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》
设计说明书
一．渡槽总体布置
1，槽身长度的确定
干渠跨越xx 沟，位于干渠桩号6+000处。 由此表可画出此沟的横剖面图： 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
xx 渡槽横断面图
由图可知在高程为95m 处沟长为70.25m 。而对于矩形槽，跨度一般取8～15m ，所以此槽身去跨度为9m ，共8跨，则槽身长L=72m 。 2.上下游连接形式及其长度
由于扭面的过流能力较好，所以，上下游连接段均采用扭面进行过渡连接; 在渠道中：水深h 1 由已知条件，带入数据知
()
0.6
2
0.4
211
12122nQ b b h b m h m m m i ????
=?+++- ? ???
??
进行迭代得h 1=2.89m
校核设计流量：A=（b+mh ）h=14.13m2 R=A/x=1.39m
0.5
221
3332A 14.131=R 1.399.95/n 0.0255000Q i m s Q ??=??=≤ ?
??
设实
故，不符合设计流量的要求，
当h 1=2.9m 时2
1
332A =R 10.03/Q n
Q i m s =≥设实
故，符合设计流量的要求
o Q 10.03
V =
==0.71m/s A 14.21
实 当Q=10 m 3/s ，堤顶宽度为2.5m 时，查书中表8-5得10.5h m ?= 则11 3.4H h h m =+?= 校核加大流量：
2
1
332A =R 14.09/n Q i m s Q =≥、加
加
故，符合加大流量的要求
则，渠道的深度H=3.4m ，水深h 1=2.9m 。
对于中小型渡槽，进口渐变段长度可取L 1大于等于4 h 1（h 1为上游渠道水深）; 出口渐变段长度可取L 2大于等于6 h 3（h 3为下游渠道水深）。
则，11L 4h =11.6m ≥ 取 L 1=12m 23L 6h =17.5m ≥ 取L 2=18m
综上所述：L 1=12m ，L 2=18m ，均采用扭面过渡。 3．渡槽支撑形式
考虑到该渡槽的荷载较小，其支撑形式采用单排架。 4．渡槽基础的形式 采用板梁式条形基础
二．渡槽水力计算
1.尺寸拟定
槽身的过水断面尺寸，一般按设计流量设计，按最大流量校核，通过水力学
公式（2
1
32
A =R n
Q i ）进行计算。当槽身长度L 大于等于（15～20）h 2（h 2为槽内
水深）时，按明渠均匀流公式进行计算。矩形渡槽深宽比一般取0.6～0.8，超高一般取0.2～0.6m 。初拟时，纵坡一般取1/500～1/1500。糙率取0.011.
拟定h/b=0.7,i=1/1000,得：b=2.6m,不符合实际要求： 拟定h/b=0.8,i=1/700.得：b=2.25m,也不符合实际要求； 拟定h/b=0.8,i=1/500,得；b=2.03m,也不符合要求， …………
通过以上的计算得，无论怎么调整数值，都不能满足设计要求，而，一般渡槽的净宽小于等于渠道底宽。
在以上经验数据下，设渡槽净宽b=2m,i=1/700,n=0.011带入2
1
32A =R n
Q i 计算
水深h ，221
3
32
A 2h 1=
R =10n 0.0111700h Q i h ??????= ? ?+????
进行迭代得：h=1.93m 同理，将加大流量带入上式221
3
32
A 2h 1=
R =11.5n 0.0111700h Q i h ????
??= ? ?+????
迭代得：h 加=2.15m 对设计流量进行校核：
b=2m,h=1.93m.
221
3332
A 3.861=R =0.65910.04m /n 0.011700Q i s Q ????=≥ ???
设实
则，Q 10.04
V===2.6m/s A 3.86
实 满足设计流量的要求 对加大流量进行校核
取h=0.27?m 时，则，b=2m, h=0.27+1.93=2.2m
221
3332
A 4.41=R =0.68811.8m /n 0.011700Q i s Q ????=≥ ???、加
加
满足加大流量的要求 2.计算水头损失
进口段水面 降落值：()()222210110.1
2.60.710.351229.8
K Z v v m g ++=-=-=?（K 1=0.1）
槽身段沿程降落值： 11/700720.103Z iL m ==?=
出口段水面回升值： 211
0.3510.11733
Z Z m ==?=
渡槽总水面降落值：
[]120.3510.1030.1170.337Z Z Z Z m Z ?=+-=+-=≤?
所以符合最小水头损失的要求。
抬高值： y 1=h 1-Z-h 2=2.9-0.351-1.93=0.619m 进口槽底高程： 131950.61995.619y m ?=?+=+= 出口槽底高程： 21195.6190.10395.516Z m ?=?-=-= 降低值： y 2=h 3-Z 2-h 2=2.9-0.117-1.93=0.853m 出口渠底高程： 42295.5160.85394.663y m ?=?-=-=
渡槽水利计算图
最终确定，渡槽的断面尺寸为b=2m ，h=2.2m 符合要求。
三．槽身结构计算