑排架和基础结构布置二．基本资料 1.地形：干渠跨越xx沟位于干渠桩号6+000处，沟宽约75m，深15m左右。根据地形图和实测渡槽处xx沟横断面如下表; 桩号6+000 6+015 6+025 6+035 6+045 6+055 6+065 6+090 6+100 地面高 程（m） 97.80 92.70 87.66 83.85 83.80 87.60 89.90 97.68 97.70 2.干渠水利要素：设计流量Q 设 =10 m3/s、加大流量Q 加 =11.5 m3/s，纵坡 i=1/5000，糙率n=0.025.渠底宽B=2m，内坡1：1，填方处堤顶宽2.5m，外坡1：1.干渠桩号6+000处渠底高程为95.00m。 3.地质：该处为第四纪沉积层，表面为壤土深2米，下层为细砂砾石深度为10米，再下层为砂壤土。 经试验测定，地基允许承载能力（P）=200KN/ m2 4.水文气象：实测该处地面在10米高处，三十年一遇10分钟统计平均最大风速为24m/s。 设计洪水位，按二十年一遇的防洪标准，低于排架顶1m，洪水平均流速为 2m/s，漂浮物重50KN。 5.建筑物等级：按灌区规模，确定渡槽为三级建筑物。 6.材料：钢筋Ⅱ级3号钢，槽身采用C25混凝土，排架及基础采用C20混凝土。 7.荷载： 1）自重：钢筋混凝土Υ=25 KN/ m3水Υ=10 KN/ m3 2）人群荷载： 3 KN/ m3
3）施工荷载： 4 KN/ m3 4）基础及其上部填土的平均容重为20 KN/ m3 三．设计原则与要求 1.构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范“（SDJ20-78） 2.为了减少应力集中，构件内角处应加补角，但计算可以忽略不计。 3.计算说明书要求内容完全、书写工整。 4.图纸要求布局适当、图面清洁、字体工整。 四．设计内容 1.水力计算：确定渡槽纵坡、过水断面尺寸、水面衔接、水头损失和上下游链接。 2.对槽身进行纵向、横向结构计算，按照强度、刚度和构件要求配置钢筋。 3.拟定排架及基础尺寸。 4.两岸链接和布置。 五．设计成果 1.计算说明书一份 2.设计图纸一张（A1） 总体布置图：纵剖面及平面图 一节槽身钢筋布置图：槽身中部、端部剖面，侧墙钢筋布置及底板上、下层钢筋布置图，并列处钢筋用量明细表。排架和基础尺寸，钢筋布置等。 六．参考书 1.《水工建筑物》 2.《工程力学》 3.《建筑结构》 4.《水工钢筋混凝土》 5. 《工程力学与工程结构》
摘要 本文为面混凝土面板堆石坝设计说明书，根据所给基本资料及面板堆石坝的特点进行调洪演算，本设计中一共选取了四种方案，经过调洪演算并结合下游防洪要求及经济因素等的考虑，最终选择方案四，即选择堰宽为75m的方案。 本设计主要进行了调洪演算、坝体分区设计、溢洪道设计、溢洪道水面线计算、坝体渗流分析及坝体稳定计算等几个方面。本设计中河岸溢洪道布置在河流右岸，为正槽溢洪道。大坝高71.3m，上游坝坡坡度为1.4，下游坡度为1.3坝轴线长度为449.4m，布置在河流转弯处。经坝体稳定分析和渗流计算，本方案满足要求。 关键词：混凝土面板堆石坝调洪演算坝体设计渗流计算稳定验算河岸溢洪道
ABSTRACT This paper for the surface of concrete face rockfill dam design specifications, according to the basic information and given the characteristics of concrete face rockfill dam for flood regulating calculation, the total selection in the design of the four kinds of solutions, through the combined with the downstream flood control requirements for flood regulating calculation, and economic factors, finally four options, which chooses the plan of dam is 75 m wide. This design mainly for flood regulating calculation, design, design of spillway, the surface spillway dam partition line, dam seepage analysis and dam body stability calculation. The design and arrangement of the spillway in the Banks of the river on the right bank of the river, spillway was right in the groove. 71.3 m high dam, the upstream dam slope degree is 1.4, the downstream slope 1.3 dam axis length of 449.4 m, decorate in the bend. This scheme by the dam seepage calculation, stability analysis and meet the requirements. Keywords: concrete face rockfill dam, flood routing, design of dam body ,seepage calculation, Stability calculation, The bank spillway II
佛岭灌区渡槽设计 学生：孙广超 指导老师：彭云枫 三峡大学水利与环境学院 1工程概况 佛岭水库灌区引水干渠控制灌区农田面积4330hm2，经黄家沟时经比较采用渡槽方案，工程为III等工程，主要建筑物为3级。 1.1渡槽形式及尺寸 修筑的渡槽采用矩形梁式渡槽，槽底宽为2.0m，侧墙高1.71m，设有间距为2.0m，高为0.1m的拉杆，考虑到交通要求，还设有0.85m宽的人行板。 1.1.2地形 黄家沟顶宽约有120m，沟深约为8m，属狭长V形断面，无常流水，沟内有良田，可种植经济作物。耕作深度1.0m。 1.1.3构造要求 本设计布置等跨的间距为8m的单排架共13跨，与渐变段连接处采用浆砌石槽台。排架与地基的连接采用整体基础。槽身、排架以及基础采用预制吊装形式，为使预制时简单、方便，将排架分为三组。 2本工程设计的目的和意义 2.1渡槽的历史 世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。公元前 29 世纪前后,埃及在尼罗河上建考赛施干砌石坝,坝高15 m,坝长450m,是文献记载最早的坝,并建渠道和渡槽,向孟菲斯城供水。 公元前 700余年,亚美尼亚已有渡槽。公元前 703年,亚述国王西拿基立(Sennacherib)下令建一条 483 km 长的渡槽引水到国都尼尼微。渡槽建在石墙
上 ,跨越泽温的山谷。石墙宽 21 m,高9 m,共用了200多万块石头。渡槽下有5个小桥拱,让溪水流过。 2.2渡槽在我的应用 渡槽在我国已有悠久的历史。古代,人们凿木为槽用以引水,即为最古老的渡槽。据《水经·渭水注》:长安城故渠“上承泬水于章门西,飞渠引水入城 ,东为仓池,池在未央宫西。”“飞渠”即为渡槽,建于西汉,距今约 2000 年。或说公元前 246 年兴建的郑国渠“绝”诸水即利用了渡槽。这说明渡槽在中国已有2000 年以上的历史。我国古代比较著名的渡槽有:古代陕西关中地区大型引泾灌区—郑国渠 ,是中国古代最宏大的水利工程之一。公元前 246 年(秦始皇元年)由韩国水工郑国主持兴建,约十年后完工。它位于泾水和渭水的交会处,干渠西起泾阳,引泾水向东,下游入洛水,全长 150 余 km ,其间横穿了好几道天然河流,可能使用了“渡槽”技术。郑国渠的建成,使关中干旱平原成为沃野良田 ,粮食产量大增,直接支持了秦国统一六国的战争。 我国从20世纪50年代开始建造渡槽,目前国内已建的各类渡槽有很多。其中单槽过流量最大的为 1999 年新建的新疆乌伦古河渡槽,设计流量 1203m/ s ,为预应力混凝土矩形槽。单跨跨度最大的为广西玉林县万龙渡槽,拱跨长126 m。2002 年完成的广东东江——深圳供水改造工程在旗岭、樟洋、金湖的 3 座渡槽上采用了现浇预应力混凝土 U 型薄壳槽身,为国内首创。 2.3渡槽的形式 根据目前我国渡槽的发展状况，渡槽在横断面上,以 U型和矩形槽应用较为广泛,特别是随着施工方法的改进,如采用预制吊装的渡槽,越来越广泛的采用各种更轻、更强、更巧、更薄的结构,即槽身趋向采用U型、半椭圆型、环型、抛物线形等薄壳结构或薄壁肋箱等。 在支承型式上,除梁式渡槽和拱式渡槽外,又发展了一种拱梁组合式,拱梁式渡槽是从20世纪90年代逐步发展起来的,是在折线拱和桁架梁渡槽的基础上,经过研究改进发展起来的一种新型渡槽结构形式。它具有结构轻巧,受力状态良好,外形美观,便于施工,安全可靠,经济适用等特点。如湖南岳阳地区的凉清渡槽,槽身全长75.2 m,由一跨50.4 m的拱梁组合式结构与两端各一跨12.4 m的简支
目录 摘要 (2) 前言 (2) 1 设计基本资料 (3) 1.1 基本概况 (3) 1.2 自然条件 (4) 2工程综合说明 (8) 2.1工程等级及防洪标准 (8) 2.2水库特征水位 (9) 2.3枢纽主要建筑物组成 (9) 3 水闸设计 (10) 3.1闸址、闸型选择 (10) 3.2闸孔尺寸及闸墩厚度拟定 (11) 3.3闸底高程的确定 (13) 3.4闸顶高程的确定 (14) 3.5 水闸消能防冲设计 (14) 3.6 闸室布置与构造 (24) 3.7闸室稳定计算 (30) 3.8 闸室防渗排水设计 (37) 3.9 上下游连接建筑物设计 (42) 4 两岸挡水坝段设计 (42) 4.1 剖面设计原则 (42) 4.2 基本剖面拟定 (43) 4.3 实用坡面的设计 (43) 4.4 各项荷载的计算（单位长度） (45) 5基础及库岸边坡处理 (48) 5.1 连接坝顶的地基处理 (48) 5.2水闸基础加固处理 (50) 5.3 库岸边坡处理 (50)
6引水发电系统的简要布置 (52) 6.1 引水系统设计 (52) 6.2 发电厂房的布置 (54) 7结论 (55) 总结与体会 (56) 谢辞 (57) 参考文献 (58) 附录 (59)
摘要 本设计结合兴马电站基本资料，采用岸边引水式方案进行首部枢纽初步设计，主要内容包括首部枢纽建筑物的布置、水闸设计、引水和发电建筑设计、两岸挡水坝段设计、基础及库岸边坡处理。本设计参照相关规范和书籍资料重点进行挡泄水建筑物设计，首先根据设计资料确定闸坝及建筑物等级，由地质资料确定坝址，进行水利枢纽工程的总体布置；然后进行水闸设计，确定水闸等别、闸坝高程，进行闸孔设计、闸室布置及稳定计算、消能防冲设计、防渗排水设计、两岸连接物的设置等；接着对引水和厂房进行了简要设计，然后对两岸挡水坝段进行设计，采用重力式方案确定挡水坝段剖面尺寸，并进行稳定验算；最后对基础及边坡防护进行简要的说明。 关键词：兴马电站；首部枢纽；河床式厂房；水闸；挡水坝段 Abstract This design unifies the xinma power, using the shore basic data plan first hub diversion type, the main contents include the preliminary design of layout, first hub building design, water diversion and power generation locks architectural design, the cross-strait block dam section design, foundation and library shore slope processing. This design related standards and reference books material with the focus on the building design, discharge water retaining first according to determine the passage and building design information, the geological data to determine level of dam site, the overall arrangement of water conservancy hub project; Then, determine such damages to the gate design elevation, passage: don't, the sluice hole design, chamber arrangement and stability calculation and elimination of can prevent blunt design, anti-seepage and drainage design, cross-straits connectives Settings etc; Then the water diversion and building a brief design, then sections of cross-strait block dam design, adopted a gravity type plan against dam section profile, and stability checking size; Finally based and for slope protection for briefly. Keywords: xingma power station; First hub; Riverbed workhouse; Sluices; Block dam section 前言 水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多用于河道,渠系及水
骊瑶渡槽设计任务书
毕业设计任务书 毕设题目：骊瑶渡槽设计 指导老师：刘会欣 学生姓名： 专业班级： 起止时间：年月日 至月日系主任：张红光
目录 1 毕业设计目的 2 设计基本要求 3 设计成果及具体要求 4 时间安排 5 基本资料 6 个人设计任务
1 毕业设计目的 本毕业设计是本专业教学大纲所规定的重要教学内容，是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的最后一次的过渡性练兵。通过这次毕业设计要求达到以下基本目的。 1、巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识； 2、培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计程序、设计原则、步骤和方法； 3、培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图、概算和编写设计说明书等项能力的基本技能训练； 4、通过毕业设计使学生了解我国现行的基本建设程序，建立工程设计的技术和经济的政策正确观点； 5、因此，要求每个同学在长达15周的毕业设计中，抓紧时间，遵守纪律，努力学习工作，认真踏实，一丝不苟，实事求是，举一反三，充分发挥个人的主动性和创造性，独立的和高质量的完成本次设计，以便在今后的生产实践中当一名出色的工程师，为我国的水利事业也是为国民经济的基础设施和基础产业而做出贡献。 2 设计基本要求 （1）设计者必须发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务，在设计中应遵循设计规范，尽量利用国内外先进技术与经验； （2）设计者对待设计计算、绘图等工作应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高的水平； （3）设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明书一份（按规范格式）A1图纸4-5份（文本版+光盘）。
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。
毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 班级××级水利水电自考助学班 指导老师李云强 题目重力坝剖面构造设计 荆州理工职业学院 2012年11 月 28 日
1、选题的目的理论价值和现实意义 本次毕业设计是对大学两年以来所学知识的一次总结，通过对鄂——01水利枢的了解和对个人所掌握相关知识的考虑，本次选择《重力坝剖面构造设计》作为毕业设计的题目。 鄂——01水利枢纽的河道J水发源于山区,流经H,C等县市,而于H市附近汇入S江,其于流总长197公里,流域积3356平方公里,坝址控制流域面积711平方公里,占全流域面积的21%,J水属于山区性河流,流域内多为山区和丘陵区,起河床比降为: 上游河段:由河源至石门 1.21% 中游河段:由石门至神山头0.44% 下游河段:由神山头至河口0.24% 流域内雨量充沛,H市站多年平均雨量为1447.7公里,且雨量多集中于3~8月份,约占全年平均雨量的70%,尤以4~6月份雨量集中,每到雨季,山洪爆发,流域内中,下游地区农田(50余万)和城乡人口(30余万人)经常遭到洪水灾害和威胁,甚至造成生命财产的重大损失 本次水利枢纽是一座以发电，防洪，改善航道为主的综合性利用水库，建成后，可保护下游中等城市，减少减轻洪水威胁。 本次选题丰富了重力坝的设计理念，加深了对设计实例的了解，方便了今后对于重力坝的研究。 2、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求：同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。由于混泥土重力坝自重大，温控难度高，所以在严寒或者温差大的地区应对重力坝在严寒地区施工的温度应力问题进行分析。 混泥土重力坝在严寒地区施工的温度应力问题研究现状: 2.1、按设计的坝体建立一个完整的模型 (即竣工后的完整坝体 ) ,并按实际施工过程中的薄层碾压混凝土建立相应的层单元。
湖南工业大学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2013届） 学院（部）：土木工程学院 专业：道路与桥梁 学生姓名：吴泽力 班级：土木095 学号09403100138 指导教师姓名：胡忠恒职称副教授 职称
2013年5 月7 日
题目：汨罗二级公路设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述 1.1公路建设的意义 公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。高等级公路在中国内地的出现和发展走过了几十年的历程，在今天，高等级公路和全国公路网正在为中国经济和社会的发展提供着便捷、和高效率的运输服务。 美国前总统艾森豪威尔年轻时曾参加横跨美国大陆的汽车旅行，亲身体验到落后的道路意味着“浪费、危险和死亡”。当选总统后，他立即着手绘制美国公路建设的蓝图。美国公路的发展促进了人员、信息和货物的流通，刺激了生产的发展。 要想富，先修路。公路作为一种现代化的公路运输通道在当今社会经济中正在发挥着越来越重要的作用。实践证明公路作为基础设施对沿线的物流、资源开发、招商引资、产业结构的调整、横向经济联合起到积极的促进作用。 几十年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。 因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高在技术领域的研究，发展道路建设的经济性，耐久性，并重点考虑道路建设的可持续性，防污，防噪，及生态平衡性，这都将是在今后一段时间内中国道路发展要着重解决的问题。 汨罗二级公路对于地方的意义：汨罗二级公路横穿岳阳县和汨罗市，使两地的经济，文化和政治得到更充分的交流。同时对于各自的县市而言，汨罗市二级公路成为了促进了工业与农业，城市和乡村，生产与消费的重要纽带。 1.2 二级公路设计资料 二级公路：是连接政治、经济中心或大工矿区的干线公路、或运输繁忙的城郊公路，双车道二级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000--15000辆。 二级公路分为汽车专用二级公路和一般二级公路两种。汽车专用二级公路能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成中型载重汽车4500——7000辆的年平均昼夜交通量，为连接政治、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的专供汽车行驶的公路。