河海大学《水工建筑物》第八章 渡槽课件.ppt

第八章 渠系建筑物: 渡槽 aqueduct ; flume （1）、调节建筑物：调节水位、分配流量，如节制闸、分水闸 （2）、交叉建筑物：输送渠水跨越沟谷、河流、道路等，如渡槽、 涵洞、倒虹吸等 （3）、落差建筑物：连接差集中渠段，如跌水、陡坡等 8.1.1 渡槽的作用、类型及位置选择 一、渡槽的作用、组成、类型 渡槽––是输送渠水跨越山冲、谷口、河流、渠道及交通道路等的交叉建筑物 作用：输水为主，兼排洪，导流。 组成：槽身、支承结构、基础、进口、出口等部分。 ;分类： 二、渡槽的位置选择 ①轴线(中心线) ②起止点 一般来说，在渠系规划设计时，已经从全局上初步确定了渡槽的位置，这对于中、小型渡槽，已无多大选择的余地，而对于大型渡槽，因工程量及投资大，将涉及到位置选择的方案比较问题，这些方面与地形和地质条件等因素密切相关。 ;位置选择时，拟考察的主要因素： (1)地形、地质条件：利用有利地形缩短槽身长度；选择良好的地质条件处，以减少基础的处理工程量，尽量使进出口落在挖方渠道上。 (2)渡槽轴线尽量布置成直线，避免进出口急转弯； (3)跨越河流的渡槽，尽量与河流正交，并满足槽下净空要求，对于跨越公路、铁路的渡槽，亦是如此； (4)为了对于大型渡槽及上、下游填方渠道发生事故时进行检修，在进口段之前适当位置，设置节制闸 (5)尽量少占耕地，减少拆迁，选择有较宽敞的施工场地，并便于交通运输。;8.1.2 渡槽的水力设计，荷载及荷载组合 （一）、渡槽的水力设计 任务： ①槽身断面选型； ②拟定断面尺寸； ③确定进出口高。 具体包括：纵坡i；水深h；净宽b；起止点高程。 基本步骤： ①按最大过流量Qmax，拟定槽身纵坡I，净宽b，净深h。 ②按设计流量Q设，计算渡槽全长范围内的总水头损失△z；若△z等于或小于△z允许值，可最终确定I,h,b值，进而定出相关高程。;1、水力设计的计算方法及总水头损失计算 ①渡槽长度L(15～20)H，(H槽中水深)称短渡槽过流量Q按淹没宽顶堰计算 ②长渡槽L≥(15～20)H––按明渠均匀流计算 A––过水断面积； C––谢才系数； R––水力半径； I––纵坡(槽身)。 ;;(2)渡槽段：明渠均匀流速，仅表现为沿程损失 记Z1＝i×L (3)出口段：渠道内流速小于渡槽内流速U↓，出口段形成水面回升，其值记为Z2，影响范围l2。 依表8–2查求 注：表10–2是由模型实验总结的近似关系。 总损失： △z＝(Z-Z2)+Z1 (8–3) 注意点： ①富裕高度(槽壁超高)––通过设计流量时； ②[△z]允许水头损失，渠道规划设计时确定； ③检验由设计流量Q求得H(槽内水深)，即求得△h。 ;当△h≤h-H and △Z≤[△Z] h––槽深 按Qmax拟定I,b,h，直至满足要求。 2、槽底纵坡I，槽身净宽b和净深h的设计 (1)底纵坡I： 影响关系： 底坡i大→工程量↓ U↑ △Z↑ 灌溉面积↓ 效益↓ 底坡i小→结果相反 综合比较拟定。 (2)净宽b，净深h (确定h/b) 影响关系： ①h/b↑ 纵向刚度↑ 风力↑ 稳定↓ ②h/b↓且i过大，水深小，进口槽底抬高值y1过大，流量大时，进口降水段过小，当引起渠道冲刷。故需作综合比较选择。 经验取值(初拟) i=1/500～1/5000 且iJc––临界坡 h/b＝0.6～1.0 ;3、进出口高程的确定 当设计确定i，b，h计算设计流量Q设相应的H，Z2各值后，依图10–2求出槽身起止点高程▽1，▽2进一步计算进口槽底抬高y1，出口渠底降低y2，一般y1，y2均为正值 H1––进口渠道水深 H2––出口渠道水深;（二）、渡槽的荷载及其组合 1、荷载： 注意：上述荷载，并不是任何渡槽都出现，应根据具体情况取舍！ ①风压力： ②温度、砼收缩、徐变 温度变化荷载(对拱结构渡槽)，取决于封拱温度及可能出现的高温与低温(同拱坝部分);2、荷载组合 ①基本组合(设计条件)： ②特殊组合(校核条件)：;8.1.3 梁式渡槽 一、槽身结构 (一)槽身结构布置与构造 1、槽身纵向支承形式和跨度 梁式渡槽的槽身是搁置槽墩或槽架上的，它既起着输水作用又起着纵梁的作用。为了适应温度变化及地基的不均匀沉陷等原因而引起的变形，须用横向变形缝将槽身分为独立工作的若干节。变形缝之间的每一节槽身，沿纵向一般是两个支点。 按支点的位置分： (1)简支梁式： ;;2、槽身横断面形式和构造 (1)断面形式： 分为;;主要控制性尺寸： 1、深宽比(h/b)：水力计算拟