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1、设计基本资料.设计题目：钢筋混凝土渡槽（设计图见尾页）XX灌区干渠上钢筋混凝土渡槽，矩形槽身设计，支撑排架和基础结构布置二. 基本资料1.地形：干渠跨越XX沟位于干渠桩号6+000处，沟宽约75m深15m左右 根据地形图和实测渡槽处XX沟横断面如下表；桩号6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面咼程（m）97.80 92.70 87.66 8385 83.80 87.6089.9097.68 97.70332.干渠水利要素：设计流量Q设=10 m/s、加大流量Q加=11.5 m /s，纵坡i=1/5000，糙率n=0.025.渠底宽B=2m
2、内坡1： 1,填方处堤顶宽2.5m,外坡1:1. 干渠桩号6+000处渠底高程为95.00m。3. 地质：该处为第四纪沉积层，表面为壤土深 2米，下层为细砂砾石深度为 10米，再下层为砂壤土。经试验测定，地基允许承载能力（P） =200KN/卅4. 水文气象：实测该处地面在10米高处，三十年一遇10分钟统计平均最大 风速为24m/s。设计洪水位，按二十年一遇的防洪标准，低于排架顶1m洪水平均流速为2m/s,漂浮物重50KN5. 建筑物等级：按灌区规模，确定渡槽为三级建筑物。6. 材料：钢筋U级3号钢，槽身采用C25混凝土，排架及基础采用C20混凝 土。7. 荷载：1 ）自重：钢筋混凝土 Y =
3、25 KN/ m3 水 Y =10 KN/ m32）人群荷载：3 KN/ m 33 ）施工荷载： 4 KN/ m 34 ）基础及其上部填土的平均容重为 20 KN/ m3三设计原则与要求1. 构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范“ （SDJ20-78）2. 为了减少应力集中，构件内角处应加补角，但计算可以忽略不计。3. 计算说明书要求内容完全、书写工整。4. 图纸要求布局适当、图面清洁、字体工整。四设计内容1. 水力计算：确定渡槽纵坡、过水断面尺寸、水面衔接、水头损失和上下游 链接。2. 对槽身进行纵向、横向结构计算，按照强度、刚度和构件要求配置钢筋。3. 拟定排架及基础尺寸。
4、4. 两岸链接和布置。五设计成果1. 计算说明书一份2. 设计图纸一张（ A1）总体布置图：纵剖面及平面图 一节槽身钢筋布置图：槽身中部、端部剖面，侧墙钢筋布置及底板上、下层 钢筋布置图，并列处钢筋用量明细表。排架和基础尺寸，钢筋布置等。 六参考书1. 水工建筑物2. 工程力学3. 建筑结构4. 水工钢筋混凝土5. 工程力学与工程结构设计说明书一.渡槽总体布置1,槽身长度的确定干渠跨越XX沟，位于干渠桩号6+000处XX渡槽横断面图由此表可画出此沟的横剖面图:桩号6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面咼程（m97.80 92.70 87.
5、66 8385 83.80 87.6C89.9097.68 97.70由图可知在高程为95m处沟长为70.25m。而对于矩形槽，跨度一般取815m 所以此槽身去跨度为9m共8跨，则槽身长L=72m2. 上下游连接形式及其长度由于扭面的过流能力较好，所以，上下游连接段均采用扭面进行过渡连接 在渠道中：水深hi、.0.4b 2 .1 m2h|由已知条件，带入数据知b2m2b2m进行迭代得hi=2.89m校核设计流量：A= (b+mh h=14.13m2 R=A/x=1.39mc A爲；14.13 门鳥Q 实=R3i21.393n0.025丄。.59.95m3/s Q设5000故，不符合设计流量的要
6、求,2 1当 h1=2.9m时 Q实= AR3i210.03m3/s Q设n故，符合设计流量的要求Q 实 10.03 Vo=0.71m/sA 14.21当Q=10 m/s，堤顶宽度为2.5m时，查书中表8-5得 h 0.5m则 HAh, 3.4m校核加大流量：A 2 1 3Q加二 R3i214.09m3/s Q 加n故，符合加大流量的要求贝渠道的深度 H=3.4m 水深h1=2.9m。对于中小型渡槽，进口渐变段长度可取L1大于等于4 h（h1为上游渠道水深）出口渐变段长度可取L2大于等于6 ha （ha为下游渠道水深）。贝 U，L1 4h1=11.6m取 L1=12mL2 6h3 = 17.5
7、m取 L2=18m综上所述：L1=12m L2=18m均采用扭面过渡。3 渡槽支撑形式考虑到该渡槽的荷载较小，其支撑形式采用单排架。4 渡槽基础的形式采用板梁式条形基础.渡槽水力计算1.尺寸拟定槽身的过水断面尺寸，一般按设计流量设计，按最大流量校核，通过水力学A21公式（Q=AR3i2 ）进行计算。当槽身长度L大于等于（1520） h2 （h2为槽内n水深）时，按明渠均匀流公式进行计算。矩形渡槽深宽比一般取0.60.8，超高一般取0.20.6m。初拟时，纵坡一般取 1/5001/1500。糙率取0.011.拟定h/b=0.7,i=1/1000, 得：b=2.6m,不符合实际要求：拟定h/b=0
8、.8,i=1/700. 得：b=2.25m,也不符合实际要求；拟定h/b=0.8,i=1/500, 得；b=2.03m,也不符合要求，通过以上的计算得，无论怎么调整数值，都不能满足设计要求，而，一般渡 槽的净宽小于等于渠道底宽。在以上经验数据下，设渡槽净宽b=2m,i=1/700,n=0.011带入Q=A n2 1R3i2计算水深 h，Q=AR3i2 =卫_n0.011170010进行迭代得：h=1.93m同理，将加大流量带入上式Q=AR3in3jj0.01111.5700迭代得： h 加=2.15m对设计流量进行校核：b=2m,h=1.93m.= AR3i2 =n3.860.0110.659
9、3170010.04m3 / s Q设则,V=亚= =2.6m/sA 3.86满足设计流量的要求对加大流量进行校核取 h=0.27m时，贝U, b=2m, h=0.27+1.93=2.2m170011.8m3/s Q 加A21/2Q加 = AR3i2二空 0.6883 n0.011满足加大流量的要求2.计算水头损失进口段水面降落值:K12v 2g2Vo1 01 2.62 0.7120.351m9.8(K=0.1)槽身段沿程降落值:iL1/ 700720.103m出口段水面回升值:Z210.35130.117m渡槽总水面降落值:Z Z Z1 Z20.3510.1030.117 0.337m所以符
10、合最小水头损失的要求。抬高值:1=h1-Z-h 2=2.9-0.351-1.93=0.619m进口槽底高程:13 y195 0.61995.619m出口槽底高程:21 乙 95.6190.10395.516m降低值:2=h3-Z2-h2=2.9-0.117-1.93=0.853m出口渠底高程:42 y295.516 0.85394.663m渡槽水利计算图最终确定，渡槽的断面尺寸为b=2m h=2.2m符合要求。三. 槽身结构计算1.槽身横向结构计算取槽身长1m计算，拟定截面尺寸如下:可选定：11=1620cma=80100cmt2=20 30cmb=40cmc=36cm拉杆截面为16*16cm
11、具体尺寸见下图：一 40 - - 5CL槽身断面图 单位：cm由于结构、荷载对称，取一半计算，截面上剪力大部分分布在侧墙上，可视 为一个支撑连杆支持于侧墙底部，忽略侧墙所受的竖向力，可用力矩分配法求解 内力，其计算见图如下：(1).拉杆弯矩的计算：荷载 q! 水 H=10 2.43=24.3 KN mq2水H+混？2=10 2.43+25 0.3=31.8 KN m分配系数:截面惯性矩分别为I ACt；12竺 6.67 10 4m412AB12尊 2.25 10 3m4抗弯刚度:Kac3EIacH46.67 10 EKabEIabH2.432.25 10 3 E1.18.23 10 4E2.0
12、5 10 3EAC所以：分配系数为:KacKac Kab0.29ABkabkac kab0.71传递系数：Cac=0Cab =-1求固端弯矩及约束力矩，固定状态下，可得各固端弯矩MAcql2159.6KNmmCA0MFq2l212.8KNm Fq2l26.4KNmAB3M ba6分配系数0.290.71固端弯矩0-9.6-12.8-6.4分配与传递06.515.9-15.9最后杆端弯矩0-3.13.1-22.3最终杆端弯矩为：MAc=-3.1KN m M ca=OKNmMab=3.1KN - m M ba=-22.3KN m(2).拉杆拉力的计算取侧墙为脱离体,由刀M=0H3则 NcH+Mac
13、-=06323.12.43=8.6KN、H3 MAC _ 10 2.432 C =-=6 H6NC = NCS=8.6 2=17.2KNmNc :槽身一米的拉杆拉力S:拉杆间距(这里取2.2m)Nc :一个拉杆所承受的拉力(3).底板夸中弯矩Mo计算M0 =q-M ab=3.18 2 -3.1=16.1KNm8 8(4).绘制弯矩图、 1 M x = N cX- 侧墙外侧弯矩6归-1dX2X3X2=0X=代入M X则得M X(max)。MX1 =0位置 即NcX1 X=0 所以 X1 =6Nc代入数据得：当Mo=O时,=2.27m当 M max 时，X=2Nc =1.3m1此时 MmaxrNcXX= 8.6 1.3-1/6 10 1.33=7.5KNm6(5).底板拉力33刀M=0 底板拉力 N=d-Nc= 10 243 -17.2=54.5KN 2Me(6)荷载:拉杆弯矩的计算qiq2跨中弯矩:0.1 25 32 11KNm0.1622aMe25123L0.64KNmq2L22.22
