渡槽毕业设计论文(编辑修改稿)

渡槽毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

槽址选择 注意问题： 槽身长度短、基础低，降低 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。 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。 综合考虑各方面因素，在平面图上确定槽址位置，画出该断面图。 结构选型 槽身的选择 槽身的横断面型式有矩、 U形、圆形和抛物线形，其中常用的是矩形和 U 形。 本设计中 Q设＝ 32m3/s，属中小流量。 渡槽长度为中型渡槽。 矩形渡槽具有抗冻、耐久性好的特点，施工方便，故选用矩形渡槽。 可设拉杆以减少侧墙厚度。 支承选择 该渡槽地址处沟深约 8米，跨度约为 50m，宜用梁式渡槽。 综合分析：选用简式梁型式，虽弯距较大，但施工方便。 兰州交通大学毕业设计（论文） 6 本设计布置等跨间距为 10m 的单排架共 5 跨，矩形渡槽采用简支。 上 游渐变段 4m 与 6m 泄水闸 相连 ，泄水闸再与 5隧洞相连；下有渐变段 4m与 6隧洞相连。 槽上根据交通要求设人行桥，净宽。 兰州交通大学毕业设计（论文） 7 3 水力计算 由于该渡槽由于进出口高程及槽身纵坡 i 已经确定，水力计算时只要确定槽身的净宽 B和净高 H 即可，而不必计算水头损失来确定净出口高程和槽身纵坡 i。 计算公式 该渡槽的槽身 L 大于 15 倍的渡槽进口渐变段前上游水深 h1(即 L15h1)，故采用采用明渠均匀流公式计算。 2 13 21/Q nAR i 式中： Q 为渡槽的过水流量 3m/s（ ） ； A 槽身的过水断面面积（ m2）； R 为水力半径（ m）； i 为渡槽底比降； n 为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取 n=～ ，砌石槽身可取。 计算槽身净宽 B 和加大水深 h加 ： 根据通过加大流量 Qm 槽中为满水情况拟定 B 和 H 值。 从过水能力看， 应按水利最佳断面的条件来选择深宽比（矩形槽身水力最佳断面的深宽比 H/B=），但梁式渡身的深宽比选得大些有利于加大槽身的纵向刚度，因此一般多采用深宽比大于 的窄式断面，矩形槽身常采用的深宽比 H/B=～。 经过综合分析采用深宽比为 H/B=。 2A B H    X 2H B    AR X 2 13 21Q ARn i 把加大流量 Qm=36m3/s带入计算可求的 h加 =， B= 计算设计水深 h 设 ： 兰州交通大学毕业设计（论文） 8 已知 B=， Q=32m3/s A Bh h设 设 X 2 h B 4 .2 2 h   设 设 AR X 2 13 21Q ARn i 联立以上式子解得 h 设 = 安全加高Δ h计算 ： 考虑到槽中水面可能产生波动的原因，为了保证渡槽有足够的过水能力，槽身顶部在水面以上应有一定的超高。 超高应满足以下要求： 当槽身通过设计流量时，矩形断面槽壁顶部超高不小于槽内水深的 1/12 再加5cm，即 Δ h1=h 设 /12+5=； 当槽身通过加大流量时，槽中水面与槽身顶部（对无拉杆槽身）或拉杆底面（对有拉杆槽身）的高差不应小于 5～ 10cm，取Δ h2=10cm。 H=h 设 +Δ h1=270+= H=h 加 +Δ h2=295+10=305cm 取两者最大值，故取 H=（ 不计拉杆的高度）， B=。 兰州交通大学毕业设计（论文） 9 4 槽身设计 槽身断面尺寸拟定 根据前面计算结果，槽内净宽 B=,高 H=（拉杆高 ），其他尺寸按下面计算确定。 该渡槽无通航要求，槽顶设拉杆有利于减小侧墙的厚度，间距取 S=2m；侧墙厚度 t按经验数据确定 t/H=1/12～ 1/16 确定， H为侧墙高度 ， t=（ 1/12～ 1/16）H=(～ )m,为了减小侧墙的重量取侧墙顶部厚度 t1= 侧墙底部取t2=；底板厚度取跨度的（ 1/12～ 1/35）， t=（ 1/12～ 1/35） B=(.35～ )，但为了满足抗裂要求 取底板厚度 t3=；渡槽要满足行人要求，故在侧墙外侧设置人行板，板宽取 b=，板外侧厚度 t4=，板内侧厚度 t5=；为了减小底板的拉应力，槽身底板高于侧墙底缘 ；侧墙和底板连接处设角度为45o的贴角边长取 30cm 以减小转角处的应力集中。 槽身的断面图 如图 41 所示。 图 41 槽身横断面图（单位： mm） 兰州交通大学毕业设计（论文） 10 槽身横向结构 计算 带拉杆的矩形断面槽身横向计算也括侧墙和底板两部分。 侧墙于底板连接处为刚性连接，侧墙顶部与横杆的连接近似按铰接考虑。 考虑到槽顶人群荷载产生的弯矩对侧墙及底板最大弯矩影响很小（小于 2%），计算可近似忽略不计。 a b图 42 横断面计算简图 （单位： mm） 侧墙计算 （ 1）内力计算 侧墙各截面弯矩按弯矩分配法推算的下列公式计算： 3Ay γ h γ h y HMM H 6 H 6  水 水（ ） 20A F F qBM M M μ12   23F γ h 3 h 3 hM [ 4 ]2 4 H 5 H   水 11203IHμ 3I 2IHB， 311 tI 12， 322 tI 12 2q γ h γ t水 自 兰州交通大学毕业设计（论文） 11 式中：（弯矩符号以使侧墙内侧受拉为正） My— 距墙顶距离为 y 的截面弯矩， ； MA— 侧墙底部弯矩， ； FM — 侧向水压力作用的固端弯矩，满槽水 (h=H)时 3FM =r h /15水 ， ； y— 截面距墙顶距离， m。 h— 槽内设计水深， m； H— 墙顶净高（底板顶面至墙顶高）， m。 t1— 侧墙平均厚， m； t2— 底板厚， m； I1— 侧墙截面惯性矩， m4； I2— 底板截面惯性矩， m4； q— 水荷载与底板自重之和 KN/m2； r 水 — 水的重度，采用 r 水 =10KN/m2； r 自 —— 钢筋混泥土的重度，采用 r 自 =25KN/m2； u— 分配系数； 计算： 01B B t 4. 2 0. 3 4. 5m     3 3 411 t 0. 00 13 0 m12 12   3 3 422 t 05 33 m12 12   11203IHμ 0 .3 3 7 4 23 I 2 IHB 设计水深时： 槽身自重为不变荷载，荷载分项系数为 ；水重为可变荷载，荷载分项系数为。 兰州交通大学毕业设计（论文） 12 k2q γ h γ t 1 0 2 . 7 2 5 0 . 4 3 7 K N / m      水 自 G 2 Qq γ h γ γ t γ 1 0 2 . 7 1 . 0 5 2 5 . 4 1 . 2 0 4 0 . 3 5 K N / m        水 自 满槽水深： 槽身自重为不变荷载，荷载分项系数为 ；水重为可控可变荷载，荷载分项系数为。 k2q γ h γ t 1 0 3 . 1 2 5 2 5 0 . 4 4 1 . 2 5 K N / m      水 自 G 2 Qq γ h γ γ t γ 1 0 3 . 1 2 5 1 . 0 5 2 5 . 4 1 . 1 0 4 3 . 8 1 K N / m        水 自 表 41 侧墙各截面弯矩计算结果（单位：弯矩 KN m，长度 m） 设计水深 标准值 设计值 满槽水深 标准值 设计值 （ 2）配筋计算 按一般受弯构件计算，由表 41 可知最不利荷载组合为满槽水深情况。 侧墙外侧 ： 侧墙外侧存在最大弯矩 M= KN m（ y=），按单筋进行配筋计 算。 采用 C25 混凝土， fc＝ ，Ⅱ级钢筋， 39。 2fy=fy =30 0N /m mM= m，h=225mm， b=1000mm， K=， a=30mm 0 2 2 5 3 0 1 9 5h h a m m     2620s   bhfKMc 1b1 1 2 1 1 2 0 . 0 0 6 6 9 0 . 0 0 6 7 1 0 . 4 6 8s             20 mmbhffAycS   22m i n 0 0 . 0 0 1 5 1 0 0 0 1 9 5 2 9 2 5 1 . 9 1Sb h m m A m m      ，故 按最小配筋率配筋，选 B10@250，实际面积 2314sA mm。 侧墙内侧 : 侧墙内侧存在最大弯矩 M= KN m（ y=），按双筋进行配筋计算。 采用 C25 混凝土， fc＝ ，Ⅱ级钢筋， 39。 2fy fy 3 0 0 N / m m。 兰州交通大学毕业设计（论文） 13 M= m， h=300mm， b=1000mm， K=， 39。 30mm,aa 39。 2314sA mm 0 300 30 270h h a m m     39。 39。 39。 6y0s 22c0K M f A ( h a 1 . 2 3 8 . 2 3 1 0 3 0 0 3 1 4 2 7 0 3 0α 0 . 2 6 8 3f b h 1 1 . 9 1 0 0 0 2 7 0s        ） 11 1 2 1 1 2 0 . 0 2 6 8 3 0 . 0 2 7 2 0 . 4 6 8s             0 39。 0 . 0 2 7 2 2 7 0 7 . 3 4 4 2 2 3 0 6 0x h m m a m m       受压钢筋 应力达不到抗压强度，故按下式受拉钢筋截面面积。 6 2s y0K M 1 . 2 3 8 . 2 3 4 1 0A 6 3 7 m mf h a 3 0 0 2 7 0 3 0    ，（ ） （ ） 22m i n 0 0 . 0 0 1 5 1 0 0 0 2 7 1 4 0 5 6 3 7Sb h m m A m m      ，故 按最小配筋率配筋，选 B10@120，实际面积 2654sA mm。 （ 3）抗裂验算 侧墙按受弯构件进行抗裂验算，可选择弯距最大的断面进行计算。 弯矩最大值出现在侧墙底部 Mk=，按标准荷载计算，考虑钢筋作用。 验算基本公式如下： rm— 受弯构件的塑性影响系数； rm＝ ， 因 ＋ 300/h =+300/1500,故 rm＝ ＝。 act— 拉应力限制系数，取 A0— 换算截面面积， A0=Ac+aEAs ftk— 混凝土轴心受拉强度标准值， C25 标准值为 W0— 换算截面对受拉边缘的弹性地抗拒。 5sE 4cE 2 1 0α 7 .8 4E 2 .5 5 1 0    39。 0 c E s 6E 21 0 . 3 7 . 8 4 6 5 4 3 1 4 1 0 0 . 3 0 7 6A A A A s mm          兰州交通大学毕业设计（论文） 14 40I  , 0y  00 300 . 0 0 2 3 5 9 0 . 0 1 5 8 40 . 3 0 . 1 5 1IW mhy   k m c t tk 0M 3 6 .8 0 7 K N .m γ α f W 1 .7 1 0 .8 5 1 .7 8 0 .0 1 5 8 4 4 0 .9 7 1 K N .m      故满足抗裂要求 底板计算 （ 1） 内力计算 底板各截面弯矩及轴向力按下列公式计算： 0xA q x B xMM 2  20m ax A qBMM 8 3 3h AA γ γ h MN 2 6 H H  水 水 式中： Mx为距底板左端墙底中心距离为 x 的截面弯矩，。 x 为截面距底板左端墙底中心的距离， m； NA为底板轴向拉力， KN； 弯矩符号以使底板内侧受拉为正； 轴向力以拉力为正 ； 其余符号意义同前 ； 表 42 底板各截面弯矩计算结果（单位：弯矩 ,长度 m） 设计水深 标准值 设计值 满槽水深 标准值 设计值 兰州交通大学毕业设计（论文） 15 表 43 底板弯矩最大值及轴力计算结果（单位：弯矩 ,轴力 KN） Mmax NA 设计水深 标准值。