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1、FJD34200 FJD水利水电工程 技术设计阶段渡槽设计大钢范本 水利水电勘测设计标准化信息网1998年12月 工程 技术设计阶段渡槽设计大纲 主 编 单 位: 主编单位总工程师: 参 编 单 位: 主 要 编 写 人 员: 软 件 开 发 单 位: 软 件 编 写 人 员: 勘测设计研究院 年 月目 次1. 引言42. 设计依据文件和规范43. 基本资料44 水力计算65. 钢筋混凝土矩形断面槽身设计86. 钢筋混凝土 U 形断面槽身设计187. 钢筋混凝土排架设计238. 重力式槽墩及槽台设计269. 钢筋混凝土变截面悬链线无铰肋拱设计2810. 空腹变截面悬链线无铰石拱设计3411.
2、钢筋混凝土整体板式基础设计3512. 钢筋混凝土钻孔桩基础设计3713. 工程量及材料量计算4314. 应提供的设计成果431 引言提示：简要说明：工程位置、设计规模等概况，前阶段设计结论及审批意见，基本资料变动情况，专题研究结论，有关会议或协议情况，对本阶段设计要求及注意的问题等。2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件(1)灌区(或引水工程)初步设计书或有关本工程规划成果的相应资料；(2)初步设计或有关规划成果的审查文件；(3)上级或委托单位有关本工程的批示或协议；(4)其它有关文件及会议纪要等。2.2 主要设计规范(1)SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规
3、定(山区、丘陵区部分)(试行)；(2)SDJ 217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试行)；(3)SDJ 20-78 范本是按SDJ 20-78编写的，如采用新标准DL/T 5057-1996，有关内容应作相应修改。 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)；(4)SDJ 10-78 已有新标准DL 5073-1997。 水工建筑物抗震设计规范(试行)。2.3 参考规范(1)JTJ 021-89 公路桥涵设计通用规范；(2)JTJ 022-85 公路砖石及混凝土桥涵设计规范；(3)JTJ 023-85 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范；(4)JTJ 024-85
4、 公路桥涵地基与基础设计规范；(5)GBJ 9-87 建筑结构荷载规范。2.4 主要参考资料(1)赵文华等，渡槽，水利电力出版社，1985年；(2)赵文华等，渡槽，水利电力出版社，1989年；(3)华东水利学院等，水工钢筋混凝土结构下册，水利电力出版社，1975年；(4)华东水利学院主编，水工设计手册(第八卷)，水利电力出版社，1984年；(5)交通部公路设计院，拱桥设计计算手册(第二版)，人民交通出版社，1971年；(6)湖南省革命委员会水利电力局，韶山灌区(第二分册)，水利电力出版社，1976年；(7)建筑结构静力计算手册编写组，建筑结构静力计算手册，中国建筑工业出版社，1975年。3 基
5、本资料3.1 工程等别及渡槽级别根据SDJ 12-78及其补充规定(或SDJ 217-87)及规划资料，本渡槽定为 等 级建筑物。3.2 设计流量及上下游渠道水力要素正常设计流量： m3/s；加大流量： m3/s。表3.1 渠道水力要素表项目上游渠道下游渠道底宽，m内边坡正常水深，m加大水深，m渠底高程，m正常水位，m加大水位，m渠深，m堤顶宽左，m右，m正常流速，m/s3.3 渡槽长度及进出口水头损失根据地形及规划资料确定：槽身长度： m；进出口总水头损失： m。3.4 地形资料(1)150012000地形图。测绘范围应满足渡槽轴线的变更及施工场地布置要求。(2)对于小型渡槽，如缺大比例尺地
6、形图，应测绘沿渡槽轴线的纵剖面图及若干横剖面图，以及槽址处河谷纵横剖面图。3.5 地质资料(1)沿渡槽轴线及轴线两侧(距轴线50 m左右)的地质剖面图；(2)地基土的物理力学指标；(3)地基的基本容许承载力； MPa；(4)地下水位高程： m；(5)对河谷两岸岸坡稳定性及其它有关工程地质条件的评价与建议等。3.6 地震烈度(1)基本烈度根据国家地震部门提供资料，本渡槽所在地区的地震基本烈度为 度。(2)设计烈度根据SDJ 10-78规定，本渡槽工程的设计烈度为 度。3.7 水文气象资料(1)槽址处河槽水文资料：设计洪水重现期： a；校核洪水重现期： a；设计洪水流量： m3/s；校核洪水流量：
7、 m3/s。设计洪水位： m；校核洪水位： m；设计洪水流速： m/s；校核洪水流速： m/s。(2)基本风压： kNm2。(3)多年月平均气温及最高、最低气温：表3.2 多年月平均气温表 单位：月 份123456789101112多年月平均气温最高气温： ；最低气温： 。(4)最大冻土深度： m。3.8 建筑材料提示：(1)砂料、石料及混凝土骨料的储量、质量、产地及开采运输条件；(2)钢材、水泥、木材的供应情况。3.9 交通要求提示：(1)槽上顺槽身方向的交通要求及荷载标准；(2)槽上横跨槽身(渡槽进出口)的交通要求及荷载标准；(3)槽下河道有无交通要求及要求的净空高度。4 水力计算4.1
8、水力计算的基本步骤4.1.1 渡槽进出口总水头损失已定情况下的水力计算步骤(1)拟定槽身纵坡及相应的沿程水头损失Z3=iL，L为槽身长；(2)计算确定槽身宽度B(槽内水深h一般为给定值)；(3)根据槽身宽度B计算渡槽进口水面降落值Z1；(4)根据进口水面降落Z1确定出口水面回升值Z2；(5)计算渡槽进出口总水头损失Z；(6)如Z小于已定的总水头损失值，则加大槽身纵坡，反之则减小槽身纵坡，重复(1)(5)步骤，直至Z与已定总水头损失值相等时为止；(7)根据最后确定的槽身纵坡、过水断面及进出口水头损失，确定进出口槽底高程及相应的水面高程。4.1.2 渡槽进出口总水头损失未限定情况下的水力计算步骤(
9、1)给定槽身纵坡i及水深h(或给定槽身宽度B及水深h)，相应Z3=iL；(2)计算确定槽身宽度B(如给定槽身过水断面，则计算确定槽身纵坡i及相应的Z3=iL)；(3)根据槽身宽度B计算进口水面降落值Z1；(4)根据进口水面降落Z1确定出口水面回升值Z2；(5)计算渡槽进出口总水头损失Z；(6)确定进出口槽底高程及相应水面高程。4.2 槽身水力计算(1)在槽身水力计算中，槽内水深多为给定值，一般略小于上下游渠道水深，必要时也可等于或略大于上下游渠道水深。(2)槽身水力计算采用明渠均匀流公式：Q=AR2/3i1/2/n (4.1)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
10、；i槽身纵坡；n糙率系数，混凝土槽身一般采用n=0.0130.014。4.3 总水头损失计算(1)渡槽进口流态与淹没的开敞式水闸相似，一般按淹没式宽顶堰流量公式计算进口水面降落值：Z1=Q2/(2g22A2)-V21/2g (4.2)式中：Z1进口水面降落，m；侧收缩系数，一般可采用0.95；流速系数，一般可采用0.95；V1上游渠道流速，m/s；g重力加速度。(2)出口水面回升Z2值一般根据进口水面降落按下式计算：Z2=Z1/3 (4.3)(3)槽身沿程损失Z3计算：Z3=iL (4.4)式中：i槽身纵坡；L槽身长度。(4)槽身进出口总水头损失Z按下式计算：Z=Z1-Z2+Z3 (4.5)5
11、 钢筋混凝土矩形断面槽身设计提示：(1)槽身过水断面深宽比，一般采用h/B=0.60.8。对于大流量的多纵梁式矩形槽，深宽比则不受经验尺寸的限制。(2)槽身跨径及支承型式(简支或双悬臂)根据流量大小、地形地质及施工条件等因素确定。简支梁式渡槽的跨径一般为10 m15 m；双悬臂梁式渡槽每节槽身长度一般为20 m30 m，可根据实际情况布置为等跨双悬臂式、等弯矩双悬臂式或不等跨不等弯矩双悬臂式。(3)槽身侧墙及底板厚度，应满足强度及抗裂要求，由应力分析确定。侧墙一般兼作纵梁，还应满足纵向稳定要求。对于带横杆的矩形槽，侧墙厚度t与墙高H之比值一般为t/H=1/121/16；对于无横杆加肋式槽身，墙
12、厚可适当减小，但一般不小于15 cm；对于无横杆无肋式槽身，侧墙应适当加厚，一般采用变厚度，墙顶厚度一般不小于15 cm。槽底板厚度一般采用与侧墙底部厚度相同，对于多纵梁式槽身，底板厚度可小于侧墙底部厚。侧墙与底板交接处加设补角，补角宽及高一般为20 cm30 cm。(4)带横杆矩形槽的横杆间距采用1.5 cm2.5 m，截面边长为20 cm左右。(5)槽身纵向在支承处一般加设横肋，以改善支座处的受力情况，肋宽约等于侧墙厚度，肋净厚等于或略大于肋宽。(6)无横杆加肋式槽身的横肋间距，应满足侧墙及槽底板成为双向板的要求。侧墙高H与肋距L1的比值H/L1及槽底板宽B与肋距L1的比值B/L1一般采用1.02.0。肋宽一般不小于侧墙及槽底板厚，肋净厚一般等于或略大于肋宽。如欲使侧墙及槽底板均成为四边固定支承板，侧墙顶部及底部需局部加厚，并要求侧墙顶部、底部及肋的刚度应大于8倍板的刚度。(7)无横杆矩形槽的侧墙顶部一般设置外伸人行道悬臂板，板厚6 cm10 cm，板宽70 cm100 cm。带横杆的槽身人行道板一般搁置于横杆上。(8)箱形槽身的侧墙、顶板及底板多采用等厚，厚度一般不小于30 cm。(9)侧墙超高根据流量大小及总体规划
