渡槽毕业设计(水利毕业样本)
- 格式:doc
- 大小:556.50 KB
- 文档页数:36
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。
AbstractThis 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.目录内容摘要 (1)Abstract (2)第一部分设计说明书 (5)第一章基本材料 (5)第二章整体布置 (7)第三章槽身结构设计 (9)第四章支承结构设计 (14)第一节支承结构型式及尺寸的拟定 (14)第二节槽墩与槽架的结构计算 (15)第三节排架的基础结构 (18)第四节渡槽的整体稳定性验算 (19)第二部分计算书 (21)1.槽身的水力设计 (21)(1)拟定槽身的纵坡i、净宽B0和净深H0 (21)(2)渡槽的进出口高程计算 (22)2.槽身纵向内力计算及配筋计算 (24)(1)荷载计算 (24)(2)内力计算 (25)(3)正截面的配筋计算 (26)(4)槽身纵向抗裂验算 (27)(5)斜截面抗剪计算 (29)3.槽身横向内力计算及配筋计算 (29)⑴底板的结构计算 (30)⑵侧墙的结构计算 (32)⑶肋的结构计算 (33)4.边墩的结构计算 (44)⑴荷载计算 (44)⑵抗滑稳定计算 (46)⑶抗倾覆稳定计算 (46)⑷基地正应力验算 (47)⒌单排架的结构计算 (49)⑴荷载计算 (49)⑵内力计算 (51)⑶配筋计算 (53)⒍排架基础的结构计算 (57)⑴底板尺寸的拟定 (57)⑵底板的内力计算 (60)⑶底板的配筋计算 (61)⒎渡槽的整体稳定性验算 (62)⑴槽身的整体稳定性验算 (62)⑵渡槽的抗滑稳定性验算 (63)⑶渡槽的抗倾覆稳定性验算 (64)⑷浅基础的基底压应力验算 (65)参考文献 (67)第一部分设计说明书第一章基本材料龙潭冲渡槽位于湖北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,经过三十几年的运行,该渡槽均出现严重的老化问题(如裂缝、漏水、混凝土剥落后钢筋外露),加之灌区面积增加和流量增大,这些渡槽已远远不能担负输水灌溉的任务,要求重建。
绪论一、渡槽的作用及发展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,是渠系建筑物中应用最广的交叉建筑物之一,除用于输送渠水进行农田灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水外,还可供排洪和导流之用。
当挖方渠道与冲沟相交时,为排泄冲沟来水和泥沙,不使山洪及泥沙进入渠道,可在渠道上面修建排洪渡槽。
在流量较小的河流上修建闸、坝需用上下游围堰拦断河道时,可在基坑上面架设导流渡槽,使上游来水通过渡槽泄向下游。
渡槽在中国已有悠久的历史。
古代,人们凿木为槽用以引水,即为最古老的渡槽。
据《水经注疏》:长安城昆明“故渠又东而北屈,迳青门外,于穴水枝渠会。
渠上承穴水于章门西。
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。
又距《中国水利史稿》上册考证,《水经·沮水注》中所述的郑国渠“绝冶谷水”、“绝清水”中的“绝”就是指一种原始形态的渡槽。
则渡槽见诸历史记载者就比长安城的飞渠更早,这说明渡槽在中国已有2000年以上的历史。
20世纪50年代初期,我国新建渡槽多为木、石结构。
木渡槽因木材是宝贵且维修费用大、寿命不长,故除少数用做临时性引水外,已不再采用。
石拱渡槽是就地取材的建筑工程,由于石料的开采、加工和砌筑常为手工操作,需用大量劳力,但可节约水泥、钢材,且施工技术易为群众掌握,因而知道20世纪70 年代,在不少灌区的渡槽工程中石拱渡槽仍占有相当大的比重。
至于墩台结构,采用石料砌筑者就更为普遍。
20世纪50年代中后期,随着经济建设的发展,采用钢筋混凝土渡槽日渐增多,施工方法以现场浇筑为主。
1995年,黑龙江省首先采用了装配式渡槽,装配式渡槽较现场浇筑可节省大量木材和劳力、显著降低工程造价、加快施工进度,并便于施工管理和提高工程质量,因而到20世纪60年代初期以后,在许多省区逐渐得到推广,其中以广东省发展最为迅速。
广东省湛江地区除在建筑物型式及预制分块构件的造型等方面不断有所创新外,并在研究国外单向曲率壳槽的基础上,提出了U形薄壳槽身的结构型式及其计算方法。
XX 水利职业技术学院毕业设计报告题目:学生:XX指导老师:XX专业:XX2005年6月20日目录第1章设计基本资料 (1)工程简介,设计要求及主要参考书 (1)第2章总体布置 (3)2.1 槽址选址 (3)2.2 结构选型 (3)2.3 平面总体布置 (3)第3章水力计算 (4)3.1 槽身过水断面尺寸拟定…………………………………(4)3.2 渡槽进出口的底部高程的确定 (4)3.3 进出口渐变段 (6)第4章槽身设计 (7)4.1 槽身断面尺寸拟定 (7)4.2 荷载及荷载组合 (7)4.3 槽身横向结构计算 (9)4.4 槽身纵向结构计算 (16)4.5 抗裂计算 (17)4.6 吊装验算…………………………………………………(23)第5章排架计算 (24)5.1 排架布置 (24)5.2 荷载计算 (25)5.3 排架的横向计算 (29)5.4 排架的纵向计算 (33)5.5 排架的吊装验算 (35)5.6 牛腿设计 (36)第6章基础设计 (38)6.1 基础结构尺寸拟定 (38)6.2 基础的荷载组合 (39)6.3 基础应力计算 (39)6.4 基础配筋计算 (39)第7章稳定计算 (42)7.1 槽身稳定计算 (42)7.2 抗滑稳定计算 (42)7.3 抗倾计算 (42)7.4 地基稳定计算 (43)第8章细部结构 (44)8.1 伸缩缝及止水 (44)8.2 支座 (44)8.3 两岸连接 (44)第1章基本资料1.1工程概况XX县XX水库灌区引水干渠经黄家沟时需修建一座输水建筑物,经过渠道、倒虹吸和毒草三种方案比较,决定修建渡槽。
干渠控制灌区农田面积6.5万亩,工程为Ⅲ等工程,主要建筑物为3级1.1.1地形黄家沟顶宽约有110m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1.0m1.1.2地质沟内为XX店期黄土层,干重度为13—14KN/m³,φ =21°,C=24KPa,地基承载力[R]=290KPa,基础与地基摩擦系数ƒ=0.31。
渡槽毕业设计范文渡槽设计是指为了便于水流穿越建筑物或其他障碍物而设置的通道。
在渡槽的设计中,需要考虑到槽体的结构强度、材料选取、槽底的深度和宽度、槽面的斜度等因素。
本文将介绍一个关于渡槽的毕业设计,涵盖以下主要内容:设计背景、设计要求、设计方案、设计原则和设计结果。
设计背景:渡槽作为一种水利工程设施,用于解决水流穿越建筑物或其他地形障碍物的问题。
在城市建设过程中,渡槽的设计与实施变得越来越重要。
本次设计的背景是一座城市规划中的新建小区,需要设计一座渡槽,以解决小区内水流的问题。
设计要求:1.结构强度:渡槽的结构必须具备足够的强度来承受水流及外部荷载的作用;2.安全性:渡槽的设计必须保证使用者的安全;3.经济性:渡槽的设计和建设需要控制成本,保证在有限的投资下实现设计要求;4.环境友好性:渡槽的设计应尽量减少对环境的影响,保护生态环境。
设计方案:综合考虑设计要求,设计方案如下:1.材料选择:选择高强度的钢筋混凝土作为渡槽的主要材料。
这种材料具备强度高、耐久性好、施工方便等特点;2.结构设计:采用预应力混凝土梁作为渡槽的主要结构,梁体采用T型截面设计,以增加抗弯能力。
梁底部设置压力板,以增加整体刚度;3.横断面设计:槽底宽度根据最大水流量和冲刷力计算确定,槽面斜度应根据水流速度和土方稳定性要求合理确定;4.安全措施:在渡槽两侧设计防护栏杆,以保证使用者的安全。
同时,在槽顶设置检修口,方便对槽内设施的维护和检修;5.环境保护:在渡槽两侧种植适当的绿植,增加景观效果,减轻对周围环境的影响。
设计原则:1.结构安全优先:在设计和施工过程中,必须将结构的安全性放在首位,确保渡槽能够承受水流和外部荷载的作用;2.成本控制:设计过程中要充分考虑经济性,选择合适的材料和施工工艺,以降低成本;3.高效性:设计应该注重施工的效率,通过合理的设计和施工过程,尽可能减少渡槽建设所需的时间和人力资源;4.环境友好:设计过程中应充分考虑渡槽对周围环境的影响,通过合理的措施减少噪音和粉尘的产生,减轻对生态环境的负面影响。
毕业设计资料学生姓名:*** 学号:40专业:水利水电工程建筑设计题目:渡槽指导教师:** **摘要**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。
修筑的渡槽采用矩形梁式渡槽,槽底宽为,侧墙高,设有间距为高为的拉杆,考虑到交通要求,还设有宽的人行板。
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。
耕耘深度。
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、排架和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。
细部结构中本设计采用沥青填料式止水;支座采用一端固定,一端活动的形式。
关键词:渡槽;拉杆;排架目录第一章设计大体资料 (1)一、工程概况及简介 (1)、工程概况 (1)、设计要求 (2)、主要参考书 (2)第二章渡槽整体布置 (3)一、槽址选择 (3)二、结构选型 (3)、槽身的选择 (3)、支承选择 (3)3、平面整体布置 (3)第三章水力计算 (4)一、槽身过水断面尺寸拟定 (4)、尺寸拟定 (4)、输水水头高 (4)二、渡槽进出口的底部高程肯定 (5)3、进出口渐变段 (6)第四章槽身设计 (7)一、槽身断面尺寸拟定 (7)、尺寸拟定 (7)二、荷载及荷载组合 (7)、荷载计算 (7)3、横向结构计算 (8)、受力情况分析 (8)、拉杆轴向力计算 (9)、侧墙内力计算 (10)、底板内力计算 (11)、横向配筋计算 (12)、拉杆斜截面计算 (16)4、槽身纵向结构计算 (16)、荷载计算 (17)、计算纵向配筋 (17)、斜截面强度计算 (17)五、抗裂计算 (18)、纵向抗裂计算 (18)、横向抗裂计算 (19)六、吊装计算 (22)、吊装验算 (22)第五章排架计算 (24)一、排架布置 (24)二、排架尺寸拟定 (24)、排架高度计算 (24)、排架分组计算 (24)、排架分组及尺寸拟定 (25)、尺寸拟定 (25)3、荷载计算 (26)、水平荷载 (26)、垂直荷载(传给每各立柱的荷载) (27)4、排架横向计算 (29)、求排架弯矩M (29)、轴向力计算 (30)、排架的配筋计算 (31)、横梁配筋 (32)、排架的纵向计算 (33)、排架吊装验算 (35)、牛腿设计计算 (36)第六章基础计算 (38)一、基础结构尺寸拟定 (38)、排架基础尺寸拟定 (38)二、基础的荷载组合 (38)3、基础应力计算 (39)4、基础配筋计算 (39)第七章稳定计算 (40)一、槽身稳定计算 (40)二、渡槽整体沿基础底面抗滑稳定验算 (40)3、渡槽整体抗倾稳定计算 (41)4、地基稳定性验算 (41)第八章细部结构 (43)一、伸缩缝及止水 (43)二、支座 (43)3、两岸连接 (43)附录:第一章 设计大体资料一、工程概况及简介、工程概况:某县佛岭水库灌区引水干渠经黄家沟时需修建一座输水建筑物,通过填方渠道、倒虹吸和渡槽三种方案比较。
摘要本次设计作为水利水电工程专业的毕业设计,主要目的在于通过运用所学的专业基础知识及基础课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。
高店村沟排水渡槽位于河北省邢台市所辖沙河市高店村西北,位于总干渠南沙河倒虹吸南侧,是南水北调中线工程总干渠上的一座左岸排水建筑物。
渡槽为跨越式建筑物,采用矩形渡槽排架结构,按三级建筑物考虑。
设计地震烈度为80。
根据设计任务书,说明书分为四部分。
第一部分,基本资料。
第二部分,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,渡槽总长12m,进口渐变段6m,出口渐变段9m,渡槽进口底部高程,第三部分,槽身结构设计,确定槽身的横断面尺寸,渡槽槽身净宽4m,侧墙厚,底板厚,人行道板宽度为1m。
,人行道板宽度为1m。
进行槽身纵横断面内力计算及结构计算。
第四部分,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。
关键词:高店村渡槽槽身建筑水利水电工程AbstractThis design is a graduation project of undergraduation. Its main aim is to apply what have been learned in class, such as 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. Gao dian village is located in hebei province xingtai city had jurisdiction over the village ditch drainage aqueduct Gao dian village northwest, located in the south area of nansha river inverted siphon of the main canal is the main canal of south-to-north water transfer project on a left bank drainage structures. Aqueduct for leap buildings, bent rectangular aqueduct structure, the level 3 buildings. Design earthquake intensity is 8 degrees.Under the proposal, manual is divided into four chapters. The first chapter, basic information. Second chapter, overall layout, determine aqueduct of line and slot body total length, for water calculation, determine slot end of longitudinal slope and import and export elevation, aqueduct total long 12m, imports gradient paragraph 6m, export gradient paragraph 9m, aqueduct imports bottom elevation , third chapter, slot body structure design, determine slot body of cross section size, aqueduct slot body net wide 4m, side wall thick , floor thick , sidewalk Board width for 1M. Sidewalk width is 1M. Body cross section calculation of internal force calculation and structure. The fourth chapter, the supporting structure design, determine the dimensions of the support structure, for structural calculation of supporting structure, calculation and aqueduct aqueduct structure based on the whole stability calculation.Keywords: high shop village, aqueduct, slot, and buildings. WaterconservancyandHydropowerEngineering目录第一章工程概况及基本资料 (1)工程概况 (1)水文 (1)地质 (2)第二章渡槽选型与布置 (4)渡槽位置的选择 (4)槽身断面形式的选择 (4)槽身支撑结构形式的选择 (5)接缝构造 (6)第三章槽身水力计算 (7)进出口段的连接形式 (7)渡槽的水力计算 (7)比降的确定 (7)渡槽过水能力计算 (7)水头损失验算 (9)进出口高程的确定 (10)进出口的形式选择及布置 (11)其它资料 (11)第四章槽身结构计算 (12)渡槽基本尺寸的确定 (12)槽身高度 (12)人行道板 (12)栏杆 (12)槽身的稳定验算 (13)槽身的计算简图及荷载计算 (13)抗滑稳定验算 (14)抗倾覆稳定验算 (14)槽身纵向结构计算 (15)荷载、内力计算 (15)槽身的纵向配筋计算 (18)槽身纵向抗裂验算 (20)槽身纵向裂缝开展宽度验算 (21)槽身纵向挠度验算 (21)槽身的横向结构计算 (22)荷载与内力计算 (22)槽身的横向配筋计算 (27)槽身的抗裂验算 (30)槽身的裂缝开展宽度验算 (32)槽身的吊装验算 (32)吊装内力计算 (33)吊装配筋验算 (33)第五章支承结构的设计 (35)排架的设计 (35)排架基本尺寸的确定 (35)排架的内力计算 (36)配筋计算 (41)横梁的配筋计算 (42)排架纵向计算 (43)吊装验算 (44)吊装内力计算 (45)牛腿尺寸验算和配筋 (45)第六章细部构造设计 (48)伸缩缝与止水 (48)支座 (48)两岸连接 (50)参考文献 (51)谢辞 (52)第一章基本资料. 地理位置、地形、地貌高店村沟排水渡槽位于邢台市所辖沙河市高店村西北,位于总干渠南沙河倒虹吸南侧,总干渠测量桩号(92+852)。
渡槽工程毕业设计方案范文一、设计背景和意义渡槽是指跨越沟渠、道路等交通建筑物上的水道的工程设施。
其主要功能是将供水管道、排水沟等输送水的构筑物跨越其他建筑物,使得水流能够顺利通过。
渡槽的建设将解决土地利用率低、建设成本高等问题,对于提高水资源利用效率、保障城乡供水、改善水环境等具有积极意义。
我国是世界上人口最多的国家,水资源总量占世界总量的6%,人均水资源量仅为世界平均水平的1/4。
在形势严峻的水资源形势下,急需采取有效措施加强水资源利用与保护。
因此,加强对渡槽研究和建设,是当前我国水利工程领域迫切需要解决的问题。
本次毕业设计旨在研究渡槽的设计与施工方案,通过对渡槽结构、材料、施工工艺等方面的深入研究,提出合理的工程设计方案,并结合实际案例进行设计分析与评价,为今后的渡槽工程建设提供参考。
二、设计目标1.了解渡槽的基本概念、分类和设计原则;2.掌握渡槽的结构特点、材料选用和施工工艺;3.研究渡槽工程的设计与施工要点及注意事项;4.综合考虑经济、安全、可持续发展等因素,提出渡槽工程的设计方案,并对其进行评价。
三、研究内容及方法1.渡槽设计理论及分类的研究:对渡槽的定义、功能、分类、设计原则等进行理论分析和归纳。
2.渡槽设计规范和标准的研究:对国内外有关渡槽的设计规范和标准进行研究,进行综述和比较分析。
3.渡槽结构及材料:对渡槽的结构特点和材料性能进行调查和分析,重点探讨渡槽材料的选用原则和特点。
4.渡槽工程实例分析:选取实际施工项目中的渡槽工程实例,对其设计与施工过程进行分析与评价。
5.渡槽工程设计与施工方案:结合以上研究成果,提出渡槽工程的设计与施工方案,并对其进行技术经济评价。
四、设计方案1.渡槽设计原则:根据水道的具体情况,选用合适的渡槽类型和结构形式,确定渡槽的设计参数,保证其设计合理、安全可靠。
2.渡槽材料选择:选择适用于不同水道环境的渡槽材料,包括钢筋混凝土、钢材、玻璃钢等,考虑其优缺点和适用范围,为设计提供参考。
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1203s ,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、工程概况综合说明表1-2 混凝土特性指标:(单位N/ mm2)浆砌采用M15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。
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、毕业设计参考书目二、渡槽的水力计算2.1、渠道断面的水力计算三、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=2.43.1.4、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 kN3.1.5、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。