基于Excel平台的矩形渡槽槽身优化设计及优化机理研究

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永圣渡槽矩形槽身混凝土预制施工方法

永圣渡槽矩形槽身混凝土预制施工方法张士菊;郑国;陈崇德【摘要】在永圣渡槽槽身施工中,对混凝土预制矩形槽身的施工特点、工艺流程、操作要点、质量与安全控制及环境保护措施均做了深入的研究、探索与实践,提前了工期,确保了工程质量,取得了较好的经济效益.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2018(032)001【总页数】4页(P10-13)【关键词】矩形渡槽;预制施工;质量安全;漳河水库灌区【作者】张士菊;郑国;陈崇德【作者单位】湖北省漳河工程管理局,湖北荆门 448156;湖北省漳河工程管理局,湖北荆门 448156;湖北省漳河工程管理局,湖北荆门 448156【正文语种】中文【中图分类】TV672+.3湖北省漳河水库灌区四干渠永圣渡槽20世纪60年代中期建成并投入运用，渡槽结构型式为简支梁式、桁架及双悬臂式相结合的结构型式，槽身为U型薄壳。

经过50多年的运行，混凝土碳化和钢筋锈蚀严重，已无法满足灌区安全运行需要，亟待拆除重建。

由于渠道水力要素已经确定，渡槽进、出口段衔接等原因，渡槽拆除重建只能在原址进行，且施工期只能在本年度农业灌溉结束后至次年农业灌溉开始前，工期相对较短(一般为180 d)，现浇混凝土槽身工期难以满足要求，因而采用定型钢模预制渡槽混凝土矩形槽身，再吊装就位的重建方案。

渡槽设计参数。

桩号：23+000-23+600；槽身型式：矩型；断面尺寸(宽×高)：3.25 m×2.5 m；跨度：15 m；糙率：0.016；纵坡：0.0012；设计流量：11.24 m3/s，加大流量13.49 m3/s；设计水深1.95 m，加大水深2.20 m。

施工总工期控制在2016-10-10至2017-04-07日，在180 d完成全部施工任务。

1 槽身混凝土预制件施工方法1.1 槽身混凝土预制件施工概述定型钢模预制混凝土矩形槽身，包括地胎模制作、钢筋制作安装、定型钢模安装拆除、混凝土浇筑、槽身吊装等5个主要工序。

大型多侧墙联体式矩形渡槽槽身优化设计研究

调合理将是其安全设计的突出问题。只从某单一因素出发进行研究，不足以反映其实际情况。笔者以多种安全控制因素为约束条件，建立结构优化模型，较全面地反映结构实际情
况，采用复合形法进行寻优搜索。并
２２目标函数．
张静娜，马秋娟，文英马
（北工程大学水电学院，北邯郸０６２）河河５０１
摘
要：应用复合形法对大型多侧墙联体式矩形渡槽槽身进行了多因素约束条件优化设计研究，出：指采用多因素优化
设计可得到结构适用性、安全性、经济合理性协调一致的设计方案；横梁布置间距对槽身优化方案有一定影响，当减小适横梁问距，可有效加大槽身跨径；由于槽身重力大，平原地区基本风压较小，因此槽身横向抗风稳定具有足够的安全度。
— —
收稿日期：０７０２０ —１－９６作者简介：静娜（９２）女，北石家庄人，士研究生，张１８一，河硕
（横梁弹性支承及横梁截面形式ｂＪ
图１槽身力学模型
主要从事水工结构方面的研究工作。
形相容关系，纵横梁轴交点处挠度一致性进行双向梁系的按
考虑到施工、行期间槽身结构的安全性、用性将受到运适
多种因素交互影响，立如下约束条件：满足水力学条件建 ① ［］一Ｑ≤０［］Ｑ分别为渡槽规划设计流量和输水能力，Ｑ，Ｑ、具

大型多侧墙联体渡槽槽身多因素优化设计研究

征，致使横向变形问题不能再被忽略，若仍采用以往灌渠上小流量单孔槽身的设计理论，将会产生较大误差；（）竖向，２在因槽身高度大，加之渡槽位于河流谷口地区，属于架空输水，横向抗风稳定及抗震安全也是不容忽视的问题；（）３沿槽长方向，为减少支承结构对河流水文条件的影响及减少基础工程鼙， …般采用预应力大跨径结构。大宽度、高度、跨径特ｉ使此新型槽身在施工及运行期大大【Ｅ问将而临多种因素交互作用的考验， “ ” 三大尺度的协凋合理将是其安全设计的突出问题，如果只从某单一因素出发进行研
本文钢筋按最小配筋率Ｐ００３３置，中预应力筋按４％、＝．０配其２
表述为：槽身整体视为具有纵横双向挠曲的空问结构， ① 纵横
梁系满足变形相容关系，纵横梁轴交点处挠度一致性进行水按荷载分配；荷载分配后，向视为由ｎ一１ “ ” 截面的中 ② 纵条干形收稿日期：０７—１２０２一ｌ８
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第３பைடு நூலகம்９卷第５期
２８年３月００
人民长江
ＹａｇｚＲｉｅｎｔｅｖｒ
Ｖｏ．９．１３Ｎｏ．５
Ｍａ．２０ｒ，０８
文章编号：０１１９２０）５０２３１０ —４７（０８０ —０４ —０
２力学模型
如图１所示，ｎ孔多侧墙联体槽身由ｎ一１中隔墙（条以下称中墙）２条边墙在底板处连接成整体；和沿槽长等问距布置若

矩形渡槽设计计算说明书模板

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2015.09.011 基本资料五堡大桥渡槽定为4级建筑物，设计流量Q设=1.2m³/s ，加大流量Qm=1.56m³/s。

，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。

预应力钢筋混凝土渡槽矩形槽身设计

预应力钢筋混凝土渡槽矩形槽身设计发布时间：2022-10-13T06:13:49.891Z 来源：《建筑实践》2022年第11期作者：陈洋段东旭[导读] 黄口堰水库扩建工程是湘江流域水力开发的重点工程之一陈洋段东旭宜昌市水利水电勘察设计院有限公司，湖北宜昌，443001摘要黄口堰水库扩建工程是湘江流域水力开发的重点工程之一，过溢洪道渡槽是水库灌区左干渠的重要引水输水建筑物之一。

过溢洪道渡槽25m大跨度段槽身采用预应力钢筋混凝土结构进行设计，本文论述了预应力槽身段断面拟定、承载能力计算及抗裂验算方法，以期为类似工程作参考。

关键词渡槽抗裂预应力Design of prestressed reinforced concrete rectangular aqueductChen Yang Yang Sheng Qian(Yichang Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute Ltd，Yichang, Hubei，443001) Abstract：Huang KouYan reservoir extension project is one of the key engineering for the hydraulic development of the Xiangjiang Basin，the spillway aqueduct is one of the important water conveyance structure of left trunk in reservoir irrigation area. The span of 25m section of spillway aqueduct adopt the design of prestressed reinforced concrete structure，this article discusses the prestressed aqueduct section preparation、carrying capacity calculation and crack resistance checking method，in order to make a reference for similar projects. Keywords：Aqueduct；Crack；prestress1 工程概况过溢洪道渡槽于2017年新建于湖南省郴州市永兴县悦来镇，渡槽轴线进口位于右干渠桩号0+310.639，出口桩号为0+410.639，槽身全长100m，共分10跨，其中穿越溢洪道段为最大跨度段，跨长25m。

基于多目标优化的箱梁渡槽结构设计研究

基于多目标优化的箱梁渡槽结构设计研究
赖成联;刘潇;刘惠娟;祝通华;谢开仲
【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(49)2
【摘要】针对箱梁渡槽所受水荷载远大于同等跨径箱梁桥所受汽车荷载导致槽身纵向受力突出的问题,在渡槽结构设计中统筹考虑箱梁纵向应力储备和造价,构建了以截面尺寸、钢筋用量等6个参数为设计变量,以渡槽边缘正应力和造价为目标函数,以槽身挠度、法向应力等9个验算指标为约束条件的多目标优化模型,并基于支持向量机近似模型和NSGA2遗传算法求解多目标优化模型的Pareto最优解集,然后综合专家打分、COWA算子、博弈论综合赋权与TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案。

结果表明:与初始方案相比,最佳方案的渡槽边缘正应力储备提高了17.55%,渡槽上部结构总造价降低8.84%;与有限元分析相比,该方法在保持较高计算精度的同时节省了65.42%的计算时间成本。

【总页数】13页(P219-231)
【作者】赖成联;刘潇;刘惠娟;祝通华;谢开仲
【作者单位】广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司;中国水电基础局有限公司;广西水利电力职业技术学院土木建筑工程学院;广西大学土木建筑工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TV672.3
【相关文献】
1.箱梁渡槽结构优化分析
2.沙河箱基渡槽结构设计研究
3.简支钢箱渡槽结构设计研究
4.河沟头渡槽50m跨预应力引槽箱梁槽身结构设计
5.预应力混凝土连续箱梁渡槽横向结构设计
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混凝土结构：4-1 渡槽槽身横向结构设计

＞0.0015×1000×270=405mm2 选配钢筋12/14150（实际钢筋面积As=890 mm2）（上表面受拉）。
跨中截面内力计算：
底板自重侧向水压力槽内水重
标准值 g4k=γ砼bh=25×1×0.3=7.5 kN/m 计算值 g4=g4k=7.5 kN/m 标准值 q4k=γ水bH3=10×1×1.65=16.5 kN/m 计算值 q4=1.15q4k=1.15×16.5=18.98 kN/m 标准值 q5k=γ水bH3=10×1×1.65=16.5 kN/m 计算值 q5=1.15q5k=1.15×16.5=18.98 kN/m
人群荷载：
标准值 q3k=q1kb=2×1=2 kN/m
设计值 q3=γQ q3k=1.2×2=2.4 kN/m
4）内力计算
取l0=1.1l=1.1×0.8=0.88m
M=γ0ψ[(g3＋q3)l02/2]=0.9×1.0×[(2.89＋2.4)
×0.882/2]=1.84 kN·m
5）配筋计算（按单筋设计） C20混凝土，fc=10N/mm2,Ⅰ级钢筋，fy=210N/mm2，
在槽身内转角处及排架立柱与横梁连接处加设补角（设计时忽略其影响）结构布置图如图1所示。
2.荷载
（1）荷载标准值：钢筋混凝土重度γ砼=25kN/m3；水的重度γ水=10 kN/m3 栏杆自重g1k=0.5 kN/m2（折算均布荷载）；人群荷载q1k=2 kN/m2；风荷载 q2k=0.25 kN/m2，施工荷载q3k=4.0 kN/m2。
（2）侧墙设计
按受弯构件计算
1）尺寸拟定取侧墙顶部厚度为h上=200mm（按规范要求不小于80mm和l/30
=2950/30 = 98 mm）；侧墙底部厚度为h下=300mm（要求不小于150mm）；纵向取单位宽度 b=1000 mm。 2）计算简图：按固接于底板上的悬臂板计算见图4。

矩形梁式渡槽设计

宽的交通桥板，以利交通之用。梁式渡槽的下部支承结构，有单排架和Ａ型排架两种，排架最大高度２ｍ。渡槽与两岸０的连接形式，刚性连接及柔性连接两种。有
＼目、＼简型式项
支
．
等臂腰式
等臂腰式
１营式回 —５１１ｌＩｌ竣圈０Ｉ — ｌＩ｛● Ｉ０Ｉ０Ｉ．ｌ．Ｌ一５７＾．
可用板桩截断，并插入不透水层至少１０；．ｍ若不透水层埋藏
很深，则板桩的深度一般采用０６～１０倍水头。木板桩厚约．．８—１ｃ宽约２３ｃ一般长３～ｍ，２ｍ，０～０ｍ，５最长８，ｍ可用于砂土地基，但现在用得不多。钢筋混凝土板桩使用较多，般一在现场预制，约１厚０～１ｃ宽５５ｍ，０～６ｃ，度为１０ｍ长２～１ｃ桩的两侧做成舌槽形，５ｍ，以便相互贴紧，用于各种地可
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２００７年第５期（３第５卷）
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ５．０．２０７
ＨｉｎｊｎｃｎｅａｄＴｃｏｏｙｏＷａｒｏｓｒａｃｅｏｇａｇＳｉｃｎｅｌｌｇｆｔｎｅｖｎｙｌｉｅｎｅＣ
２板桩
板桩长度视地基透水层的厚度而定。当透水层较薄时，
渗墙等方法已成功地用于水闸建设。
５排水及反滤层
排水一般采用粒径１～２ｍ的卵石、石或碎石平铺在ｃ砾

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｔａｋｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓ — ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｃｔａｎｇｌｅａｑｕｅｄｕｃｔｂｏｄｙａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｒｅｃｔｎｇａｌｅ
面。该优化方法可有效减少混凝土使用方量且优化过程简单快捷，能为矩形渡槽的设计及优化提供一
定参考。关键词：矩形渡槽；槽身优化；ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ平台；规划求解；优化机理
ｄｏｉ：１０．１３９２８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｒａｈｅ．２０１７．０５．０１０
ＪＩＡＯＹｕｑｉ，ＬＵＸｉａｏｃｈｕｎ，ＸＩＯＮＧＢｏｂｏ，ＳＨＥＮＳａｎｇｓａｎｇ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙｎｄａＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
ｐｏｐｒｅｒｔｙｎｄａｇｅｏｍｅｔｉｒｃｌａｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｓｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｐｌａｆｔｏｒｍｏｆＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌａｎｄｉｔｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｓｏｌｖｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓ印ｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｑｕｅｄｕｃｔｓｏｆｔｈｅｃｎａａｌｓｙｓｔｅｍｏｆＤｏｎｇｈｅＳｕｂ－ｍａｉｎＣａｎｌａｏｆＬｉｙｕｔｎｇａＲｅｓｅｖｏｒｉｒｉｎＫａｉｘｉａｎＣｏｕｎｔｙｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，ｆｒｏｍｗｈｉｃｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｉｔｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｈｅｔｏｐｉｔｍａｌｖａｉｒｂｌａｅｉｓｄｅｅｐｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈａｔａｌｌｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｒｅｓａｉｔｓｉｆｅｄ，ｔｈｅｒｅｓｔｉｃｒｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｈｅｔｓｉｄｅ — ｗａｌｌｏｎｈｅｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｈｅｔｓｕｐｐｏｒｔｏｎｔｈｅｏｐｉｔｍｉｚａｉｔｏｎｉｓｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎＣｎａｂｅｒａｐｉｄｌｙｏｐｉｔｍｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｔｈｅｓｉｄｅ－ｗａｌ１．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｈｏｔｄｃａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｖｏｌｕｍｅｔｏｂｅｕｓｅｄｉｔｗｈａｓｉｍｐｌｅａｎｄｒａｐｉｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｏｃｒｅｓｓ，ｆｕｒｔｈｅｍｏｒｒｅ，ｃａｎｐｏ— ｒｖｉｄｅａｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｒｆｔｈｅｄｅｓｉｎｇａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｃｔｎｇａｌｅａｑｕｅｄｕｃｔａｓｗｅｌ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｑｕｅｄｕｃｔ；ｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｎｇｏｆａｑｕｅｄｕｃｔｂｏｄｙ；ＭｉｃｒｏｓｏｔｆＥｘｃｅｌｐｌａｔｆｏｍ；ｐｒｌｎｎａｉｎｇｓｏｌｖｉｎｇ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ａｑｕｅｄｕｃｔｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｃａｓｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｓｈａｐｅｏｆｔｈｅａｑｕｅｄｕｃｔｎｄａｈｅｔｒｅｌｅｖｎｔａｄｅｓｉｇｎｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｏｌ —
摘
要：以矩形渡槽槽身断面优化设计为目标，选择应用广泛的矩形渡槽为案例，基于渡槽基本体型
及相关设计规范，以其力学性能、稳定性能、几何要求为约束条件，借助ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ平台及其
ｖｉｎｇｍｅｈｏｔｄｆｏｒｔｈｅｏｐｉｔｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｌｅａｑｕｅｄｕｃｔｂｏｄｙｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃｌａｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｔｂｉａｌｉｔｙ
水利水电技术
第４８卷
２０１７年第５期
基于Ｅｘｃｅｌ平台的矩形渡槽槽身优化设计及
优化机理研究
焦雨起，卢晓春，熊勃勃，沈桑桑
（１．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌４４３００２；２．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８）
“ 规划求解” 功能，建立了矩形渡槽槽身优化模型的求解方法并使用该方法对重庆市开县鲤鱼塘水库东河分干渠工程灌区渠系渡槽进行了优化，深入分析优化变量的优化机理。结果表明，在满足各项约
束的条件下，侧墙宽度对优化的限制最大，支座厚度对优化限制最小，调整侧墙宽度可最快优化断
中图分类号：ＴＶ６７２．３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０００ — ０８６０（２０１７）０５・００６１ — ０７
Ｅｘｃｅｌ－ｂａｓｅｄｓｔｕｄｙｏｎｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｃｔａｎｇｌｅａ Байду номын сангаасｕｅｄｕｃｔｂｏｄｙａｎｄｉｔｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ