把每跨渡槽槽身沿纵向看作是简支梁，梁的截面是由侧墙与底板组成U型截面，因为它是对称的截面，为简化起见只取一半来进行计算。计算简图如下：
1、荷载计算
首先算出半边槽身的截面积等于
0.0605m2。
半边槽身每1mxx的自重q
1=
0.0605×
2.5=
0.151t/m
半边槽身内的水在每1mxx上的重量q
2=
0.175×
0.35=
0.061 t/m有2人在槽中央清淤p=150kg
线荷载总重q= q
1+ q
2=
0.151+
0.061=
0.212 t/m
2、内力计算
计算跨度l=
7.5。把侧墙作为T形梁，b=14cm，h=50cm，h
i′=13cm，根据规定：1)b
i′，2)b
i′=b+6 h
i′=8+6×13=86cm，3)实有b
i′=14cm，取最小者，即b
i′=14cm。
×ql2×0.212×
7.52×0.15×
7.5=
1.77t-m
3、钢筋计算
估计所需钢筋不多，只需排成一排，保护层取4cm，h 0=50－6=44cm，鉴别T形梁的情况
KM=
1.5×
1.77=
2.66t-mbi′h
i′Rw(h
0－h
i′/2)=14×13×140×(44－＞KM 为第一种T形梁，按梁宽为b i′=14cm的矩形xx计算：
A0= KM/ (b
i′h
02
Rw)=
2.66×105
/(14×442
×140)=
0.07查得α=
0.0726
Ag=αb
i′h
0Rw/Rg=
0.0726×14×44×2选用4Φ12，实有Ag=
4.52 cm2
。
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。
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：
目录 1. 工程概况.............................................. 错误!未定义书签。2．槽身纵向内力计算及配筋计算............................ 错误!未定义书签。 (1)荷载计算..........................................错误!未定义书签。 (2)内力计算..........................................错误!未定义书签。 (3)正截面的配筋计算..................................错误!未定义书签。 (4)斜截面强度计算....................................错误!未定义书签。 (5)槽身纵向抗裂验算..................................错误!未定义书签。3．槽身横向内力计算及配筋计算............................ 错误!未定义书签。 (1)底板的结构计算....................................错误!未定义书签。 (2)渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算 ....................错误!未定义书签。 (3)侧墙的结构计算....................................错误!未定义书签。 (4)基地正应力验算....................................错误!未定义书签。
1. 工程概况 重建渡槽带桥，原渡槽后溢洪道断面下挖，以满足校核标准泄洪要求。目前，东方红干渠已整修改造完毕，东方红干渠设计成果显示，该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m，下游侧渠底设计高程为165.40m。本次设计将现状渡槽拆除，按照上述干渠设计底高程，结合溢洪道现状布置及底宽，在原渡槽位重建渡槽带桥，上部桥梁按照四级道路标准，荷载标准为公路-Ⅱ级折减，建筑材料均采用钢筋砼，桥面总宽5m。 现状渡槽拆除后，为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求，需重建跨溢洪道渡槽带桥。新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+，同现状渡槽桩号，下底面高程为165.20m，满足校核水位+0.5m超高要求，桥面高程167.40m，设计为现浇结合预制混凝土结构，根据溢洪道设计断面，确定渡槽带桥总长51m，8.5m×6跨。上部结构设计如下：渡槽过水断面尺寸为×1.6m，同干渠尺寸，采用C25钢筋砼，底及侧壁厚20cm，顶壁厚30cm，筒型结构，顶部两侧壁水平挑出1.25m，并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋，维持悬挑板侧向稳定，桥面总宽5m，路面净宽4.4m，设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减，两侧设预制C20钢筋砼栏杆，基础宽0.5m。下部结构设计如下：下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构，并设置横梁， 由于地基为砂岩，基础采用人工挖孔端承桩，尺寸为×1.2m，基础深入岩层弱风化层1.0m，盖梁尺寸为4××1.2m。 2．槽身纵向内力计算及配筋计算 根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按
内容摘要 本次设计作为农水专业本科生的毕业设计，主要目的在于运用所学的有关专业课，专业基础知识及基础课等的理论；了解并初步掌握水利工程的设计内容，设计方法和设计步骤；熟悉水利工程的设计规范；提高编写设计说明书和各种计算及制图的能力。 根据设计任务书，说明书分为四章。第一章，基本资料。第二章，整体布置，确定渡槽的线路和槽身总长度，进行水利计算，确定槽底纵坡以及进出口高程。第三章，槽身结构设计，确定槽身的横断面尺寸，进行槽身纵横断面内力计算及结构计算。第四章，支承结构设计，确定支承结构的尺寸，进行支承结构的结构计算，渡槽基础的结构计算及渡槽整体稳定性计算。
Abstract This design is a graduation project of undergraduation. Its main aim is to apply what have been learned in class, such as specialized courses, specialized basic courses, basic courses and so on, to initially master the content of design, the methods of design, the steps of design of the irrigation project; to have an intimate knowledge of the design standard of the irrigation project; to raise the capacity to compile the design exposition and the capacity of calculation and drawing. According to the task, the design exposition is made up of four chapters. Chapter one is the basic material. Chapter two is assignment on the whole, in which the aqueduct line and total length are decided, and make the hydraulic design to decide the slope of bottom and the altitude of exit and entrance. Chapter three is the structure design of aqueduct body, in which the cross section of aqueduct body is decided, and calculate the internal force and the structure of cross section and vertical section. Chapter four is the structure design of support structure, in which the dimensions of support structure are decided, and calculate the internal force and structure of support structure , and calculate the structure of aqueduct foundations, and check the stability of aqueduct on the whole.
一、基本资料 1.1工程等别 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）和《村镇供水工程技术规范》（SL687—2014）的规定，工程设计引水流量为3.9m3/s，供水对象为一般，确定本项目为Ⅳ等小（1）型工程。主要建筑物等级为4等，次要建筑物等级为5等，临时建筑物等级为5等。 渡槽过水流量≤5m3/s，故渡槽等级均为5级。 1.2设计流量及上下游渠道水力要素 正常设计流量1.83m3/s，加大流量2.29 m3/s。 1.3渡槽长度 槽身长725m，进出口总水头损失0.5m。 1.4地震烈度 工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇，属构造剥蚀丘岗地貌。根据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，建筑物不设防。 1.5水文气象资料 安陆市属亚热带季风气候区，春秋短，冬夏长，四季分明，兼有南北气候特点。年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃，多年平均气温15.9℃。年日照时数1920—2440h，日照率49%，居邻近各县（市）之冠。太阳总辐射年平均112千卡/cm2，年际变化不大，4-10月辐射量占全年的71.43%。10℃以上积温为4486—4908℃。多年平均无霜期246d。 境内多年平均降雨量1117mm，年降雨量很不稳定，最多年份可达1772.6mm （1954年），最少年份只有652.9 mm（1978年），降水量年内分配很不均匀，4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上，多年平均蒸发量1587.3mm，由于降水量年际和年内间变化大，导致洪涝旱灾发生频繁。
渡槽箱形梁结构计算书(11.18)
一、槽身纵向内力计算及配筋计算 根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向按正常过水高程计算（本渡槽设计水位高程取60cm）。 图1—1 槽身横断面型式（单位：mm） 1、荷载计算 根据设计拟定，渡槽的设计标准为5级，使用年限50年所以渡槽的安全级别Ⅲ级， 则安全系数为γ =0.9（DL-T 5057 -2009规范），C30混凝土重度为γ=25kN/m3（根据水工混凝土结构设计规范DL-T 5057-2009：6.1.7条），正常运行期为持久状况，其设计状况 系数为ψ=1.0，荷载分项系数为：永久荷载分项系数γ G =1.05，可变荷载分项系数γ Q =1.20 （《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5057 -1997规范）），结构系数为γ d =1.2（DL-T 5057 -2009规范）。 纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而人群荷载 为可变荷载。 （1）槽身自重： 标准值：G 1k =γ ψγ（V 1 +2V 2 +V 3 )=0.9×1×25×(0.15× 2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94（kN/m） 设计值：G 1=γ G ×g 1k =1.05×21.94=23.04（kN/m）
（a ）面板自重 设计值：g 1=γG γ0ψγV 1=1.05×0.9×1×25×(0.15×2.3)=8.15（kN/m ） （b ）腹板自重 设计值：g 2=γG γ0ψγ2V 2=1.05×0.9×1×25×(0.25×0.7)×2=8.27（kN/m ） （c ）底板自重 设计值：g 3=γG γ0ψγV 3=1.05×0.9×1×25×(1.4×0.2)=6.62（kN/m ） （2）水重：标准值：G 2k =γ0ψγV 4=0.9×9.81×1×（0.6×0.9）=4.77（kN/m ） 设计值：G 2=γG ×g 2k =1.05×4.77=5.01（kN/m ） （3）栏杆荷载： 本设计采用大理石栏杆，大理石的容重γ1=28kN/m3，缘石采用C30 混凝土预制，C25混凝土重度为γ=25kN/m 3 。 标准值：G 3k =γ0ψγ1V 5+γ0ψγV 6=0.9×1×28×2×｛(0.5×0.16×0.16×5÷ 10)+0.8×0.16｝+0.9×1×25×2×(0.16×0.3)=8.92（kN/m ） 设计值： G 3=γG ×g 2k =1.05×8.92=9.37（kN/m ） 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：桥上人行道 栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载，竖向荷载采用1.2kN/m ；水平向外 荷载采用1.0kN/m 。两者分别考虑，不得同时作用。 标准值： Q 栏杆竖向=1.2（kN/m ） 设计值： Q 1=1.2×1.2=1.44（kN/m ） （4）人群荷载： 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载w ，可按下列公式计算，且ω值在任何情况下不得小于2．4kPa 。 当跨径或加载长度l ＜20m 时：
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》
目录(
1. 工程概况 重建渡槽带桥，原渡槽后溢洪道断面下挖，以满足校核标准泄洪要求。目前，东方红干渠已整修改造完毕，东方红干渠设计成果显示，该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m，下游侧渠底设计高程为165.40m。本次设计将现状渡槽拆除，按照上述干渠设计底高程，结合溢洪道现状布置及底宽，在原渡槽位重建渡槽带桥，上部桥梁按照四级道路标准，荷载标准为公路-Ⅱ级折减，建筑材料均采用钢筋砼，桥面总宽5m。 现状渡槽拆除后，为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求，需重建跨溢洪道渡槽带桥。新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+，同现状渡槽桩号，下底面高程为165.20m，满足校核水位+0.5m 超高要求，桥面高程167.40m，设计为现浇结合预制混凝土结构，根据溢洪道设计断面，确定渡槽带桥总长51m，8.5m×6跨。上部结构设计如下：渡槽过水断面尺寸为×1.6m，同干渠尺寸，采用C25钢筋砼，底及侧壁厚20cm，顶壁厚30cm，筒型结构，顶部两侧壁水平挑出1.25m，并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋，维持悬挑板侧向稳定，桥面总宽5m，路面净宽4.4m，设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减，两侧设预制C20钢筋砼栏杆，基础宽0.5m。下部结构设计如下：下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构，并设置横梁， 由于地基为砂岩，基础采用人工挖孔端承桩，尺寸为×1.2m，基础深入岩层弱风化层1.0m，盖梁尺寸为4××1.2m。 2．槽身纵向内力计算及配筋计算
根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向一般按满槽水。 图2—1 槽身横断面型式（单位：mm） (1)荷载计算 根据规划方案中拟定，渡槽的设计标准为4级，所以渡槽的安全级别Ⅲ级，则安全系数为γ =，混凝土重度为γ=25kN/m3，正常运行期为持久状况，其设计状况系数为ψ=，荷载分项系数为：永久荷载分项 系数γ G =，可变荷载分项系数γ Q =，结构系数为γ d =。 纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力、车道荷载及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而车道荷载、人群荷载为可变荷载。 槽身自重： 标准值：g 1k =γ ψγV 1 =×25××5+×2×2+×+×+×+×+×2+× 2)=（kN/m） 设计值： g 1=γ G。 g 1k =×=（kN/m） 水重：标准值： g 2k =γ ψγV 2 =××（×）=（kN/m）
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。
工程名称: 哈密市五堡镇五堡大桥渡槽工程 设计阶段：施工阶段 渡槽计算书 计算： 日期：2015.09.01 哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司 2015.09.01
1 基本资料 五堡大桥渡槽定为4级建筑物，设计流量Q =1.2m3/s ，加大流量Q m=1.56m3/s。， 设 渡槽总长25.6m，进口与上游改建梯形现浇砼渠道连接，出口与下游改建矩形现浇砼渠道连接。 2 渡槽选型与布置 2.1 结构型式选择 梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上的。为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形，必须设置变形缝将槽身分为独立工作的若干节，并将槽身与进出口建筑物分开。变形缝之间的每一节槽身沿纵向是两个支点所以既起输水作用又起纵向梁作用。根据支点位置的不同，梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。 单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进出口建筑物连接时使用。 简支梁式槽身施工吊装方便，接缝止水构造简单，但跨中弯矩较大，底板受拉对抗裂防渗不利。简支梁式槽身常用的跨度为8-15m。本设计采用简支梁式槽身，跨度取为12.8m。梁式渡槽的槽身采用钢筋混凝土结构。 2.2 总体布置 渡槽的位置选择是选定渡槽的中心线及槽身起止点的位置。本设计的渡槽的中心线已选定。具体选择时可以从以下几方面考虑： （1）槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工的地方，以便缩短槽身长度、减少工程量、降低墩架高度； （2）槽轴线最好成一直线，进口和出口避免急转弯，否则将恶化水流条件，影响正常输水； （3）跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向尽量成正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免位于河流转弯处； 2.3 结构布置 根据渠系规划确定，选用钢筋混凝土简支梁式渡槽进行输水，槽身采用带拉杆的矩形槽，支承结构采用单排架型式，两立柱之间设横梁，基础采用整体板式基础支撑排架。渡槽全长25.6m，采用等跨布置方案，一跨长度为12.8m。进出口均用混凝土建造。
第25卷第2期人民黄河Vol.25,No.2 2003年2月YELLOW RIVER Feb.,2003 =水利水电工程> 南水北调中线穿黄工程渡槽设计研究 吴长征,张治平,阎红梅 (黄河水利委员会勘测规划设计研究院,河南郑州450003) 摘要:根据南水北调中线穿黄河段的地形地质条件、黄河的洪水泥沙特性和穿黄工程规模大、技术复杂的特点,进行了多种方案的研究比较,推荐采用三向预应力矩形薄腹梁渡槽,下部结构为柱式墩、混凝土灌注桩基础。经过较全面的计算分析研究,渡槽能够满足各种可能条件下的施工和安全运行要求。 关键词:设计;渡槽;穿黄工程;南水北调中线工程 中图分类号:TV672文献标识码:B文章编号:1000-1379(2003)02-0042-02 1工程概况 南水北调中线工程从丹江口水库陶岔渠首引水,横跨长江、淮河、黄河、海河四大流域,终点到北京团城湖,线路总长1267km。渠首引水流量500~630m3/s,年调水量120亿~140亿m3。主要供京、津、冀、豫4省(市)京广铁路沿线地区城市生活、工业和环境用水。中线穿黄渡槽是中线调水线路中规模最大、技术最复杂的交叉建筑物。该工程位于郑州黄河京广铁桥以西30k m处的孤柏嘴河段,南岸在孤柏嘴上游约2km,北岸位于河南温县陈家沟村西。渡槽设计流量440m3/s,加大设计流量500m3/s。渡槽工程自南岸起点至北岸终点全长19.3km,涉及的主要建筑物有跨黄河渡槽,进口节制闸、退水闸,出口检修闸,南、北岸连接渠道,新、老蟒河交叉建筑物等。跨黄河渡槽长度为3.5km,靠南岸山湾布置。 目前穿黄渡槽的初步设计工作已基本完成,除设计报告外,还提出了近30个专题科研报告。先后组织了多次有水利、交通、科研院所和高校等专家学者参加的技术咨询会和座谈会,对渡槽设计中的关键技术问题进行研究咨询。本文重点介绍穿黄渡槽方案的设计研究情况。 2穿黄渡槽设计 2.1设计标准和依据 中线工程属特大型跨流域调水工程,工程等级为大(?)型。穿黄渡槽是中线工程上最关键的交叉建筑物,建筑物级别为一级。根据5防洪标准6(GB50201-94),考虑中线穿黄工程的重要性和黄河洪水泥沙的复杂性,经论证确定穿黄渡槽设计洪水标准为300年一遇,校核洪水标准为1000年一遇。 穿黄渡槽设计地震加速度概率取基准期50年内超越概率的5%。 2.2地质条件 根据对孤柏嘴河段多条穿黄线路的比较,考虑穿黄工程对黄河河势的影响及工程布置等因素,选定李村)陈家沟线作为穿黄渡槽线路。该处黄河河床宽度9.9km,河槽高程98~100 m,滩地高程102~103m。南岸邙山顶面高程约180m,北岸青风岭岗地高程约112m。黄河北岸滩地上有新、老蟒河,河槽宽分别为40~50m及10~20m。 河床覆盖层主要为第四系全新统冲积层(alQ4)、上更新统冲积层(alQ3)和中更新统冲洪积层(al+plQ2)。下伏基岩为上第三系(N)黏土岩、砂岩等。 Q4地层主要分布于河床及漫滩,岩性为砂壤土、壤土、粉砂、细砂、中砂等,总厚度7~37m。该层与下部Q2地层间断续分布有一层厚度为0.5~5m的泥砾层。 Q3地层主要分布于邙山、青风岭一带及北岸漫滩Q4地层之下。在南岸邙山一带,该层厚55~70m,为黄土状粉质壤土,含少量钙质结核。在北岸青风岭一带,该层厚达90~100m,其上部10~20m为黄土状粉质壤土,下部主要为细砂、中砂及砂砾石层。 Q2地层主要分布于南岸邙山及河槽上部覆盖层之下,其顶面高程及层厚均变化较大。在渡槽起点附近顶面高程为110m 左右,厚约70m,岩性以粉质壤土为主夹6~7层粉质黏土。该层中普遍含有粒径1~8cm的钙质结核。 第三系地层(N),沿渡槽轴线顶面高程变化较大,河床下埋深40~60m。主要为河湖相沉积的黏土岩、砂岩等,固结成岩程度低,属软岩。 工程区地震基本烈度为7度。穿黄渡槽设计地震基准期50年内超越概率5%的基岩水平加速度峰值为0.158 。 2.3渡槽结构形式研究 在穿黄渡槽设计中,根据已有工程资料和近几年水电、桥梁工程中运用的新技术、新工艺,拟定了十几种不同结构类型、不同材料、不同断面形式、不同跨度的渡槽方案。经过初步计 收稿日期:2002-10-16 作者简介:吴长征(1958-),男,河南柘城人,高级工程师。
渡槽课程设计
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; 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》
大型多纵梁式钢筋混凝土渡槽结构受力试验研究 一、渡槽原型概况 南水北调中线工程河南段双洎河渡槽为南水北调工程总干渠跨越河南省新郑市境内双洎河的交叉建筑物，担负着双洎河以北地区南水北调的输水供水任务。其中有郑州、新乡、安阳、邯郸、石家庄、北京、天津等大中城市的生活、工业用水以及沿干渠两侧河南、河北的农业用水，控制灌溉耕地面积3142万亩，负担分水口门61处，年平均输水100多亿立方米。该工程全长895m，槽身总长600m，设计流量490m3/s，加大流量540m3/s，其规模仅次于穿黄工程。由于其地质呈岩性不均且多层分布的状况，渡槽槽身为单跨简支结构。钢筋混凝土多纵梁结构是在总结借鉴我国钢筋混凝土矩形断面渡槽建设经验基础上［1］，结合双洎河渡槽工程特点进行改进设计，通过综合技术经济比较后选取的设计方案之一。由于渡槽结构规模的显著增大，使得渡槽纵横向各承载构件之间受力的复杂性增加，需要重新研究认识其中的作用规律，以充分发挥结构的整体受力特性。因此，在原型设计的基础上，进行了仿真模型试验研究。 渡槽原型如图1所示，其单跨跨度为20.0m，宽度为23.4m，高度为10.8m；过水断面宽度为19.0m，设计水深为6.77m，校核水深为7.27m。沿纵向设宽度1.0m、高3.0m（含槽底板厚0.5m)的8根主梁，沿横向设宽度1.0m、高2.5m（含槽底板厚0.5m)的6根次梁，与横梁相应设6条竖肋与侧墙板形成竖向梁板结构。根据设计要求，混凝土强度等级为C30，以二级配骨料配制；受力主筋采用II级热轧钢筋，分布钢筋采用I级热轧钢筋。 图1渡槽原型外观及纵横断面立体图
二、渡槽模型设计与制作 模型试验的任务是：（1）研究纵向主梁的受力性能，确定在不同受力阶段各梁的承载作用及各支座反力的分布规律；（2）研究横梁的受力性能及其对纵向主梁受力性能的影响；（3）研究渡槽结构整体受力极限状态及超载安全系数；（4）确定渡槽结构抗裂设计的控制截面及裂缝发生发展规律。 2.1模型比尺与材料选择 根据仿真模型相似理论［2］，能够反映原型受力全过程的模型材料与原型材料的应力应变关系应具有全过程相似性，比较简单的材料模拟就是采用与原型同样的材料进行模型制作。考虑渡槽原型的断面尺寸、模型成型的可行性、测试结果的精确性并兼顾试验设备能力等各方面因素，确定模型比尺为1：5，模型混凝土的级配和强度等级与原型相同，采用现浇成型，浇筑顺序与原型相同。模型钢筋总截面面积按模型比尺取为原型的1/25，采用与原型相同的表面变形钢筋，通过钢筋根数和直径的调整，使模型与原型钢筋的分散程度相近。受力钢筋按其合力作用点位置不变配置。分布钢筋按粘结相似原则配置，使模型与原型钢筋的d/c（d 为钢筋直径，c为混凝土保护层厚度）相同［3］。模型跨度为4.0m, 其横断面尺寸如图2所示。 图2渡槽模型横断面（尺寸单位：cm） 2.2加载系统 在正常运行状况下，渡槽主要承受结构自重和水荷载作用。
一、槽身纵向内力计算及配筋计算 根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故可以按梁理论计算。槽身纵向按正常过水高程计算（本渡槽设计水位高程取60cm）。 图1—1 槽身横断面型式（单位：mm） 1、荷载计算 根据设计拟定，渡槽的设计标准为5级，使用年限50年所以渡槽的安全级别Ⅲ级， 则安全系数为γ =0.9（DL-T 5057 -2009规范），C30混凝土重度为γ=25kN/m3（根据水工混凝土结构设计规范DL-T 5057-2009：6.1.7条），正常运行期为持久状况，其设计状 况系数为ψ=1.0，荷载分项系数为：永久荷载分项系数γ G =1.05，可变荷载分项系数γ Q =1.20（《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5057 -1997规范）），结构系数为γ d =1.2（DL-T 5057 -2009规范）。 纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重力（栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的）、槽中水体的重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载，而人群荷载为可变荷载。 （1）槽身自重： 标准值：G 1k =γ ψγ（V 1 +2V 2 +V 3 )=0.9×1×25×(0.15× 2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94（kN/m） 设计值：G 1=γ G ×g 1k =1.05×21.94=23.04（kN/m）
（a ）面板自重 设计值：g 1=γG γ0ψγV 1=1.05×0.9×1×25×(0.15×2.3)=8.15（kN/m ） （b ）腹板自重 设计值：g 2=γG γ0ψγ2V 2=1.05×0.9×1×25×(0.25×0.7)×2=8.27（kN/m ） （c ）底板自重 设计值：g 3=γG γ0ψγV 3=1.05×0.9×1×25×(1.4×0.2)=6.62（kN/m ） （2）水重：标准值：G 2k =γ0ψγV 4=0.9×9.81×1×（0.6×0.9）=4.77（kN/m ） 设计值：G 2=γG ×g 2k =1.05×4.77=5.01（kN/m ） （3）栏杆荷载： 本设计采用大理石栏杆，大理石的容重γ1=28kN/m3，缘石采用C30 混凝土预制，C25混凝土重度为γ=25kN/m 3 。 标准值：G 3k =γ0ψγ1V 5+γ0ψγV 6=0.9×1×28×2×｛(0.5×0.16×0.16×5÷10)+0.8 ×0.16｝+0.9×1×25×2×(0.16×0.3)=8.92（kN/m ） 设计值： G 3=γG ×g 2k =1.05×8.92=9.37（kN/m ） 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：桥上人行道 栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载，竖向荷载采用1.2kN/m ；水平向外 荷载采用1.0kN/m 。两者分别考虑，不得同时作用。 标准值： Q 栏杆竖向=1.2（kN/m ） 设计值： Q 1=1.2×1.2=1.44（kN/m ） （4）人群荷载： 根据《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 规范要求：梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载w ，可按下列公式计算，且ω值在任何情况下不得小于2．4kPa 。 当跨径或加载长度l ＜20m 时：
说明书 一、概述 该渡槽位于***省、****************工程K9+484.170处，该渡槽槽位原为一片农田，因公路基础建设的需要，此处修建公路，横断面为路堑形式，阻断了原有农灌沟渠，应农灌的需求及在不阻碍正常的交通往来情况下，故在此位置修建此渡槽。该渡槽作为民生工程，为保证当地居民正常田灌溉、道路通畅、通行安全，修建此渡槽很有必要。 （一）设计依据 1、采用规范、标准及文件 1）外业勘察资料及业主提供的相关资料。 2）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-2008）。 3）*************************施工图设计。 4）《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014执行。 5）《水工混凝土施工规范》（SL677-2014） 6）现行有关法律、法规、标准、规范及规程等。 （二）工程规模及主要工程内容 工程规模：渡槽设计总长145.7m，其中渡槽段长30.7m，跨径为1×8.0m+1×10.0m+1×8.0m 现浇U型槽身，进水口段长55m，出水口段长60m；工程总投资31.69万元；平均每延米渡槽造价1.22万元，其中建筑安装工程费25.05万元，占总投资的79.03％。 主要工程内容： 渡槽基础：基础、挖基、基坑回填；下部构造：槽台台身拱肋、横向连系梁、支架；上部构造：U型槽身；其他工程等。 二、地质、水文、航运等基础资料 （一）地质 根据《****省地图集》（2005.11），项目槽位地质为寒武系：硅质岩、岩质页岩，砂页岩及灰岩。 （二）不良地质 槽位无不良地质。 （三）地震 根据《中国地震动态参数区划图》（GB18306-2015），本项目路段地震动峰值加速度系数等于0.05，按部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）3.7.1规定，除有特殊要求外，可采用简易设防。 三、设计技术标准 （一）渡槽工程 1、跨径、槽型：1×8.0m+1×10.0m+1×8.0m现浇U型槽身，渡槽段全30.7m； 2、槽身纵向比降：0.50％。 四、材料、建筑产品采用的技术指标或标准 （一）材料 1、水泥 选用水泥时，应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。根据本项目结构类型及所处环境，宜选用中热硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥，也可选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，且水泥强度应与混凝土设计强度相适应。 2、砂石材料 细集料：采用质地坚硬、颗粒洁净、级配良好的中粗砂。细度模数宜在 2.2～3.0（天然砂）或2.4～2.8（人工砂）范围内。细集料含水率应保持稳定，其表面含水率应小于4%，细集料的其他品质要求见《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）的表 5.3.5，试验按现行《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014执行。其他技术要求应符合《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）的有关规定。 粗集料：采用质地坚硬、洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石，结合本项目实际情况，粗集料应由石灰岩制成的碎石。施工前应对所用的碎石或卵石进行碱活性检验，在条件许可时尽量避免采用有碱活性反应的集料，或采取必要的措施。粗集料的试验按现行《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2014）执行。其他技术要求应符合《水工