浅谈渡槽优化设计
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浅谈渡槽施工方法和工艺技术(一)引言概述:渡槽作为水利工程中常见的一种施工形式,具有较大的经济效益和社会效益。
本文将就渡槽施工方法和工艺技术进行探讨,旨在为相关从业人员提供一些参考和指导。
本文主要从渡槽施工材料的选择、施工前期准备、施工方法、技术要点和施工质量控制等五个方面进行阐述。
正文:一、渡槽施工材料的选择1. 确定渡槽材料的选择原则2. 混凝土渡槽的常用材料及特点3. 钢渡槽的常用材料及特点4. 选择渡槽材料时需要考虑的因素5. 如何根据具体情况选择合适的渡槽材料二、施工前期准备1. 渡槽施工前的勘察工作2. 渡槽施工前的设计工作3. 渡槽施工前的图纸编制和审核4. 施工前材料和设备的准备工作5. 渡槽施工前的人员组织和安全措施三、施工方法1. 渡槽的开挖方法2. 渡槽的基础处理方法3. 渡槽的墙体施工方法4. 渡槽的顶板施工方法5. 渡槽的接头处理方法四、技术要点1. 渡槽模板的搭建和拆除技术要点2. 渡槽混凝土浇筑技术要点3. 渡槽后期养护技术要点4. 渡槽接头处理的技术要点5. 渡槽施工中常见问题的处理方法五、施工质量控制1. 渡槽施工质量控制的重要性2. 渡槽施工质量控制的基本原则3. 渡槽施工质量控制的方法和手段4. 渡槽施工质量验收的标准和要求5. 渡槽施工质量控制的经验总结结论:本文综述了渡槽施工方法和工艺技术的相关内容。
通过选择合适的材料、做好施工前期准备、采用科学合理的施工方法、把握技术要点和加强施工质量控制,可以保证渡槽施工质量,提高渡槽的使用寿命和安全性能。
然而,在实际施工过程中,还需考虑到工程的具体情况和设备的限制,灵活调整方法和技术,确保渡槽施工的顺利进行。
这对于提高渡槽工程实施水平、加强工程质量管理具有重要的意义。
关于渡槽的浅析专业:水利水电工程班级:一班姓名:李向辉学号:090292111 摘要:渡槽被作为输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。
普遍用于灌溉输水,也用于排洪、排沙等,大型渡槽还可以通航。
从古代起渡槽就有了一定的发展,到了现代渡槽被大部分用到了水利工程中,为水利建设提供进一步的发展和创新。
它见证了近代中国农业、水利发展的起承转合。
在现代渡槽存在三种类型:梁式、拱式和斜拉式。
其组成有着不同的特点。
渡槽断面存在着不同的形式,同时其在设计方面有着一定的要求。
关键字:,发展历史,渡槽组成,渡槽类型,断面形式,渡槽设计。
一:渡槽的发展历史:未央《壮丽的颂歌》:“在洙津渡的涟水河上,渡槽工地人山人海,巨大的拱梁已经雄跨在湍急宽阔的河面上空。
”渡槽有悠久的历史。
古人凿木为槽用以引水;《水经注疏》记载2000年前,长安城“飞渠引水入城。
东为仓池,池在未央宫西”公元前700余年亚美尼亚人用石块砌造渡槽。
公元前690年,在今苏联的戈梅利河向特比图河引水,曾架设一座拱形渡槽,长274.3m、高9.1m,并用砂浆勾缝防渗。
公元前19年在今法国境内修建了蓬迪加尔渡槽。
该渡槽长274m、高49m,为块石干砌拱形结构。
中国最古老的渡槽,距今已有2000余年。
早期修建的渡槽多为木石结构。
20世纪30年代出现了钢筋混凝土渡槽。
60年代以后,随着大型灌区工程的发展,各种轻型结构渡槽、大跨度拱式渡槽被广泛采用,预制装配式施工方法也得到推广。
结构形式优选理论、新型材料、电子计算机技术及先进施工技术等已开始应用。
二:渡槽组成:槽身、支承结构、基础及进出口建筑物荷载传递方式:槽身置于支承结构上,槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础,再传至地基。
三:渡槽分类:按支承结构型式分:梁式、拱式、斜拉式等。
(一)、梁式渡槽:1、梁式渡槽优缺点:1.1、梁式渡槽结构简单、施工与吊装方便,是目前最常用的一种渡槽型式1.2、梁式渡槽的槽身起承重作用,自重比较重,跨中弯矩比较大,不能用于太大跨度(简支梁式渡槽:8~15m,预应力梁式渡槽:20~50m)。
浅谈渡槽施工方法和工艺技术(二)引言:渡槽施工是水利工程中的重要环节,其施工方法和工艺技术直接影响渡槽的质量和使用寿命。
本文将从五个大点来讨论渡槽施工方法和工艺技术,包括基础处理、渡槽壁面的施工、渡槽底部的施工、渡槽顶部的施工和渡槽的防渗措施,以期能够为渡槽施工提供参考。
正文:一、基础处理:1.进行场地勘察和地质勘探,了解地质条件和地下水情况。
2.若基础地下水位较高,采取降水处理措施,保持基坑干燥。
3.按照设计要求进行基础开挖和边坡处理,提供良好的施工基础。
4.合理布置基础钢筋搭设和混凝土浇筑,确保基础的承载力和稳定性。
5.对基础进行检查和验收,确保符合设计要求。
二、渡槽壁面的施工:1.确定壁面施工方法,可以采用模板施工、浇筑施工或喷混凝土施工。
2.根据设计要求进行模板安装,确保模板平整牢固。
3.进行混凝土配合比设计,确保混凝土强度和耐久性。
4.按照施工序列和施工进度进行混凝土浇筑,确保一次浇筑完整。
5.注意混凝土浇筑的震捣和养护,确保壁面的密实和光滑。
三、渡槽底部的施工:1.进行底部平整度的控制和检查,确保符合设计要求。
2.进行排水管道的布置和安装,确保渡槽底部的排水畅通。
3.进行底板防渗处理,如使用防渗混凝土或进行渗透性土体的处理。
4.进行底板的浇筑,按照设计要求进行混凝土配合比和浇筑工艺。
5.注意底板的养护和灌浆处理,确保底部的强度和稳定性。
四、渡槽顶部的施工:1.确定顶部结构形式,可以采用预制板、钢梁混凝土或保温层等。
2.进行顶板的预制,确保预制板的大小、强度和质量。
3.进行预制板或钢梁混凝土的安装,确保顶部的平整度和连接牢固。
4.进行保温层的施工,确保防止冷热桥效应和保温效果。
5.进行防水层的施工,如使用防水涂料、防水卷材等,确保渡槽的防渗性能。
五、渡槽的防渗措施:1.选择合适的防渗材料和施工方法,如使用防渗混凝土、防渗涂料等。
2.进行防渗层的施工,确保渡槽壁面、底部和顶部的防渗性能。
关于渡槽的浅析专业:水利水电工程班级:一班姓名:李向辉学号:090292111 摘要:渡槽被作为输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。
普遍用于灌溉输水,也用于排洪、排沙等,大型渡槽还可以通航。
从古代起渡槽就有了一定的发展,到了现代渡槽被大部分用到了水利工程中,为水利建设提供进一步的发展和创新。
它见证了近代中国农业、水利发展的起承转合。
在现代渡槽存在三种类型:梁式、拱式和斜拉式。
其组成有着不同的特点。
渡槽断面存在着不同的形式,同时其在设计方面有着一定的要求。
关键字:,发展历史,渡槽组成,渡槽类型,断面形式,渡槽设计。
一:渡槽的发展历史:未央《壮丽的颂歌》:“在洙津渡的涟水河上,渡槽工地人山人海,巨大的拱梁已经雄跨在湍急宽阔的河面上空。
”渡槽有悠久的历史。
古人凿木为槽用以引水;《水经注疏》记载2000年前,长安城“飞渠引水入城。
东为仓池,池在未央宫西”公元前700余年亚美尼亚人用石块砌造渡槽。
公元前690年,在今苏联的戈梅利河向特比图河引水,曾架设一座拱形渡槽,长274.3m、高9.1m,并用砂浆勾缝防渗。
公元前19年在今法国境内修建了蓬迪加尔渡槽。
该渡槽长274m、高49m,为块石干砌拱形结构。
中国最古老的渡槽,距今已有2000余年。
早期修建的渡槽多为木石结构。
20世纪30年代出现了钢筋混凝土渡槽。
60年代以后,随着大型灌区工程的发展,各种轻型结构渡槽、大跨度拱式渡槽被广泛采用,预制装配式施工方法也得到推广。
结构形式优选理论、新型材料、电子计算机技术及先进施工技术等已开始应用。
二:渡槽组成:槽身、支承结构、基础及进出口建筑物荷载传递方式:槽身置于支承结构上,槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础,再传至地基。
三:渡槽分类:按支承结构型式分:梁式、拱式、斜拉式等。
(一)、梁式渡槽:1、梁式渡槽优缺点:1.1、梁式渡槽结构简单、施工与吊装方便,是目前最常用的一种渡槽型式1.2、梁式渡槽的槽身起承重作用,自重比较重,跨中弯矩比较大,不能用于太大跨度(简支梁式渡槽:8~15m,预应力梁式渡槽:20~50m)。
水利工程渡槽设计中问题探究摘要:渡槽因其机动性强、施工方便、成本低等特点,被广泛应用于各种复杂的自然条件下。
然而,由于复杂的自然环境、多变的水流以及传统的设计方法等因素的限制,渡槽的设计与施工面临着诸多困难。
由于河道宽度较窄,渡槽设施往往设置在遮挡作用较强的地段,易造成水量分布不均匀,影响渡槽安全稳定运行。
同时,渡槽基底易受岩体、水流等因素的冲刷,影响其稳定性及安全性。
此外,相对于渡船或轮渡,水深变化相对较小,但由于水底起伏及流速变化等原因,仍会对水深变化产生影响。
基于此,本文对水利工程渡槽设计中问题进行探讨。
关键词:水利工程;渡槽设计;问题引言就水利工程渡槽设计中的有关问题展开讨论,这已经成为水利事业的一项重要内容,这种研究特征使得相关人员在水利工程渡槽设计过程中,必须探索并创造新型的水利工程施工方式以及渡槽设计模式,这样才能提高水利工程渡槽设计的整体水平。
一、水利工程渡槽设计概述(一)水利工程渡槽设计的重要性水利渡槽是水利水电工程的重要构筑物,它的设计对水利水电工程能否正常运行及长期稳定至关重要。
在水利工程中,渡槽的设计具有重要意义。
第一,提高渡槽承载力。
水利工程渡槽设计应根据不同的水情、流量条件,进行合理的构筑物布置,提高渡槽承载力;第二,确保合理使用水资源。
在设计水利渡槽时,既要考虑合理使用水资源,又要考虑水环境的影响,以保护水资源,实现节水目的;第三,确保水利工程的稳定。
在水利渡槽设计中,必须考虑河道水位变化、气候条件等因素,以确保水利工程的稳定与安全;第四,降低维护费用。
合理的水利渡槽设计,既能确保工程的安全稳定,又能降低后期维护费用,降低环境影响[1]。
(二)水利工程渡槽设计的内涵水利工程渡槽是一种修建在河流、湖泊、水库等水体之上的管道或桥梁结构,主要是用来解决河流交通、农田灌溉和水利工程排涝等问题。
其设计内涵主要有:第一,水利工程渡槽结构设计。
设计渡槽的形状、材料、尺寸、荷载等,确保其稳定,耐久,承载力等;第二,渡槽的水力学设计。
浅谈供水渡槽施工的关键技术问题一、工程概况某水利枢纽一期工程以灌溉、城市供水为主,兼顾发电等综合利用。
工程由水源工程、灌区供水工程组成,水利枢纽输水总干渠长13.4 km,渠线所经之处地形条件复杂,深山峡谷横贯其间,需要修建大量的渠系建筑物,隧洞、渡槽及倒虹管总长达11.82 km。
由于输水水头有限,跨越建筑物大多数选择输水水头损失小的渡槽,总计有16座,总长3.4 km。
由于地形起伏多变,常规的梁式或拱式渡槽难以满足工程需要,给渡槽选型带来很大挑战。
二、渡槽的选型及主要特点渡槽沿线地形为起伏多变的溶蚀山区地貌,有100m以上的深切河谷、连续多山低地,有已建成的水库及公路。
而且地质条件也同样复杂,既有岩溶强烈发育地带,也有煤矿开采区。
在渡槽型式选择时,按以下条件进行设计:(1)深切河谷,两岸基岩裸露且岩体完整性较好,岩质较坚硬的地方布置单跨拱形渡槽;(2)地形较开阔的河床或谷地,渡槽高度百米以下的地方,根据槽墩的布置条件,选择多跨连续拱渡槽或简支梁式渡槽;(3)深切且较宽阔的谷地或跨越已建水库的地方,难以布置连续拱或梁式渡槽时,则研究采用了新型式的连续刚构渡槽;(4)对于跨度及高度不大的渡槽,则按常规渡槽型式进行设计。
根据上述条件进行渡槽的选型设计,使得渡槽的结构型式呈现多样化。
渡槽结构型式可归纳为两大类:第一类为梁式渡槽,即连续刚构和简支箱梁,该类渡槽的梁式结构部分采用预应力钢筋混凝土。
第二类为拱式渡槽,有单跨拱渡槽、连续拱式渡槽以及折线型拱式渡槽。
上述渡槽的主要特点是跨度大、临空高度高、总体规模大,有的渡槽为新研究的结构型式。
三、关键技术研究1设计重大技术研究1.1 连续刚构渡槽连续刚构渡槽利用上部变截面预应力箱梁的强大承载能力,建造大跨度的平伸钢筋混凝土结构。
对于需要布置大跨度渡槽而地形不适于拱式结构的地方,经设计比选后确定进行该种结构的应用研究。
利用这一结构建造渡槽的思路有两种:(1)将钢构作为支撑结构,其上部另外布置输水槽壳,即“桥槽分离”;(2)将二者结合,即利用作为支撑结构的箱梁输水,不另外布置输水槽壳,实现“槽桥统一”。
渡槽施工方案在城市的发展中,交通建设起着至关重要的作用。
道路的畅通与交通工具的运行密切相关,而渡槽作为道路工程中的重要一环,更是确保交通流畅的关键所在。
本文将为大家介绍渡槽施工方案,探讨如何高效、安全地进行渡槽施工。
一、渡槽施工的现状渡槽施工是道路建设中不可或缺的一环,它被用于承载交通流量,缓解交通堵塞,保证道路交通畅通。
然而,在实际施工中,渡槽施工常常面临着一些困难和挑战,如施工期间交通管制、施工难度大、工期限制等等。
因此,提出一套高效、安全的渡槽施工方案显得尤为重要。
二、渡槽施工方案的优化为了解决渡槽施工中的问题,并提升施工效率,需要采取一系列措施进行优化。
1. 方案设计优化:在渡槽施工的方案设计阶段,需要充分考虑现场环境、交通流量以及施工需求。
合理确定施工的时间节点,避免交通高峰期进行施工,从而减少对交通的影响。
此外,根据实际情况,优化渡槽的结构设计,确保其在承载交通流量的同时,具备足够的安全性和稳定性。
2. 施工组织和协调:渡槽施工需要多个施工单位的配合,因此,在施工前,需要制定详细的施工计划,并加强各方之间的沟通和协调。
确保每个施工环节能够顺利进行,减少因施工进度延误而影响交通的情况。
3. 安全措施的加强:施工过程中,安全是最为关键的因素之一。
应采取严格的安全措施,确保施工现场的安全。
例如,设置合理的交通指示标志和路障,限制行人和车辆进入施工区域,同时配备专业的安全员进行管理和监督。
4. 施工工艺改进:改进施工工艺也是提高渡槽施工效率的重要手段之一。
例如,采用预制构件可以大大缩短施工周期,减少对道路交通的影响;使用现代化的施工设备,如液压机械臂等,提高施工效率和质量。
三、渡槽施工方案的案例分析为了更加直观地了解渡槽施工方案的实施效果,我们可以以一个实际案例进行分析。
某市A路段的渡槽施工方案经过优化后,首先确定了最佳的施工时间,考虑到市民通勤需求,选择了夜间进行施工。
其次,在施工前,相关部门与周边机构进行了广泛沟通,以确保施工期间交通的流畅。
浅谈渡槽优化设计摘要:文章以输水渡槽施工投资最小为目标函数建立数学模型, 对输水渡槽的槽身断面进行了优化对比,以边坡系数为设计的变量,将常用输水渡槽槽身断面形状设计计算的显式方程用于渡槽断面的优化设计,采用差分进化法对实用经济断面进行了分析。
关键词:输水渡槽;优化设计;渡槽是跨越山谷、洼地、河流、道路、等的架空输水建筑物,由槽身、支架、支座等组成的输水系统,是渠系建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。
在保证渡槽设计的合理性、实用性、经济性和安全性的前提下,减少人力、物力和财力去进行渡槽的设计,寻求一种经济合理、使用方便、高效的渡槽优化设计方法,具有显著的经济效益。
1模型的建立1.1建模思路输水渡槽常用的断面形式有矩形、梯形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形和U 形等,断面的选择主要依据当地工程习惯和经验。
通常所说的渡槽水力最佳断面指在流量一定时,过水断面面积最小、湿周最短的断面形式,这样能节省用料和用工,减少沿程水头损失。
满足水力最佳断面设计的渡槽断面往往是窄深式的,虽然工程量小,但不便于施工及维护,不能达到经济的目的。
实际上工程“最佳”应该从经济、技术和管理等方面进行综合考虑,因此应求一个宽浅的断面,使其水深和底宽有一个较广的选择范围,以适应各种情况,而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求,即采用实用经济断面。
笔者从优化设计渡槽槽身形状入手,分析影响渡槽施工总投资的因素,以渡槽建设的总投资最小为目标函数建立模型。
1.2目标函数的确定在满足各项设计要求(约束条件)的前提下,使其投资费用最小:式中:Z为总投资额; Z1为渡槽槽体投资; Z2为施工准备费用。
由于施工准备费用(如施工预备费、地基处理费等)对某一工程投资来说变化不大,因此重点研究在渡槽设计流量Q、渡槽糙率系数n、渡槽纵比降i一定时,渡槽槽身断面的优化比选设计。
2常用渡槽断面设计2.1水力计算基本公式过水断面面积、湿周等都是渡槽断面几何尺寸的参数。
渡槽改造方案渡槽改造方案是指针对现有渡槽的不足之处,提出一系列改善措施,以提高其运行效能和安全性。
本文将针对渡槽改造方案进行详细探讨。
一、背景介绍渡槽是一种重要的水利工程设施,用于解决河道交通问题。
然而,由于年代久远和技术限制等原因,现有渡槽普遍存在一些问题,包括通行能力不足、安全隐患等。
二、改造目标渡槽改造的目标是为了提升其通行能力和运行安全性,确保交通顺畅、安全高效。
三、改造方案1. 扩建渡槽针对通行能力不足的问题,可采取扩建渡槽的方案。
该方案将通过增加渡槽的宽度和深度,提高其通行能力,以满足日益增长的交通需求。
2. 引入交通信号灯为了提高渡槽的交通管理效能,可以考虑在渡槽口引入交通信号灯系统。
该系统可以根据交通流量的变化,合理调节车辆通行的时间和速度,有效减少交通拥堵和事故发生的可能性。
3. 增设应急出口考虑到渡槽在紧急情况下的疏散需求,可以在渡槽两侧增设应急出口。
这些出口将作为紧急情况下的疏散通道,以提高安全性和应急能力。
4. 进行防水处理由于渡槽处于水下环境中,防水处理是至关重要的一环。
改造方案中,应考虑采取优质的防水材料和施工工艺,以确保渡槽的长期安全运行。
5. 加强监测与维护渡槽的运行安全需要得到持续的监测和维护。
改造方案中应包含一套完善的监测系统,并建立专业的维护团队,及时发现和处理渡槽的问题,确保其良好的状态。
四、改造实施步骤1. 方案设计:根据现有渡槽的情况和改造目标,制定具体的改造方案,并进行技术论证和可行性分析。
2. 资金筹措:确定改造所需的资金来源,并进行资金筹措和预算。
3. 施工准备:制定详细的施工计划,采购材料和设备,并进行必要的场地准备。
4. 施工实施:按照设计方案和施工计划,进行渡槽改造工程的具体施工。
5. 监测与验收:在改造施工过程中,不断进行监测和验收,确保施工质量和进度符合要求。
6. 运行维护:改造完成后,建立健全的运行维护制度,确保渡槽始终处于良好状态。
浅述水利工程渡槽设计1前言渡槽又称高架渠,是一组由桥梁,隧道或沟渠构成的输水系统。
用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。
是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等障碍的架空输水建筑物,是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。
渡槽的作用:用于输送渠道水流外,还可以供排洪和导流之用。
文章阐述了渡槽设计中的应该注意的几个地方。
2渡槽设计的一般步骤2.1收集整理基本资料,确定渡槽的安全级别和有关设计标准。
2.2选择槽址和槽型,并进行平面布置和纵剖面的布置。
2.3进行水力设计,确定槽底纵坡和槽身的过水断面形状、尺寸及进出口高程。
2.4进行纵剖面布置,选定各组成部分的结构型式和材料、分跨,拟定各部分的布置尺寸及高程,绘制平面图、纵横剖面图。
计算挖填工程量。
2.5通过方案比较,选出较优的总体布置方案。
2.6进行结构计算及构造设计,绘制设计图,并计算工程概算和总投资。
3渡槽的位置选择渡槽总体布置的主要内容包括槽址选择、型式选择、进出口布置、基础布置。
渡槽总体布置的基本要求是;流量、水位满足灌区需要;槽身长度短,基础、岸坡稳定,结构选型合理;进出口顺直通畅,避免填方接头;少占农田,交通方便,就地取材等。
总体布置的步骤,一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务,在一定范围内进行调查和勘探工作,取得较为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运用管理要求等基本资料,然后在全面分析基本资料的基础上,按照总体布置的基本要求,提出几个布置方案,经过技术经济比较,选择最优方案。
选择槽址时,一般须考虑以下几个方面:3.1应结合渠道线路布置,尽量利用有利的地形、地质条件,以便缩短槽身长度,减少基础程量、降低墩架高度。
3.2槽轴线力求短直,进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。
3.3跨越河流的渡槽,槽轴线应与河道水流方向正交,槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段,避免选在河流转弯处。
3.4 根据渡槽的规模及结构形式,要求渡槽的地质条件应具有良好的承载能力,且岸坡及河床要有很好的稳定性。
浅谈景电二期灌区渡槽改造施工技术摘要:灌区的已建工程和新建工程有很大差别,工程方案的确定受多种因素的限制,渡槽施工的难度和更新改造施工矛盾突出。
本文就景电二期灌区渡槽改造施工技术措施给予阐述。
关键词:渡槽改造;施工方案;技术要求。
1、基本情况1.1工程概况甘肃省景泰川电力提灌工程管理局二期工程,位于甘肃省景泰县、古浪县境内,该工程1984年开工建设,1994年竣工;从白银市景泰县五佛寺提水经十九级泵站上水至七墩台三分支,1991年10月通水受益。
最大总扬程713.02,最大提水高度612.88m,灌区渡槽是主要的输水建筑物,工程设计等级为Ⅲ等4级。
1.2渡槽工程改造的必要性由于渡槽工程建于80~90年代,受当时历史条件、资金及材料的制约,工程的设计和施工标准偏低。
该工程于1991年通水后不久,即发现部分渡槽的槽身不同程度出现裂缝,并有渗水现象发生。
随着工程运行时间的推移,大部分渡槽的槽身出现裂缝,有纵向、横向和斜向裂缝,且逐年增多,加宽,加长,渗水也越来越严重。
上水运行22年来,槽身的混凝土自然老化,保护层脱落,钢筋锈蚀日趋严重,已成工程正常输水的潜在危险。
为保证工程安全运行,从2012年起老化状况严重的渡槽被列为“景电二期石羊河流域节水改造项目”的重点,逐年进行更新和改造。
2、渡槽老化状况及评价2.1 灌区渡槽老化缺陷分析2.1.1渡槽老化状况主要表现⑴槽身外壁裂缝多,裂缝形式多样,裂缝内渗水、漏水现象严重。
⑵槽身渗漏水处的砼疏松程度严重,钙质胶结材料随水流析出,部分受力钢筋已锈断。
⑶槽身端肋是渗水的主要通道,端肋处砼老化破碎严重,有可能引起整跨槽身的跌落。
2.1.2渡槽支撑结构老化状况⑴大多数支墩体砌石勾缝砂浆脱落,砌体出现裂缝;墩帽砼剥落、裂碎严重。
⑵排架钢筋保护层碳化严重、钢筋锈蚀锈断,砼剥落。
⑶槽身接头止水带老化渗水、漏水,引起排架砼的冻融破坏,进而导致了槽身支撑基础的不均匀沉陷。
2.2渡槽老化破坏原因⑴由于历史条件限制,设计标准偏低。
浅谈渡槽优化设计摘要:文章以输水渡槽施工投资最小为目标函数建立数学模型, 对输水渡槽的槽身断面进行了优化对比,以边坡系数为设计的变量,将常用输水渡槽槽身断面形状设计计算的显式方程用于渡槽断面的优化设计,采用差分进化法对实用经济断面进行了分析。
关键词:输水渡槽;优化设计;渡槽是跨越山谷、洼地、河流、道路、等的架空输水建筑物,由槽身、支架、支座等组成的输水系统,是渠系建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。
在保证渡槽设计的合理性、实用性、经济性和安全性的前提下,减少人力、物力和财力去进行渡槽的设计,寻求一种经济合理、使用方便、高效的渡槽优化设计方法,具有显著的经济效益。
1模型的建立1.1建模思路输水渡槽常用的断面形式有矩形、梯形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形和u形等,断面的选择主要依据当地工程习惯和经验。
通常所说的渡槽水力最佳断面指在流量一定时,过水断面面积最小、湿周最短的断面形式,这样能节省用料和用工,减少沿程水头损失。
满足水力最佳断面设计的渡槽断面往往是窄深式的,虽然工程量小,但不便于施工及维护,不能达到经济的目的。
实际上工程“最佳”应该从经济、技术和管理等方面进行综合考虑,因此应求一个宽浅的断面,使其水深和底宽有一个较广的选择范围,以适应各种情况,而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求,即采用实用经济断面。
笔者从优化设计渡槽槽身形状入手,分析影响渡槽施工总投资的因素,以渡槽建设的总投资最小为目标函数建立模型。
1.2目标函数的确定在满足各项设计要求(约束条件)的前提下,使其投资费用最小: 式中:z为总投资额; z1为渡槽槽体投资; z2为施工准备费用。
由于施工准备费用(如施工预备费、地基处理费等)对某一工程投资来说变化不大,因此重点研究在渡槽设计流量q、渡槽糙率系数n、渡槽纵比降i一定时,渡槽槽身断面的优化比选设计。
2常用渡槽断面设计2.1水力计算基本公式过水断面面积、湿周等都是渡槽断面几何尺寸的参数。
水利工程渡槽设计中问题探讨作者:吕松来源:《装饰装修天地》2015年第07期摘要:渡槽是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。
由于运行几十年的渡槽往往会出现混凝土老化、开裂漏水等病危状况,本文主要针对一些渡槽工程的质量检测,提出了一些设计中的要点问题,本文在此也谈了谈自己的看法,希望对此类工程技术人员提供一定的参考。
关键词:渡槽;缺陷;分析;渡槽设计前 ;言水利的发展、水资源的优化配置都离不开水利工程,而水利工程的建筑物大都是用混凝土与钢筋浇筑而成的。
其使用的年限总体上都很长,在长期的是使用过程中,又要受到各种荷载和自然破坏的考验。
在使用过程中,水利工程的建筑物难免会出现渗漏、裂缝等一些问题。
以下就谈了谈自己的一些建议。
一、针对几座病危渡槽的检测分析与研究60~ 70 年代建造的渡槽,运行至今已有 30 ~ 40 年之久,许多工程日趋老化,槽身外侧混凝土表面出现游离氧化钙,有些钢丝网水泥槽壁已出现网格状的锈斑,纵横断面裂缝多条,渡槽过水时,槽底漏水较为普遍,病危现象不断产生。
例如某水库总干渠上有 4座渡槽,其中1 座渡槽,总长 168m,钢筋混凝土矩形拉杆式槽身,排架支承结构,跨度 12m,引水流量 1615m3/ s,1983 年底建成通水。
经 20 年的运行实践,钢筋混凝土槽身出现条条裂缝,钢筋锈蚀,接缝漏水,混凝土碳化,强度下降,存在不少隐患,影响运行安全。
类似这些工程的老化现象较为普遍,为此曾对几座渡槽进行过质量检测和安全鉴定。
采用超声回弹综合检测法测定混凝土强度及测定了挠度、裂缝、钢筋锈蚀等内容,并进行各种工况下的强度复核计算及抗裂验算。
对某渡槽检测结果表明, 47 节槽身均出现多条裂缝,其中最少的有 5条,最多的有 16 条,其余都在 10 条以上,且各部分都属于横向贯穿性裂缝,大致每隔 0.5~ 1.0m 就有一条,槽身外侧裂缝都有不同程度的游离氧化钙析出,渡槽过水时,裂缝处漏水严重。
以临界干度为准则,建立槽道尺寸优化设计方法摘要: 槽道是水利工程中常见的水工结构,其设计合理与否直接影响着水文波动、水流速度、泥沙输移等水工问题。
选取以临界干度为准则,建立槽道尺寸优化设计方法,对于提高槽道设计的科学性与经济性具有重要意义。
本文将首先分析了槽道尺寸设计的背景与意义,然后详细探讨了以临界干度为基准的槽道尺寸优化设计方法。
将对该方法的应用前景进行展望。
一、槽道尺寸优化设计的背景与意义槽道作为一种用于改变水流方向、控制水流速度的水工结构,在水利工程中被广泛应用。
与传统的槽道设计方法相比,以临界干度为准则的槽道尺寸优化设计方法更加注重水流动力学特性和泥沙输移规律,有利于提高槽道的输沙能力、减小淤积减阻力,进而减小工程维护成本,提高水利工程的效益。
二、以临界干度为准则的槽道尺寸优化设计方法1.槽道设计参数的选取在进行以临界干度为准则的槽道尺寸优化设计时,首先需要确定设计参数。
设计参数包括水流速度、槽道坡度、初始泥沙浓度等,这些参数对于槽道尺寸的确定具有重要影响。
水流速度决定了泥沙的运动特性,槽道坡度对水流速度具有直接影响,而初始泥沙浓度则是影响泥沙输移的重要因素。
2.槽道尺寸的优化设计方法基于临界干度的槽道尺寸优化设计方法主要包括以下步骤:(1)确定输沙流变曲线:通过实验或数值模拟等方法,确定在不同水流速度下的输沙率曲线,找出临界干度对应的水流速度。
(2)确定槽道几何形态:根据输沙率曲线和临界干度水流速度,确定最佳的槽道几何形态,包括横截面形状、横断面尺寸、纵坡等。
(3)验证设计方案:对确定的槽道几何形态进行水沙模型试验或数值模拟验证,确保设计方案的科学性和可行性。
三、以临界干度为准则的槽道尺寸优化设计方法的应用前景基于临界干度的槽道尺寸优化设计方法,可以有效提高槽道的输沙能力,减小淤积减阻力,降低水利工程的维护成本,提高工程的经济效益和社会效益。
未来,随着水利工程技术的不断发展和完善,该方法将在水利工程设计中得到更广泛的应用,为提高水利工程的科学性和经济性做出更大的贡献。
浅谈渡槽优化设计
摘要:文章以输水渡槽施工投资最小为目标函数建立数学模型, 对输水渡槽的槽身断面进行了优化对比,以边坡系数为设计的变量,将常用输水渡槽槽身断面形状设计计算的显式方程用于渡槽断面的优化设计,采用差分进化法对实用经济断面进行了分析。
关键词:输水渡槽;优化设计;
渡槽是跨越山谷、洼地、河流、道路、等的架空输水建筑物,由槽身、支架、支座等组成的输水系统,是渠系建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。
在保证渡槽设计的合理性、实用性、经济性和安全性的前提下,减少人力、物力和财力去进行渡槽的设计,寻求一种经济合理、使用方便、高效的渡槽优化设计方法,具有显著的经济效益。
1模型的建立
1.1建模思路
输水渡槽常用的断面形式有矩形、梯形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形和U 形等,断面的选择主要依据当地工程习惯和经验。
通常所说的渡槽水力最佳断面指在流量一定时,过水断面面积最小、湿周最短的断面形式,这样能节省用料和用工,减少沿程水头损失。
满足水力最佳断面设计的渡槽断面往往是窄深式的,虽然工程量小,但不便于施工及维护,不能达到经济的目的。
实际上工程“最佳”应该从经济、技术和管理等方面进行综合考虑,因此应求一个宽浅的断面,使其水深和底宽有一个较广的选择范围,以适应各种情况,而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求,即采用实用经济断面。
笔者从优化设计渡槽槽身形状入手,分析影响渡槽施工总投资的因素,以渡槽建设的总投资最小为目标函数建立模型。
1.2目标函数的确定
在满足各项设计要求(约束条件)的前提下,使其投资费用最小:
式中:Z为总投资额; Z1为渡槽槽体投资; Z2为施工准备费用。
由于施工准备费用(如施工预备费、地基处理费等)对某一工程投资来说变化不大,因此重点研究在渡槽设计流量Q、渡槽糙率系数n、渡槽纵比降i一定时,渡槽槽身断面的优化比选设计。
2常用渡槽断面设计
2.1水力计算基本公式
过水断面面积、湿周等都是渡槽断面几何尺寸的参数。
式中: v为流速,m /s;Q为渡槽设计流量,m3/s;R为水力半径,m; i为渡槽纵比降;A为渡槽过水断面面积,m2;n为渡槽糙率系数; c为谢才系数。
实用经济断面和水力最佳断面之间的关系为
式中:R1、A1、χ1分别为实用经济断面的水力半径、过水断面面积、湿周;R0、A0、χ0分别为水力最佳断面的水力半径、过水断面面积、湿周;α为水力最佳断面与实用经济断面的过水断面面积之比。
2.2梯形断面设计
梯形渡槽断面见图1(a),其水力最佳断面主要水力参数之间的关系如下:
式中:h0为水力最佳断面的水深,m; b0为水力最佳断面的底宽,m;m为边坡系数。
梯形渡槽的实用经济断面主要水力参数之间的关系如下:
式中:k为过水断面面积系数;k′为湿周系数。
当m =0时,梯形断面转化为矩形断面。
2.3U形断面设计
U形渡槽断面见图1(b),其处于水力最佳断面时水面线刚好通过圆心。
U形渡槽水力最佳断面主要水力参数之间的关系如下:
式中:θ为圆心角,rad;m为上部直线段的边坡系数,m =cotθ。
U形渡槽的实用经济断面主要水力参数之间关系同式(10)和式(11)。
当m =0时,U形断面转化为底部为半圆形的U形断面。
3差分进化法确定渡槽相关参数
为了满足实用经济断面的要求,使水深和相应的底宽有一定选择范围,底宽不宜太宽,水深不宜太深,α一般取值为1.01~1.04,取α=1.02。
取不同的边坡m时,梯形和U形渡槽实用经济断面的过水断面面积A1和湿周χ1的变化情况利用matlab软件计算,根据计算结果绘制过水断面面积系数k、湿周系数k′与边坡系数m的关系,分别见图2、图3。
由图2和图3可知:m从0变化到1时,梯形断面的过水断面面积和湿周都有一极限值点,m经过加权取值,当m为0•553 8时,对应的过水断面面积和湿周分别为
A1= 1.654 6
X1=3.524 6
m从0变化到1时,U形断面的过水断面面积和湿周的值都呈单调上升,其边际值变化不同。
当边坡系数m从0变化到0.25时,A1和χ1的增长率最小。
常用实用经济断面A1和χ1优化排序见表1。
从表1可以看出,当Q、n、i一定时,U 形断面A1和χ1的最大值比梯形断面的最小值还要小,由此说明U形断面比梯形断面实用。
矩形渡槽实用经济断面和底部为半圆形的U形断面的过水断面面积相差8.34%,湿周相差22.19%,因此底部为半圆形的U形断面为渡槽设计的最优断面。
4结语
在满足过流量以及安全性等基本要求下,通过对渡槽断面形式的优化分析,表明底部为半圆形的U形渡槽经济实用断面能有效地减小截面尺寸,节约材料使用量,又能减少沿程水头损失。
注:本章内容的所有图表及公式以PDF形式查看。