渡槽设计说明书

目录设计基本资料- 2 -一. 设计题目- 2 -二. 基本资料- 2 -三. 设计原则与要求- 3 -四. 设计内容- 3 -五. 设计成果- 3 -六. 参考书- 3 - 设计说明书- 4 - 一. 渡槽总体布置- 4 -1，槽身长度的确定- 4 -2. 上下游连接形式及其长度- 4 -3. 渡槽支撑形式- 5 -4. 渡槽基础的形式- 5 -二. 渡槽水力计算- 6 -1. 尺寸拟定- 6 -2. 水头损失- 7 -三. 槽身结构计算- 8 -1. 槽身横向结构计算- 8 -2. 槽身纵向结构计算- 11 -3. 配筋计算- 12 -四. 槽身支撑排架与基础的布置- 14 -1. 支撑排架- 14 -2. 基础- 15 -设计基本资料一.设计题目：钢筋混凝土渡槽xx灌区干渠上钢筋混凝土渡槽，矩形槽身设计，支撑排架和基础结构布置。二基本资料1. 地形：十渠跨越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地面高程（m）97.8092.7087.6683.8583.8087.6089.9(97.6f 97.702.干渠水利要素：设计流量Q设=10 ms/s、加大流量Q加=11.5 ms/s，纵坡i=1/5000，糙率n=0.025.渠底宽B=2m，内坡1： 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，表面为壤土深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/ m24. 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50KN。5. 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II级3号钢，槽身采用C25混凝土，排架及基础采用C20混凝 土。7. 荷载：1）自重：钢筋混凝土 Y =25 KN/ ms水 Y =10 KN/ ms2）人群荷载：3 KN/ ms3）施工荷载：4 KN/ ms4）基础及其上部填土的平均容重为20 KN/ ms三. 设计原则与要求1. 构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范(SDJ20-78)2. 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. 拟定排架及基础尺寸。4. 两岸链接和布置。五. 设计成果1. 计算说明书一份2. 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。排架和基础尺寸，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, 槽身长度的确定十渠跨越xx沟，位于干渠桩号6+000处。由此表可画出此沟的横剖面图：桩号6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面高程(m)97.8092.7087.6683.8583.8087.6089.9097.6 Q设故，符合设计流量的要求V = J = 10l03=0.71m/so A 14.21当Q=10 ms/s，堤顶宽度为2.5m时，查书中表8-5得. = 0.5m则 H = h1 +也 = 3.4m校核加大流量：- A _2 1Q、=一R3i2 = 14.09m3 / s Q 加 n加故，符合加大流量的要求贝U，渠道的深度H=3.4m，水深h =2.9m。 1对于中小型渡槽，进口渐变段长度可取L1大于等于4h（hi为上游渠道水深）;出口渐变段长度可取匕大于等于6 h3 （h3为下游渠道水深）。则，L 4h =11.6m 取 L=12m111L2 6h3=17.5m取 L2=18m综上所述：L1=12m，L2=18m，均采用扭面过渡。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. 渡槽基础的形式采用板梁式条形基础二渡槽水力计算1.尺寸拟定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，通过水力学一A 2 1公式（Q =?R3i2 ）进行计算。当槽身长度L大于等于（1520） h2 （h2为槽内水深）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,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。2 1 在以上经验数据下，设渡槽净宽b=2m,i=1/700,n=0.011带入Q= R3i2计算nA 2 1 2h 水深 h，Q = R3i2=xn 0.01123x=10进行迭代得：h=1.93m一.、一. A 21 2h同理，将加大流量带入上式Q=R3 i 2=xn 0.011迭代得：h加=2.15m 对设计流量进行校核：b=2m,h=1.93m.q =Ar2,2=业 x实 n 0.01120.6593 x=10.04m3 / s-。设=11.5则，V=实= 10.04=2.6m/sA 3.86满足设计流量的要求对加大流量进行校核取 Ah=0.27 m 时，则，b=2m, h=0.27+1.93=2.2m一 A _ 2 14.4一2Q、= R3i2 =X0.6883 X加 n 0.011满足加大流量的要求2. 水头损失进口段水面降落值：Z =上土 (v2 - v2 )= il01(2.62 - 0.712 )= 0.351m2g02 x 9.8(K1=0.1)槽身段沿程降落值：Z1 = iL = 1/ 700 x 72 = 0.103m出口段水面回升值：11 Z 2 = 3 Z = 3 X 0.351 = 0.117 m渡槽总水面降落值：AZ = Z + 彳-Z2 = 0.351+0.103- 0.117 = 0.337m -i Y X2=0 dX c 2乂=/竺、代入m则得m (max ) o1Mx1=0 位置艮口 NCXg7 X=0所以X =1代入数据得：当M0=0时，X1 =Y6N、 c c =2.27m当 Mmax 时，X=丝=1.3mY1此时 Mmax= N、X&y X= 8.6xl.3-1/6x 10x 1.33=7.5KNm(5).底板拉力如二。底板拉力二苧-iETZg（6）.拉杆弯矩的计算荷载君=(0.1x 25 + 3)x 2 = KNm :q2 = 0.162 x 25 = 0.64KNmq L212（3 -笠卜专=-2.35 KNm跨中弯矩：M =您 + 旺=11x爵3 + .64妃.22 = 0.34KNm3L 243 x 2.224弯矩图单位：KNm2. 槽身纵向结构计算(1).荷载：q1= (0.2*2.43*2+0.3*2.2) *25=40.8KN 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).内力计算计算跨度L 计=1.05Lo=1.05*9=9.45m夸中弯矩 M=1/8qL 计2 M=1/8x87.8x9.452=980 KN m3. 配筋计算.侧墙配筋 查表得，fc=11.9 N/mm2,fy=300 N/mm2 K=1.20取 a=30mm，则 h0=h-a=200-30=170mm a = KM = 1.2 x 106 x 7.5 = 003 a s = fbh 11.9 x 1000 X1702 =.& = 1 -：1-2a = 1 - ；1 - 2 x 0.03 = 0.03 0.85& = 0.468SY4 fb& h11.9 x 1000 x 0.03 x 170 A - c o =300= 67.4mm2yp = 674 = 0.04%p = 0.2%1000 x 170 y min所以用最小配筋率配筋 其 A = 1000 x170 x 0.002 = 340mm2选配钢筋 选受拉筋为12300(气=377mm2)(2).底板受压计算 取 a=30mm，则 ho=h-a=300-30=270mma = KM = 1.2x106 x 16.1 = 002 s fbh0 11.9 X1000 x 2702& = 1-(1-2a = 1-、1-2 x 0.02 = 0.02 0.85& = 0.468SY4fb& h11.9 x 1000 x 0.02 x 270A =0 = 214.2mm 2s f300p= 214,2 = 0.08% P = 0.2%1000 X 270 y min所以用最小配筋率配筋其 A = 1000 x 270 x 0.002 = 540mm2选配钢筋选受压筋为中12200 ( A =565mm2)受拉计算判别偏心受拉构件的类型e = M /N = 16.1/ 54.5 = 0.3m = 300mm h/2-a = 300/2-30 = 120mm属于大偏心受拉构件。计算受拉钢筋h = 300 - 30 = 270mme = e -h/2 + a = 300-300/2 + 30 = 180mm 0KN -afbh2 1.2x54.5x 1000x180-0.386x11.9x1000x2702300 x(270 - 30)f、(h - a )y 0按构造规定配置钢筋A、e , s max_ 0 =sA = 0.002 x 1000 x 270 = 540mm2所以配置中 12200( A =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A = 0.002 X160 X130 = 41.6mm2所以配置4中8( A =201mm2)箍筋中6300(4).槽身纵向配筋计算取 a=30mm，则 ho=h-a=2860-30=2830mm b=400mma = KM = 1.2 X106 x 980 = 0 03 七=fbh。 11.9 x 400 x 28302 = .&= 1 - ：1 - 2a = 1 -、1 - 2 x 0.03 = 0.03 0.85& = 0.468SY4fb& h11.9 x 400 x 0.03 x 2830A = =300= 1347mm 2yp = _1347_ = 0.12% p = 0.2% 400 x 2830 y min所以用最小配筋率配筋其 A = 400 x 2830 x 0.002 = 2260mm2选配钢筋选筋为 8 20 ( A, =2513mm2)(5).构造钢筋配置均按照构造配筋(如图所示)。四.槽身支撑排架与基础的布置1.支撑排架槽身支承采用单跨多层排架，为满足承压和减少伸缩吗查阻力，柱顶设钢 板垫座，排架与基础按固接考虑。其排架尺寸。立柱:长边(顺槽向)b1 (1/20-/30) H常用=0.40.7m短边(横槽向)h1= (1/1.51/2) b1取 b1=0.5m常用 h1=0.3-0.5m取 h1=0.4m横梁:间距L=2.54.5m取 L=2.5m长 L =L1-h1取 L =2.1m高h2= (1/6-1/3) L取 h2=0.5m宽b2= (1/1.5-1/2) h2取 b =0.3m牛腿:C=1/2b, h b1取 C=0.3m h=0.6m编号123456高度(m)6.510.913.8613.8610.98.37由图纸量出：排架高度如表所示76.52.基础采用整体式钢筋混凝土板梁基础，地下埋置深度大于1m。底板宽度：B大于3b1取B=2m底板长度：L1大于5h1取L1=4m基础厚度：t=1m左右取t=1m