矩形渡槽设计计算说明书

1、 工程名称: 哈密市五堡镇五堡大桥渡槽工程 设计阶段：施工阶段 渡 槽 计 算 书 计 算： 日 期：2015.09.01 哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司 2015.09.01 1 基本资料 五堡大桥渡槽定为4级建筑物，设计流量Q=1.2m3/s ，加大流量Q =1.56m3/s。，m设渡槽总长25.6m，进口与上游改建梯形现浇砼渠道连接，出口与下游改建矩形现浇砼渠道连接。 2 渡槽选型与布置 2.1 结构型式选择 梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上的。为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形，必须设置变形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。变形缝之间

2、的每一节槽身沿纵向是两个支点所以既起输水作用又起纵向梁作用。根据支点位置的不同，梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。 单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进出口建筑物连接时使用。 简支梁式槽身施工吊装方便，接缝止水构造简单，但跨中弯矩较大，底板受拉对抗裂防渗不利。简支梁式槽身常用的跨度为8-15m。本设计采用简支梁式槽身，跨度取为12.8m。梁式渡槽的槽身采用钢筋混凝土结构。 2.2 总体布置 渡槽的位置选择是选定渡槽的中心线及槽身起止点的位置。本设计的渡槽的中心线已选定。具体选择时可以从以下几方面考虑： （1）槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工的地方，以便缩短

3、槽身长度、减少工程量、降低墩架高度； （2）槽轴线最好成一直线，进口和出口避免急转弯，否则将恶化水流条件，影响正常输水； （3）跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向尽量成正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免位于河流转弯处； 2.3 结构布置 根据渠系规划确定，选用钢筋混凝土简支梁式渡槽进行输水，槽身采用带拉杆的矩形槽，支承结构采用单排架型式，两立柱之间设横梁，基础采用整体板式基础支撑排架。渡槽全长25.6m，采用等跨布置方案，一跨长度为12.8m。进出口均用混凝土建造。 水力计算3 3.1 计算依据、公式及参数选择 (1)渠道水力要素3，设计渠0.33m，设计水深/s，设计底

4、宽1.2m渡槽上游渠道梯形断面，设计流量1.2m3，1:0.75，采用现浇砼形式。渡槽下游渠道矩形断面，设计流量1.2m/s高0.85m，渠道边坡3-1 ，采用现浇砼形式。水力要素见表，设计水深0.245m，设计渠高0.85m设计底宽1.2m渠道水力要素表 表3-1 渠段 底宽 ）（m 边坡 m 水深h （m） 糙率 n 纵坡 I流速v（m/s） 流量 3/s）（m备注 上游游 梯形渠道 1.2 0.75 0.33 0.015 1/100 2.51 1.2 设计 流量 下游游 梯形渠道 1.2 0 0.245 0.015 1/25 4.08 1.2 设计流量 (2)渡槽过水能力计算 由于，故根

5、据明渠均匀流公式： h?15L1Q?ACRi 11C?R6 n 2）；m 式中 A过水断面积（R水力半径（m）； i槽身纵坡； n槽身糙率（取n=0.015）。 初步拟定坡度，经试算底宽，通过设计流量时水深h=0.71m，流速m1.1/5002B?iQ1?1.408m/s?hh?v?0.050.11m，则渡槽净深，超高，取820.1?0?h?h0.71?H? A12H=0.9m。 3时，经试算得水深，则渡槽净深当渡槽加大流量s/1Q?.56mm.87h?0H?0.87?0.11?0.98m?0.90m，故取H=1.0。水力要素见表3-2 表3-2 渡槽水力要素表 渠段 底宽B （m） 水深h

6、（m）糙率 n 纵坡 I 流速v m/s） （流量 3/s）（m备注 渡槽 1.2 0.71 0.015 1/500 1.408 1.2 设计流量 渡槽 1.2 0.87 0.015 1/500 1.149 1.56 加大流量 3.2 水面衔接验算. 3.3.1渡槽总水头损失计算 进口水面降落值 ?22? gZ?1?v2v/111? 式中：；渡槽进口渐变段损失系数，取0.11v ；渡槽流速，1.408m/sv ；渡槽上游梯形混凝土渠流速，2.51m/s2 可计算得，进口水面降落值为-0.242m。 槽身段水面降落值 ZiL 2式中：渡槽槽底比降，取0.002； i槽身长度，25.6m； L可计

7、算得，槽身段水面降落值Z=0.051m。 2 出口段水面回升值 ?22? g?Zv1?/v2223?渡槽出口渐变段损失系数，取0.3；式中： 2v渡槽流速，1.408m/s； v渡槽下游矩形混凝土渠流速，4.08m/s； 2 可计算得，出口水面回升值为-0.524m。 ?ZZ?Z?Z? 因此，可计算得总水头损失为0.333m。 3123.3.2渡槽进出口底部高程的确定 ?=465.461m 已知：进口前渠底高程3则渡槽进出口槽底高程确定如下： 进口槽底高程 =465.258m； 258465.3?0.0677?465.461?1出口槽底高程 =465.207m； LiZ?12213.3.3进口

8、渐变段长度的确定 B?1 02.L?.15? 1B?式中 B进口前渠道水面宽度，1.695m； 1B槽身水面宽度，1.2m； 可计算得，选取3.0m。 m.832122?L.1进口选取3.0m的浆砌石扭面与上游混凝土梯形渠道相接。 4 槽身结构计算 4.1槽身尺寸拟定 根据前面水力计算可知，水深h=0.71m，净深H=1.0m，宽度B=1.2m。简支梁式渡槽的跨径一般为8m15m，选取12.8m；侧墙高度选取1.4m，侧墙厚度一般为t=1225cm，选取15cm；侧墙与底板交接处加设补角，补角宽及高选取10cm；矩形槽的拉杆间距采用1.9m，截面边长为10cm。具体尺寸如图4-1所示。 图4-

9、1 槽身横断面图 荷载与组合4.2 荷载4.2.14根据方案拟定，渡槽的设计标准为级，所以渡槽的安全级别级，混凝土重度为3，结=25kN/m=1.20，荷载分项系数为：永久荷载分项系数=1.05，可变荷载分项系数QG沿槽身纵向取单位长度脱离体进行计算。侧墙与底板为整体。=1.2构系数为d连接，交接处为刚性节点。横杆与侧墙也是整体连接，但因横杆刚度远比侧墙刚度小，故可假设与侧墙铰接。 结构重力1 侧墙mkN0.26 ?2?25?13.0 标准值 设计值m05?13.0?13.65kN.1 底板 标准值m.15?25?3.75kN0 设计值m3.75?3.94kN1.05? 拉杆mkN1?25?2

10、.50. 标准值mkN5?2.625.1.05?2 设计值 槽内水重 满槽m11?.8kN1.18?10 标准值 m.16kN?.20?11.8141 设计值 设计水深m4kN10?8.840.? 标准值 1.20?8.4?10.08kNm 设计值一节槽身自重：（13.65+3.94+2.625）12.8=258.72 KN 2风压力 作用于一节槽身的横向风荷载标准值（见水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997） ? W?W0szzz?风载体形系数,根据渡槽设计和电算程序规定，满槽时取1.3，空式中 s槽时取1.7； ?风压高度变化系数，根据渡槽设计和电算程序规定，渡槽离地面高z度8m时取

11、0.89； ?风振系数，取1.0； z2W； 基本风压值，取0.25KN/m0 可计算得： 2，因此，作用于槽身上的横向风压力标准值为KN/m满槽情况下风荷载强度29?W0.z，设计值为； kN6.74?.18?1.31.29?12.8?.4?5.18kN502，因此，作用于槽身上的横向风压力标准值为KN/m空槽情况下风荷载强度380.W?z，设计值为； kN81?8.kN7936.79?1.?0.3812.81.46.因风荷载所引起的内力较侧向水压力引起的内力小得多，故这里忽略风荷载的影响。 4.2.2荷载组合 渡槽按承载能力极限状态设计时，应考虑两种荷载组合： 基本组合（持久设计状况或短暂

12、设计状况下永久荷载与可能出现的可变荷载的效应组合） 偶然组合（设计状况下永久荷载、可变荷载与一种偶然荷载的效应组合） 表1 渡槽按承载能力极限状态设计荷载组合 荷载组合 荷 载 基本组合持久状况 槽中为设计水深、有风工况下作用于槽身或支承结构的各种荷载 短暂状况1 槽中无水、有风工况下作用于槽身或支承结构的各种荷载 2 槽中为满槽水、无风工况下作用于槽身或支承结构的各种荷载偶然组合 1 槽中无水、有风、漂浮物撞击工况下作用于槽身或支承结构的各种荷 载 4.3槽身横向及纵向结构计算 4.3.1槽身横向结构计算 1、满槽水、无风工况内力计算 1. 图4-2 槽身横向结构计算简图 简化后，图示结构为

13、一次超静定，不计轴力及剪力对变位的影响，可求得赘余力X1为 ?23?lMh1?h13? ?h0?M?X?h? 211023h61532?3?；10kN/m水的重度，式中 3?； 25kN/m 混凝土的重度，h? 底板厚度，0.15m； t 侧墙厚度，0.15m； J侧墙的截面惯性矩； 21J底板的截面惯性矩； 23 JJJ33?23?2121?/ ? 21lhh?JJJ3?2323?21 ?/? 23lhl?M 槽顶荷载对侧墙中心所产生的力矩。0 ）侧墙内力计算（1 M，该处的侧墙弯矩为取计算截面距拉杆中心线为yy13?yy?M?M?X 0y16dM2X1y21?y。 处，即，因此，最大弯矩产

14、生在yy0y?X?m m1?2dy 此截面处的轴力?Q?32?Ptyhy?2yN?3 0yh3h2式中 作用于槽身横截面上的计算剪力； Q?P槽顶竖向荷载； 0（2）底板计算 距侧墙中线x处的底板弯矩为 1x?3? xMh?hh?l?M?X? hx1062?13?h?h?MM?X； 令，得令，底板端部弯矩得底板跨中弯矩lx?x?0 021611?22?l?MM?h?；对底板左边缘点取矩，可得底底板轴向拉力。 X?hN h32 1d2211?23?。 板剪力为llq/?hM?h?QX? 321226? （3）拉杆计算 qA NNll 图4-3 拉杆计算简图 N?XS。 1.9m拉杆间距为，则一根

15、拉杆的拉力为1l11?2qN。剪力拉杆除承受轴向力还承受拉杆自重外，则弯矩， 、lq?2?Mql2QAl AA82计算结果见表4-2所示。 表4-2 槽身横向结构内力计算表（满槽水+无风工况） 部位 内力 设计值 基本参数X1(KN) 0.627 侧墙y(m) 1.125 M(KN.m) 弯矩-1.404 剪力(KN) -5.137 轴力(KN) 11.119 底板 (KN.m) 端部弯矩-1.668 跨中弯矩(KN.m) 1.749 (KN) 轴力5.701 端部剪力(KN) 5.987 拉杆跨中弯矩(KN.m) 0.598 轴力(KN) 1.191 剪力(KN) 1.772 2. 槽中为设

16、计水深、有风工况内力计算 计算结果见表4-3。 表4-3 槽身横向结构内力计算表（设计水深+有风工况） 部位 内力 设计值 基本参数 X1(KN) -0.372 侧墙y(m) 1.125 M(KN.m) 弯矩-1.446 剪力(KN) -3.788 轴力(KN) 9.919 底板端部弯矩(KN.m) -1.225 跨中弯矩(KN.m) 1.418 轴力(KN) 3.453 端部剪力(KN) 4.445 拉杆 (KN.m) 跨中弯矩0.598 (KN) 轴力-0.707 剪力(KN) 1.772 槽中无水、有风工况内力计算3. 。计算结果如表4-4 +有风工况）4-4 表 槽身横向结构内力计算表

17、（槽中无水部位 内力 设计值基本参数 X1(KN) -0.325 侧墙y(m) 1.125 弯矩M(KN.m) -0.366 剪力(KN) -0.618 轴力Ny(KN) 6.319 底板端部弯矩(KN.m) -0.366 跨中弯矩(KN.m) 0.488 轴力(KN) 0.325 (KN) 端部剪力1.148 拉杆(KN.m) 跨中弯矩0.598 轴力(KN) -0.618 (KN) 剪力1.772 4.3.2 槽身纵向结构计算根据支承形式，跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同，槽身应力状态与计算方法也不同，对于梁式渡槽的槽身，跨宽比、跨高比一般都比较大，故按简支梁理 论计算纵向弯

18、矩和剪力。 图4-4 槽身纵向结构计算简图 12 弯矩qLM? C81剪力 qL?Q A2l5?/hl和L为计算跨度。由于此梁属于深受弯构件（），因此，计算跨度取式中，c0lll151.分别为支座中心线之间的距离、净跨），取12.4m之中的较小值（。和 ncn表4-5 槽身纵向结构内力计算表 工况 满槽+无风 设计水深+有风 无水+有风 计算跨度L(m) 12.4 12.4 12.4 ）（均布荷载qKN/m 34.373 30.293 20.213 ）（M最大弯矩KN.m660.640 582.222 388.485 最大剪力Q(KN) 213.110 187.8135 125.318 4.4

19、槽身配筋计算 4.4.1横向结构配筋计算 1、侧墙配筋计算水侧墙取最大弯矩处，近似按受弯构件进行配筋计算，钢筋、混凝土等级的选取参照 工混凝土结构设计规范表4.4.2。22。，采用HPB300。混凝土采用钢筋，C25mmN.9f?11mmN?210f40.K?1cy 。表9.2.1），=120mm取保护层厚度（水工混凝土结构设计规范 ah?h?mm?30a0，mM=1.45 KN根据侧墙内力计算结果，取侧墙底部最大负弯矩截面计算配筋， ，V=3.79KN ）截面尺寸验算：（1h120w4.012? mm，120h?h ow1000b3.79=5.306KN KV=1.4120=357KNKV

20、10000.25fbh=0.2511.90c 故截面尺寸满足抗剪要求。 （2）抗剪腹筋计算KVKN?120?106.680.7?1.27?1000?bh0.7f?, 0t 因此，不需要进行斜截面抗剪配筋计算。 3）计算受弯钢筋：（6101.45?1KM.4? 0120.? s22fbh11.9?1000?1200c?1?1?2?0.0122?1?1?0.012最小配筋率0.20%，满足要求。0 2、拉杆配筋计算 拉杆取跨中最大弯矩截面按受弯构件进行配筋计算，最大弯矩M=0.60 KNm610?0.60KM1.4? 014.?0 s22701000?11.9?fbh0c?=0.522 0 3、底

21、板配筋计算 底板为一偏心受拉构件，应按下列两种情况进行配筋计算： N（支座截面），1）两端最大负弯矩及相应的拉力 N（跨中截面），2）跨中最大正弯矩及相应的拉力?22mmN?f?210f。，HPB300，钢筋，混凝土采用C25。采用mmN?11.9f40K.?1yyc?，（水工混凝土结构设计规取保护层厚度范 表9.2.1），mm?a30?a?h?h?h?a=120mm。 00a、支座截面配筋计算 根据底板内力计算结果，支座截面内力M=1.67 KNm，N=5.70KN， （1）判别类型 3/5.70=293.0mmh/2 a=150/230=45mm N= eM/=1.67100属大偏心受拉。

22、 （2）配筋计算 h=15030=120mm， 0h/2+a =293.0150/2+30=248.0mm， ee=0 2?hbKNe?f0sbc?A s)h?af( 0y31.4?5.7?10?248?11.9?1000?0.385?120?120?3400?.92?0 210?(120?30)2按构造要求配置mm，选用钢筋10200?240120?1000%.?Abh02?0mins2）。=393mmA（ s KNe?fA(h?a) s0sy? s2bhf0c)30(120?248?210?393?1.4?5.7?1000?0?0.033? 21201000?11.9?150hmm30?3

23、38?293?e?e?a s0223338?5?.7?10KNe1.42mm71?142.A s)?30)210?(120f(h?asy02?mm2401000?120?bh?0.2%?0min210200mm按构造要求配置，选用钢筋?240.02%?1000?120A?bh?0mins2 （As=393mm）。 、跨中截面配筋计算b ，m，N=5.70KN根据底板内力计算结果，跨中截面内力M=1.75 KN ）判别类型（1330=45mm a=1.7510=150/2/5.70=307.02mmh/2 e=M/N0 属大偏心受拉。 ）配筋计算 （2 30=120mm，h=150 0 150/

24、2+30=262.02mm，h/2+a =307.02ee=02?hbKNe?f0sbc?A s)(h?af 0y3120?.385?120.02?119?1000?0?1.4?5.7010?262.0?3395.84? )30(120?210?2按构造要求配置，选用钢筋mm10200?A2bh?0.%?1000?120?240mins02 ）。（A=393mms)(h?aKNe?fAsys0? s2bhf0c )?30120?.1000?26202?210393?(?.?.145700.?0033? 2120?.1191000?18 h150e?e?a?307.02?30?352.02mm

25、s02230210.?35251.4?.70?KNe2mm?148.63A? s)?30?a)210(120f(hsy02?mm2402%?1000?120?bh?0.0min210200mm按构造要求配置，选用钢筋?240120?A?bh0.2%?1000?0mins2 （As=393mm）。 纵向结构配筋计算4.4.2故在强度计算中不考虑底板对于简支梁式槽身的跨中部分底板处于受拉区，就必须按翼只要底板与侧墙的接合能保证整体受力，的作用，但在抗裂验算中， 缘宽度的规定计入部分或全部底板的作用。的矩形梁，不考虑底板的抗弯作用，将渡槽的侧墙简化为h=1.4m、b=0.25m根据槽身纵向内力计算按

26、单筋矩形截面进行配筋，每个侧墙承受总荷载的一半，M=660.64/2=330.32 结果，侧墙作为简支梁，取跨中最大弯矩截面计算配筋， m，支座剪力V=213.11/2=106.56KN，KNmax =1400-70=1330mm，K=1.4。矩形截面按双层配筋，保护层厚度a=70mm，h0 （1）截面尺寸复核：h1330w4?.32?5，mm， mmmmh?h?1330 ow250b106.56=147.84KN =1.4KVmax 1330=870.48KNKV=0.2211.92500.22fbhmax0c 故截面尺寸满足抗剪要求。 （2）抗剪腹筋计算KN87127.6KN?KV?.?f

27、0.7bh0.71.27250?1330295, 0t 因此，不需要进行斜截面抗剪配筋计算，按构造配置腹筋。 3（）计算受弯钢筋： 11xM?fbx(?Mh?) 0cu2KK Abx=f fScy19 弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑结构 M式中 在内；重要性系数及设计状况系数0 截面极限弯矩值； Mu ； K结构系数，K=1.40 ；，则f=11.9N/mm f混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用C25cc 矩形截面宽度； b 混凝土受压区计算高度； x 截面有效高度； h0 f钢筋抗拉强度设计值；y A受拉区纵向钢筋截面面积；s 1-0.5），则有=x/h代入上式并令

28、=（ 将s012?)M?f(bh 0cs?d =fAfbhs y0c 0.85 b 根据以上各式，计算侧墙的钢筋面积如下：610330.32?.KM14? 0880.? s221330250?.9?fbh110c?最小配筋率0.20%，满足要求。 0按受力计算侧墙不需要配置腹筋，考虑到侧墙的竖向受力筋可以起到腹筋作20 用，但为固定纵向受力筋位置，仍在两侧配置8150的封闭箍筋。同时沿墙高布置10200的纵向钢筋。 4.5抗裂验算 4.5.1横向抗裂验算 侧墙按受弯构件进行抗裂验算，底板按偏心受拉构件进行抗裂验算，拉杆按轴心受拉构件进行抗裂验算。受弯构件，偏心及轴心受拉构件在荷载效应的短期组合

29、及长期组合下，按下列公式分别进行抗裂验算： 受弯构件 ? 短期组合 W?fM0ctmstk?fM?W 长期组合0ctlmtk偏心受拉构件： ?fAW0mtkct0?N 短期组合 s?W?eA00m0?fAW0ct0tkm?N 长期组合 l?WA?e00m0 轴心受拉构件：? 短期组合 A?Nf0ctstk? 长期组合AN?f0lcttk（1）侧墙抗裂验算 本设计按因为可变荷载比较小，故只按长期荷载效应组合进行抗裂验算。 52422,=1.55 f10，E=2.8=1.78N/mmN/mm，=2.1基本数据：E10N/mm，mctkS=0.7。具体计算如下： stE210000?s?7.5? E

30、E28000cA393?s?0.33%? bh1000?120021 ? mm.26120?61?0.0033)?0h?(.5?0.425?7(y?0.5?0.425?.5)E033?120?)?1000.5?0.0033?(0.0833?0.190I?(0.0833?.19?7)bhE0 48mm?10?1.52按受弯构件抗裂公式计算： 8I10?1.52?0f?1.55?0.7fW?1.78? tkm0ctcttkm 26.?61h?y1200?5.0KN.m?M?1.45KN.ml通过以上验算，侧墙配筋满足抗裂要求。 （2）拉杆抗裂验算 按轴心受拉构件抗裂公式计算： 2? mm5251?

31、71882.1000?70?7.5?A?A?AscE0? KN.19N?15?89.56KN?71882fA?0.7?1.78?.K0tkct通过以上验算，拉杆配筋满足抗裂要求。 （2）底板抗裂验算 52422,=1.78N/mm10=1.55N/mm，基本数据：E=2.110 fN/mm，E=2.8mctkS=0.7。 stM=1.75 KNm，N=5.70 KN。 kk具体计算如下： M1.75K mm02307.e? 0N5.70KE210000?s ?5?7. E28000EcA393?s %.33?0 bh1000?1200?)h?(0.5?0.425?7.5?0.0033?(y?0

32、.50.425)?120?61.26mm E033?1201000?0.5?.0033)719008330bh19008330?I(.?.?)?(.?.?E0 48mm521?.?1022 2? mm.5?393?122947A?1000?120?7.?AA?5s0Ec按偏心受拉构件抗裂公式计算： I81.52?10?0fA1.55?0.7?1.78?122947.5? 0ctmtk?fAWh?y 120?61.2600mtkct0? I8? 1052?1.W?eA?0?Ae307.02?122947.5?1.55?00m0 m00 h?y120?61.260?14.71KN?N?5.70KN

33、l通过以上验算，底板配筋满足抗裂要求。 4.5.2纵向抗裂验算 （1）抗裂验算 按受弯构件进行抗裂验算，受弯构件在荷载效应的短期组合及长期组合下，按下列公式分别进行抗裂验算 ? W?Mf0ctmstk?fWM? 0ctlmtk式中 由荷载标准值按荷载效应短期组合计算的弯矩值； MsM由荷载标准值按荷载效应长期组合计算的弯矩值； l?截面抵抗矩的塑性系数； m?；混凝土拉应力限制系数，对荷载效应的短期组合，85.?0ctct?0.7；对荷载效应的长期组合， ctf混凝土轴心抗拉强度标准值； tkI0?WW；换算截面A 对受拉边缘的弹性抵抗矩，0 00h?y052422,=1.55 f，=1.78

34、N/mm，=2.1基本数据：E10N/mm=2.8，E10N/mmmctkS=0.7。具体计算如下： stE210000?s?7.?5 EE28000c 23 A1766?s %53?0.? 1330250?bh0? mm651400?723.7.5?0.0053)5.?0.425?)h?(0.50.425?y?(0E033?1400)?250?7.5?0?.19.0053)bh?(0.0833?0.19(I?0.0833?0E0 410mm10.?623? 按受弯构件抗裂公式计算：10I10.23?6?0?1.7855?0.7fW?f?1. tkcttkmm0ct 65723.h?y1400

35、?0mKN.M?330.32m?177.9KN.?l 通过以上验算，槽身纵向配筋不满足抗裂要求。 2）裂缝宽度验算（ 按受弯构件进行裂缝宽度验算，计算公式如下：?d?sk )(07mmc(30?0.? max?Etes?对受弯构件式中 考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数， ；取=2.1 ； 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离，c=25mmc?时，取纵向受拉钢筋的有效配筋率，当03A/A0.?tetestete? ；03?0.te 有效受拉钢筋截面面积，对受弯构件；AabA?2tete2? 按荷载标准值计算的纵向受拉钢筋应力，N/mm，对受弯构件：skM?k ；? skA.87

36、h0s022452，,a=45mm，E=2.810=1.78N/mmN/mm， f10=2.1E基本数据：N/mmtkcS? c=25mm。由附录表查得，mm.?03lim 具体计算如下：24 A1766?s 10.? te35?2?250Ate610.32?3302? mm/?161.65N sk1766?1330?0.87?d?sk).0730?c?0( max?Etes 2065161.?m0.30.11mm?1?2.?m?)30?(?25?0.07? lin12100000. 通过以上验算，槽身纵向配筋满足裂缝宽度要求。 挠度验算4.6对其进行挠为控制槽身变形，槽身使用阶段的挠度主要是

37、由外荷载产生的， 度验算。挠度验算公式（见水工混凝土结构设计规范）为：2Ml50 ?f B48l 对应于荷载效应的短期组合（并考虑部分荷载的长期作用的影响）时：Ms BB? sl?1?M（）?Mls 对应于荷载效应的长期组合时：Bs ?B l? 为简化计算，根据现行水工混凝土结构设计规范采用 B0.65B?sl 对于矩形截面，受弯构件的短期刚度3? bh)E.?B(0025?0280EcsE 混凝土弹性模量 式中cI 换算截面惯性矩；0? 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数。 1（）简支梁抗弯刚度计算25 E210000?s 5.?7? E28000EcA1766?s %0?.53 1330

38、?bh25003?bhE28)?(0.025?0.B0cEs341330250?2.810?0?.28?7.5?0.0053)?(0.025 214m?m95?10N.?521414 mm87N?1065?5.95?10?3.?B?0.65B0.sl 2）挠度度计算（2662Ml51012.45?330.32?10?0?f 14103.87?48B48? ll?0mf.?025?014?13.67mm?0.m?0 500 经计算，槽身纵向挠度满足要求。 4.7槽身整体稳定性验算需进行当槽中无水时，为防止槽身在风荷载作用下沿支承面滑动或被掀落， 槽身整体稳定性验算。 抗滑稳定验算 槽身抗滑稳定安

39、全系数?KN?/PKf 1111bN 式中 槽身自重；1P 作用于槽身的水平向风压力；1f 支座的摩擦系数，取0.3；b?K 1.05；槽身抗滑稳定安全系数，取172258.?0.3?K8K?.?8，满足抗滑稳可计算得槽身抗滑稳定安全系数 11118. 定要求。26 抗倾覆稳定验算 槽身抗倾覆稳定安全系数 ? KM/M?K2np2式中 绕背风面支点转动的倾覆力矩； MP抗倾覆力矩； Mn?槽身抗倾覆稳定安全系数，取1.1； K2258.72?0.72?31.45?1.K1，满足抗倾覆稳定要求。可计算得 28.11?0.7 27 5排架设计 5.1排架的布置 采用单排架形式，混凝土采用C25。排

40、架高度6.532m，立柱断面尺寸选择如下： 11?长边：一般为排架总高的，取0.4m； b? 12030?，取0.35m； 短边h：m350.560.50.8b?0.h?111立柱间距：与上部对应，取1.35m； 横梁间距：等于或略大于立柱间距，取2.0m； 11横梁高h：为立柱间距的，取0.25m； 2 68?，取0.20m；b梁宽：为 m.h0200287050.22承托：为1020cm，取0.15m； 具体尺寸如图5-1所示。 28 5-1 排架结构图图 最主要荷载的计算5.2 ）垂直荷载（1 1.侧墙m.0kN250.26 ?2?13 标准值mkN.?.?.1051301365 设计值

41、 29 2.底板 标准值 m?3.75kN0.15?25 设计值m?3.94kN1.05?3.75 拉杆3. 标准值mkN25?2.50.1? 设计值 m625kN5?2.1.05?2.12.8=258.72 KN ）（13.65+3.94+2.625一跨槽身自重：P=1 槽内水重4. 满槽 P=标准值KN048?151.1.18?10?12.2 P=设计值KN2504?181.1.20?151.2 设计水深= P 标准值m52kN?107.?10?12.8840.3设计值 P= KN02?129.20?107.52135.球墨铸铁管自重 32.33?25.6?10?8.28KN 标准值 10

42、00 设计值 KN698.?8.28?1.056.管内水自重 标准值 KN.73?10?9?3.14?25.6110.11?0.设计值 KN.6773?111.2?9.管重+水重：P=（8.69+11.67）=20.36 KN 47.排架自重 排架相邻两结点间的立柱自重：标准值P= KN.700?25?0.35?0.42.5 设计值 P= KN35?07.1.05?7.5半根横梁自重：标准值P= KN844025?.6752250.?0.?0.?6 设计值 P= KN88608440051.?.?.630 （2）水平荷载：主要考虑风荷载，动水压力以及漂浮物的撞击力 1风荷载作用于排架的的横向风

43、荷载标准值（见水工建筑物荷载设计规范 DL5077-1997）?WW? 0szpz?根据渡槽设计和电算程序规定，空槽时取风载体形系数式中 ,s 1.7；?风压高度变化系数，根据渡槽设计和电算程序规定，渡z 0.89；槽离地面高度8m时取? 1.0；风振系数，取z2W ；基本风压值，取0.25KN/m02m378?kN0.W，设计值可计算得，排架横向风荷载强度标准值p2m492kN?0.0.378?1.3?W。 p2动水压力 作用于排架上的动水压力 2?v? KW? 31 dg23?m/kN；水的重度， 10 式中v水流的设计平均流速，2.0m/s； 2?；0.8m 槽架的阻水面积，3K槽架的形

44、状系数，取1.3； dW?2.123kN，设计准水计可算得动压力标值为值为1W?2.123?1.2?2.547kN。 13漂浮物的撞击力 31 作用于排架上的漂浮物撞击力： vG?W 2gT式中 树木，浮物等漂浮物重力，根据提供数据，取G=400kgG9.8=3.92； kN水流的设计平均流速，2.0m/s； v撞击时间(s)，无实际资料时一般可取1.0(s)； T2 )；重力加速度，取9.8(m/sg为值设计，击力标准值为计可算得漂浮物撞kN0?.8W2。 kN962?0.?W?0.81.25.3排架的横向内力计算 单排架内力计算时应考虑：满槽水+满管水+横向风压力；空槽+满管水+横向风压力

45、；空槽+满管水+横向风压力、动水压力、漂浮撞击力等。 5.3.1作用于排架节点上的荷载 （1） 槽身传递给排架顶部的荷载 P通过支座的摩阻作用，作用于槽身的横向风压力以水平力形式传到排架顶zPP对排架顶高程所产生的力矩将转化为一对0.7m距排架顶高度部；同时，zz方向相反的集中力，分别作用于两立柱顶部，迎风面力的方向向上，背风面力的方向向下。槽身自重及槽内水重也通过支座传到排架顶部。排架受力如图5-2所示。 32 排架横向计算图图5-2 满槽水加横向风压力 kN360.181.25kNP2PP258.72kN。满管水重一跨槽身自重 满槽水重，,124?258?(/1.35./2?P?07216

46、?6.74?0.7/1.35?.49KN?P)GP.72?181.25/2z211?258(?35?P0.7/1.36?243.84KN?P/2?P?16G?P.72181.25)/2?.74?0.7/.35?20421z2 KN3.37.74/2?6Q?Q?P/2?z21 空槽加横向风压力 25835?7/1.0.79KN/2?P?.18GP.72/2?.81?0.7/.35?124 z11258?P7./1.35/3620.?154.29KN2?P?0357812PG.72/?8.?0./1.? 412zKN.412?4/PQ?/2?8.81?Q z12 空槽加横向风压力、动水压力、漂浮物

47、撞击力 258?./.?P2/KN.?./.?.?/.GP7228810713512479?07135 z1133 /2?P?0.7/1.35?P/1.35?20.36?154.29KN?258.GP.72/2?8.81?074z21 KN.412?4/2?8.81/Q?Q?Pz12（2） 作用于排架结点上的水平荷载 满槽加横向风压力 结点1、5 kN57?3.04?3.370?0.4?Q?0.492?1TTW?.1P51结点2、3、6、7 kN393?0.0?0.4WTT?TT?2.P2763 空槽加横向风压力 结点1、5 kN614.?4.41?Q?0.492?0.4?TTW1.0?0.4

48、115P结点2、3、6、7 kN3930.0.4?T?W?2.0?TT?TP7236 空槽加横向风压力、动水压力 结点1、5 kN.6141?4?0.4?4.TW?1.0?0.4?Q?0492T151P结点2、6 kN393?0.?2.00.4TT?W?P26结点3、7 kN5073.96547?0.?TT?W?W?2.2713（3） 作用于排架结点上的垂直荷载 P7.355?P?216.49?0.886?221PG?.05kN 结点1 6122P7.355?P?243.PkNG?84?0.886248.405 结点 6222结点2、6 ?P?7.35?0PPkN.886?8.23665PPk

49、N?P?7.35?0.886?8.236 3结点、7 65P7.355?3.675kNP 结点4、8 225.3.2排架内力计算 排架的内力可以分解为竖向荷载作用及横向荷载作用两种情况，然后再叠加。竖向荷载作用下，只在排架中柱产生轴向力；水平向节点荷载是反对称的，34 而结构是对称的，故可取一半按图，可采用“无剪力分配法”。弯矩、轴力、剪力计算结果分别见表5-1，表5-2，表5-3。 (1) 计算固端弯矩 满槽加横向风压力 1M?M?T?l?0.5?3.57?2?3.57KN?m 1122121M?M?(T?T)?l?0.5?(3.57?0.393)?2?3.963KN?m 23223121?M?(T?T?T)?l?0.5?(3.57?0.393?0.393)?2?4.356KN?mM 34234312 空槽加横向风压力 1M?M?T?l?0.5?4.61?2?4.61KN?m 1211221M?M?(T?T)?l?0.5?(4.61?0.393)?2?4.996KN?m 23223121?M?(T?T?T)?l?0.5?(4.61?0.3