水利水电工程建筑专业-渡槽设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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： * * 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 *水库灌区引水干渠控制灌区农田面积 4330黄家沟时经比较采用渡槽方案，工程为 要建筑物为 3级。 修筑的渡槽采用矩形梁式渡槽，槽底宽为 墙高 有间距为 虑到交通要求，还设有 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。设计布置等跨的间距为 83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、排架以及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 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 第一章 设计基本资料 1 1、 工程概况及简介 1 程概况 1 计要求 2 要参考书 2 第二章 渡槽总体布置 3 1、 槽址选择 3 2、 结构选型 3 身的选择 3 承选择 3 3、 平面总体布置 3 第三章 水力计算 4 1、 槽身过水断面尺寸拟定 4 寸拟定 4 输水水头高 4 2、 渡槽进出 口的底部高程确定 5 3、 进出口渐变段 6 第四章 槽身设计 7 1、 槽身断面尺寸拟定 7 寸拟定 7 2、 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 板内力计算 11 向配筋计算 12 杆斜截面计算 16 4、槽身纵向结构计算 16 载计算 17 算纵向配筋 17 截面强度计算 17 5、抗裂计算 18 向抗裂计算 18 横向抗裂计算 19 6、吊装计算 22 装验算 22 第五章 排架计算 24 1、排架布置 24 2、排架尺寸拟定 24 架高度计算 24 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架分组计算 24 架分组及尺寸拟定 25 寸拟定 25 3、荷载计算 26 平荷载 26 直荷载 (传给每各立柱的荷载 ) 27 4、排架横向计算 29 排架弯矩 M 29 向力计算 30 架的配筋计算 31 梁配筋 32 架的纵向计算 33 架吊装验算 35 腿设计计算 36 第 六 章 基础计算 38 1、基础结构尺寸拟定 38 架基础尺寸拟定 38 2、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 1、槽身稳定计算 40 2、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 1、伸缩缝及止水 43 2、支座 43 3、两岸连接 43 附录： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 设计基本资料 1、 工程概况及简介 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，经过填方渠道、倒虹吸和渡槽三种方案比较。决定修建渡槽。干渠控制灌区农田面积 亩，工程为 等工程，主要建筑为 3 级。 地形： 黄家沟顶宽约 110m，沟深约 8 米。属狭长 V 型断面。无常年流水，沟内种植有经济作物。耕作深度为 地质： 沟内周口店期黄土层，干重度为 13 14KN/ 21。 ， C 24基承载力 R 290础与地基摩擦系数 f 上、下游渠道资料： 上游渠底高程为 m， Q 设 s， k 加大 Q 加大 5.5 m3/s， i 1/3500，渡槽上、下游渠道，渠底宽 率 n 、外边坡分别为 1:10 和 1:15，该渡槽规划时允许水头损失为 力要素如表 1 1。渡槽糙率为 表 1 1 上、下游渠道过水断面水力要素 ： 流量 （ m3/s） 纵坡 i 底宽 b （ m） 流量 v （ m3/s） 堤高 H （ m） 边坡 糙率 n 水深 h （ m） 超高 H （ m） 渠口宽 b （ m） Q 设 、 建筑材料及安全系数： 该工程主要的建筑材料为水泥、混凝土、钢筋等。混凝土重度 24 度膨胀系数 0 51/ ,混凝土其他特性性能指标见表 1 2。采用 和 级钢筋， 级钢筋强度设计 值 fy=210N/强度模量 05N/ 级钢筋强度设计值 fy=310N/度模量 05N/ 钢筋混凝土重度 r 35件裂缝宽度允许值，短期组合 期组合 表 1 2 混凝土特性指标 ： （单位 N/ 混凝土强度等级 轴心抗压 轴心抗拉 弹性模量 准值 计值 准值 计值 20 04 04 浆砌采用 浆砌块石。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工程回填土及地基力学特性根据有关实验报告结果如下： 16 ； C 23正后地基承载力特性值 90础与地基摩擦系数 f 滑稳定安全系数 K 根据水利水电工程等级划分及洪水标准规定以及灌区规划要求，确定该渡槽为三级永久建筑物，结构安全级别为 级。机构重要性系数为 1，短暂设计状况系数 偶然状况系数 筋混凝土结构系数 其他荷载： 人群荷载： 行桥上的活荷载 ) 基本荷载： 压 ) 气象： 最高日平均气温 30 ，最低日平均气温 0 ，不考虑冻土深度。 施工条件： 采用装载式钢筋混凝土渡槽，预制吊装。 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、基础等机构型式的选择。 水力计算 槽身设计 支承机构设计 基础设计 细部构造设计 要参考书： 水工设计手册 渡槽 设计图集 建筑结构 工程力学 水力学 土力学 工程制图 水工钢筋混凝土结构 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 渡槽总体布置 渡槽总体布置的主要内容包括槽址选择、形式选择、进出口布置、基础布置。 渡槽总体布置基本要求： 1、 流量、水位满足灌区要求 ; 2、 槽身长度短，基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田、交通方便、就地取材等。 1、 槽址选择 注意问题： 1、 槽身长度短、基础低，降低功工程造价。 2、轴线短、顺直、进出口避免急转弯，布 置在挖方处。 3、渡槽轴线尽量和河道正交。 4、少占耕地、少拆民房。 在选择槽址时，除应满足以上总体布置的要求外，还应考虑槽址附近是否有宽敞、平坦的施工场地，同时应满足槽下的交通要求。综合考虑各方面因素，在平面图上确定槽址位置，画出该断面图 。 2、 结构选型 身的选择： 槽身的横断面型式有矩、 U 形、圆形和抛物线形，其中常用的是矩形和 U 形。本设计中 Q 设 4.4 m3/s，属中小流量。渡槽长度为中型渡槽。矩形渡槽具有抗冻、耐久性好的特点，施工方便，故选用矩形渡槽。又因黄 家沟无常年流水，故可设拉杆以减少侧墙厚度。 承选择： 该渡槽地址处沟深约 8 米，跨度较大（约 110m），宜用梁式渡槽。 综合分析：选用简式梁型式，虽弯距较大，但施工方便。 3、 平面总体布置 本设计布置等跨间距为 8m 的单排架共 13 跨，矩形渡槽采用简支，上下游渐变段各8m 与梯形混凝土渠首相连。渡槽全长 120m，槽上根据交通要求设人行桥，净宽 墩台及排架基础墩均采用浆砌石护坡。总体布置图见图 2 1 所示。纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 水力计算 1、 槽身过水断面尺寸拟定 尺寸拟定： 选定纵坡 i 1/600，底宽 B 率 n Q 设 4.4 m3/s， Q 加 5.5 m3/s。因槽长大于 15 20 倍槽内水深，故按明渠均匀流计算。计算结果： Q 设 4.4 m3/s 时， h 设 m； Q 加 5.5 m3/s 时， h 加 m。 B/h 分别为 据工程特殊情况，侧墙加厚，宽深比适当提高满足要求。 超高： h/12+5=115/12+5=14.6(h 4m），取 8m。 出口段： h 6m），取 8m。纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 槽身设计 1、 槽身断面尺寸拟定 寸拟定： 根据前面计算结果，槽内净宽 B H 杆 其他尺寸按下面计算确定。 该渡槽无通航要求，槽顶设拉杆，间距 2m，侧墙厚度 t 按经验数据 t/h=1/12 1/16确定。 H 为侧墙高 t（ 1/12 1/16）， H t 15槽要满足行人要求，故在拉杆上设置人行板，板宽取 85 10板厚 15其断面尺寸如图 4 1 所示。 图 4 1 槽身断面图 ： （单位： 2、 荷载及荷载组合 荷载计算： 永久荷载设计值： 永久荷载分项系数 久荷载标准值 中 可变荷载设计值： 可变荷载分项系数 变荷载标准值 中 按沿水流方向与垂直水流方向取单位长度来计算。计算结果见表 4 1。 槽身是一种空间薄壁结构，受力较复杂，在实际工 程中，近似的分为纵向及横向两部分进行平面结构计算。 表 4 1 槽身荷载计算 ： （单位： G g KN/m） 荷载种类 标准值 设计值 计算式 大小 计算式 大小 1、侧墙重 251 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 附 表 4 1 槽身荷载计算 ： 沿水流方向 Q 11k 1k 直水流方向 12 、拉杆重 25（ 2 水流方向 5/8) 21 直水流方向 22 、人行板重 253 水流方向 31 直水流方向 32 、底板重 25（ 2 4 水流方向 41 直水流方向 42 、设计水重 - 5 水流方向 51 直水流方向 52 、校核水重 6 水流方向 61 直水流方向 62 、人群重 7 水 流方向 k 71 直水流方向 72 、栏杆重 8 水流方向 81 直水流方向 82 、 横向结构计算 受力情况分析： 由于槽身在栏杆之间的断面核设置栏杆处的断面变位相差甚微，故仍 可沿槽身纵向取 的脱离体，按平面问题进行横向计算。 作用在脱离体上的荷载两侧的剪力差（ Q 继续平衡，侧墙与底板交结处可视为铰接，沿中心线切口处可视为上下移动的双链杆支座，计算简图如 4 2 所示。 由于侧墙与底板等厚，接 B/H（ ，在 间，槽内水位取至拉杆中心作为控制条件，槽顶荷载产生集中力 力矩 按标准荷载计算分别为： 1/2（ 31k+ 1/2（ 1/2 +） =按设计荷载计算分别为： 1/2（ 31+ 1/2（ 1/2 +） =图 4 2 槽身横向计算简图 ： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 拉杆轴向力计算： 简化 后 结构为一次超静定结构，因力法计算拉杆拉为 可按下式直接计算 ，按标准荷载计算分别为： 21211 （ 4 1） 式中 位槽长拉杆轴向拉力， H拉杆中心线至底板距离， H 墙底部静水压强， L两侧墙中心线间距之半， L（ (m)； 板 上 均匀荷载强度， KN/m。 25KN/m） 板和侧墙壁截面惯性矩， 2 3/12 t= )21=N/m) 杆间距为 s 时，一根拉杆的轴向拉力。 按设计荷载计算为： 21211 （ 4 2） rqrH KN/m） 5KN/m） 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X KN/m） 侧墙内力计算： 侧墙弯距。由拉杆中心线到侧墙计算截面的距离为 y 的弯距。 按标准荷载计算为： 1/6r1/6 （ 4 3） 当 y 0 时， 1 KNm） 当 y ， 2 KNm） 当 y ， 3 KNm） 当 y ， 4 1/6 KNm） 当 y ym m）时，弯距最大为： m 1/2KNm） 表 4 2 标准荷载弯距计算表： 设计荷载计算为： X1y 1/6rGr 1/6 （ 4 4） 表 4 3 设计荷载弯距计算表： 侧 y 、 侧墙轴力 力 Q。 标准荷载计算： 0333 232 （ 4 5） 式中 Q作用在槽身截面上的计算剪力。其值等于 身常的总荷载，及纵向计算中的均布荷载 q。 （ 4 6） 当 y 0 时， N) 当 y ， 23 拉） 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 令 0)66(2 23 0 y ， 拉） 当 y ， 压） 当按设计荷载计算时： 323 )23(2 G （ 4 7） 式中 Q作用爱槽身截面上的计算简历，其值等于 身长的总荷载，即纵向计算中的均布荷载。 Q （ 4 8） 当 y 0， 压） 当 y 3 拉） 令 0)66(2 23 0 y ， 拉） 当 y ， 压） 表 4 4 轴力计算表： Y 0 位： y 底板内力计算： 底板弯距。离侧墙中心线 X 处的底板弯距计算，为底板荷载计算。 标准荷载计算为： 2)(6 30 （ 4 8） = X 0，底板断臂弯距 M 底 1 KNm） 令 X=L =M 底 2 KNm） 设计荷载计算为： 2)(6 301 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 令 X 0， M 底 1 KNm） 令 X L M 底 2 KNm） 令 X M 底 3 KNm） 令 X 1， M 底 4 KNm） 表 4 5 底板弯距计算表： X 0 x 、 底板轴力。底板轴力等于侧墙底端的剪力，为底板轴力计算。 标准荷载计算为： 1/21/2 (拉 ) 设计荷载计算为： 1/2 rG1/2 KNm） 侧墙、底板弯距轴力图见附图一。 向配筋计算： 底板配筋。按底板中部弯距配筋： 采用 凝土， N/ 级钢筋 ， fy=210N/M KNm）。N KNm）。 设 a a 30， h 150， h a 120（ M 1 KNm） N 1 KNm） M/N=m)h/25(故按大偏心受拉构件配筋： b 61 查表） e h/2+a=929+30=884( )020() =)301 2 0(2 1 0101 2 01 0 0 0)6 1 1 49 1 6 = h/2 s 45（ 按大偏心受拉构件计算。 e h/2+=516 150 30 471(x=b120 )( 0 0 )30120(210)2 b 850 75 230（ 拉杆的配筋： 人行板作用与拉杆的荷载 Q 板 1 m，其对跨中弯距等效荷载： Q 板 1（ 2 2） Q 板 1， = 板 1 (2 KN/m） 8 米长一跨渡槽共 5 根拉杆，作用在每根拉杆上的荷载为： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 21 ）（）（ 板杆Q KN/m） 跨中弯距： M 1 1/8 22 KN/m） 支座剪力： Q 1 2 拉） 取 25h 75b 150 M/N=m) 25（ 按偏心受拉构件计算： e 726 100 25 701（ )()020 ）（ ）（ 25752 1 0 101 5 0756 1 11 0 0 02 7 81（ 选配 28， 101 s )( 1075150 ）（ 0.4 0则 ）（）（ 230 选 38， 462(表 4 7 人行板、拉杆配筋表： 区域 人行板 拉杆 受压 无 28， 101拉 8200， 2518， 462杆斜截面计算： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )(（故截面尺寸满足抗剪条件。 10 150 75 V=面尺寸满足截面限制条件 10 300 1630 N) 按受拉计算不要求配置腹筋，考虑到侧墙的竖向受力筋可以起到腹筋作用，单为固 定纵向受力筋位置，仍在两侧布置 8250 的纵向封闭箍筋。同时沿墙高布置 8250的纵向钢筋，槽身的配置的横断面图见附图 4 4 所示。 5、抗裂计算 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向抗裂计算： 忽略补角作用，将断面化为如图 4 5 所示。 图 4 5 抗裂计算断面简图。（单位： m） 沿槽身纵向的危险断面是在跨中，按标准荷载计算，通过假定流量时弯距为： M 1/8（ 2+ KNm） 按标准荷载计算，通过设计流量时弯距为： M=1、 8 (2+ KNm） b h=m) 可按下式进行抗裂计算 ; )(0 (4 9) 式中 弯构件塑性影响系数； 300/1710） =l按标准荷载计算的弯距； 凝土拉应力限制系数。长期组合为 期组合为 算截面 受拉边缘的弹性抗矩，000 W ； 算截面重心轴惯性矩； 算截面重心轴至受压边缘距离； 凝土抗拉强度标准值， 凝土抗裂强度标准值 按下列 公式计算： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0120)2()(2 ( m） 0133030 )2()()(121)(3131 1/3 1/3 3 1/12（ ） 2 = W (通过加大流量时， KNm） 103 KNm） Nm） 通过设计流量时， KNm） 103 KNm） Nm） 故槽身纵向满足抗裂要求。 向抗裂计算： 底板抗裂计算：验算断面在跨中断面。按标准荷载计算，考虑钢筋作用。 N Nm， b 1000m， h 150 000中 向力偏心距， M/N； 受弯构件的塑性影响系数； 300/h =00/1500 0200 W 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )( 6 0 0 0 7 6 61501000)(3004500200 W )( )()(0 1000 150+ 565+251） )(需进行裂缝宽度验算。 底板裂缝宽度验算： 、已知在标准荷载情况下进行验算。 校核水位： Nm， M/N=m) e h/2+=820( 设计水位： Nm， M/N=m) e h/2+=1154( 按下列公式计算： )21m a x （ 4 10） )21m a x （ 4 11） 式中 1构件受力特征系数（偏心受拉构件 弯构件核偏心 受压构件 1 2钢筋表面形状系数（变形钢筋 2 面钢筋 2 3荷载长期作用系数（荷载效应的短期组合 3 载效应的长期组合 3 c纵向受拉钢筋混凝土保护层厚度， 受拉钢筋直径， 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向受拉钢筋的有效配筋率， a 250m 500m 1000m 250m 500m 1000m 250m 500m 1000m 图 5高排架尺寸图：（单位： 寸拟定： 黄家沟渡槽离地面在 8可采用单排架支撑槽身 , 排架固定于墩座上 , 考虑排架不宜过高 , 对稳定不利。同时为了便于施工，先将渡槽归纳成三种高度： 1 号和 11 号 排架高 2 号和 9 号 为 3 号 8 号 排架高为 排架横梁间距为 2m, 最下层为 以最高的排架（ 5 号）为计算示例，其他排架计算相同，故略去。为使立柱在竖向荷载作用下为轴心受压构件，立柱中心线与槽身支撑中心线相重合。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 1197098