渡槽设计
渡槽设计计算书
渡槽设计计算书一、设计基本资料1.1项目的综合描述根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。
夏季最高气温36℃，冬季最低气温－32℃，最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级，相应风速v=24m/s。
1.3水文条件根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.2―0.4m3/s之间，有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。
经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量q=698m3/s；最高洪水位为1243.83m，相应流量q=1075m3/s。
据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处的小鱼河两岸表面为壤土；砂石分布在表层和河床以下（见渡槽轴线剖面）。
基础壤土的基本承载力为34 t/m2；砂卵石43吨/平方米。
1.4本项目的材料要求在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划，渡槽上下游渠道坡度为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算为2.7m，坡度为1:1.5，衬砌混凝土板。
渠道设计流量为每秒6立方米，增加流量为每秒7.5立方米。
渠道堤顶超高为0.5m。
根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
一1.6设计要求1.学生必须在规定期限内独立完成以下毕业设计内容，并提交毕业设计纸质版和电子版各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。
管式渡槽设计图
小型农田水利工程渡槽典型设计图（9张）
渡槽设计
渡槽设计专业与班级：学生姓名：完全学号：指导教师姓名：设计提交日期：目录一、基本资料 (2)二、槽身的水力设计 (5)1.槽身过水断面尺寸的确定 (5)①渡槽纵坡i的确定 (5)②槽身净宽B0和净深H0的确定 (5)③安全超高 (6)2.进出口渐变段的型式和长度计算 (6)①渐变段的型式 (6)②渐变段长度计算 (6)3.水头损失的计算 (7)①进口水面降落Z1 (7)②槽身沿程水头损失 (8)③出口水面回升 (8)④渡槽总水头损失 (8)4.渡槽进出口底部高程的确定 (8)三、槽身的结构设计 (9)1.槽身横断面形式 (9)2.槽身尺寸的确定 (9)3.槽身纵向内力计算及配筋计算 (10)①荷载计算 (10)②内力计算 (10)④底部小梁抗裂验算 (12)⑤底部小梁裂缝宽度验算 (12)4.槽身横向内力计算及配筋计算 (13)①荷载计算 (13)②内力计算 (13)③底板配筋计算 (15)④底板横向抗裂验算 (15)⑤侧墙配筋计算 (16)⑥侧墙抗裂验算 (17)四、槽架的结构设计 (18)1.槽架尺寸拟定 (18)2.风荷载计算 (19)①作用于槽身的横向风压力 (19)②作用于排架的横向风压力 (19)3.作用于排架节点上得荷载计算 (20)①槽身传递给排架顶部的荷载 (20)②作用于排架节点上得横向风压力 (21)4.横向风压力作用下的排架内力计算 (21)①计算固端弯矩 (21)②计算抗变劲度 (21)③计算分配系数和查取传递系数 (22)⑤计算剪力和轴向力 (22)5.横杆配筋计算 (23)①正截面承载力计算 (23)②斜截面承载力计算 (23)6.立柱配筋计算 (24)①正截面承载力计算 (24)②斜截面承载力计算 (25)一、基本资料某灌溉工程干渠需跨越一个山谷，山谷两岸地形对称。
按规划，在山谷处修建钢筋混凝土梁式渡槽。
山谷谷底与渠底间最大高差8m ，岩石坚硬。
渡槽混凝土槽壁表面较光滑（n=0.014），设计流量1m 3/s ，加大流量1.1m 3/s ，渡槽长度为80m ，每跨长度取为10m ，共8跨。
渡槽设计说明书
说明书一、概述该渡槽位于***省、****************工程K9+484.170处，该渡槽槽位原为一片农田，因公路基础建设的需要，此处修建公路，横断面为路堑形式，阻断了原有农灌沟渠，应农灌的需求及在不阻碍正常的交通往来情况下，故在此位置修建此渡槽。
该渡槽作为民生工程，为保证当地居民正常田灌溉、道路通畅、通行安全，修建此渡槽很有必要。
（一）设计依据1、采用规范、标准及文件1）外业勘察资料及业主提供的相关资料。
2）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-2008）。
3）*************************施工图设计。
4）《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014执行。
5）《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）6）现行有关法律、法规、标准、规范及规程等。
（二）工程规模及主要工程内容工程规模：渡槽设计总长145.7m，其中渡槽段长30.7m，跨径为1×8.0m+1×10.0m+1×8.0m 现浇U型槽身，进水口段长55m，出水口段长60m；工程总投资31.69万元；平均每延米渡槽造价1.22万元，其中建筑安装工程费25.05万元，占总投资的79.03％。
主要工程内容：渡槽基础：基础、挖基、基坑回填；下部构造：槽台台身拱肋、横向连系梁、支架；上部构造：U型槽身；其他工程等。
二、地质、水文、航运等基础资料（一）地质根据《****省地图集》（2005.11），项目槽位地质为寒武系：硅质岩、岩质页岩，砂页岩及灰岩。
（二）不良地质槽位无不良地质。
（三）地震根据《中国地震动态参数区划图》（GB18306-2015），本项目路段地震动峰值加速度系数等于0.05，按部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）3.7.1规定，除有特殊要求外，可采用简易设防。
三、设计技术标准（一）渡槽工程1、跨径、槽型：1×8.0m+1×10.0m+1×8.0m现浇U型槽身，渡槽段全30.7m；2、槽身纵向比降：0.50％。
梁式渡槽典型设计图
渡槽设计
（3）底板设计
底板为一偏心受拉构件，应按下列两种情况进行配筋计算： ①两端最大负弯矩（发生在最大水深且人行桥上有人群荷载 时）及相应的拉力N； ②跨中最大正弯矩（发生在水深为槽宽的一半，即H3= B/2=3.3/2=1.65m，且人行桥上无人群荷载时）及相应的拉力N。 1）尺寸拟定
底板厚度应为侧墙厚度的（2/3-1）倍，取底板厚度 h=300mm，宽度取单位宽度b=1000mm。 2）计算简图
=1131.7kN·m
（2）刚度计算 钢筋的弹性模量Es=2.0×105N/mm2，混凝土的弹性模量 Ec=3.00×104N/mm2。 αE=6.67，ρ=As/（bh0）=1884/（200×2850）=0.0033
I0 0.0833 0.19E bh3
Bs= 0.85EcI0 B=0.65Bs
（3）挠度计算
f 5 M kl02 48 B
＜[ f ] = l0/500 挠度满足要求。
（8）绘制MR图
1）计算外荷载产生的弯矩图M：
Mx
0.9 0.95
ql 2
x(1
x) l
其中：q=g7＋g8＋g9＋q10＋q12=73.1 kN/m，l=11.3m
x（m）
0 1.5
Mx（kN·m） 0 537.3
跨中截面内力计算：
底板自重 标准值 g6k=γ砼bh 计算值 g6
侧向水压力 标准值 q6k=γ水bH3 计算值 q6=1.2q4k
槽内水重 标准值 q7k=γ水bH3 计算值 q7=1.2q5k
跨中内力计算值为：
Nc=q6H3/2
Mc
(g6
q6 )B2
/
8
q6
H
2 3
渡槽设计部分计算书
渡槽设计部分计算书渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输⽔渠道上装配整体式钢筋混凝⼟矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：1)该输⽔渡槽跨越142m长的低洼地带见下图，需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量，渡槽⽆通航要求。
经⽔⼒计算结果，槽⾝最⼤设计⽔深H=，校核⽔深为。
⽀承结构采⽤刚架，槽⾝及刚架均采⽤整体吊装的预制装配结构。
设计⼀节槽⾝及⼀个最⼤⾼度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料：混凝⼟强度等级槽⾝及刚架采⽤C25级；钢筋槽⾝及刚架受⼒筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝⼟重⼒密度 25KN/m3;⼈⾏道⼈群荷载 m2栏杆重 m25)使⽤要求：槽⾝横向计算迎⽔⾯裂缝宽度允许值[W smax]=,[W Lmax]=。
槽⾝纵向计算底板有抗裂要求。
槽⾝纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采⽤：⽔⼯混凝⼟结构设计规范（SL/T191-2008）。
3.设计要求在规定时间内，独⽴完成下列成果：1)设计计算书⼀份。
包括：设计题⽬、设计资料，结构布置及尺⼨简图；槽⾝过⽔能⼒计算、槽⾝、刚架的结构计算（附必要的计算草图）。
2)设计说明书⼀份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施⼯详图，⼀号图纸⼀张。
包括：槽⾝、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺⼨、符号标注齐全，符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书⼀、⽔⼒计算，拟定渡槽尺⼨初步选取每节槽⾝长度，槽⾝底坡i=1 1000，取该渡槽槽壁糟率n=，设底宽b=，①按设计⽔深h=过⽔⾯积：2A b 2.5 2.75 6.875h m =?=?=湿周：2 2.52 2.758X b h m =+=+?=⽔⼒半径：0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =?=?=流量：3m 6.8757515.1Q s ==??=满⾜设计要求②按校核⽔深h=过⽔⾯积：2A b 2.5 2.97.25h m=?=?=湿周：2 2.52 2.98.3X b h m =+=+?=⽔⼒半径：0.873AR mX ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =?=?=流量：3m 7.2575.216.1Q AC s ==??=满⾜校核要求⼆、槽⾝计算纵向受拉钢筋配筋计算（满槽⽔+⼈群荷载）1、内⼒计算：（1）、半边槽⾝(见下图)每⽶长度的⾃重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=?=??++=??++=栏杆横杆每⽶内：2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g -==横杆半边槽⾝⾯积：(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +?=?+??+??+?+?++?+++++=满槽⽔时半边槽⾝每⽶长度承受⽔重设计值（忽略托乘长度）222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=?=??==⽔半边槽⾝每⽶长度承受⼈群荷载设计值：2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=?==总的均布荷载：80.088KNP m =槽⾝跨度取7m(2)、槽⾝纵向受⼒时，按简⽀梁处理计算跨度：0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==（3）跨中截⾯弯矩设计值（四级建筑物 k=）2011.152948m M KS p l KN M===?2、配筋计算：211.9c Nf mm=，2300y Nf mm =①承载⼒计算中，由于侧墙受拉区混凝⼟会开裂，不考虑混凝⼟承受拉⼒，故把侧墙看做T 型梁：'400500b 300,4502fh mm+===H 选为校核⽔深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ，'500f h mm=，'05000.13610fh h =>，为独⽴T 型梁：故'013940464733fl b mm===，''12300125006300f f b b h mm=+=+?=上述两值均⼤于翼缘实有宽度，取'400f b mm =②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=?=?，'''0h 50011.940050036107996.822fc ff h b h h KN m KM ?-=-=>故为第⼀类T 型截⾯()'fx h ≤，按宽度为400mm 的单筋矩形截⾯计算，6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α?===??，10.0560.850.468b ξξ=-=<=，'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ===，min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=?,满⾜要求，故可配置6B18和6B2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=?300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截⾯抵抗矩塑性系数m γ=考虑截⾯⾼度的影响对m γ值进⾏修正，得：3000.7 1.50 1.23000m γ?=+= ，在荷载效应标准组合下0.85ct α=，0330294m ct tk f W KN m KN m γα=?>?，故槽⾝抗裂满⾜要求。
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U型槽槽身主要尺寸
1.槽壁厚度t=(1/10~1/15)R
2.直端高度f=(0.4~0.6)RO
3.顶梁尺寸：a=(1.5~2.5)t; b=(1~2)t; c=(1~2)t
4.槽底弧段加厚：d0=(0.5~0.6)R0; t0=(1~1.5)t
5.槽身高度H1与槽壁厚度t之比H1/t<=15~20
6.拉杆间距1~2米
7.边梁面积占槽身横断面15%~18%为宜
8.跨宽比大于3~4的U型槽身，槽底弧段常加厚；小于3~4的U型槽不宜加厚
9.端肋的外轮廓可做成梯形或者折线形
槽身接缝与止水
支座：1.平面钢板支座2.切线钢板支座3.摆柱式支座4.板式橡胶支座（常用）5.盆式橡胶支座
止水：1.橡皮压板式止水（常用）2.粘合式搭接止水3.中部埋入式搭接止水；4.嵌缝对接止水
槽身结构计算
（一）纵向结构计算
计算出受拉钢筋总面筋A g，正截面抗裂复合
纵筋配置要求：纵向钢筋配置在离槽底2倍槽壁厚度范围内该范围之上的槽壁中另配置纵向构造钢筋，在槽壁顶部配置架立钢筋。
（二）横向结构计算
先求出横杆中的力，然后计算各截面的弯矩和轴向力并进行配筋。
横筋配置要求：槽壁厚度大于10cm的大流量U型渡槽，钢筋双层布置，受力筋应采用较小直径并深入顶部加厚段内；槽壳厚度小于10cm的小流量U型渡槽，横向钢筋可采用单层布置，槽底附近布置在内侧，槽身上部布置在外侧。
端肋的配筋：2种方法，具体83页
槽架和槽墩
槽架：
1.单排架两立柱中心距取决于槽身的宽度，由槽身传来的荷
载P应与柱中心线一致，以使立柱为中心受压构件。
2.立柱尺寸
b1=排架总高的（1/20~1/30），长采用0.4~0.7；
h1=(0.5~0.8)b1，常采用0.3~0.5；
（b1/h1不宜小于2）
3.横梁尺寸
横梁的间距可等于或者略大于立柱间距；
h2=立柱间距的（1/6~1/8）
b2=(0.5~0.7)h2;
横梁按等间距布置，最下一层的间距可稍大于或小于上层间距。
4.承托
承托高10~20cm,其中布置斜筋。
5.悬臂梁式牛腿
c=b1/2,h<=b1,θ=30°~45°。
6.排架与基础（一般为板式基础）的链接
（1）现场浇筑，立柱纵向钢筋直接深入基础内按固结考虑。
（2）预制装配式排架，则根据排架吊装就位后杯口处理方式而按固结或者铰接考虑。
槽墩
1.槽墩：重力式实体墩和重力式空心槽墩
2.组成：墩帽（上面有支座钢板）、墩身、基础
3.墩身的主要尺寸：墩高、墩顶、和地面的平面尺寸及墩身侧坡。
4.墩身尺寸：墩身顶部顺水流方向超出槽身支撑面80~100cm,小型渡槽可以小些；垂直于水流方向超出20cm；墩身四侧按20:1~40:1坡比向下扩大，基底可根据地质条件适当加大。
5.墩帽尺寸：大型渡槽墩帽厚度不小于40cm，中小型不小于30cm，墩帽周边一般比墩身顶部外伸5~10cm；大型渡槽墩帽采用C25以上混凝土并配置构造钢筋，小型渡槽墩帽混凝土强度可稍降低，也可不设构造钢筋。
墩帽放置制作的位置应布置一层或者多层钢筋网。
支座边缘到墩顶边缘的距离不小于15~20cm。
基础结构
浅基础
埋置深度小于5m的一般基础，或埋置深度虽然超过5m 但小于基础宽度的大尺寸基础，不考虑基础侧面摩擦力。
浅基础采用较多的是刚性基础及整体板式基础。
1.刚性基础
重力墩及空心重力墩的基础常做成刚性基础，一般用浆砌石、混凝土建造。
尺寸：襟边C0一般不小于20~30cm，台阶高度H一般为0.5~0.7，刚性角θ<=[θ],混凝土[θ]=40°，水泥砂浆砌筑[θ]=35°
2.整体板式基础
地基承载力较低，用整体板式钢筋混凝土基础。
排架结构一般用这种基础。
尺寸：B>=3b1,L<=S+5h1
计算：（1）地板厚度（2）
桩基础
渡槽荷载大，地基软弱，且软弱层较厚，地基承载力不足或沉降量过大时采用桩基础。
最常用的是钻孔灌注法。
桩基设计的基本内容：1.钻孔灌注桩的桩型选择2.初步决定承台底面标高及厚度病确定桩的规格 3.确定单桩竖向
及水平向承载力设计值4.计算桩数和进行平面布置5.验算桩基承载力和沉降。
上次简资干渠看到的渡槽止水是橡皮压板式止水，。