矩形渡槽设计说明书

1、设计根本资料.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，支撑排架和根底结构布置二. 根本资料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m97.80 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内坡1

2、： 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，外表为壤土深 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，排架及根底采用C20混凝 土。7. 荷载：1丨自重：钢筋混凝土 Y =25 KN/

3、m3 水 Y =10 KN/ m32 丨人群荷载：3 KN/ m 33 丨施工荷载：4 KN/ m 34 丨根底及其上部填土的平均容重为 20 KN/ m3三. 设计原那么与要求“水工钢筋混凝土结构设计标准“ SDJ20-782. 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. 拟定排架及根底尺寸。4. 两岸链接和布置。五. 设计成果2

4、. 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。排架和根底尺寸，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,槽身长度确实定干渠跨越XX沟，位于干渠桩号6+000处桩号6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面咼程ni97.80 92.70 87.66 8385 83.80 87.6C89.9097.68 97.70由此表可画出此

5、沟的横剖面图:1Q0.W55.0095 009C0S90. DG0S.OO&5.D0t+09C &+100fc+0U0fc*03b &+045 I 第5XX渡槽横断面图由图可知在高程为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，那么槽身长L=72m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hihiI 0.4b 21 m2h1进行迭代得h1校核设计流量:A= b+mh由条件，带入数据知n14.1321.3930.02550000.59.95m3 / s Q设故，不符合设计流量的要求,2 1当 h1Q 实二 AR

6、3i210.03m3/s Q 设n故，符合设计流量的要求Q实10.03Vo=A=0.71m/s14.21当Q=10 riT/s，堤顶宽度为2.5m时，查书中表8-5得 h 0.5m那么 HAh, 3.4m校核加大流量:n1214.09m3 / s Q加故，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 hh1为上游渠道水深 出口渐变段长度可取L2大于等于6 h3 :h3为下游渠道水深。那么，L1 4h1=11.6m 取 L1=12mL2 6h3 = 17.5m取 L2=18m综上所述：L1=12m L2=18m均采用扭面过渡。

7、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 渡槽根底的形式采用板梁式条形根底.渡槽水力计算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丨进行计算。当槽身长度L大于等于1520h2h2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,i=1/700. 得：b=2.25m,也不符合实际要求；拟定h/b=0.8,i=1/500,

8、 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Q=AR3i2计算水深h，n2 1A3.2 2hQ二一R3i2二 n0.011同理，将加大流量带入上式Q=AR3 =n2h0.011111.5700迭代得：h加 对设计流量进行校核:b=2m,h=1.93m.2 1c Af.23.86Q实二R3i2 二n0.01120.659170010.04m3/s那么，v= Q实二10坐=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=0.272 1小、A 3 24.4Q 加二R i =n0.01120.688

9、31700311.8m / s Q加满足加大流量的要求进口段水面降落值:Z 1Ki221vv。20 1222.62 0.7120.351m9.82gK=0.1槽身段沿程降落值：ZiiL1/ 700 720.103m出口段水面上升值：Z21z10.3510.117m33渡槽总水面降落值：Z Z Z1 Z20.3510.1030.117 0.337mZ所以符合最小水头损失的要求。抬高值：y1=h1-Z-h 2进口槽底咼程：13y195 0.61995.619m出口槽底咼程：21Z195.619 0.10395.516m降低值：y2=h3-Z 2-h 2出口渠底咼程：42y295.516 0.853

10、94.663m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:2=2 0 30cm可选定：11=1620cma=80100cmb=40cm拉杆截面为16*16cmc=36cm由于结构、荷载对称，取一半计算，截面上剪力大局部分布在侧墙上，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

11、1 ACt；12竺 6.67 10 4m412抗弯刚度:AB12尊 225 103m4Kac3EIacH46.67 10 EKabEIabH2.432.25 10 3 E1.1AC所以：分配系数为:KacKac KabABKABkac kab传递系数：Cac=0Cab =-1求固端弯矩及约束力矩，固定状态下,MAc9.6KNm8.23 10 4E2.05 103E0.290.71可得各固端弯矩MCAmAb12.8KNmmBa6.4KNm分配系数固端弯矩O分配与传递O最后杆端弯矩O最终杆端弯矩为：MAc - m M ca=0KN- mMab - m M ba - m2.拉杆拉力的计算取侧墙为脱离

12、体,由刀M=0 那么 Nc H+M ac-H=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2.2mNc :一个拉杆所承受的拉力3.底板夸中弯矩Mo计算Mo =-M AB =3.18 228-3.1=16.1KNm4.绘制弯矩图侧墙外侧弯矩、 1 M x = N cX-6dMXdX=Nc -x3x2=oX=代入M X那么得M Xmax。MX1 =O 位置 即NCXj-代入数据得：当Mo=O时,所以X1 =6Nc1此时 MmaxrNcX,-X= 8.6 1.3-1/

13、6 10 1.33=7.5KNm65底板拉力刀M=0底板拉力NA=H3-N310 2.432-17.2=54.5KN6.拉杆弯矩的计算荷载:q0.10.16225 3211KNmq2250.64KNm杆端弯矩2Mcq1a32aq2L2322 0.50.64 2.22.35KNm6L122.2 12跨中弯矩：Mc3qaq2L23211 0.50.64 2.20.34 KNm3L243 2.224216,1弯矩图单位：KNm1.荷载:q1 mq2=10*2.2*2=44KN mq3=2a*3=2*0.5*3=3KN m总荷载：q=q1+q2+q3=10.8+44+3=87.8 KN m(2).内力

14、计算计算跨度L计0夸中弯矩M=1/8qL 计2 M=ql计8=1/8 87.829.45 =980 KN67.41000 1700.04% Y min0.2%(1).侧墙配筋查表得，fc N/mm2 ,fy=300 N/mm2取 a=30mm,贝U ho=h-a=200-30=170mm阻2 1 2 s 11 2 0.02 0.02-985 b 0.468 06 7.5 2 0.03 fcbho 11.9 1000 17021 . 1 2 s 1.1 2 0.03 0.03Y 0.85 b 0.468119 1000 .3 17067.4mm2300所以用最小配筋率配筋其 As 1000 17

15、0 0.002340mm2选配钢筋 选受拉筋为12300 As=377mm2.底板受压计算 取 a=30mm,贝U h0=h-a=300-30=270mmKMfcbhc0.021.2 106 16.111.9 1000 270211.9 1000 0.02 270300214.2214.2mm21000 2700.08% Y min0.2%所以用最小配筋率配筋其 As 1000 270 0.002540mm选配钢筋选受拉筋为12200 As=565mm2受拉计算判别偏心受拉构件的类型e0 M / N 16.1/ 54.50.3m300mm 沁 h/2 a 300/2 30120mm属于大偏心受

16、拉构件。计算受拉钢筋h0 300 30 270mme q h/2 a 300 300/2 30 180mmA、KNesmaxfcbh。 1.2 54.5 1000 180 0.386 11.9 1000 2702As-00fy h0 a300270 30按构造规定配置钢筋2As 0.002 1000 270540mm所以配置 12200 As=565mm2(3).拉杆配筋由于拉杆所受拉力很小，直接按构造要求即最小配筋率配筋2As 0.002 160 13041.6mm所以配置48 As=201mm2箍筋6300取 a=30mm,那么 h0=h-a=2860-30=2830mm b=400mm更2 106 980 2 0.03fcbh011.9 400 28301 ,1 2 s 1.1 2 0.03 0.03Y 0.85 b 0.468fcb hoM9 400 0.03 28301347mm2fy30013470.12% Y min 0.2%400 2830所以用最小配筋率配筋其 As 400 2830 0.0022260mm2选配钢筋选筋为 8 20 As=2513mm2四.槽身支撑排架与根底的布置槽身支承