许营渡槽设计-毕业设计计算说明书.docx

河北工程大学毕业设计第一章 工程概况及基本资料1.1工程概况陆浑灌区是河南省较大的灌区之一，灌区跨越洛阳，开封，郑州市三个地区的六个县，灌区范围内居住人口大约万人。陆浑灌区的主要水源是陆浑水库。 1.1.1灌区基本概况陆浑水库位于河南省嵩县境内，它是伊河上的一座大型水库，控制流域面积，多年平均径流量亿总库容亿，兴利库容亿，兴利水位。大坝坝顶高程，最大坝高，溢洪道位于大坝东岸。为加大部分洪库容溢洪道上设有闸门，闸底槛高程，闸顶高程，门高。溢洪道最大泄水流量为，泄洪洞位于大坝与溢洪道之间，为的城门洞型明流无压洞，洞长，进口底高程。出底高程，最大泄流量。 整个灌区是由总干渠和东一、东二、西干三条干渠组成的，全长共，建筑物座，其中主要建筑物有隧洞座，全长；渡槽座，全长；另外还有倒虹吸等输水建筑物。 灌区设计灌溉面积万亩，总干渠进口设计流量为，相应水位，总干渠末端设计流量，相应水位。灌区三条干渠规划成果如表1.1所示：表1.1陆混浑灌区总干、主干渠规划数据表 渠名项目总干渠东一干东二干西干区渠 长控制面积（万亩）规划面积（万亩）水库引渠（万亩）反调节灌（万亩）1.1.2东一干概况东一干渠规划灌溉面积万亩，其中汝阳万亩，伊川万亩，偃师万亩，汞阳万亩。一干渠设计流量考虑近期与远期两种情况，也就是在同一渠段上的建筑物，如渡槽，隧洞等的输水能力按远期规划确定设计流量（譬如东一干进口段上的建筑物设计流为）,以使留有余地。而渠道土石方开挖断面按近期规划确定尺寸，（譬如东一干进口段的渠道设计流量为。东一干渠自内埠到已水河的渠段设计长度为。共有各种建筑物座，其中隧洞座，累计长度；渡槽座，累计长度，桥座，（包括公路桥座，生产桥座，人行桥座，排洪桥座），还有退水闸与节制闸座，涵洞（管）座，流槽座，跨渠渡槽座，支斗渠引水口座。东一干全部工程量：土方开挖万立方米，回填土方万立方米，石方开挖万立方米，砌石万立方米，万立方米，混凝土万立方米，钢筋混凝土万立方米。需要净工日（包括名工和技工）2475万个，基本建设投资6180万元。开挖土石方用炸药1257吨，三大材需用量分别为：水泥81800吨，钢材3575吨，木材73000立方米。1.2设计资料与数据1.2.1地形地质情况（1）地形陆浑灌区处于伏牛山北麓，高山和熊耳山后谷底一带，地形复杂。东一干渠灌溉渠地域内多为低山丘陵干旱区，区内岗洼相间，地面覆盖为红色和棕红色粘土及黄土。在龙门以东偃师、巩县的半山区和丘陵区水文地质较差，缺乏地下水源。地表沟壕大部分为南北向，对于排除地面径流与灌渠（区）渗水比较有利，不会产生盐碱化或沼泽化威胁，灌区地形平均坡降为11001200。（2）地质东一干渠规划路线从桩号30+56631+314.1（位于许营附近），该段是横跨伊河上的一条支流。陡坡段长度大约20米，该段为紫红色、红褐色砾岩夹砂质粘土岩，砾岩成分为石英砂石、石英岩等。表面风化严重，凸凹不平，肉眼可见溶蚀的洞穴，直径大小不一，洞内均有渗水现象。砂质粘土岩的成份多为泥砂质组成，表面段出有断续相间的渗水，说明砂质粘土有隔水性能，砾岩表面覆盖有2m左右的黄色粉质壤土。河槽段长度约150m表面主要为近代冲积砂卵石，卵石粒径多为2050cm,也有少量卵石直径在50cm以上，分选性差。钻孔过程中经常出现塌孔，卡钻现象，漏浆量大，透水性强。冲积层平均深度约6m左右。下伏新三系（N），砾岩夹白色泥质灰岩，成份多为石英砂岩及火成岩。钙质胶结较差，钻取岩心成粒状，质地均一，含砾石少许，性脆较坚硬，呈透镜体壮，局部风化较重，手用力即可搓掉粉粒，河槽段桩号0+0200+090位河漫滩一级台地，表面为上文新统（Q3）黄色粉质壤土，具直立性（可以开挖空洞）。有粘性的局部夹砂卵石透镜体厚0.815m，自上而下逐渐密实。1.2.2气象情况本灌区属于华北干旱区，平均多年降雨量只有500600mm，而且分布很不均匀，有6070集中在汛期。作物生长期长出现严重干旱缺水的情况。年平均蒸发量为2000mm.最大风速为18ms,最大冻土深度0.5m.1.2.3基本数据（1）拟建许营渡槽全长748.1m，设计流量。加大流量。（2）渡槽段及其进出段渠道的有关数据详见表1.2。表1.2 许营渡槽及上下游渠道段基本数据建筑物类型起止桩号间距坡降i水头损失设计水位相对位置土渠29+04030+5661516m1/120000.126m271.224m许营上游渡槽30+56631+314.1748.1m0.80m270.398m许营土渠31+314.136+7505345.9m1/120000.445m269.701m许营下游（3）与渡槽段相连接的上下游渠道均已建成，横断面为梯形，渠底和边坡均采用浆砌石保护。（4）根据洛阳地区地震局提供的有关资料，陆浑灌区的主要建筑物设计烈度定为。（5）许营渡槽段跨越式建筑物，不论采用那种类型，均按三建筑物考虑。（6）跨越建筑物不考虑交通要求和无通航要求，若采用渡槽方案只设人行便道即可。（7）附图：a 河南省陆浑灌区示意图一张；b 陆浑灌区东一干许营段地形图一张；c 陆浑灌区东一干许营段工程地质剖面图一张。第二章 输水方案及建筑物型式的论证2.1方案的论证初步设计时拟定了绕山渠道、渡槽、倒虹吸管三种方案，以下为三种方案的论证比较。绕山渠道，渠道选线一般要求在满足输水任务的前提下，尽量使工程量小且造价低。对于灌溉渠道，渠线应与地形等高线大致平行且尽可能布置在灌区的脊线，以争取最大的自流灌溉面积。根据本设计所给的地形地质资料，修建绕山渠道露于地面便于维护管理，但由于要绕过地形起伏较大处，故渠线过长，该地段风化严重，增加了工期的不确定性。地质资料还表明该地段溶蚀洞穴较多，透水性强，输水量又难以保证。因以上原因排除绕山渠道方案。倒虹吸管，倒虹吸管是设置在渠道与河流 谷地 道路相交处的压力输水建筑物，与渡槽相比，通常具有造价低，施工方便等优点，但水头损失较大，运用管理不如渡槽方便。许营渡槽所处地段风化严重，易淤积，地形复杂，完工后的虹吸管稳定性差，地下溶蚀洞穴较多，采用此方案水量损失严重，大大降低了该工程的经济效益，结合以上原因排除倒虹吸方案。渡槽，渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流输水建筑物。虽施工要比渠道 倒虹吸复杂，但由于其水头损失小，受地形 地质条件影响小，在我国灌区建筑物中应用较为广泛，在设计施工方面也已有了较丰富的经验，运用管理也方便，不易淤积，又便于交通和通航。结合以上论述根据许营段的实际情况修建渡槽合适，故以下本设计选用渡槽方案。2.2槽身横断面型式的选择槽身断面有矩形、U型（半圆型上加直墙）、多侧墙等如图（1.1）。一般常用形和U型断面，故将两种断面形式做以下比较论证。大流量的钢筋混凝土梁式渡槽槽身多采用矩形断面，对与中小流量也常采用中小型流量的多设拉杆，间距为2米左右。有通航要求时不设拉杆，侧墙做成变厚的。矩形槽身施工方便，耐久性、抗冻性好，结构简单特别时适用于有通航要求的中型渡槽 U形槽身断面为半圆加直段，槽顶一般设拉杆，槽壁顶端常加大以增加刚度，多采用钢筋混凝土或钢丝网水泥结构，与矩形槽身相比有水力条件好、纵向刚度大，省钢材等优点，但抗冻性差、不耐久，施工工艺要求高，如果施工质量不高，容易引起表面剥落、钢丝网锈蚀、甚至有漏水现象产生。综上所述根据所给资料结合许营地段的实际情况本设计槽身断面采用矩形断面。2.3支承形式的选择槽身的纵向支承形式常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三种类型。拱式支承常用于大跨度离地面高度不大的槽身，拱式支承虽受力情况好，但是其墩台对地基的沉降要求高、施工质量要求高难度大。根据许营段的地形情况本设计不采用拱式支承，在主河漕部分由于有过水要求采用墩式支承，滩地部分采用排架支承。墩式支承分为重力墩和空心重力墩两种类型，重力墩节省钢材，墩身强度以及纵向稳定性易满足要求，但由于其自重过大，特别式墩身较高并承受竖向荷载与水平荷载时，要求地基有较大的承载力，故其多用于墩身高度不太大而地基承载力较高的岩基和较好的土基上。空心重力墩的外形轮廓尺寸和墩帽构造于实体重力墩基本相同，水平截面有圆矩形、双工字行和矩形三种型式（如图1.2）。圆矩形水流条件较好，外形美观，另外由于做成空心而节省了材料，减轻了自重和作用于地基上的荷载，空心重力墩比实体重力墩的抗弯刚度大，可以改善自身的受力条件。双工字形施工方便，对y轴的惯性矩大，故边缘应力较小，但水流条件差，动水压力大。矩形墩施工最方便，截面惯性矩也较大，水流条件处于前二者之间，适用于河水不深的滩地和两岸无水的槽墩。鉴于以上所述本设计排架是钢筋混凝土结构，其自重轻地基应力较之墩容易得到满足，排架有单排架、双排架和A字形排架三种形式（如图1.3）。 单排架体积小，重量轻，现场浇筑和预制吊装都方便，在渡槽工程中应用十分广泛。双排架是由两个单排架，中间以横梁连接而成，属空间结构受力较复杂。A字形排架是两片单排架的脚放宽，顶端连在一起而成的，其稳定性好，适应高度较大，但造价较高，施工较复杂。鉴于以上所述，根据许营段的地质地形条件本设计在槽下河道的主河槽段设圆矩形空心重力墩，滩地段设单排架。 第三章 渡槽总体布置和纵剖面设计3.1渡槽的总体布置渡槽的总体布置主要包括渡槽的选址。渡槽的选址应注意：槽身长度短、基础低，降低功工程造价；轴线短、顺直、进出口避免急转弯，布置在挖方处；渡槽轴线尽量和河道正交；少占耕地、少拆民房；尽可能的减少和改善对环境的影响。在选择槽址时，除应满足以上总体布置的要求外，还应考虑槽址附近是否有宽敞、平坦的施工场地，同时应满足槽下的交通要求。综合考虑以上各方面因素的同时结合许营段的具体情况，确定槽址于地形图上。3.2渡槽的纵剖面设计 渡槽的纵剖面设计的任务是确定进出口段的连接形式，根据设计流量及水流通过的允许水头损失值选择适当的渡槽纵坡和断面，并拟订出渡槽进出口高程。3.2.1进出口段连接形式的确定进出口段的连接应力求水流衔接良好，平顺的流入流出，下游渠道不发生冲刷，水头损失小，本设计采用长扭曲面使渠道与渡槽连接。3.2.2渡槽的水力计算渡槽的比降i，槽身净宽B和净深H的设计 槽身的比降对过水断面的影响很大。比降大，可减小断面，节省材料，施工吊装方便，造价低，但也不可过大，过大了下游渠道冲刷严重，水头损失大，自流灌溉面积小，从长远利益考虑对灌溉面积不利。应在满足流速要求的前提下，选择适宜的比降，使渡槽达到最小的经济断面。一般常采用1/5001/1500。本设计渡槽比降定为1/1300。 槽身的净宽B和净深H应一起考虑，即通过考虑深宽比H/B来拟定（对于矩形槽一般取H/B=0.60.8），根据拟定的i、B和H，运用公式 Q=计算所得的流量等于或略大于最大流量Qm时，则拟定的i、B和Q可行。本设计初定为H/B=0.7，净宽初定为5.0米,则净深H=3.5米。（1） 过水能力的计算渡槽的过水流量可按明渠均匀流公式计算： （3.1） 式中：Q 渡槽的过水流量 (m3/s)； 渡槽过水断面面积（m2）； C 谢才系数，常用曼宁公式：C = ; n 糙率系数，钢筋混凝土槽身可取 n =0.0130.014，浆砌块石槽身n 0.017,根据具体情况而定； R 水力半径（m）； i 渡槽纵坡。 湿周 X =2H + B （3.2） =23.5+5=12m过水断面面积 水力半径 R = 1.46m 按曼宁公式计算谢才系数 （3.3）=渡槽的过水流量计算Q= =17.578.9=46.27m3/s >Q加大=45m3/s满足要求设计流量时的水深初步假定为3.2m,验算其过流量如下: 湿周 R = 谢才系数 C = = = 78.38 过流量 Q = AC= 5= 41.21m3/s > Q设 = 40 m3/s 满足要求（2） 水头损失及水面衔接的设计 渡槽槽身水面与上下游渠道水面衔接的设计包括进口水面的降落,槽身水面降落和出口水面回升三个部分(如图3.1) 进口水面降落 进口水面降落的水流现象与淹没宽顶堰流相近似,工程上常用宽顶堰公式计算进口水面的降落值z Q = 式中: z0 11与2-2断面水位差,近似采用z = z0 ; 进口侧收缩系数,常取0.900.95 ;本设计取0.925 ; 流速系数, 常取0.900.95 ;本设计取0.925 ;g 重力加速度, g = 9.81 m/s2 ; 将上式两边平方移项,并令 zz0, 得: Z = = =0.309槽身水面降落槽身段水流为均匀流,故水面降落Z1等于底坡降落: Z1=il （3.5）式中: l 渡槽槽身段长度, l初定为770m Z1=il =770=0.592m出口水面回升 出口水流仍有水头损失,但是由于出口处流速较槽身内的流速为小,部分动能转化为位能,因此渡槽出口处的水面比槽身末端的水面要高,水面产生回现象。根据水电部原北京勘测设计院的试验资料，渡槽出口水面回升值z2与进口水面降落值z有关，一般 z2 =0.309=0.103m 通过渡槽的总水面降落： = =0.309+0.592-0.103=0.798m0.81m该总水面降落值应小于或等于灌区规划中要求的允许水头损失值。故选定B=5m,设计流量时水深为3.2m。 进出口高程的确定 主要解决进口槽底抬高与出口渠底降低问题,使水面能很好衔接,以免影响过水能力及渠道发生冲淤现象。 进口槽底抬高值 y1=h1-z-h=3.744-0.309-3.2=0.235 进口槽底高程 =+y1=267.48+0.235=267.715m 出口槽底高程 =-il=267.715-770=267.123m 进出口渐变段型式及长度的确定:渡槽进出口渐变段,应保证进出口水面衔接良好,水流平顺,水头损失小,下游渠道不发生冲刷,较常用型式为直线扭面式。渡槽进出口渐变段的长度通常采用经验公式： ld =C（B1-B2） （3.6）式中： B1 渠道水面宽度； B2 渡槽水面宽度； C 系数，进口取C=1.52.0;出口取C=2.53.0。这是由于出口段水流扩散角不宜过大，以免水流脱离边界，故出口段的C值取大些。水面宽度的计算（如图3.2） X上=3.7441.75=6.55m上游渠道水面宽度=2(6.55+4)=21.1mld =C（B1-B2）=1.7(21.1-5)=27.37m 取为27m下游渠道高程 =-z=271.224-0.798=270.426m下游渠道水面深度 h=-266.68=270.426-266.68=3.816mX下=3.8161.75=6.678m下游渠道水面宽度=2(6.678+4)=21.356m ld =C（B1-B2）=2.7(21.356-5)=44.161m 取为44m8200200进口渠道断面出口渠道断面图3.3 进出口渠道断面图 单位：cm第四章 槽身的设计4.1槽身基本尺寸的确定 渡槽的侧墙通常做为纵梁考虑，做成侧墙底缘低于底板低面，以便于减小底板拉力，有利于防止底版开裂。为了改善侧墙和底板墙交接处的应力状态，在其二着交接处加设贴角，其倾角一般为，长一般为2030厘米，本设计取倾角为45度，长为20厘米。侧墙承受水压力后，将产生侧向扭矩及位移。因此，侧墙在设计中除考虑其强度外，还应考虑其侧向稳定，一般常以侧墙厚度t与侧墙高H 1 的比值作为衡量指标，一般经验是对于有拉杆的矩形槽=，常用厚度t = 1020 厘米，本设计取 t = 20 厘米。对于无通航要求的渡槽还需设拉杆，拉杆截面尺寸，间距为3米。其他具体尺寸祥见（图4.1）。4.2 槽身的稳定验算 渡槽运用时，在自重及外力（如水压力、土压力、风压力以及一些其它的力）作用下，其稳定可能受到破坏，从而影响渡槽的正常工作，甚至失事。例如在风压作用下，可能沿其支撑顶部表面发生滑动或倾覆。渡槽的工作情况是不断变化的，在槽中无水受风压的工况下最易出现稳定问题，故本设计要对这种情况进行稳定验算。4.2.1 计算简图槽身断面计算简图如（图4.2）所示，支承简化成简支梁形式。4.2.2 荷载计算取计算工况为槽内无水受风压，长度取半（1）自重 = = （2） 风压图如（图4.3）所示 风压力：作用于建筑物表面的风压力W（KN/m）按下式计算 （4.1） 式中： 风载体型系数，与建筑物体型、尺度等有关，槽身为矩形断面时， 取（空槽取小值，满槽水取大值）本设计； 风压高度变化系数，本设计取; 基本风压(KN/米)。当地如果没有风速资料,则可参照工业与民用建筑结构荷载规范(TJ9-74)中全国基本风压分布图上的等压线进行插值酌定=; =4.2.3 抗滑稳定验算 稳定分析，作用于渡槽上的力尽管其类型、方向、大小各不相同，但根据它们在槽身沿支承结构顶端发生水平滑动时所起的作用看，可以归纳为两大类：一类是促使槽身滑动的力，如水平方向风压力、动水压力等，称为滑动力；另一类是维持槽身稳定、阻止渡槽滑动的力，主要是在铅直方向荷载作用下，槽身底部与支承结构顶端之间产生的摩擦力，称之为阻滑力。槽身是否会产生沿其支承结构顶端发生水平滑动，主要取决于这两种力的比值，这个比值反映了渡槽的水平抗滑稳定性，我们称之为稳定安全系数= （4.2） 式中： 所有铅直方向作用力的总和（KN）； 所有水平方向作用力的总和（KN），本设计中等于半跨槽身风压总和，； f 摩擦系数，与两接触面物体的材料性质及它们的表面粗糙程度有关，支座与支承都为钢板时取钢对钢的摩擦系数f = 本设计取； > 所以满足抗滑稳定性要求4.2.4 抗倾覆稳定验算（1）槽身受风压作用可能发生倾覆，抗倾覆稳定性验算的目的是验算槽身空水受压作用下是否会绕背风面支承点发生倾覆，抗倾覆稳定的不利条件与抗滑稳定的不利条件是一致的，所以抗倾覆稳定性验算的计算条件及荷载组合与抗滑稳定性验算相同。（2） 抗倾覆稳定安全系数按下式计算： （4.3）式中： 铅直力到槽身支承点的距离； 基底面承受的铅直力总和； 水平力的总和； 水平力到槽身支承点的距离；所以满足抗倾覆稳定性要求4.3 槽身纵向结构计算4.3.1 荷载、内力计算矩形断面槽身是一种空间结构，受力比较复杂，在实际工程中，常近似地简化为纵向及横向两个平面进行结构内力分析，由于一般槽身长度与宽度比值远大于，故纵向可近似按梁的理论计算，矩形槽身截面可化为工字形截面梁，槽身侧墙为工字梁的腹板，侧墙厚度之和即为腹板厚度，侧墙顶端加大部分和人行道板构成工字梁的上翼缘，槽身底板构成工字梁的下翼缘，如（图4.4）所示，翼缘的计算宽度按规范规定取用。纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑，包括槽身重（拉杆重等小量集中荷载也换算为匀布的），槽中水重及人群荷载等，并按满槽水情况设计。（1）纵向结构内力分析：渡槽纵向结构内力是按梁的理论计算，根据纵向支承情况计算其弯矩和剪力。纵向计算荷载组合：设计条件： 槽身自重+水重（设计水位）+人群荷载重校核条件：槽身自重+水重（加大流量水位）+人群荷重（2）按加大流量情况下，进行内力计算： 荷载计算： 自重： /m 水重： 人群荷载： （3）计算跨度：简支板、梁的计算跨度可取下列各值的较小值，如（图4.5）。 空心板和简支梁 ： （4.4）或； （4.5）式中：板或梁的净跨度； 板或梁的支承长度； = 取以上较小者 （4）内力计算： 跨中弯矩设计值为，式中结构重要性系数，正常运行期为持久状况，所以设计状况系数，荷载分项系数：活荷载，永久荷载,可控制荷载。跨中弯矩： = =支座处剪力： = =4.3.2 槽身的纵向配筋计算按“T”形梁计算配筋： （4.6）其中= =所以属于第一种情况的T形梁（），按宽度为的矩形梁计算。 实配：822 + 620 + 1018斜截面强度配筋计算：按受弯构件斜面强度计算 （4.7） 其中：故需按计算配弯起钢筋4.4 槽身抗裂验算按“工”字形截面进行纵向抗裂验算： （4.8） 式中：砼的弹性模量，钢筋弹性模量计算截面重心至受压边缘的距离及截面对其重心轴的惯性矩，换算截面积，对受拉边缘的弹性抗抵矩 （4.9） （4.10） = （4.11）短期组合： = =长期组合： = =对荷载效应长期组合： ，混凝土拉应力限制系数，对荷载效应的短期组合，；考虑截面影响，对值进行修正得，公式中指出当时，应取计算。对荷载效应长期组合：，混凝土拉应力限制系数，对荷载效应的长期组合，； =4.5 槽身的横向结构计算4.5.1荷载与内力计算矩形槽身分为无拉杆矩形槽和有拉杆矩形槽，本设计采用第二者为有拉杆知形槽，对于无通航要求的槽身，为了改善横向受力条件，常沿槽顶每隔米设一根拉杆改善肋的受力条件，减少肋内钢筋，采用了有拉杆的加肋的矩形槽，人行道板可搁置于拉杆上，侧墙一般都做成等厚的。与底板整体浇筑在一起，其连接形式为墙底低于底板底面，纵向为简支梁式，侧墙下部受拉，侧墙与底板的此种连接形式可减小底板的拉应力，从而减小底板裂缝的出现，为了改善槽身应力的分布及传递，在受力大的侧墙与底板交接处；加补角，补角角度，边长一般为，本设计取，边长为。按加大流量工况下，计算简图如（图4.6）：（1）人行道板的内力配筋计算人群荷载取为，计算简图如（图4.7） 标准值： 人群荷载标谁值：设计值： 端弯矩设计值： %按最少配筋率实配：68 （2） 槽身的内力计算拉杆轴力N计算时,不计轴力及剪力对变位的影响.用力法求解赘余力（即均匀化拉杆的拉力）,由此,拉杆轴力(以拉为正)可由下列公式计算: （4.12）其中： 以上各式中,结构的形常数为: 上列诸式中： 槽身单位长度范围内,由人行桥的人群荷载旨起的拉杆轴力;槽身单位长度范围内,由槽身自重引起的拉杆轴力;槽身单位长度范围内,由槽内水荷载(水体重及侧压力)引起的拉杆轴力;单位长度范围内侧墙的截面惯性矩,;单位长度范围内底板的截面惯性矩,;拉杆间距；人行桥桥面人群荷载在槽身侧墙底端引起的弯矩，；人行桥桥面自重在槽身侧墙墙底端引起的弯矩，。满水工况时： 则拉杆轴力：侧墙内力：距拉杆中心垂直距离为y处的侧墙弯矩(以外侧受拉为正),按下列公式计算: （4.13）其中： 以上诸式中,为一侧人群荷载,人行桥自重对侧墙中心线产生的弯矩.离墙顶距离为y处的弯矩为：侧墙弯矩计算结果详见侧墙弯矩计算表4.1表4.1 侧墙弯矩计算表y （m）00.501.001.501.572.002.503.003.503.90弯矩 (KN·m)-3.77-0.062.404.612.082.33-10.23-25.27-47.81-72.08底板内力：距底板端部水平距离为x 处的底板弯矩(下部受拉为正),按下列公式计算: （4.14）其中： 底板端弯矩：底板跨中弯矩： 底板承受的轴向拉力N按下列公式计算: （4.15）其中: 水深为B/2工况时： 则拉杆轴力：侧墙内力： 距拉杆中心垂直距离为y处的侧墙弯矩(以外侧受拉为正),按下列公式计算:其中: 以上诸式中,为一侧人群荷载,人行桥自重对侧墙中心线产生的弯矩.离墙顶距离为y处的弯矩为：侧墙弯矩计算结果详见侧墙弯矩计算表4.2表4.2 侧墙弯矩计算表y （m）00.501.001.501.572.002.503.003.503.90弯矩 (KN·m)-3.77-1.97-1.43-3.38-3.92-9.08-19.79-36.74-61.19-87.00底板内力：距底板端部水平距离为x 处的底板弯矩(下部受拉为正),按下列公式计算:其中：底板端弯矩： 底板跨中弯矩：底板承受的轴向拉力N按下列公式计算:其中：4.5.2 槽身的横向配筋计算综合以上两种工况，以工况时内力计算结果配筋1） 拉杆的配筋计算拉杆按轴拉构件进行配筋计算，轴力N为18.49KN按公式： (4.16) 计算拉杆配筋% > %实配：48 2） 侧墙的配筋计算侧墙按受弯构件根据最大弯矩进行配筋，侧墙最大弯矩M为。取a = 45mm,则%实配：16100 = 2011 3） 底板的配筋计算底板按拉弯构件根据跨中弯矩进行陪筋，底板跨中弯矩M为87.391，拉力N为53.416KN。取a = 45mm,则 （）= 155mm故属大偏心e = = 1485mm先设x = ，对于级钢筋按公式： （4.17）计算受压钢筋 选配：为10 250 = 314 x = 按公式： （4.18）计算受拉钢筋实配： 16 180 4.6 槽身的吊装验算槽身在预制场地浇筑后需用起重设备吊装，由于整个槽身结构庞大，在吊装过程中可能会在自重荷载下因强度不够而遭到破坏，这样就造成了材料的浪费，故为了使槽身不至于在吊装过程中遭到破坏，必须对槽身进行吊装验算。吊装示意图如（图4.8（a）。4.6.1 吊装内力计算自重取整跨槽身自重q = 108.67KN/m,吊装动力系数取1.3 ,简化成两端外伸梁。计算简图如（图4.8（b）计算支反反力 计算A、B两点弯矩 （上部受拉）计算C点弯矩 （下部受拉）4.6.2 吊装配筋验算因吊装时的跨中弯矩小于纵向配筋计算时的弯矩，故配在槽身底部的纵向受力钢筋能够满足吊装要求，不必进行验算，只需验算 A点和B点上部配筋。 需在槽身的侧墙顶端配置418 ，实配。第五章 支承结构的设计支承结构是支承槽身的下部结构，本设计的主要包括槽墩和槽架。5.1 排架的设计5.1.1 排架基本尺寸的确定本设计采用单排架，单排架是由两根铅直肢柱与横梁组成的单跨多层平面刚架，已知引水总干渠渠底高程65.294米，渡槽进口底高程81.15米，所以拟订排架高H=16.3米。排架两根立柱的中心取决于槽声宽度，应使槽身传来的荷载P的作用线与立柱中心线重合，使立柱为中心受压构件，所以取排架总宽为6.4米。肢柱断面尺寸：长边（顺槽向），常采用米，本设计取.0.6米；短边（横槽向），常采用米，本设计取0.3米。在排架顶部做一牛腿以减小槽身计算跨度降低排架顶端的接触应力，牛腿长度，本设计取c = 30cm;高度，本设计取h = 60cm。倾角取45°，为减小两立柱弯矩并将其连为整体，立柱之间设水平横梁，一般取横梁间距不大与立柱间距，取L=4.0米，横梁梁高，本设计取60cm；梁宽，本设计取30cm。由排架总宽6.4米，立柱短边h1=0.3米，所以两立柱中心距B为6.40.3=6.1米其详细形式及具体尺寸见下（图5.1）。5.1.2排架的内力计算排架在横向风压作用下迎风面肢柱可能会产生拉应力大过其抗拉强度而破坏，背风面肢柱可能会产生压应力大过其抗压强度而破坏。在槽身吊装时，一跨槽身已吊装相邻一跨未吊装时可能会因为肢柱的纵向弯曲而失稳。故需主要计算在风压作用下杆端产生的弯矩。排架是支承结构主要承受铅直向的压应力和水平向的风压力。作用于排架的铅直向的荷载主要有：槽身自重和槽内水重；排架自重（化为节点荷载）；槽身在横向风压作用下通过支座传给肢柱的轴压力和轴拉力。水平向的荷载主要有：槽身在横向风压作用下通过支座传给肢柱顶端的摩阻力；作用于排架肢柱上的横向风压力。（1）荷载计算。计算简图如（图5.2）作用于排架的铅直荷载：槽身自重及槽内水重；槽身在横向风压力作用下通过支座传给肢柱的轴向拉力和压力排架自重，计算时将排架自重化为节点荷载，每一节点荷载等于相邻上半柱和下半柱重量以及横梁重量一半的总和节点荷载作用于排架的水平荷载槽身在横向风压作用下通过支座传给肢柱顶端的摩阻力Q = 21.92KN风压力：作用于槽顶的风压力按下式计算 （5.1）式中：风载体型系数，与建筑物体型、尺度等有关。槽身为矩形断面时，取（空槽取小值，满槽水取大值），本设计取；风压高度变化系数；基本风压(KN/)。当地如果没有风速资料,则可参照工业与民用建筑结构荷载规范（TJ9-74)中全国基本风压