渡槽设计部分计算书

1、模板底模δ＝20mm的竹胶板。

模板容许应力[σ0]=12MPa，弹性模量E=9×103MPa。

2、纵横向方木纵向方木截面尺寸为15×15cm，放置于顶托上。

横向方木截面尺寸为15×15cm，放置于纵向方木上，间距为25cm。

3、支架支架采用碗扣式脚手架，碗扣支架钢管为φ48、d=3.6mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=205 MPa。

支架布置：横向间距：80cm；纵向间距80cm，横杆步距120cm，每隔2.5m设置一道剪刀撑。

4、荷载计算：支架总长度为:1940米，支架总重量为:7.76T。

模板采用方木、胶合板组合而成，总方量约为3m³，木材容重为600kg/m3，则模板总重为：2T。

（1）、拱形渡槽考虑拱形条石45块×1m×0.3m×0.3m×2.2T/m³=8.91KN拱形上部受力区域F=12×1×1.2×2.2=31.68KN共计：8.91+31.68=40.59KN，考虑为渡槽拆除工程故考虑1.2系数，即为：48.7KN （2）、模板及方木取F2=1.0kN/m2（3）、施工人员、施工料具荷载均布施工荷载F3=1.5kN/m2根据《路桥施工计算手册》，验算强度时，荷载组合为1—3，验算刚度时，荷载组合为1、2,荷载分项系数，混凝土自重荷载和模板荷载取1.2，其余荷载取1.4。

底板区F=1.2×（25.22+1）+1.4×6=39.86KN/m2支架立杆立杆承受顺桥向方木传递给其的荷载，底板区80cm×80cm平面内的荷载。

（1）、单根立杆荷载底板区：N2=48.7×0.8×0.8=21.52kN/㎡故单根立杆承受的最大荷载N=N1+N3=30.39KN/㎡。

横杆步距按1.2m计算，故立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.0×1.2=1.386。

目录1. 工程概况 (1)2．槽身纵向内力计算及配筋计算 (1)(1)荷载计算 (2)(2)内力计算 (2)(3)正截面的配筋计算 (3)(4)斜截面强度计算 (4)(5)槽身纵向抗裂验算 (5)3．槽身横向内力计算及配筋计算 (6)(1)底板的结构计算 (8)(2)渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算 (8)(3)侧墙的结构计算 (9)(4)基地正应力验算 (15)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+95.25，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2.7×1.6m，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1.2×1.2m，基础深入岩层弱风化层1.0m，盖梁尺寸为4×1.6×1.2m。

渡槽计算书一、 水力计算，拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ，槽身底坡i=11000，取该渡槽槽壁糟率n=0.013，设底宽b=2.5m ，①按设计水深h=2.75m过水面积：2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯=水力半径：0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 6.8757515.1Q s ==⨯⨯=满足设计要求 ②按校核水深h=2.9m过水面积：2A b 2.5 2.97.25h m=⨯=⨯=湿周：2 2.52 2.98.3X b h m =+=+⨯=水力半径：0.873AR m X ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量：3m 7.2575.216.1Q s ==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）1、内力计算：（1）、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=∙=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内：2.50.6KN0.30.1250.713m 2g -=⨯⨯⨯=横杆 半边槽身面积：(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值（忽略托乘长度） 222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V m γγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载：80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理 计算跨度：0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==（3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物 k=1.15）2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=∙2、配筋计算：211.9c Nf mm=，2300y Nf mm =①承载力计算中，由于侧墙受拉区混凝土会开裂，不考虑混凝土承受拉力，故把侧墙看做T 型梁：'400500b 300,4502f h mm +===H 选为校核水深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'fb ，'500f h mm=，'05000.13610fh h =>，为独立T型梁：故'013940464733fl b mm===，''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度，取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=∙，'''0h 50011.940050036107996.822fc ffh b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=∙> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T型截面()'fx h ≤，按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算，6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯，10.0560.850.468b ξξ=-=<=，'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===，min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求，故可配置6B 18和6B 2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正，得：3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭，在荷载效应标准组合下0.85ct α=，0330294m ct tk f W KN m KN m γα=∙>∙，故槽身抗裂满足要求。

渡槽设计任务书设计资料1.槽身为等跨简支矩形槽，跨长15m.2.槽内径尺寸：b×h=3.0m×2.5m.3.流量：Q=10m3/s,设计水深：h d=2.0m 加大水深：h c=2.5m4.槽顶外侧设1.0m宽人行道，人行道外侧设1.2m高栏杆5.排架为单层门型钢架，立柱高度本跨可按5.0m计算6.建筑材料参数值：本设计受力筋采用HRB400 （）箍筋采用HPB300（Φ），其中HRB400钢筋强度设计值f y=f y′=360N/mm2,弹性模量E S=2.0×105N/mm2 .HRB300钢筋强度设计值f y=f y′=270N/mm2.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 cC2516.7 11.9 1.78 1.27 2.8×1047.使用要求：w lim=0.25mm f lim=l0/6008.采用水工混凝土结构设计规范SL-191-20089.荷载钢筋混凝土重度：25 KN/m3人行道人群荷载：2.5 KN/m2栏杆重：1.5 KN/m 施工荷载：4 KN/m2基本风压：w0=0.4 KN/m2 地基承载力特征值：fak=200 KN/m2基础埋深：1.5m 抗震设计基本烈度：6度设计要求设计计算书一份，包括计算依据资料、计算简图、计算过程、计算的最终成果。

图纸一份，包括槽身（1#图，594mm×841mm）、排架和基础（2#图420mm×594mm）各一张渡槽计算书水力计算及尺寸拟定渠道断面水力计算由已知资料可知此渡槽设计流量Q 设=10 m 3/s 渠道断面取m=1，n=0.014。

按照明渠均匀流计算，根据公式Q = ()A b mh h =+2X b =+式中Q ——为渡槽的过水流量（m 3/s ） A ——过水断面面积（m 2） C ——谢才系数 R ——水力半径（m ） X ——湿周（m ） i-为槽底比降n-为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取n=0.014R =161C R n=A=b ×h=2×3=6m 2 X=b+2h=3+2×2=7m R=AX=67=0.875mC=0.875160.014=69.6 M 12SI=Q2A2C2R=10062×69.62×0.857=1/1495取1/1200设计水深的流速V=QA=C √Ri =1.67m/s对于混凝土；Q=1m/s~10m/s 时，不冲刷流速V ’=8 m/s 不淤积流速V ′=0.3 m/s ~0.5 m/s 综上 V 〞< V <V ˊ 流速满足要求。

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。

二、水力计算2.1槽身水力计算槽身水力计算采用明渠均匀流公式：Q=AR2/3i1/2/n式中：Q——设计流量，m3/s；A——槽身过水断面面积，m2；R——水力半径，m；i——槽身纵坡；n——糙率系数，混凝土槽身一般采用n=0.013～0.014。

渡槽设计任务书设计资料1.槽身为等跨简支矩形槽，跨长15m.2.槽内径尺寸：b×h=3.0m×2.5m.3.流量：Q=10m3/s,设计水深：h d=2.0m 加大水深：h c=2.5m4.槽顶外侧设1.0m宽人行道，人行道外侧设1.2m高栏杆5.排架为单层门型钢架，立柱高度本跨可按5.0m计算6.建筑材料参数值：本设计受力筋采用HRB400 （）箍筋采用HPB300（Φ），其中HRB400钢筋强度设计值f y=f y′=360N/mm2,弹性模量E S=2.0×105N/mm2 .HRB300钢筋强度设计值f y=f y′=270N/mm2.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 cC2516.7 11.9 1.78 1.27 2.8×1047.使用要求：w lim=0.25mm f lim=l0/6008.采用水工混凝土结构设计规范SL-191-20089.荷载钢筋混凝土重度：25 KN/m3人行道人群荷载：2.5 KN/m2栏杆重：1.5 KN/m 施工荷载：4 KN/m2基本风压：w0=0.4 KN/m2 地基承载力特征值：fak=200 KN/m2基础埋深：1.5m 抗震设计基本烈度：6度设计要求设计计算书一份，包括计算依据资料、计算简图、计算过程、计算的最终成果。

图纸一份，包括槽身（1#图，594mm×841mm）、排架和基础（2#图420mm×594mm）各一张渡槽计算书水力计算及尺寸拟定渠道断面水力计算由已知资料可知此渡槽设计流量Q 设=10 m 3/s 渠道断面取m=1，n=0.014。

按照明渠均匀流计算，根据公式Q =()A b mh h =+2X b =+式中Q ——为渡槽的过水流量（m 3/s ） A ——过水断面面积（m 2） C ——谢才系数 R ——水力半径（m ） X ——湿周（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 A=b ×h=2×3=6m 2 X=b+2h=3+2×2=7m R=A X =67=0.875mR =161C R n=C=0.8751 60.014=69.6 M12SI= Q2A2C2R =10062×69.62×0.857=1/1495取1/1200设计水深的流速V=QA=C√Ri=1.67m/s对于混凝土；Q=1m/s~10m/s时，不冲刷流速V’=8 m/s不淤积流速V′=0.3 m/s ~0.5 m/s综上V〞<V <Vˊ流速满足要求。

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。

1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。

2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。

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γG=1.05，可变荷载分项系数γQ =1.20（《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5057 -1997规范）），结构系数为γd=1.2（DL-T5057 -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：G1k =γψγ（V1+2V2+V3)=0.9×1×25×(0.15×2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94（kN/m）设计值：G1=γG×g1k=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。

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2015.09.011 基本资料五堡大桥渡槽定为4级建筑物，设计流量Q设=1.2m³/s ，加大流量Q m=1.56m³/s。

，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。