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文档简介
摘要本次设计作为水利水电工程专业本科生毕业设计,重要目在于运用所学关于专业课,专业基本知识及基本课等理论;理解并初步掌握水利工程设计内容,设计办法和设计环节;熟悉水利工程设计规范;提高编写设计阐明书和各种计算及制图能力。依照设计任务书,阐明书分为四章。第一章,基本资料。第二章,整体布置,拟定渡槽线路和槽身总长度,进行水利计算,拟定槽底纵坡以及进出口高程。第三章,槽身构造设计,拟定槽身横断面尺寸,进行槽身纵横断面内力计算及构造计算。第四章,支承构造设计,拟定支承构造尺寸,进行支承构造构造计算,渡槽基本构造计算及渡槽整体稳定性计算。AbstractThisdesignisagraduationprojectofundergraduation.Itsmainaimistoapplywhathavebeenlearnedinclass,suchasspecializedcourses,specializedbasiccourses,basiccoursesandsoon,toinitiallymasterthecontentofdesign,themethodsofdesign,thestepsofdesignoftheirrigationproject;tohaveanintimateknowledgeofthedesignstandardoftheirrigationproject;toraisethecapacitytocompilethedesignexpositionandthecapacityofcalculationanddrawing.Accordingtothetask,thedesignexpositionismadeupoffourchapters.Chapteroneisthebasicmaterial.Chaptertwoisassignmentonthewhole,inwhichtheaqueductlineandtotallengtharedecided,andmakethehydraulicdesigntodecidetheslopeofbottomandthealtitudeofexitandentrance.Chapterthreeisthestructuredesignofaqueductbody,inwhichthecrosssectionofaqueductbodyisdecided,andcalculatetheinternalforceandthestructureofcrosssectionandverticalsection.Chapterfouristhestructuredesignofsupportstructure,inwhichthedimensionsofsupportstructurearedecided,andcalculatetheinternalforceandstructureofsupportstructure,andcalculatethestructureofaqueductfoundations,andcheckthestabilityofaqueductonthewhole.内容摘要 ⅠAbstract Ⅱ第一某些设计阐明书 11基本材料 12地形地质状况 22.1地形资料 22.2地质资料 22.3灌区规划规定 22.4气象资料 32.5其她资料 33输水方案及建筑物型式论证 33.1方案论证 34整体布置 44.1渡槽位置选取 44.2槽身水力设计 44.3槽身支承构造型式选取和布置 44.4跨度、跨数及轮廓尺寸拟定 54.5进出口段型式选取及布置 55槽身构造设计 55.1身槽横剖面型式及尺寸拟定 55.2槽身纵向内力计算及配筋计算 65.3横向内力计算及配筋计算 76支承构造设计 106.1支承构造型式及尺寸拟定 106.2槽墩与槽架构造计算 116.2.1槽墩构造计算 116.2.2槽墩基本构造 126.2.3渡槽整体稳定性验算 12第二某些计算书 131.槽身水力设计 131.1拟定槽身纵坡i、净宽B0和净深H0 131.2渡槽进出口高程计算 132.槽身纵向内力计算及配筋计算 142.1荷载计算 152.2内力计算 162.3正截面配筋计算 162.4槽身纵向抗裂验算 182.5斜截面抗剪计算 193.槽身横向内力计算及配筋计算 193.1底板构造计算 203.1.1短跨方向 213.1.2长跨方向3.2侧墙构造计算 223.3肋构造计算 223.3.1内力计算 233.3.2侧墙与肋所构成T形梁配筋计算3.3.3底板与肋所构成T形截面梁构造计算 303.4槽身稳定验算 323.4.1槽身计算简图及荷载计算 323.4.2抗滑稳定验算 333.4.3抗倾覆稳定验算 344支承结构设计 354.1设计阐明 354.2边墩构造计算 354.2.1荷载计算 364.2.2抗滑稳定计算 374.2.3抗倾覆稳定计算 374.2.4基地正应力验算 374.3槽墩设计 394.3.1基本尺寸拟定 394.3.2应力计算 404.3.3基本应力验算 414.3.4墩顶应力验算 444.3.5墩底应力验算 455细部构造设计 485.1伸缩缝与止水 485.2支座 495.3两岸连接 506工程量计算 51谢辞 52参照文献 53英文文献及中文翻译 54第一某些设计阐明书1基本材料本设计取材于实际工程许营渡槽,许营渡槽是陆浑灌区东一干渠上跨越伊河上建筑物.陆浑灌区是河南省较大灌区之一,灌区处在半山区和丘岭地区,跨越洛阳、开封、郑州市三个地区六个县,灌区灌溉面积134亩。整个灌区是由总干渠和东一、东二、西干三条干渠构成,全长290.5m,建筑物1134座渡槽32座,全长9.8Km.东一干渠规划灌溉面积57.61亩,东一灌区内多为丘陵干旱地区,区内岗洼相间,地面覆盖为红色和棕色黏土及黄土,水文地质较差,缺少地下水源。许营渡槽规划轴线长748.1m,该段为紫红色、红褐色砾岩和夹砂质黏土,砾岩成分为石英砂岩、石英岩等,表面风化严重,凸凹不平,肉眼可见溶蚀,直径大小不一,洞内均有渗水现象。许营渡槽是东一干渠上较大渡槽,因而,该渡槽建成与否关系到整个东一干渠规划灌溉面积,甚至整个陆浑灌区规划灌溉面积。本设计建筑物级别按三级考虑,设计烈度为80。本设计任务重要有两项,一是依照东一干渠许营段地质地形条件,初拟两种不同类型跨越河流建筑物型式,并通过技术经济比较,从中选取经济合理,安全可靠可行性方案;二是依照选定方案,拟定构造尺寸,经指引教师承认后,进行水力与构造计算。方案论证重要对拱式U形断面渡槽和梁式矩形断面渡槽进行了论证,最后选定了梁式矩形断面渡槽。拟定方案设计重要涉及了槽身整体布置、纵剖面设计、槽身设计、支承构造设计等。整个渡槽长748.1m,分为39跨,每跨17.5m,设计流量40m3/s,加大流量45m3/s。坡度为1/1300。槽身为普通钢筋混凝土构造,矩形断面带拉杆,槽身净宽4.56m,净深3.65m,侧墙厚20cm,高4.2m,底板厚40cm,拉杆为20cm×20cm方形断面,间距2m。在主河槽段由于离地面距离大又有过水规定采用空心圆矩形断面混凝土墩,共40个,墩身最大高度48.5m,四周以20:1坡度向下扩展。渡槽两端设重力式槽台,纵剖面为一侧直立梯形断面,整个槽台高本设计计算某些重要涉及渡槽水利计算、槽身规定工况下内力配筋计算、在横向风压下稳定验算、抗裂验算;槽墩墩身应力验算、在横向风压下基底稳定和应力验算;槽架规定工况下内力配筋计算、基本内力配筋计算;槽台基底应力及稳定验算。本设计重要原则是:通过毕业设计,使所学到知识得到巩固、扩大加深和系统化,同步加强运用理论知识来解决实际问题能力,提高对实际工程设计计算、绘图等基本技能,培养和建立对的设计思想,实事求是,刻苦钻研,通过自己努力从中受益,为尽快适应将来工作和学习打下坚实基本。由于时间较短水平有限,有些地方难免做不到位,做不细致,望阅者予以指正。[核心词]:渡槽槽身槽墩内力计算地形地质状况2.1地形资料由地形图可知本设计是东一干渠上一过水建筑物,横跨浏间河,此灌区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黏土及黄土。在龙门以东偃师、巩县半山区和丘陵区水文地质较差,缺少地下水源。地表沟壕大某些为南北向,对于排除地面径流与灌区渗水有利,不会产生盐碱化和沼泽化威胁。2.2地质资料跨越过水建筑物起止桩号为70+294~70+776.4,河底高程为235米,河槽某些覆盖层厚度约为5~20米,表层为中、重粉质壤土(厚度为1~5米)。其中,中粉质壤土为人工造田,下面为卵石(厚度为10~20米),卵石层透水性较小。重粉质壤土含少量砾石,钻进中孔壁普通稳固,构造密实。基岩为白云质灰岩,夹泥质灰岩。基岩埋深10~20米,百云质灰岩多呈灰和深灰色。河槽段风化溶蚀严重,风化溶蚀限度不一,最大深达10~19米。左岸基岩裸露,岩石坚硬完整,有断层两条,充填密实,但上部岩石受断层切割和风化较破碎,但稍加解决即可作地基。右岸基岩埋藏较深,约5~12米,呈棕黄色,土质较均一,构造密实,具备发缝构造,有风易风化剥蚀,边坡易于变形。土平均干容重r=1.6g/cm3,饱和快剪=20°~22°,c=0.74~0.95㎏/㎝2,地下水位在219.4~224.7米2.3灌区规划规定渠道设计流量Qd=40m3边坡系数m=1.75出口渠底设计高程266.68渠道纵坡i=1/1200渠底宽2.85m进口渠底设计高程2容许总水头损失0.80m2.4气象资料本灌区属于华北干旱区,平均近年降雨量只有500~600mm,并且分布很不均匀,有60~70%集中在汛期。作物生长浮现严重缺水状况,年平均蒸发量为mm。2.5其她资料无论采用何等输水方式,此工程按三等建筑物设计。灌区最大风速为18m/s,最大冻土深度0.5m.依照洛阳地区地震局提供有关资料,灌区重要建筑物设计烈度为8°。若采用渡槽输水,可不考虑交通规定和通航规定。附图=1\*GB3①河南省陆浑灌区东一干渠地形图一张,比例尺1/1000;=2\*GB3②河南省陆浑灌区东一干渠地质纵剖面图一张,比例尺1/1000。3输水方案及建筑物型式论证3.1方案论证初步设计时拟定了绕山渠道、渡槽、倒虹吸管三种方案,如下为三种方案论证比较。绕山渠道,渠道选线普通规定在满足输水任务前提下,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体平行且尽量布置在灌区脊线,以争取最大自流灌溉面积。依照本设计所给地形地质资料,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,增长了工期不拟定性。地质资料还表白该地段溶蚀洞穴较多,透水性强,输水量又难以保证。因以上因素排除绕山渠道方案。倒虹吸管,倒虹吸管是设立在渠道与河流谷地道路相交处压力输水建筑物,与渡槽相比,普通具备造价低,施工以便等长处,但水头损失较大,运用管理不如渡槽以便。许营渡槽所处地段风化严重,易淤积,地形复杂,竣工后虹吸管稳定性差,地下溶蚀洞穴较多,采用此方案水量损失严重,大大减少了该工程经济效益,结合以上因素排除倒虹吸方案。渡槽,渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路明流输水建筑物。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,在国内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经验,运用管理也以便,不易淤积,又便于交通和通航。结合以上阐述依照许营段实际状况修建渡槽适当,故如下本设计选用渡槽方案。4整体布置4.1渡槽位置选取渡槽位置选取是选定渡槽中心线及槽身起止点位置。本设计渡槽中心线已选定。详细选取时可以从如下几方面考虑:(1)槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工地方,以便缩短槽身长度、减少工程量、减少墩架高度;(2)槽轴线最佳成始终线,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、水流顺直地段,避免位于河流转弯处;(4)为了在渡槽或上、下游填方渠道发生事故时停水检修,经常在进口段或进口前恰当位置设立节制闸,以便与泄水闸联合运用,使渠水泄入溪谷或河道。4.2槽身水力设计(1)拟定槽身纵坡i、净宽B0和净深H0。渡槽纵坡取为0.00087,依照计算书中计算可得B0=4.565m,H0=3.652m。普通状况下,渡槽总长度常不不大于进口前渠道20倍。槽中水流按明渠均匀流计算图2—1渡槽水力计算图(单位:cm)4.3槽身支承构造型式选取和布置梁式渡槽槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上。为适应温度变化及地基不均匀沉陷等因素而引起变形,必要设立变形缝将槽身分为独立工作若干节,并将槽身与进出口建筑物分开。变形缝之间每一节槽身沿纵向是两个支点因此既起输水作用又起纵向梁作用。依照支点位置不同,梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。单悬臂梁式普通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以便,接缝止水构造简朴,但跨中弯矩较大,底板受拉对抗裂防渗不利。简支梁式槽身惯用跨度为8-15m。由于该渡槽槽高较大,本设计采用简支梁式槽身,跨度取为17.5m4.4跨度、跨数及轮廓尺寸拟定槽身段长度为686米,跨度为17.5米,共39跨。第1、27、28跨为台槽,台槽下为重力墩支承,其她各跨均由重力空心墩支承4.5进出口段型式选取及布置渡槽进出口均需设立渐变段,渐变段采用扭曲面形式,普通用素混凝土建造。渐变段长度L普通采用经验公式计算,即Lj≥(4~6)h(2—1)式中Lj——进口段取Lj≥4h,出口段取Lj≥6h;h——进出口渠道水深。则进口渐变段L1≥43.744=14.98m,取L1=15.6出口渐变段L2≥6×3.021=18.2m,取L2=18.55槽身构造设计5.1身槽横剖面型式及尺寸拟定槽身横断面最惯用是矩形和U形。大流量钢筋混凝土梁式渡槽多采用断面依照灌区规划规定,渡槽无通航规定,且渡槽槽身上不设人行道,故为了改进槽身横向受力条件,沿槽顶每隔2m设一根拉杆,为了减薄侧墙和底板厚度槽身每隔2m加设一根横肋。槽顶设人行桥,搁置于拉杆之上,以便检修。侧墙厚度为20cm,底板厚为20cm,详细形式如下:图3—1槽身横断面型式图5.2槽身纵向内力计算及配筋计算图3—2槽身纵向计算简图依照支承形式,跨宽比及跨高比大小以及槽身横断面形式等不同,槽身应力状态与计算办法也不同,对于梁式渡槽槽身,跨宽比普通都不不大于4.0,跨高比也比较大,故可以按梁理论计算。计算简图见图2—2。槽身纵向普通按满槽水,即水深与拉杆下缘齐平状况设计。纵向计算中荷载普通按匀布荷载考虑,涉及槽身重力(拉杆等小量集中荷载也换算为匀布)、槽中水体重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载,而人群荷载为可变荷载。依照梁支承形式计算纵向梁内力,弯矩及剪力求出后,即可按受弯构件进行正截面及斜截面强度计算以及抗裂度验算。经计算(详细计算过程见《计算书》2),槽身纵向配筋面积As=9099mm,选用4φ36+4φ40,钢筋布置见图3—3图3—3槽身纵向配筋图5.3横向内力计算及配筋计算由于在设计中选用了有拉杆加肋矩形槽,因此横向计算时沿槽长取肋间距长度上槽身进行分析。作用于单位长脱离体上荷载除q(自重力加水重力)外,,两侧尚有剪力Q1及Q2,其差值ΔQ与荷载q维持平衡。ΔQ在截面上分布沿高度呈抛物线形,方向向上,它绝大某些分布在两边侧墙截面上。工程设计中普通不考虑底板截面上剪力。侧墙与底板均按四边固定支承板设计,计算条件为满槽水,则其荷载为满槽水时水压力。计算简图如图3—4。图3—4中l1为肋间距,q1为作用于侧墙底部水压力,q2为底板重力与按满槽水计算槽内水压力之和。(a)计算简图(b)沿槽身宽度方向(c)沿槽身高度方向图3—4槽身横向构造计算简图经计算(详细计算见《计算书》),底板配筋为,顺槽向内侧为φ10@250,外侧为φ14@250,横槽向内侧为φ8/10@250,外侧为φ14@250。侧墙配筋均按最小配筋率配筋,顺槽向、横槽向内侧配筋均为φ8/10@250,顺槽向外侧为φ12/14@250、横槽向外侧为φ10/12@250。肋所承受是肋间距长度上荷载,按有拉杆矩形框架计算。肋和侧墙、肋和底板构成T形截面(侧墙和底板是肋翼缘),顶部是一根拉杆,顺槽向长度为肋间距(肋两侧各取半个肋间距)。计算时由于拉杆刚度较小,故杆端作绞接考虑,因而图示构造为一次超静定,不计轴力及剪力对变位影响,用力法可求解赘余力X1。图3—5肋构造计算图图3—2中P0为槽顶荷载,M0为槽顶荷载对侧墙中心所产生力矩。求出赘余力X1后,再计算各项横向内力,计算时,弯矩以外侧受拉为正,轴力以拉力为正。作出侧墙及肋、底板及肋弯矩图、剪力图和轴力图(图3—6)。图3—6肋各项内力图求出肋内力之后即可进行侧墙肋和底板肋配筋计算。依照内力图选用最不利荷载组合,分别按偏心受压构件和偏心受拉构件计算侧墙肋和底板肋配筋,再进行肋抗裂计算。通过计算最后拟定,侧墙肋内侧钢筋选用2φ12,As'=226mm2;侧墙肋外侧钢筋选用2φ12,As=226mm2,并按构造规定配备φ6@200箍筋。底板肋内侧钢筋选用4φ18+4φ20,As=2275mm2,底板肋外侧钢筋选用2φ14,As=308mm2,并按构造规定配备φ图3—7底板肋配筋图图3—8侧墙肋配筋图6支承构造设计6.1支承构造型式及尺寸拟定梁式渡槽支承墩、架有重力式槽墩、钢筋混凝土槽架、混合式墩架和柱桩式槽架等型式。重力式实体墩墩身可用石料、混凝土等材料建造,顶部顺渡槽水流方向宽度稍不不大于槽身支承面所需要宽度,普通不不大于0.8~1.0m,垂直渡槽水流方向长度约等于槽身宽度。墩头普通采用圆形。墩身顶部用100号到200号混凝土作成墩帽,厚度不不大于0.3m,四周比墩身顶部外伸5~10cm。为满足墩体强度和地基承载力规定,墩身四侧常以20:1~40:1坡度比向下扩大,基地面则依照地质条件恰当扩大。梁式渡槽边墩常采用入土所示挡土墙式实体重力墩,也称槽台,除承受承受槽身传来荷载外,还承受背面填土压力,是挡土墙式构造,故高度普通不超过5~6m。背面坡坡度系数普通为m=0.25~0.5。顶部也需要设立墩帽。墩下部设排水孔,孔径4~6cm,可设1~2排,孔进口设反滤层,出口高出地面10~30cm。梁式渡槽槽架是钢筋混凝土构造,有单排架、双排架和A字形架等几种型式。单排架适应高度普通在15m以内,双排架是空间构造,在较大竖向及水平向荷载作用下,其强度、稳定及地基应力较单排架容易得到满足,适应高度普通在15~25m左右。(a)边墩断面图(b)重力式槽墩断面图图4—1槽墩和槽墩构造构造与尺寸图6.2槽墩与槽架构造计算6.2.1对于重力式槽墩,普通只验算水平截面(重要是墩身与墩帽结合面和墩身与基本结合面)上正应力,规定不浮现拉应力。墩身应力验算普通应考虑如下几种状况:①满槽水加横向风荷载;②空槽加横向风荷载;③施工过程中槽墩两侧(顺槽向)荷载不对称作用时。由于时间关系,本设计只进行边墩构造计算。边墩计算条件取满槽水。计算简图见图4—2。图4—2边墩计算简图边墩构造计算重要涉及:抗滑稳定计算,抗倾覆稳定计算,以及基地正应力计算,最后拟定边墩及支座构造及尺寸。经计算,前面设计边墩尺寸是合理,构造是稳定。但基本尺寸偏小,应改为5.86×3.5m26.2.2槽墩基本构造槽墩基本采用整体板式钢筋混凝土基本。由于这种基本设计时需考虑弯曲变形,故又称为柔性基本。它能在较小埋置深度下获得较大基底面积,故体积小施工以便,适应不均匀沉陷能力强,但需一定数量钢材。对于槽墩构造,普通都采用这种基本。基本板尺寸拟定重要涉及:横槽向长度L、顺槽向宽度B和基本底板有效厚度h0。基本板面积应满足地基承载力规定。基本底板有效厚度是由基本材料决定,应满足冲切强度规定。6.2.3渡槽整体稳定性验算选定了各个某些形式和布置尺寸后需验算渡槽及其地基稳定性,如不满足规定,应修改布置方案。位于大风区渡槽,轻型壳体槽身也许被风荷掀下来。因而需验算槽身整体稳定性。槽中无水为最不利计算条件。槽墩或槽架及其基本在水平荷载作用下,也许沿基底面产生水平滑动。因而需进行渡槽抗滑稳定性验算与抗倾覆稳定性验算。计算条件:当小时,对抗滑稳定是不利条件,故计算槽中无水状况。即中不涉及槽中水重。为了保证渡槽工程安全和正常运用,基底压应力及其分布须满足:①σmax≤[σ];②基底合力偏心距应满足《公路桥涵设计规范》规定,非岩石地基上槽墩(或架)基本,规定在基本组合荷载状况下满足e0≤0.1ρ。渡槽浅基本基底压应力演算按横槽向和顺槽向分别计算基底压力而不叠加,并分别考虑各自不利条件。横槽向验算时,槽中通过设计流量或满槽水、河道高水位加横向风压力是验算基底合力偏心距不利条件。通过验算,渡槽整体稳定性符合规定。第二某些计算书1.槽身水力设计1.1拟定槽身纵坡i、净宽B0和净深H0渡槽纵坡取为i=1/1250。依照计算书中计算可得B0=4.565m,H0=3.652渡槽容许水头损失[⊿Z]=0.8m,扣除进出口水头损失后余下约0.6m,槽身总长度L=686m,初选槽底纵坡i=1/1250。由于槽身跨度较大,宜采用较大宽深比值B0/H0值取0.8,经试算,得B0=4.565m,H0=3.652m,h0=3.25m,因此通过设计流量时,槽中实有水面超高值为H0-h0=3.652-3.25=40.2cm,规定值为[(h0/12)+5]=[(325/12)+5]=31.7cm,故最后拟定i=1/1250,B0=4.565,1.2渡槽进出口高程计算进口段布置形式较复杂,本设计选用长扭曲面,则进口段水面降落⊿Z1=(1+ξ1)(1—4)式中v1、v——分别为上游渠道及渡槽内平均流速;ξ1——进口段水头损失系数。依照式(1—1)可以推求渠道试算公式如下:h=[]3/8(1—5)式中m——渠道边坡系数;b、h——分别为渠道宽和高;其她符号意义与前相似。图1—1渡槽水力计算图已知上游渠道水力参数,Q=40m3/S,n=0.025,m=1.75,b=4.0m,i=1/1200,上游渠道正常水深h1=v1==0.886m/s已知下游渠道水力参数,Q=40m3/s,n=0.025,m=1.75,b=4.0m,i=1/1200,下游渠道正常水深h2=269.701-266.68=3.021m。所如下游渠道水流速度为v渡槽内流速为v=2.70m/s。取ξ1=0.10,则依照式(1—4)可得⊿Z1=(1+0.10)=0.364(m)槽身段水面降落ΔZ2=iL=0.549m(1—6)式中L——槽身段长度。出口段水面降落值ΔZ3可用下式近似计算,即⊿Z3=(1-ξ2)(1—7)式中ξ2——出口段水头损失。取ξ2=0.03,则依照式(1—7)可得⊿Z3=0.30(m)通过渡槽总水头损失ΔZ可按下式计算,即⊿Z=⊿Z1+⊿Z2-⊿Z3(1—8)则⊿Z=0.364+0.549-0.30=0.613(m)依照图1—1所示条件可拟定出如下各值(符号意义见图1—1):进口槽底高程▽1=▽上+H1-⊿Z1-H=267.61(m)进口槽底抬高y1=▽1-▽3=0.13(m)出口槽底高程▽2=▽1-iL=267.061(m)出口渠底降落y2=hs-⊿Z3–H=3.744-0.3-3.25=0.194m出口渠底高程▽下=▽2–y2=267.061-0.194=266.867m验证:▽上–▽下=267.48-266.867=0.613m,计算无误,满足规定。2.槽身纵向内力计算及配筋计算依照支承形式,跨宽比及跨高比大小以及槽身横断面形式等不同,槽身应力状态与计算办法也不同,对于梁式渡槽槽身,跨宽比普通都不不大于4.0,跨高比也比较大,故可以按梁理论计算。槽身纵向普通按满槽水,即水深与拉杆下缘齐平状况设计。图2—1槽身横断面型式(单位:cm)2.1荷载计算依照灌区规划方案中拟定,渡槽设计原则为3级,因此渡槽安全级别Ⅱ级,则安全系数为γ0=1.0,混凝土重度为γ=25kN/m3,正常运营期为持久状况,其设计状况系数为ψ=1.0,荷载分项系数为:永久荷载分项系数γG=1.05,可变荷载分项系数γQ=1.20,构造系数为γd=1.2。纵向计算中荷载普通按匀布荷载考虑,涉及槽身重力(拉杆等小量集中荷载也换算为匀布)、槽中水体重力及人群荷载。其中槽身自重、水重为永久荷载,而人群荷载为可变荷载。槽身自重原则值g1k=γ0ψγV1=25×[0.2×5.365+0.2×3.652×2+0.6×0.2×2+0.2×0.2×3+1.0×0.1+0.6×0.2×2+0.2×7×]=86.69(kN/m)设计值g1=γG。g1k=1.05×86.69=91.02(kN/m)水重原则值g2k=γ0ψγV29.81×[4.565×3.652-0.2×0.2×2]=162.76(kN/m)设计值g2=γG。g2k=1.05×162.76=170.90(kN/m)人群荷原则值qk=2.8×[1.21.0]=7.09(kN/m)设计值q=1.2×7.09=8.51(kN/m)2.2内力计算梁式渡槽单跨长l=17.5m,槽高H=跨高比l/H=17.5/4.1=4.72≥4.0故可按梁理论计算,沿渡槽水流方向按简支或双悬臂梁计算应力及内力:图2—2槽身纵向计算简图(单位:cm)计算长度l=l0-l=17.5-0.5×=17.17(m)跨中弯矩设计值为M=γ0ψ×(g1+g1+q)l2=1.0×1.0××270.921×17.172=9983.740(kN/m)跨端剪力设计值Qmax=γψ×(q+g1+g2)l=1.0×1.0××270.920×17.17=2325.857(kN)2.3正截面配筋计算对于简支梁式槽身跨中某些底板处在受拉区,故在强度计算中不考虑底板作用,但在抗裂验算中,只要底板与侧墙接合能保证整体受力,就必要按翼缘宽度规定计入某些或所有底板作用。不考虑底板与牛腿抗弯作用,将渡槽简化为由两边侧墙构成矩形截面。渡槽处在露天(二类环境条件),则依照规范查得混凝土保护层厚c=35mm,排两排钢筋,因此受拉钢筋合力点至截面受拉边沿距离a=80mm,则截面有效高度h0=h-a=4252-80=4172mm依照计算简图和截面内力平衡条件,并满足承载能力极限状态计算规定可得两个基本设计公式:(2—1) fcbx=fyAS(2—2)式中M——弯矩设计值,按承载能力极限状态荷载效应组共计算,并考虑构造重要性系数γ0及设计状况系数ψ在内;Mu——截面极限弯矩值;γd————构造系数,γd=1.20;fc——混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土选用C25,则fc=12.5N/mm;b——矩形截面宽度;x——混凝土受压区计算高度;h0——截面有效高度;fy——钢筋抗拉强度设计值;As——受拉区纵向钢筋截面面积;将ξ=x/h0代入式(1—14)、(1—15),并令αs=ξ(1-0.5ξ),则有(2—3)fcξbh0=fyAs(2—4)ξ≤ξb(2—5)ρ≤ρmin(2—6)依照以上各式,计算侧墙钢筋面积如下:==0.068>ρmin=0.15%选4φ36+4φ40AS=9099(mm2)2.4槽身纵向抗裂验算受弯构件正截面在即将开裂瞬间,受拉区边沿应变达到混凝土极限拉伸值εmax,最大拉应力达到混凝土抗拉强度ft。钢筋混凝土构件抗裂验算公式如下:Ms≤γmαctftkW0(2—7)ML≤γMαctftkW0(2—8)式中αct——混凝土拉应力极限系数,对荷载效应短期组合αct取为0.85;对荷载效应长期组合,αct取为0.70;W0——换算截面A0对受拉边沿弹性抵抗距;y0——换算截面重心轴至受压边沿距离;I0——换算截面对其重心轴惯性距;ftk——混凝土轴心抗拉强度原则值。混凝土标号为C55,钢筋为Ⅱ级钢,则Ec=3.55×104N/mm2,Es=2.0×105N/mm2。故==2547530.957()依照《水工混凝土构造设计规范》,选用γm值。由bf/b>2,hf/h<0.2,查得γm=1.40,在γm值附表中指出,依照h值不同应对γm值进行修正。短期组合跨中弯矩值=1.0×(86.69+162.76+7.09)×=9229.361(kN.m)>Ms长期组合跨中弯矩值(人群荷载准永久系数ρ=0)=1.0××(86.69+162.76)×17.172=9192.51(kN.m)>Ml综合上述计算可知,槽身纵向符合抗裂规定。2.5斜截面抗剪计算支座边沿截面剪力设计值V=Qmax=2325.857(kN)截面有效高度hw=h0=4172mm,由于h0/b=4172/400>6.0,故截面尺寸满足抗剪规定。混凝土截面受剪承载力>因而,无需配箍筋。3.槽身横向内力计算及配筋计算由于在设计中选用了有拉杆加肋矩形槽,因此横向计算时沿槽长取肋间距长度上槽身进行分析。作用于单位长脱离体上荷载除q(自重力加水重力)外,,两侧尚有剪力Q1及Q2,其差值ΔQ与荷载q维持平衡。ΔQ在截面上分布沿高度呈抛物线形,方向向上,它绝大某些分布在两边侧墙截面上。工程设计中普通不考虑底板截面上剪力。(a)计算简图(b)沿槽身宽度方向(c)沿槽身高度方向图3—1槽身横向计算计算简图侧墙与底板均按四边固定支承板设计,计算条件为满槽水。图3—1中l1为肋间距,q1为作用于侧墙底部水压力,q2为底板重力与按满槽水计算槽内水压力之和,依照图2—4所示条件可得(3—1)(3—2)以上各式中γ——水重度;γh——钢筋混凝土重度;δ——底板厚度。3.1底板构造计算q2=1.0×103×9.8×3.65+25×103×0.2=40.77(kN/m)短长边之比l1/l2=2.25÷4.88=0.50查表[1],按直线插值αx=0.0406,αy=0.0105,αx0=-0.0829,α0y=-0.0570其中αx、αy——分别为平行于短边和长边方向板中心点弯矩系数;αx0、αy0——分别为固定边中点沿短边方向和长边方向弯矩系数。各弯矩值可按下式计算弯矩=系数×plx2(3—3)式中lx——短边边长。则Mx=0.0406×40.77×2.252=8.380(kN.m)My=0.0105×40.77×2.252=2.167(kN.m)Mx0=-0.0829×40.77×2.252=-17.111(kN.m)M0y=-0.0570×40.77×2.252=-11.765(kN.m)依照《水工钢筋混凝土构造》,板厚200mm,受力钢筋间距取为250mm3.1.1短跨方向:a=30mm,h0=170mm选用Ⅰ级钢筋,则fC=210N/mm2,分别计算正弯矩方向和负弯矩方向配筋量:正弯矩Mx=8.308kN.m时,选φ10@250,AS=314mm负弯矩MX0=-17.111kN.m时,选φ14@250,AS=616mm23.1.2长跨方向:钢筋位于短跨方向配备钢筋内侧,故a=49mm,则板有效高度为h0=h-a=200-49=151mm,正弯矩My=2.167kN.m时,选φ8/10@250,AS=258mm2负弯矩My0=-11.765kN.m时,选φ12@250,AS=452mm23.2侧墙构造计算由于侧墙受力为不均匀荷载,无法查表计算,故按最大值匀布荷载进行配筋,其成果更安全。q1=γh=9.8×103×3.65=35.807(kN.m)短长边之比l1/h=2.25/3.65=0.616查表,按直线插值可得αx=0.0374,αy=0.0142,αx0=-0.0784,αy0=-0.0574依照式(3—3)可得,MX=0.0374×35.807×2.252=6.780(kN.m)My=0.0142×35.807×2.252=2.574(kN.m)MX0=-0.0784×35.807×2.252=-14.212(kN.m)M0Y=-0.0571×35.807×2.252=-10.351(kN.m)计算过程与底板相似,成果如下:短跨方向:正弯矩配筋为φ8/10@250,AS=258mm2;负弯矩配筋为φ12/14@250,AS=534mm2长跨方向:正弯矩配筋为φ8/10@250,AS=258mm2负弯矩配筋为φ10/12@250,AS=383mm3.3肋构造计算肋所承受是肋间距长度上荷载,肋和侧墙、肋和底板构成T形截面(侧墙和底板是肋翼缘),顶部是一根拉杆,顺槽向长度为肋间距(肋两侧各取半个肋间距)。计算时由于拉杆刚度较小,故杆端铰接考虑,因而图示构造为一次超静定,不计轴力及剪力对变位影响,用力法可求解赘余力X1。3.3.1内力计算图3—2肋构造计算简图图3—2中P0为槽顶荷载,M0为槽顶荷载对侧墙中心所产生力矩。依照构造力学用力法解X1,列力法基本方程:δ11X1+Δ1P=0(3—4)式中δ11——基本体系在单位力X1方向产生位移;Δ1P——基本体系在荷载作用下产生位移。图3—3中MP图为所有荷载产生弯矩,M1图为单位荷载产生弯矩,即令X1=1所得到弯矩图。MP图图图3—4X1计算简图图3—5侧墙及肋截面图3—6底板及肋截面图侧墙及肋惯性矩计算如下:A1=2.25×0.2+0.2×0.25=0.50(m2)底板及肋惯性矩计算如下:A2=2.25×0.2+0.2×0.2=0.49(m2)将I1、I2、M0、q1l1、h求出赘余力X1后,可按如下各式计算各项横向内力,计算时,弯矩以外侧受拉为正,轴力以拉力为正。拉杆拉力为NL=-X1=-2.71(3—5)由拉杆中心线到侧墙计算截面距离为y处弯矩为My=-X1y+M0-γl1y3/6(3—6)离拉杆中心线距离为y处侧墙及肋轴力Ny按下式计算(只近似考虑侧墙截面承受剪力ΔQ)(3—7)式中ΔQ——作用于槽身横截面上计算剪力,其值等于肋间距长度上总荷载,即纵向计算中匀布荷载q;t——侧墙厚度;别的符号意义同前。离侧墙中线距离为x处底板及肋弯矩按下式计算(3—8)底板及肋轴向拉力按下式计算Nd=γl1h2/2-X1(3—9)依照以上各式可作出侧墙及肋、底板及肋弯矩图、剪力图和轴力图(见图3—7)。图3—7肋内力图图3—8侧墙肋配筋计算图3.3由于侧墙与肋所构成T形截面梁,翼缘受拉不考虑其抗弯作用,故可简化成如图3—8所示矩形进行配筋计算。∴不考虑纵向弯矩影响。内力组合:Mmax=-159.60kN.m,N=55.628kN计算η值:,故取偏心距为实际值=2869mm。,取ζ1=1.0∴判断大小偏心,由于η=1.0061×2869=2886.51mm>0.3h0=0.3×460=138mm计算AS'及AS:对于Ⅱ钢筋,αst=0.396按最小配筋率计算AS',ρmin=0.2%,因此AS'=ρminbh0=0.2%×225×460=207(mm2)选用2φ12,AS=226mm2计算值。选用2φ12,AS=226mm斜截面受剪承载力计算:故截面尺寸满足抗剪规定。故可不进行斜截面受剪承载力计算,而按构造规定配备箍筋,配筋图如下图所示。图3—9侧墙肋配筋图抗裂验算:普通状况需按荷载效应短期组合及长期组合分别验算,本设计由于是粗略计算,且可变荷载非常小,故只按荷载效应长期组合进行抗裂验算。抗裂演算对象为T形截面梁。基本数据:ES=2.0×105N/mm2,Ec=2.8×104N/mm2,ftk=1.75N/mm2,γd=1.12,γ偏压=γd=1.12,αst=0.7。详细计算如下:换算截面面积A0=bh+(bf-b)bf+αEAs+αEAs'=225×500+(2250-225)×200+×(226+225)=520728.6(mm2)换算截面重心至受拉边沿距离换算截面对其重心惯性矩+=(mm4)则通过以上验算可知,侧墙肋配筋满足抗裂规定。3.3依照底板内力图,选用两组内力按偏心受拉构件进行构造计算。第一组内力组合:M=159.6kN.m,N=67.99kN.m由于底板与肋所构成T形截面梁,翼缘受拉不起抵抗弯矩作用,故可简化成矩形截面进行配筋计算。l0/h=4880÷400=12.2>8,故需考虑纵向弯曲影响。 ,故取偏心距e0=2347mm〉1.0,取ζ1=1.0。判断大小偏心,由于ηe0=1.0268×2347=2386.3(mm)>0.3h0,因此按大偏心受拉构件计算配筋。计算As'及As:对于Ⅱ级钢筋,αsb=0.396选用2φ14,As=308mm2。(偏心受拉构件依照《水工钢筋混凝土构造》不需考虑ρmin选用4φ18+4φ20,AS=2275(mm2)第二组内力组合:M=113.46kN.m,N=67.99kN在此组内力组合伙用下,肋外侧受拉,因此必要通过配筋计算来保证肋外侧受拉强度。计算截面为T形,受拉翼缘宽度bf'=2250mm,高度hf'=200mm,肋宽b=200mm,故按大偏心计算。重心轴到受拉边沿距离为对于Ⅱ级钢筋,αst=0.396故按第一组内力组合求得As=2275mm2满足第二组内力组合配筋规定,因此As'=2275mm2。同理可得,第一组内力组合As'=308mm2抗裂验算:已知:Es=2.0×105N/mm2,Es=2.8×104N/mm2,ftk=1.75N/mm2,γm=1.12αct=0.7,则换算截面面积A0=bh+(bf-b)hf+αEAs+αEAs'=200×400+(2250-200)×200+×(2275+308)=508442.62(mm2)换算截面重心到受压边沿距离换算截面对其重心惯性矩通过上述计算可验证所配钢筋混凝土截面满足抗裂规定。3.4槽身稳定验算3.4.1位于大风区渡槽,轻型壳体槽身也许被风荷掀下来。因而需验算槽身整体稳定性。最不利荷载状况为槽中无水,槽身竖向荷载仅有N1,水平向荷载为风荷P1.(1)槽身自重N1N1=1593/2=796.4(2)风压力P1风压如下图2.2所示:图3—10风压图计算公式为式中:—风载体型系数,与建筑物体型、尺度等关于,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)。本地如果没有风速资料,则可参照《工业与民用建筑构造荷载规范》(TJ9-74)中全国基本风压分布图上等压线进行插值酌定=;则=3.4.2抗滑稳定验算稳定分析,作用于渡槽上力尽管其类型、方向、大小各不相似,但依照它们在槽身沿支承构造顶端发生水平滑动时所起作用看,可以归纳为两大类:一类是促使槽身滑动力,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、制止渡槽滑动力,重要是在铅直方向荷载作用下,槽身底部与支承构造顶端之间产生摩擦力,称之为阻滑力。槽身与否会产生沿其支承构造顶端发生水平滑动,重要取决于这两种力比值,这个比值反映了渡槽水平抗滑稳定性,咱们称之为稳定安全系数=式中:—所有铅直方向作用力总和(KN);—所有水平方向作用力总和(KN),本设计中档于半跨槽身风压总和,;f—摩擦系数,与两接触面物体材料性质及它们表面粗糙限度关于,支座与支承都为钢板时取钢对钢摩擦系数f=0.55;>因此满足抗滑稳定性规定3.4.3抗倾覆稳定验算(1)槽身受风压作用也许发生倾覆,抗倾覆稳定性验算目是验算槽身空水受压作用下与否会绕背风面支承点发生倾覆,抗倾覆稳定不利条件与抗滑稳定不利条件是一致,因此抗倾覆稳定性验算计算条件及荷载组合与抗滑稳定性验算相似。(2)抗倾覆稳定安全系数按下式计算:式中:——铅直力到槽身支承点距离;——基底面承受铅直力总和;——水平力总和;——水平力到槽身支承点距离。在此=1.92=2.38>因此满足抗倾覆稳定性规定.4支承结构设计4.1设计阐明本设计采用圆矩形空心重力墩,边墩常采用挡土墙式实体重力墩,既槽台。重力墩墩身应力普通只验算水平截面上正应力,并按《公路桥涵设计规范》规定容许赚钱法验算。其重要公式如下:轴心受压偏心受压压应力拉应力式中:——计算截面上发向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;A——截面面积。,——曲平面内偏心方向及非偏心方向截面抵抗矩;
——塑性影响系数,,对于矩形(涉及圆端形)截面=1.5,对于非矩形截面,y为截面重心到偏心方向截面边沿距离:,——依照墩身材料选用。本设计中由于此墩受力状况应按偏心受压公式计算。材料选用粗料石砌体,厚20—30厘米,宽度约为厚度1—1.5倍,长度为厚度2.5—4倍,表面凹陷深度不不不大于2厘米,外形为方正六面体,错缝砌筑,缝宽不不不大于2厘米。预制快材料标号初次选为600,沙浆标号采用75#,安全系数为,容许轴心受压应力为对于重力式槽墩,普通只验算水平截面(重要是墩身与墩帽结合面和墩身与基本结合面)上正应力,规定不浮现拉应力。墩身应力验算普通应考虑如下几种状况:①满槽水加横向风荷载;②空槽加横向风荷载;③施工过程中槽墩两侧(顺槽向)荷载不对称作用时。本设计中由于此墩受力状况应按偏心受压公式计算。4.2边墩构造计算边墩计算条件取满槽水状况。由于荷载在渡槽宽度方向上以为是匀布荷载,故构造计算取对象为单位宽度边墩。边墩计算简图如图4—1。4.2.1荷载计算以单位宽度计算。已知地基土剪切角ψ=24○,土体湿容重为γ=18.0kN/m3,浮容重为γ'=11.0kN/m3。边墩自重W=0.5×2.0×25+0.5×(3.0+2.0)×4.0×25+3.5×0.5×25=318.75(kN)边墩所承受顶部半个槽身及水重压力上部荷载扬压力γmH=9.8×3.5=34.3kN图4—1边墩计算简图水平土压力土重W1=[0.5×2.0+2.0×(1.0+0.5)×0.5]×18.0+0.5×0.5×2.0×11.0=41.5kNW2=0.5×0.5×18.0=4.5kN4.2.2抗滑稳定计算(4—1)式中Kc——安全系数;ΣW——作用于边墩滑动面以上铅直力之和;f——边墩与基本接触面抗剪摩系数;PZV——作用于滑动面扬压力;ΣP——作用于滑动面以上水平力之和。依照地基土体性质,及荷载组合方式取Kc=1.05,f=0.45。ΣW=318.75+424.823+48.55×1.0+415+4.5=1211.624kNΣP=0.5×2.5×(20.428+39.406)+0.5×2.5×(39.406+51.004)=187.805kN4.2.3抗倾覆稳定计算(4—2)式中Kc'——抗倾覆稳定系数;Mr——力绕倾覆点抗倾覆力矩;Ms——力绕倾覆点倾覆力矩。Mr=2.0×4.5×25×1.5+0.5×4.0×1.0×25×(2.5+1/3)+3.5×0.5×25×3.5/2+48.55×1.0×(2.5+0.5)+2.5×1.0×18×(2.5+0.5)-0.5×0.5×2.0×18×(2.5+0.5/3)+0.5×0.5×2.0×(3.5-0.5/3)×11+0.5×0.5×18×0.5/2+424.832×1.0=1226.945(kN.m)Ms=20.428×2.5×(2.5+2.5/2)+0.5×2.5×(51.004-39.406)×2.5/3+34.3×3.5×0.5×3.5×2/3=343.651(kN.m)4.2.4基地正应力验算按材料力学偏心受压公式,上下边沿正应力σyu、σyd为(4—3)式中ΣW——单位宽度上所有荷载铅直力总和(涉及或不涉及扬压力);ΣM——单位宽度上计算截面上所有荷载对于计算截面形心力矩总和(涉及或不涉及扬压力),以使上游面产生正压应力为正;L——计算截面沿渡槽方向长度。取边墩与土基相接触截面为计算对象:涉及扬压力状况:L=3.5mΣW=1211.624-34.3=1177.324(kN/m)ΣM=2.0×4.5×25×(-0.25)+0.5×4.0×1.0×25×(0.75+1/3)+48.551×1.25+2.5×1.0×18×1.25-0.5×0.5×2.0×18×(0.75+0.5/3)+0.5×0.5×2.0×(1.75-0.5/3)×11+0.5×0.5×18×(-1.5)+424.823×0.25-20.428×2.5×(2.5+2.5/3)-0.5×2.5×(48.551-20.428)×(2.5+2.5/3)-39.406×2.52×0.5-0.5×2.5×(51.004-39.406)×2.5/3-34.3×3.5×0.5×(3.5×2/3-1.75)=-243.404(kN)不涉及扬压力状况:L=3.5m∑W=1211.624kN/m∑M=208.389kN为了保证渡槽工程安全和正常运用,基地压应力及其分布必要满足:σmax≤[σ],σmin≥0。由于地基土容许压应力为[σ]=250kN/m2,综合以上计算,基本不满足规定。将基本加宽至10.57m,即每侧加宽2.5m,其她尺寸不变,则边墩承受荷载可以看作不变,因此有B=10.57m,L=3.5m涉及扬压力状况:不涉及扬压力状况:4.3槽墩设计4.3槽墩形式为空心圆矩形,设计中墩最大高度为48.5米,墩四周坡度为20:1,在墩身内沿高度每隔3米设立两根钢筋混凝土梁,本设计以最高墩为例来计算阐明。墩顶设立墩帽。顶部垂直渡槽水流方向宽度不不大于槽身支承面所需要宽度等于槽身宽度,每边宽出20厘米,在本设计中取5.6米。顺渡槽水流方向长度约等于槽身支承面所需要宽度,普通不不大于0.8~1.0m,在本设计中取0.8米,墩璧厚0.2米4.3.2顶截面面积==1.33底截面面积==2.81中截面面积==2.07则墩身自重=48.5×2.07×25=2510KN一跨槽身重=1593KN一跨槽水重=2990KN槽受风压=0.609×5.6×17.5/2=29.841KN墩受风压=0.525×3.6×48.5=91.67KN——其中0.525为基本风压。4.3.3空槽及风压工况下抗滑抗倾验算及基本应力验算抗滑稳定验算抗滑稳定验算计算公式为:式中:Kc——安全系数,取1.3;ΣN——作用于边墩滑动面以上铅直力之和;f——边墩与基本接触面抗剪摩系数;ΣP——作用于滑动面以上水平力之和。此处取1.3,f取0.5。ΣN=0.5×(1593+2510)=2051KNΣP=29.841+91.67=121.511KN==16.879=1.3因而满足抗滑稳定性。(2)抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算计算公式为:式中:——承受最大压应力底面边沿到此面重心轴距离;ΣN——底面承受铅直力之和;——所有铅直力及水平力对底面重心轴之和。=5.7ΣN=4103KN==6737.54==3.47=1.5因而满足抗倾覆稳定。(3)基本应力验算应力验算计算公式为:式中:——计算截面上发向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。ΣN=2990+1593+2510=7093KN==3352.3A=5.810.3=59.74因此:==118.73+32.69=151.42=118.73-32.69=86.04基本容许承受应力为2770<2770满足应力规定。3顺槽向施工工况,一跨以吊装另一跨未吊装时基本应力验算顺槽向施工工况,一跨以吊装另一跨未吊装时应力验算按偏心受压计算,但此时偏心方向为顺槽内水流方向,计算公式为:式中:——计算截面上发向力总和,此处为墩自重和及半跨槽身重;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。A=5.62=====1593+2510=4103==876.15===0.26=1+1.5=1+1.5=1.15压应力==762.07=0.762<==11.5拉应力==-653则最小为压应力。<满足应力规定。4.3.4参数计算:=11.04==3.25空槽及风压工况下应力验算计算公式仍为:式中:——计算截面上法向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。A=2.07ΣN=1593KN=0.60970.442.07=88.8则==769.57+27.3=796.87=27.3-769.57=-742.27可见最小为压应力。同步<,满足应力规定。2满槽水在风压状况下应力验算计算公式:式中:——计算截面上发向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。A=2.07=3.25=1593+2990=4583KN=88.8则==2214.0+27.3=2241.3=27.3-2214.0=-2186.7可见最小为压应力。同步<,满足应力规定。4.3.51空槽及风压工况下墩底应力验算应力验算计算公式为:式中:——计算截面上发向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。ΣN=1593+2510=4103KN=6737.5A=2.81=28.212则==6.3因此:==1460.1+1069.4=2529.5=1144.4-1460.1=-390.7可见最小为压应力。=1.5×41=61.5=6027<满足应力规定。2满槽水在风压状况下墩底应力验算计算公式:式中:——计算截面上发向力总和;——计算截面上所有荷载对截面重心轴力矩总和;——曲平面内偏心方向截面抵抗矩;A——截面面积。A=2.81=6.3=1593+2510+2990=7093KN=6737.5==2524.2+1069.4=3593.6=1069.4-2524.2=-1454.8则最小为压应力。<满足应力规定。3顺槽向施工工况,一跨已吊装另一跨未吊装时应力验算顺槽向施工工况,一跨已吊装另一跨未吊装时应力验算按偏心受压计算,但此时偏心方向为顺槽内水流方向,计
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