曲庄沟排水渡槽外部结构设计毕业论文目录设计总说明 (1)Design General Information (2)第一章基本资料及工程概况 (5)1.1工程概况 (5)1.1.1南水北调中线工程简介 (5)1.1.2 曲庄沟排水渡槽概况（略） (6)1.2基本设计资料与数据 (6)1.2.1天然河沟资料 (6)1.2.2建筑物轴线处引水总干渠资料 (7)1.2.3渡槽指标 (7)1.2.4地质资料 (7)1.2.5采用系数 (7)1.2.6渡槽进口挡土墙稳定计算基本资料 (7)1.2.7计算出口段基本资料 (8)第二章曲庄沟渡槽型式选择 (8)2.1渡槽断面型式的选择 (8)2.2渡槽支承的选择 (9)2.2.1 槽身纵向的支承型式 (9)2.2.2 槽身的支承结构 (9)2.3渡槽基础形式的选择 (10)2.4渡槽与上下游渠道的连接形式 (10)第三章槽身断面设计 (10)3.1断面截面尺寸确定 (10)3.1.1 水力计算 (10)3.1.2 水头损失验算 (11)3.1.3 进出口高程确定 (12)3.1.4 进出口渐变段布置 (13)3.2U型渡槽截面其他尺寸确定 (13)3.3横杆、人行便道及端肋尺寸确定 (14)3.4其他资料 (14)第四章槽身的结构计算 (15)4.1荷载计算 (15)4.2槽身结构计算 (17)4.2.1 抗滑稳定验算 (17)4.2.2 抗倾覆稳定验算 (18)4.3槽身纵向结构计算 (18)4.3.1 力计算 (19)4.3.2 纵向配筋计算 (20)4.3.3 正截面的抗裂验算 (20)4.3.4 斜截面承载力计算 (21)4.4槽身横向结构计算 (22)4.4.1满槽水情况下的力计算（取） (23)4.4.2半槽水情况下的力计算 (26)4.4.3 横向配筋计算 (29)4.4.4 横向抗裂验算 (30)4.5拉杆结构及配筋计算 (31)4.5.1 力计算 (31)4.5.2 配筋计算 (32)4.6端肋结构及配筋计算 (34)4.6.1 力计算 (35)4.6.2 配筋计算 (37)第五章排架设计 (38)5.1排架尺寸的确定 (38)5.2荷载分布 (39)5.3排架横槽向结构计算 (40)5.3.1 满槽水+侧向风压的计算工况 (40)5.3.2 空槽加侧向风压的计算工况 (45)5.3.3 立柱的配筋计算 (45)5.3.4 横梁的配筋计算 (47)5.4排架顺槽向结构计算 (48)5.4.1 验算单根立柱的竖向稳定性 (48)5.4.2 施工吊装验算 (49)5.4.3 排架起吊时的强度验算 (50)5.5牛腿尺寸验算 (52)第六章细部构造设计 (54)6.1渡槽与两岸渠道的连接 (54)6.2渡槽的伸缩缝 (55)6.3支座 (55)第七章工程量计算 (57)谢辞 (58)参考文献 (59)第一章基本资料及工程概况1.1 工程概况南水北调中线工程京石段应急供水工程左岸排水建筑物是总干渠的重要组成部分，亦是解决左岸洪、涝水山路的关键工程，直接影响总干渠的安全通水。
全长227.391km，该段共布置左岸排水建筑物105座，其中渡槽23座。
曲庄沟渡槽是其中较大的左岸排水渡槽之一，渡槽设计流量40.0m3/s，校核流量45.0m3/s。
1.1.1南水北调中线工程简介南水北调工程南起丹江口水库，北至团结湖。
一期工程总调水量95亿立方米。
从丹江口水库计，分配我省34.7亿立方米，扣除总干渠输水损失，至我省各分水口门水量约30亿立方米。
二期工程总调水量增加到130亿立方米，分配我省毛水量48.3亿立方米，到我省分水口门约42亿立方米。
南水北调中线工程总干渠自省市丰乐镇穿漳河进入我省，沿太行麓和京广铁路西侧北行，途经、、、境25个县（市），于涿州市穿北拒马河中支进入，线路全长461公里。
总干渠所经之处除永年县名山和唐河以北渠段属于低山丘陵外，大部分渠段在山前平原通过，地形平坦开阔。
共穿越大小河沟201条，无明显河沟的坡水区36处，共计237条（处），段共有各类建筑物697座。
总干渠为一等工程，渠道和建筑物的主要部位为1级建筑物，次要部位为2或3级建筑物。
防洪设计标准和校核标准：大型河渠交叉建筑物为百年一遇和三百年一遇；渠道及其他建筑物为50年一遇和百年一遇。
近几年来，由于北方地区持续干旱，市的水资源严重短缺，直接影响到首都的经济发展和社会秩序稳定。
在分析市缺水状况和省可供水条件的基础上，国家决定南水北调中线工程总干渠以北渠段先期开工，从太行山区总干渠以西的岗南、黄壁庄、王快和西大洋4座大型水库经中线工程总干渠、渠段向市应急供水（简称“京石段应急供水工程”）。
南水北调中线京石段应急供水工程省渠段自市西郊古运河枢纽至冀京界，途经市的正定、新乐；市的曲阳、定州、唐县、顺平、满城、徐水、易县、涞水、涿州等市县。
渠段长225.510公里，其中渠道长198.419公里，建筑物总长27.091公里，各类建筑物共计314座。
1.1.2 曲庄沟排水渡槽概况（略）1.2 基本设计资料与数据建筑材料等级：槽身及刚架采用C25级，基础采用C15级，基础垫层为C10级。
钢筋：槽身及刚架受力筋为Ⅱ级；分布筋，箍筋和基础钢筋为Ⅰ级。
荷载：钢筋混凝土重力密度：253/KN m人行道人群荷载：2.52/KN m施工荷载：42/KN m渡槽所在地区基本风压： 0w =0.352/KN m渡槽抗震设计烈度：07地基允许承载力：2002/KN m使用要求：槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[][]max max 0.25,0.20.s l W mm W mm ==槽身纵向计算底版有抗裂要求，槽身纵向允许挠度[][]00/500,/550.s l f l f l ==采用水工砼结构设计规。
1.2.1天然河沟资料边坡系数：n=1.75设计流量为：43s m /3校核流量为: 64s m /3沟底纵坡: 0.0062沟底宽为: 3.5m1.2.2建筑物轴线处引水总干渠资料渠道底高程 65.294m设计水位 69.794m加大水位 70.324m一级马道高程71.794m边坡系数1:2.5底宽 18.5m纵坡 1/250001.2.3渡槽指标槽身长 110mm/3设计流量40sm/3加大流量 45s渡槽进口底高程 81.00m1.2.4地质资料曲庄沟排水渡槽地质属黄土状壤土和片麻岩双层结构类型（1）地质结构建筑物场区地层岩性从上到下为粗砾,黄土状壤土,中砂,砾石,片麻岩.地基为全风化黑云片麻岩岩层（2）土岩物理力学性质全风化黑云片麻岩承载力建议值600kpa（3）工程地质条件及评价本区地震基本烈度为Ⅳ度 .渡槽基础建议采用桩基,施工开挖时应注意排水问题.1.2.5采用系数进口渐变段损失系数0.3出口渐变段损失系数0.3渡槽槽身糙率0.014天然河沟糙率为0.0331.2.6渡槽进口挡土墙稳定计算基本资料地震裂度 : Ⅳ度挡土墙墙后回填土物理指标表1.2.7计算出口段基本资料挡土墙采用重力式混凝土挡土墙，结构尺寸见计算图，挡土墙墙后回填土为黄土性壤土，回填土的力学性质见下表，工程地质评价表明本段工程所在土层不受地下水影响挡土墙墙后回填计土基本物理指标表第二章曲庄沟渡槽型式选择2.1 渡槽断面型式的选择槽身断面有矩形、U形（半圆形上加直墙）、多侧墙等工程中常采用矩形和U形断面，根据《水工设计手册》，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，对于中小流量也常采用。
中小型流量的多设拉杆，间距为2m左右，有通航要求时不设拉杆，侧墙作成变厚的。
矩形槽身施工方便，耐久性、抗冻性好，结构简单，特别适用于有通航要求的中型渡槽。
U型槽身断面为半圆和直段，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。
本设计中，槽身断面采用U形断面。
2.2 渡槽支承的选择2.2.1 槽身纵向的支承型式根据《水工设计手册》，槽身的纵向支承型式分为简支式、单悬臂式、双悬臂式、连续梁式和拱上的槽身支承型式。
本设计中采用简支式，对于U形槽身，跨径一般为15～20m，简支式渡槽的经济跨径约为槽墩（架）高度的0.8～1.2倍。
2.2.2 槽身的支承结构槽身的纵向支承结构常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三种类型。
拱式支承常用于大跨度且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。
墩式支承主要分为重力墩和空心重力墩两种类型。
其中，重力墩节省钢材，墩身强度及纵向稳定性易满足要求，但由于自重大，当墩身较高并承受较大竖向及水平荷载时，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；空心重力墩的外形尺寸与重力墩基本相同，较重力墩轻，可节省大量的混凝土，其横剖面的型式有圆矩形、矩形、双工字型、圆形等。
排架式支承是钢筋混凝土结构，其自重轻，地基承载力较之墩容易得到满足。
排架式支承结构有单排架、双排架、A形排架、组合式墩等型式。
其中单排架体积小，自重轻，可现场浇注或预制吊装，应用十分广泛；双排架是由两个单排架联以水平杆件组成，为空间框架结构，受力较复杂；A字型排架是两片单排架的脚放宽，顶端连在一起而构成的，其稳定性好，适应高度较大，但施工复杂，造价较高。
鉴于以上分析，根据曲庄沟渡槽所在地的地质条件，本设计中采用单排架式支承结构。
2.3 渡槽基础形式的选择渡槽基础根据其埋置深度分为浅基础和深基础。
埋置深度小于5m的为浅基础，大于5m的为深基础。
基础形式的选择与上部荷重、地质及河流水文、冲刷等因素有关，其中地质条件是主要影响因素。
浅基础的埋置深度，应使基底在冻结线以下不小于0.25m。
当有冲刷时，大中型渡槽的基础底面应埋设在设计洪水冲刷线以下不小于2m。
渡槽中的浅基础，常采用刚性基础和柔性基础；深基础常采用桩基和沉井。
根据曲庄沟渡槽所在地的工程地质条件，渡槽基础采用桩基。
2.4 渡槽与上下游渠道的连接形式槽身与上下游渠道的连接形式分为槽身与填方渠道的连接和槽身与挖方渠道的连接。
当槽身与填方渠道连接时，通常采用斜坡式和挡土墙式两种形式。
斜坡式连接是将连接段伸入填方渠道末端的锥形坡，按连接段远端的支承方式不同，又分为刚性连接和柔性连接两种：①刚性连接，是将连接段远端支承在埋置于锥形土坡的支承墩上，承墩上建于老土基或岩基上。
②柔性连接是将连接段直接修建在填方渠道上，靠近槽身zzz 的一端仍支承在支墩上，这时连接段将随填方渠道沉降而下沉，因此对填方压实质量要求严格。