任务渡槽PPT课件

渡槽 一 渡槽的概念 作用渡槽 是输送渠道水流跨越河流 渠道 道路 山谷等障碍的架空输水建筑物 是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一 渡槽的作用 用于输送渠道水流外 还可以供排洪和导流之用 险峰渡槽 位于磁县白土镇张二庄东南 像一道天上的彩虹横跨高家脑与跑马山之间 它是跃峰渠的重点工程之一 横跨在都党河沟上 1975年11月动工 1976年9月底完工 该渡槽在当时是华北地区跨度最大的砌石拱形渡槽 险峰渡槽 全长 包括上口渐变段 212米 主拱跨106米 地面距拱顶底部28 70米 为等截面悬链无铰拱 拱卷厚2米 用四层细料石砌成 主拱卷上有12个腹拱 为2 5米半圆拱 拱厚0 5米 槽深为矩形钢筋混凝土结构 净宽3 55米 高3 1米 纵坡1 610 设计水深2 7米 设计过水流量30立方米每秒 另外 槽身两侧顶部设有1米宽人行道 槽身共9节 每节长20米 世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区 公元前700余年 亚美尼亚已有渡槽 公元前703年 亚述国王西拿基立下令建一条483公里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米 高9米 共用了200多万块石头 渡槽下有5个小桥拱 让溪水流过 二 古代渡槽 古希腊的许多城市建有良好的渡槽 但古罗马人最为认真 把供水系统看作是公共卫生设施的重要部分 罗马第一条供水渡槽是建于公元前312年的阿庇渡槽 第十条也是最后一条则是公元226年建成的阿历山大渡槽 最长最壮观的是建于公元前114年的马西亚渡槽 虽然水源离罗马仅37公里 但渡槽本身长达92公里 这是因为渡槽要保持一定坡度 依地形蜿蜒曲折地修建 国外古代比较著名的渡槽有建于公元前814年突尼斯迎太基 Carthage 古城遗址的迦太基渡槽 建于公元前1世纪的罗马渡槽 建于公元前19年的罗马高架渡槽桥加尔拱桥 建于古罗马图拉真大帝时代 公元53一117年 的西班牙塞哥维亚 Segovla 渡槽 建于18世纪以前的意大利渡槽 建于1726至1738年的墨西哥渡槽 建于18世纪末的墨西哥莫雷利亚渡槽 建于1931年的葡萄牙高架渠 此外还有以色列渡槽 德国高尔兹莎多高架水道桥等等 西班牙塞哥维亚渡槽桥 古时引水所建 世界文化遗产 被联合国教科文组织列入 人类文化遗产 的墨西哥历史文化名城格雷塔罗市于1726至1738年建成的城市供水渡槽 渡槽拱廊长3840英尺 有74个拱洞 渡槽在我国己有悠久的历史 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 则渡槽见诸历史记载者就比长安城的飞渠更早 这说明渡槽在中国己有2000年以上的历史 三 渡槽的组成 渡槽组成 1 进出口段2 槽身3 支承结构4 基础 进出口 包括进出口渐变段 与两岸渠道连接的槽台 挡土墙等 其作用是使槽内水流与渠道水流平顺衔接 减小水头损失并防止冲刷 1 槽身与填方渠道的连接斜坡式 根据连接段的支承方式不同 又可分为刚性连接和柔性连接两种 挡土墙式 将边跨槽身的一端支承在重力挡土墙式边墩上 并与渐变段或连接段连接 2 槽身与挖方渠道的连接 槽身与挖方渠道的连接1 槽身 2 渐变段 3 连接段 4 地梁 5 浆砌石底座 槽身 主要起输水作用 对于梁式 拱上结构为排架式的拱式渡槽 槽身还起纵向梁的作用 槽身横断面形式有矩形 梯形 U形 半椭圆形和抛物线形等 常用矩形与U形 横断面的形式与尺寸主要根据水力计算 材料 施工方法及支承结构形式等条件选定 也有的渡槽将槽身与支承结构结合为一体 矩形与U形槽身横断面设拉杆的矩形槽 b 设肋的矩形槽 c 设拉杆的U形槽1 拉杆2 肋 支承结构 其作用是将支承结构以上的荷载通过它传给基础 再传至地基 按支承结构形式的不同 可将渡槽分为梁式 拱式 梁型桁架式及桁架拱式以及斜拉式等 基础 为渡槽下部结构 其作用是将渡槽全部重量传给地基 渡槽的基础可分为浅基础和深基础两种 埋置深度小于5m的为浅基础 大于5m的为深基础 浅基础常采用刚性基础或整体板式基础 柔性基础 深基础一般采用桩基础或沉井基础 浅基础 a 刚性基础 b 整体板式基础 深基础 a 钻孔桩基础 b 沉井基础 四 渡槽的类型 类型 1 按施工方法 现浇整体式 预制装配式及预应力等 2 按建筑材料分类 木渡槽 砌石 砼及钢筋砼等 3 按支承结构型式分 有梁式 拱式 桁架式 组合式及悬吊或斜拉式 4 按槽身断面形状分 矩形渡槽 U形渡槽等 建成的中铺电灌工程干渠输水渡槽 1 梁式渡槽简支梁的特点是结构简单 吊装施工方便 接缝止水易解决 但其跨中弯矩较大 底板全部受拉 对抗裂防渗不利 梁式渡槽的跨度不宜过大 跨度一般在20m以下较经济 槽身横断面型式梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架上的 为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形 必须设置横向伸缩缝将槽身分为独立工作的若干节 并将槽身与进出口建筑物分开 伸缩缝之间的每一节槽身沿纵向设有支点 所以既起输水作用又起纵向梁作用 1 矩形槽身1 无拉杆矩形槽2 有拉杆矩形槽3 箱式槽身结构 2 U形槽身钢丝网水泥预应力钢丝网水泥结构 U形薄壳渡槽槽身断面 补角15 25cm 1 12 1 16侧墙高 有拉杆矩形槽 无拉杆矩形槽 a 一般式 b 加肋式 c 多纵梁式 梁式渡槽的支承结构支承结构型式有重力墩 排架 组合式墩架和桩柱式槽架等 重力墩 实体 空心墩排架 常用的形式有单排架 双排架及A字形排架等几种型式 排架形式 a 单排架 b 双排架 c A字形排架 组合式墩架当渡槽高度超过30m或槽高较大 则应考虑采用组合式墩架柱桩式槽架其支承柱是桩基础向上延伸而成的 柱桩式槽架 a 等截面 b 等截面有横梁 c 变截面有横梁 组合式墩架 根据支点数目及位置的不同 梁式渡槽有简支梁式 双悬臂梁式 单悬臂梁式及连续梁式四种型式 前三种型式一节槽身在纵向只有两个支点 是静定结构 连续梁式渡槽一节槽身在纵向的支点数目多于两个 是超静定结构 梁式渡槽的常见故障及其处理方法 渡槽与渠道的连接部位产生漏水 这主要是渡槽与渠道的不均匀沉降引起 处理方法为加强连接段的防渗 空渡槽被风吹倒 止水断裂 处理方法只有修补 渡槽漫顶 冲坏渡槽的基础 新中国第一大渡槽 排子河渡槽 位于湖北省襄阳县西北部的石桥镇境内 坐落于引丹总干渠中段 全长4 32公里 输水能力为35秒立方米 182跨槽身 183槽墩 单跨槽身重2000吨 最高墩高49米 平均高24米 1968年10月引丹工程开工 1974年7月渡槽竣工通水 排子河渡槽当时是国内最大的渡槽 号称亚洲之最 东江 深圳U型薄壳渡槽 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 安仁安平的段家坊渡槽 甘肃杨黄灌区工程渡槽 洛河渡槽 南渠最后一段的架空渡槽 气势恢弘宛如巨龙 无论站在哪个角度 都能感受到她的壮丽 每次走到这个地方 都能找到新的感受 找到新的审美视角 特别是日出和日落的时光 在浓重的金黄色调子中 更能切身感受到她壮阔苍凉的美 南北渠是鹤山水利工程史上的里程碑 尽管随着工业的发展 水库的灌溉功能在逐渐削弱 但南北渠是作为农业经济发展史上的标志性建筑 广东江门南北渠上的渡槽 甘肃兴电工程总干渠2号渡槽 宁夏长山头渡槽 2 拱式渡槽拱式渡槽与梁式渡槽主要区别在于槽身与墩台之间增设了主拱圈和拱上结构 主拱圈是主要承重结构 拱圈两端支承在槽墩或槽台上 拱上结构将上部荷载传递给主拱圈 主拱圈对墩台产生较大的水平推力 按照主拱圈的结构型式可分为 板拱 肋拱和双曲拱 按主拱圈设铰数目可分为无铰拱 双铰拱和三铰拱 按使用材料分为砌石 混凝土等拱式渡槽 根据拱上结构型式的不同 拱式渡槽可分为实腹式和空腹式两类 中国浙江天台红旗渡槽 宝马渡槽 1981年 北票市龙潭水库丁家店渡槽 长1741米 最大相对高度24 8米 最大跨径60米 是朝阳市最大的渡槽 红江湖是玉林大容山中的一个湖 实名叫红江水库 是经过人工拓展的一个中型的人工湖泊 玉林有名的红江渠就是从红江水库为起点 连绵几十公里长的依山而建的水渠 为沿途几个乡镇大批坡地提供灌溉 造福一方 解决了当时的北市 蒲塘等乡镇大遍干旱坡地无水灌溉稻种的难题 在建成的七十年代 在广西曾经名噪一时 被誉为广西的 红旗渠 红江渠 地处鹤山龙口的南北渠 是鹤山上世纪六七十年代的浩大水利工程 南北渠通水总长34 5公里 流经十多条村 灌溉3万多亩土地 是当地农民心血和汗水的结晶 由于建筑时间的差异 南北渠形成了不同的建筑风格与特点 北渠灌溉设施较为完善 大部分土渠铺上混凝土表层 北渠三凤段和南渠大部分是土渠 杂草丛生 灌溉效率不高 然而令人费解的是 地处青文与民龙交界处的南渠末段架空渠却建造得雄伟壮丽 耗费了不少人力物力 却仅仅灌溉几百亩的耕地 广东江门南北渠上的渡槽 3 桁架渡槽 桁架是将若干直杆的杆端用铰相互连接而成的几何不变体系 外荷载作用于节点上 各杆只产生轴向力 在铅直荷载作用下 支承点只产生竖向反力的桁架 其作用与梁相同 称为梁型桁架 在铅直荷载作用下 支承点产生水平反力 条件是支承点具有水平向约束 的桁架 其作用与拱相同 称为拱型桁架或桁架拱 如果支承点不具有水平向约束 桁架虽成拱形但不产生水平反力的 仍为梁型桁架 当然 这只是从分类定义而言 在实际工程中 常把这种拱形的梁型桁架也习惯称之为桁架拱 桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同 可分为上承式 下承式 中承式和复拱式四种 桁架拱式渡槽模型 梁型桁架式渡槽又有简支和双悬臂两种类型 简支梁型桁架渡槽的桁架 按弦杆的外形分 有平行弦桁架 折线或曲线弦桁架 三角形弦桁架等数种 湖南省长沙县1981年建成的乔里渡槽 首次采用了图示的双悬臂三角形梁型桁架结构 桁架 两片 下端 三角形顶点 与墩帽牢固连接 上边搁置两节12m长的钢筋混凝土U形槽身 悬臂端部再搁置一节13m长的U形槽身 支承墩间距达37m 渡槽设计流量为2 4立方米每秒 桁架高10m 最大墩高12m 渡槽工程中的梁型桁架如图所示 其腹杆的布置一般应使桁架结构成为静定桁架 槽身采用微弯板或平板组装 或采用若干节简支于桁架节点处横系梁上的整体结构 使槽身荷载成为桁架的节点荷载 影响梁型桁架结构内力和变形大小以及工程量的两项重要参数是桁架的高跨比f l和节间距li 槽身荷载作用节点之间的距离 4 斜拉式渡槽斜拉渡槽一般由塔 墩 拉索及主梁 槽身 四部分组成 自塔上伸出若干斜向拉索将主梁吊起 从而形成一种多次超静定的承重跨越结构 以墩台 塔架为支承 用固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身的渡槽 斜拉式渡槽由进口段 出口段 槽身 斜拉索 塔架及塔墩 或承台 等部分组成 斜拉索上端锚固于塔架上 下端锚固于槽身侧墙上 槽身纵向受力状况相当于弹性支承的连续梁 故可加大跨度 减少槽墩个数 节约工程量 为充分发挥斜拉索的作用 改善主梁受力条件 施工中需对斜拉索施加预拉力 使主梁及塔架的内力和变位比较均匀 斜拉渡槽塔架有独塔 双塔 多塔之分 双塔采用较多 斜拉索可布置成竖琴形 扇形 辐射影等 其中以扇形较为通用 塔 梁 墩的联结型式有塔墩固结支承体系 悬浮体系 塔梁固结体系等 其中以悬浮体系采用较多 槽身的建筑材料可为钢筋混凝土 预应力混凝土 薄钢板及聚乙烯塑料板等 斜拉渡槽可根据索 梁 塔 墩的受力特点选择不同的材料 以充分发挥材料的特性 斜拉渡槽跨越能力比拱式渡槽大 适用于各种流量 跨度及地基条件 在大流量 大跨度及深河谷的情况下 其优越性更为突出 但施工中要求准确控制索拉力及塔架 主梁的变位 难度较大 1925年西班牙滕普尔水道斜拉桥 Tempul 建成 采用的是悬臂带挂孔的结构体系 粱高2 1m 之后 南非比勒陀利亚 Pretorla 管道斜拉桥及阿根廷图伯拉水道斜拉桥 主跨130m 分别于1968年和1977年建成 1985年 陕西合阳孟庄乡吴庄沟斜拉渡槽建成 为一座三跨单箱连续梁式斜拉渡槽 箱内输水箱顶可通行畜力车 该渡槽全长124m 主跨82m 跨越深27 5m 宽70m的沟谷 设计流量0 68m s 系井柱桩基础 成功地解决于关中东雷抽黄灌区高北干渠十支渠的输水问题 在湿陷性黄土沟壑区探索了一种新型的渠道输水建筑物 北京二道河斜拉渡槽 军都山渡槽桥 位于北京市延庆县 在两山之间跨越二道河 大秦铁路和两条主要公路 是白河堡水库南干渠上的重要输水建筑物之一 是我国第一跨度超过百米的大型斜拉输水建筑物 该渡槽桥全长 主跨长 渡槽跨越宽约260m的U形河谷 槽身距地面 塔墩高 槽宽 高 由于该桥的宽跨比仅 大秦铁路和京张 延柳两条公路从渡槽下通过 无论就输水流量或跨径而言 该渡槽均居我国已建斜拉式输水建筑物的首位 为提高结构的整体刚度和抗风稳定性 渡槽截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构 该桥上部结构的施工采用 地面成型 整体提升 的方案 避免了大跨 高柔结构高空架设的难题 提升分两个半桥进行 最后在跨中合拢 于 年 月建成输水 五 南水北调中线总干渠槽河渡槽段 南水北调中线总干