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1、摘 要本次设计作为水利水电工程专业的毕业设计，主要目的在于通过运用所学的专业基础知识及基础课的理论了解并初步掌握水利工程的设计容，设计方法和设计步骤；熟悉水利工程的设计规；提高编写设计说明书和各种计算及制图的能力。高店村沟排水渡槽位于省市所辖沙河市高店村西北，位于总干渠南沙河倒虹吸南侧，是南水北调中线工程总干渠上的一座左岸排水建筑物。渡槽为跨越式建筑物，采用矩形渡槽排架结构，按三级建筑物考虑。设计地震烈度为80。根据设计任务书，说明书分为四部分。第一部分，基本资料。第二部分，整体布置，确定渡槽的线路和槽身总长度，进行水利计算，确定槽底纵坡以及进出口高程，渡槽总长12m，进口渐变段6m，出口渐变
2、段9m，渡槽进口底部高程89.695m，第三部分，槽身结构设计，确定槽身的横断面尺寸，渡槽槽身净宽4m，侧墙厚0.2m，底板厚0.4m，人行道板宽度为1m。，人行道板宽度为1m。进行槽身 纵横断面力计算及结构计算。第四部分，支承结构设计，确定支承结构的尺寸，进行支承结构的结构计算，渡槽基础的结构计算及渡槽整体稳定性计算。关键词：高店村 渡槽 槽身 建筑 水利水电工程AbstractThis design is a graduation project of undergraduation. Its main aim is to apply what have been learned in c
3、lass, such as specialized basic courses, basic courses and so on, to initially master the content of design, the methods of design, the steps of design of the irrigation project; to have an intimate knowledge of the design standard of the irrigation project; to raise the capacity to compile the desi
4、gn exposition and the capacity of calculation and drawing.Gao dian village is located in hebei province xingtai city had jurisdiction over the village ditch drainage aqueduct Gao dian village northwest, located in the south area of nansha river inverted siphon of the main canal is the main canal of
5、south-to-north water transfer project on a left bank drainage structures.Aqueduct for leap buildings, bent rectangular aqueduct structure, the level 3 buildings. Design earthquake intensity is 8 degrees.Under the proposal, manual is divided into four chapters. The first chapter, basic information. S
6、econd chapter, overall layout, determine aqueduct of line and slot body total length, for water calculation, determine slot end of longitudinal slope and import and export elevation, aqueduct total long 12m, imports gradient paragraph 6m, export gradient paragraph 9m, aqueduct imports bottom elevati
7、on 89.695m, third chapter, slot body structure design, determine slot body of cross section size, aqueduct slot body net wide 4m, side wall thick 0.2m, floor thick 0.4m, sidewalk Board width for 1M. Sidewalk width is 1M. Body cross section calculation of internal force calculation and structure. The
8、 fourth chapter, the supporting structure design, determine the dimensions of the support structure, for structural calculation of supporting structure, calculation and aqueduct aqueduct structure based on the whole stability calculation.Keywords: high shop village, aqueduct, slot, and buildings. Wa
9、terconservancyandHydropowerEngineering 目 录第一章 工程概况及基本资料11.1工程概况11.2水文1 1.3地质2第二章 渡槽选型与布置42.1渡槽位置的选择42.2槽身断面形式的选择42.3槽身支撑结构形式的选择52.4接缝构造6第三章 槽身水力计算73.1进出口段的连接形式73.2渡槽的水力计算73.2.1比降的确定73.2.2渡槽过水能力计算73.2.3水头损失验算93.2.4 进出口高程的确定103.3进出口的形式选择及布置113.4 其它资料11第四章 槽身结构计算124.1 渡槽基本尺寸的确定124.1.1槽身高度124.1.3人行道板124
10、.1.4栏杆124.2 槽身的稳定验算134.2.1槽身的计算简图及荷载计算134.2.2 抗滑稳定验算144.2.3 抗倾覆稳定验算144.3槽身纵向结构计算154.3.1荷载、力计算154.3.2 槽身的纵向配筋计算184.3.3 槽身纵向抗裂验算204.3.4 槽身纵向裂缝开展宽度验算214.3.5 槽身纵向挠度验算214.4 槽身的横向结构计算224.4.1荷载与力计算224.4.2 槽身的横向配筋计算274.4.3 槽身的抗裂验算304.4.4 槽身的裂缝开展宽度验算324.5 槽身的吊装验算324.5.1 吊装力计算334.5.2 吊装配筋验算33第五章 支承结构的设计355.1
11、排架的设计355.1.1 排架基本尺寸的确定355.1.2 排架的力计算365.1.3配筋计算415.1.4横梁的配筋计算425.2排架纵向计算43 5.3吊装验算445.3.1吊装力计算45 5.4牛腿尺寸验算和配筋45第六章细部构造设计486.1伸缩缝与止水486.2支座48 6.3两岸连接50参考文献51辞52第一章 基本资料1.1. 地理位置、地形、地貌高店村沟排水渡槽位于市所辖沙河市高店村西北，位于总干渠南沙河倒虹吸南侧，总干渠测量桩号(92+852)。距沙河市约11km，东距京广铁路及107国道约9.0km，是南水北调中线工程总干渠上的一座左岸排水建筑物，如图11。高店村沟流域地处
12、太行麓丘陵区与山前倾斜平原过渡地带，冲积发育，高店村沟在本区走向近东西。建筑物处在南沙河河滩地上，河床一般由细砂、壤土组成。交叉断面河床宽度在50m80m之间，两岸地势平缓，没有明显的河沟。1.2 . 水文 河沟流域特性高店村沟流域地处太行麓，省沙河市境。流域上游为丘陵区，下游为平原区，与总干渠相交于高店村西北，交叉断面以上流域面积为9.62km2，主河道长5.68km，河底纵坡为31.65，河床一般由细砂、壤土组成，比较稳定。由于流域较小，且多在丘陵区，故河道具有源短流急，汇流速度快的特征；流域现状无较大水利工程。高店村沟流域位于省南部，四季分明。春季温暖，偏北风或偏西风盛行，气候干燥，蒸发
13、量大，降雨稀少；夏季炎热，降雨量集中；秋季晴朗气爽，降雨稀少；冬季寒冷少雪多北风。该流域多年平均气温为13.1；月平均最低气温-7.9，出现在一月份；极端最低气温-22.3，出现在1990年2月1日；月平均最高气温32.6，出现在6月；极端最高气温42.7，出现在1979年6月13日。多年平均日照时数2479小时。无霜期220天，初霜期一般在10月下旬，终霜期一般在3月中旬。封冻期最早在11月18日，解冻期最晚在2月22日。最大冻土深度为54cm。多年平均蒸发量1858.9mm。最大风速16m/s，为南风。流域多年平均降水量为480.8mm，年分配不均，年降水量的70%80%集中在汛期，且多以
14、暴雨形式出现在7、8月份；降水的年际变化更为明显，丰水年与枯水年之比达数倍。高店村沟无实测径流资料，椐省地表水资源中径流深等值线图，查得高店村沟流域多年平均径流深在50mm左右。1.3 . 地质1.3.1 概述高店村沟排水渡槽位于总干渠段分桩号(92+852)处，工程区地面高程89.792.0m，河道呈宽浅式。勘探工作布置纵剖面一条，钻孔三个，孔距4953m，孔深25.0m，总进尺75.0m。1.3.2 工程地质条件与评价工程区地处沙河河漫滩上，地层岩性以Q1粘土、Q1壤土、Q1中砂、Q33卵石和Q4含砾中砂为主，均为冲洪积物。其分布情况自下而上依次为：(1) Q1粘土：棕红棕黄色，杂灰绿色，
15、稍湿，可硬塑，细腻致密，见油脂光泽，具涨缩性，底部含粗砂及小砾。分布于75.0m高程以下，厚约7.0m。(2) Q1壤土：棕黄棕色，夹少量杂灰绿色斑块，湿，可塑，较致密，呈透镜体状。(3) Q1中砂：浅黄色灰白色，湿，密实，长石风化强烈，含泥质，局部夹灰绿色斑块。分布于高程80.073.0m，厚度1.257.8m。(4) Q33卵石：棕黄色，卵石含量约为6080，最大粒径35cm，一般粒径215cm，主要成分为石英砂岩，磨圆度好或呈次磨圆状，其间被中粗砂填充。分布于高程89.080.0m围，厚度4.89.25m。(5) Q4含砾中砂:棕黄色，湿，松散，卵砾含量约为30，最大粒径20cm，一般粒
16、径215cm，多为次磨圆状，主要成分为石英砂岩，分布于86.0m高程至地表，厚度1.03.8m。本层含有孔隙潜水，水量较丰富，地下水位88.5589.0m，埋深1.241.73m。工程地质条件简要评价：(1) 本区地震基本烈度为度。(2) 总干渠渠底高程81.198m，处于Q33卵石和Q1壤土透镜体中，承载力标准值分别为500kPa和220kPa，主要持力层Q1中砂承载力标准值250kPa，属中等压缩性地基。(3) 地下水位高程88.5589.0m，埋深1.241.73m。卵石及含砾中砂为主要含水层，水量较丰富，对基础开挖有一定影响。1.3.3 岩土物理力学指标各层土的岩土物理力学指标见表31
17、。表31 岩土物理力学指标表时代岩性物理指标评定承载力承载力剪切指标压缩指标eLILf0fkf建议CEsakPakPakPakPa度MPaMPa-1Q4含砾中砂380Q32卵石500Q1中砂19.10.5822500.022.96.080.282壤土26.8*0.811*36.6*0.422022010.011.35.70.390粘土29.80.90139.40.5219016020014.09.05.60.457注：1 物理指标注*者为大值平均值，其余为平均值；力学指标中C、Es为小值平均值，a为大值平均值。2 评定依据建筑地基基础设计规GBJ789，动力触探技术规定TBJ1887。4.基本
18、数据（1）设计拟建高店村渡槽身长m，设计流量Q设=25.5m3，加大流量Q加大=31.2m3，渡槽进口底高程89.695m，渡槽出口底高程89.674m。（2）上下游渠道横断面为梯形，边坡比1：1。（3）根据有关资料可知高店村沟灌区的主要建筑物设计烈度定位80。（4）渡槽无通航要求，因此渡槽设拉杆和人行道板。 第二章 渡槽选型与布置2.1渡槽位置的选择渡槽位置的选择包括轴线位置及槽身起点位置的选择。对于地形条件复杂，长度达，工程量大的工程，应通过方案比较确定其位置。主要考虑以下几个方面：（1）槽址应尽量选择在地形地质条件有利之处，使渡槽长度短，高度小，基础工程量小，槽轴线最好为直线，并与进、出
19、口渠道顺直连接，避免在平面上急转弯，以保证水流平顺；渡槽进、出口尽量布置在挖方渠道上，以使槽身与渠道连接安全可靠。（2）跨越河流时，槽址应尽量布置于河床稳定、水流顺直的河段，避免布置在水流转弯处，槽轴线尽量与河道主流垂直。有通航要求的河道，槽下应有足够的通航净空。（3）当渡槽上、下游为填方渠道时，为了满足渡槽及渠道的检修要求，常在进口段或稍前适当位置布置节制闸与泄水闸，此时泄水闸应有顺畅的泄水出路。（4）支承型式选择。当渡槽跨越深谷或水深流急河流，且两岸地质条件较好时，宜采用大跨径拱式支承；两岸地形平坦，槽高不大，地质条件较差时，宜采用小跨径梁式支承；若渡槽跨越的河谷断面一侧为深谷，另一侧为浅
20、滩时，宜采用深谷部位为拱式，浅滩部位为梁式的联合支承型式。（5）基础布置。当河谷冲刷线或稳定边坡埋深较大时，宜采用深基础（埋深不小于5m）如桩基、沉井等，否则可采用浅基础（埋深小于或等于5m）。2.2槽身断面形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2.1），一般常用矩形断面和U型断面，故将两种断面形式做以下比较论证。图2.1 槽身断面的型式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型槽身断面为半
21、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，省刚才等优点，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，根据所给资料结合高店村地段的实际情况，本设计槽身断面采用矩形断面。2.3槽身支撑结构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越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。根据高店村的地形情况本段设计不采用拱式支承。在主河槽部分由于有过水要求
22、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，特别是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，墩式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结构于实体重力墩基本相同。水平截面有圆矩形、双工字形和矩形三种型式（如图2.2）图2.2 空心墩的截面形式圆矩形水流条件好，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
23、应力较小，但水流条件差，动水压力大。矩形墩施工最方面，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式钢筋混凝土结构，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2.3）(a) (b) (c)图2.3 槽架型式(a)单排架 (b)双排架 (c)A型排架单排架体积小，重量轻，现场浇筑和预制吊装都方便，在墩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字形排架式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，施工复杂。鉴于以上所述，根
24、据高店村段的地质地形条件本设计采用单排架。2.4接缝构造为适应槽身因温度变化引起的伸缩缝变形缝和允许的沉降缝位移，应在槽身与进出口建筑物之间及各节槽身之间用变形缝分开，缝宽35cm。变形缝必须用既能适应变形又能防止渗漏的柔性止水封堵。常见的有沥青止水、橡皮板式止水、粘合式止水或套环填料式止水等。本设计采用粘合式止水，这种止水是用环氧树脂粘合剂将橡皮贴在混凝土上，施工简单，止水效果好。 第三章 槽身水力计算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，并拟定出渡槽进出口高程。3.1进出口段的连接形式进出口段的连接应力、力求水流衔接
25、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渡槽的水力计算渡槽水利计算的任务：1）确定合理的比降；2）确定槽身断面尺寸；3）通过水头损失及水面衔接的计算，确定渡槽进出口高程与连接形式。3.2.1比降的确定槽身的比降对过水断面的影响很大，确定槽底纵坡时，应考虑渡槽过流能力，水头损失、冲刷、通航及工程造价等因素，一般要求在满足渠系规划的水头损失前提下尽量陡些，以提高过流能力，节省造价。通常也要求比上下游渠道的底坡稍陡些，以免槽泥沙淤积。但槽底纵坡大，槽流速大，水头损失也大，且易对出口渠道产生冲刷及不利通航。一般常采用1/5001/1500。本设计
26、渡槽比降定位1/2500。3.2.2渡槽过水能力计算由于渠道大多在一定长度具有相同的度量、底坡、断面尺寸及相近的渠槽糙率。渠符合明渠均匀流条件。故渠道横断面尺寸采用明渠均匀流公式来确定，即Q=AC =1/n*A* R2/3*i1/2 （3-1）式中： 渡槽的过水流量 (m3/s)； 渡槽过水断面面积 (m2)； 齐系数，常用曼宁公式：； 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，本设计上下游渠道n取0.017，渡槽n=0.013； 水力半径 (m)； 渡槽纵坡，本设计i=1/570；槽身断面高宽比H/B影响槽身结构的纵向受力、横向稳
27、定及进出口水流条件，对于梁式渡槽槽身起纵梁作用，采用较大的高宽比，可提高其纵向刚度，减小梁应力和跨中挠度，对受力有利，但槽身高度大，侧面受风面积大，横向风载大，对槽身横向稳定不利，且槽身高度大，侧面受风面积大，对槽身横向稳定不利，而宽度较小且槽底纵坡较大时，槽水深小，为满足设计流量水面衔接进口处槽底抬高较大，此时，当渠道通过小流量时，渡槽进口常会出现较大的壅水现象，而当通过大流量时，槽前上游渠道又可能产生较长的降水段，使渠道遭受冲刷。合理的高宽比一般应通过方案比较确定，初拟时一般可取经验值，试算过程及结果如表3.1所示：表3.1 截面尺寸初步计算表BHA R2/3RCQ m443215.313
28、71.6342.08960.028966.470661.4720143.526.2513.89951.5281.88860.027565.294147.1342143.223.0413.05011.4611.76550.026664.647039.57521432112.48531.4141.68200.025964.176034.9595142.920.0112.20241.3901.63980.025663.876032.7351142.819.0411.91961.3671.59740.025363.588030.6042142.617.1611.35391.3171.51140.024
29、663.017626.5888142.516.2511.07111.2921.46780.022762.705823.16451C=1/n*R1/6 R=A/ 对于上下渠道: A=(b+mh)h =b+2h(1+m2)1/2 对于渡槽 : A=bh =b+2h由上述表格中的计算可知：设计流量下，进口渠道水深2.6m,流速V设=Q设/A1=1.515m/s加大流量下，进口渠道水深2.9m,流速V加=Q加/A2=1.559m/s由上表初定，用最接近设计流量的值计算总水头损失，用校核流量来确定截面尺寸，计算过程及结果见表3.2：表3.2 截面尺寸确定计算表BHARR2/3Q4312101.201.2
30、343.65242.51091.11 1.0734.55942.49.68.81.091.0632.78742.39.28.61.071.0531.00642881125.7763.2.3水头损失验算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）（1）进出口水面降落进出口水面降落的水流现象与明渠流相近似，工程上常用明流公式计算进口水面的降落值Z，即 （3-2）式中Q渡槽设计流量（m3/s）V0上游渠道平均流速（m/s）V槽断面平均流速（m/s）进口局部水头损失系数，值与进口渐变段形式有关，采用扭曲面时取0.1;g重力加速度，g=9.8
31、1m/s2;过水断面积 A0=20.01m3则 V0=Q/A0=25.5/20.01=1.274m/sV=Q/A=25.5/9.6=2.656m/s则进口水面坡降为： Z=(1+0.1)(2.5652-1.2742)/2*9.8=0.305m（2）槽身水面降落槽身段水流为均匀流,故水面降落等于底坡降落: Z1=iL式中： L渡槽槽身段长度，L初定为12m则槽水面坡降为：Z1=1/570*12=0.02105m（3）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。根据水电部原勘测的试验资料，渡槽出
32、口水面回升值与进口水面降落值有关，一般取Z21/3Z=0.007m综上，水流经过渡槽时总水头损失为Z=ZZ1Z2=0.305+0.021050.007=0.319m0.35m该总水面降落值近似等于允许水头损失值，符合要求。故选定渡槽宽度B=4m,设计流量时水深为2.4m。3.2.4 进出口高程的确定为了适应进出口水流流态变化，渡槽进口底部应抬高，出口底部应降低。进口槽底抬高：y1=h1Zh= 2.90.3052.4=0.195m下游水位高程：下=上Z=89.5+2.9-0.319=92.081m 下游水面深度：h2= 下4=92.08189.181=2.9m出口槽底降低：y2=h2Z2h= 2
33、.90.0072.4=0.493m渡槽进口底部高程：1=3+y1= 89.5+0.195=89.695m渡槽出口底部高程：2=1Z1 =89.50.02105=89.674m渡槽出口底高程: 4=2- y2=89.674-0.493=89.181m3.3进出口的形式选择及布置渡槽进出口渐变段,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,因此采用直线扭面式。渡槽进出口渐变段的长度经验公式： La=C(B1-B2 ) （3-3）式中： B1 渠道水面宽度，m； B2渡槽水面宽度，m； C系数，进口取1.52.0，本设计采用1.8；出口取C=2.53.0，本设计采用2.8。由
34、上述公式可得： 进口渠道水面宽度 B1 = 2.90.52+4=6.9m 出口渠道水面宽度 B2=2.9810.52+4=6.981m 进口渐变段长 L1=1.8(6.9-4)=5.22m，取L1=6m 出口渐变段长 L2=2.8（6.981-4）=8.35m，取L2=9m 3.4 其它资料渡槽长12m。渡槽的设计标准为级，故其结构安全级别为级，则结构重要性系数0=1.0，正常运行期为持久状况，其设计状况系数=1.0，永久荷载分项系数G=1.05，可变荷载分项系数Q=1.20，结构系数d=1.20。钢筋混凝土重度 砼=25KN/m3 混凝土强度（C30）fc=14.3N/mm2, ft=1.4
35、3N/mm2 钢筋强度 级 fy=fy=fyv=200N/mm2，Es =2.1105N/mm2 级 fy=fy=fyv=300N/mm2，Es =2.0105N/mm2 人群荷载 q=3.0KN/m2 第四章 槽身结构计算4.1 渡槽基本尺寸的确定根据前面计算结果，槽净宽B4.0m，。该渡槽无通航要求，槽顶设拉杆，间距2m，拉杆的截面尺寸为2020 cm，； 侧墙厚度t按经验数据t/h=1/121/16确定，在此取t0.2 m，底板厚通常做成恻墙等厚，因此也取0.2 m；渡槽要满足行人要求，故在拉杆上设置人行板，板宽取100cm，厚10cm。其断面尺寸如图：图4.1槽身截面尺寸图4.1.1槽
36、身高度不计超高，用校核水深2.4m确定槽身的高度，即从底板上表面至横杆中心的高度为2.4m。4.1.2横拉杆横杆的正方形截面，取为150150mm，横杆的间距为2m。4.1.3人行道板由横杆间距为2m，人行道板宽度一般取8001200m，厚度取为60100mm，故选人行道板宽度为（600+400）mm=1000mm，厚度为100mm。4.2 槽身的稳定验算 4.2.1槽身的计算简图及荷载计算位于大风区的渡槽，轻型壳体槽身可能被风荷掀下来。因此需验算槽身的整体稳定性。最不利荷载的情况为槽中无水，槽身竖向荷载仅有N1，水平向荷载为风荷P1.(1) 槽身自重 N1 N1=0.10.62+0.20.2
37、3.2+30.8+3.20.2-(2.3+2.3-0.4) 0.220.5 =61.2KN/m(2) 风压力 P1风压如下图所示:计算公式为 W=KKzW0 （4-1） 式中： K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k=1.21.3（空槽取小值，满槽水取大值）本设计k=1.2； Kz 风压高度变化系数，本设计取; W0 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(TJ9-74)中全国基本风压分布图上的等压线进行插值酌定W0=0.35; 则 W=KKzW0=1.21.450.35=0.609KN/m2 4.2.2 抗滑稳定验算稳定分析，
38、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kckc=阻滑力/滑动力=fNi/Pi （4-2） 式中：Ni所有铅直方向作用力的总和（KN）； Pi 所有水平方向作用力的总和（KN），本设计中等于半跨槽身风
39、压总和，Pi =12/230.609=17.5392； 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 =0.35； Kc= fNi/Pi=0.3561.2(0.60918)=1.95KC=1.21.3 Kc KC=1.21.3满足抗滑稳定性要求4.2.3 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： K0 =
40、M抗M倾=LNMy=LNPh （4-3）式中La =铅直力到槽身支承点的距离N=基底面承受的铅直力总和P=水平力的总和h=水平力到槽身支承点的距离 在此 La =2 ,h =1.5 K0 =LNMy=LNPh =61.22(10.9621.5) =7.44Kc= 1.21.3 Kc KC=1.21.3满足抗倾稳定性要求4.3槽身纵向结构计算4.3.1荷载、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
41、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。图4.3 槽身等效截面示意图（1）槽身高H=H校核+0.5H横杆+H人行+t+w （4-4） =2.4+0.2+0.2+0.1+0.1=3.0m(2)计算跨度：简支板、梁的计算跨度L0可取下列各值L0的较小值，如（图4.4）。图4.4 槽身纵向计算简图 (cm)空心板和简支梁：L0=Ln+a 或：L0=1.05Ln ； 式中：Ln板或梁的净跨度；a 板或梁的支承长度； L0=Ln+a=12-0.82+0.8=11.2m L0=1.05Ln =1.05(12-0.82)=10.92m取以上较小者L0=10.92m (3)荷载计算：表4-1 荷载计算表荷载种类 标准值 设计值计算式大小（KN/m）计算式大小(KN/m)1.侧墙重G1k=250.2315G1=1.05G1k1
