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1、1FJD34200FJD34200 FJDFJD水利水电工程水利水电工程 技术设计阶段技术设计阶段渡槽设计大钢范本渡槽设计大钢范本水利水电勘测设计标准化信息网21998 年 12 月3工程工程 技术设计阶段技术设计阶段渡槽设计大纲渡槽设计大纲主 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4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
2、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. 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.4351 1 引言引言2 2 设计依据文件和规范设计依据文件和规范2.12.1 有关本工程的文件有关本工程的文件(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。2.22.2 主要设计规范主要设计规范(1)SDJ 12-78 水利水电枢
3、纽工程等级划分及设计标准和补充规定(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 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)；(4)SDJ 10-78 水工建筑物抗震设计规范(试行)。2.32.3 参考规范参考规范(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 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。2.42.4 主要参
4、考资料主要参考资料(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； 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。 已有新标准 DL 5073-1997。提示：简要
5、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。6(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 3 基本资料基本资料3.13.1 工程等别及渡槽级别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。3.23.2 设计流量及上下游渠道水力要素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。表表 3.13.1 渠道水力要素表渠道水力要素表项目上游渠道下游渠道底
6、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左，m 堤顶宽 右，m正常流速，m/s3.33.3 渡槽长度及进出口水头损失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。3.43.4 地形资料地形资料(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。3.53.5 地质资料地质资料(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
7、基本容许承载力； MPa；(4)地下水位高程： m；7(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。3.63.6 地震烈度地震烈度(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。3.73.7 水文气象资料水文气象资料(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： 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
8、低气温：表表 3.23.2 多年月平均气温表多年月平均气温表 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。3.83.8 建筑材料建筑材料3.93.9 交通要求交通要求4 4 水力计算水力计算4.14.1 水力计算的基本步骤水力计算的基本步骤4.1.14.1.1 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；提示：(1)砂料、石料及混凝土骨料的储量、质量、产
9、地及开采运输条件；(2)钢材、水泥、木材的供应情况。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。8(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。4.1.24.1.2 渡槽进出口总水头损失未限定情况下的水力计算步骤(1)给定槽身
10、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。4.24.2 槽身水力计算槽身水力计算(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；
11、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=0.0130.014。4.34.3 总水头损失计算总水头损失计算(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。9(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。(
12、4)槽身进出口总水头损失 Z 按下式计算：Z=Z1-Z2+Z3 (4.5)5 5 钢筋混凝土矩形断面槽身设计钢筋混凝土矩形断面槽身设计5.15.1 槽身结构尺寸拟定槽身结构尺寸拟定5.25.2 无横杆无肋断面槽身结构计算无横杆无肋断面槽身结构计算提示：(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
