渡槽—毕业设计.doc
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渡槽—毕业设计.doc
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河北工程大学毕业设计
摘要
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26.5m/s,校核流量32m/s。
曲庄沟渡槽为跨越式建筑物,采用矩形渡槽支墩结构,按Ⅲ级建筑物考虑。
设计地震烈度为7。
不考虑交通要求,只需设置人行道板;无通航要求。
槽身长90m,进口渐变段16.68m,出口渐变段27.80m,渡槽进口底部高程79.52m,出口底部高程79.42m。
渡槽槽身净宽4.4m,水面宽4.0m,侧墙厚,底板厚0.2m,人行道板宽度为。
本设计对渡槽进行了认真的方案比选和详细的尺寸设计,并针对设计要求进行了安全校核,保证建筑物的安全运行。
关键词:
南水北调、渡槽、建筑物。
河北工程大学毕业设计
Abstract
NorthWaterTransferProjectJingshiemergencywatersupplyanddrainageworksontheleftbankbuildingisanimportantpartofthemaincanal,andalsotosolvetheleftbankflood,floodwatermountainkeyprojectsdirectlyaffectthesafetyofthemaincanalthroughthewater.Fulllength227.391km,werearrangedontheleftbankoftheparagraph105drainagestructures,includingaqueducts23.SongChongditchaqueductisoneofthelargerleftbankdrainageaqueduct,Aqueductdesignflow26.5m/s,checkingflow32m/s.
Quzhuanggouditchaqueducttoleapbuildings,rectangularaqueductpierstructure,accordingⅢgradebuildingsconsidered.Designseismicintensityof7.Withoutconsideringthetrafficrequirements,simplysetthesidewalkboard;noshippingrequirements.
Slotlength90m,importtransitionsection16.68m,outlettransitionsection27.80m,Aqueductimportbottomelevation79.52m,bottomoutletelevation79.42m.Aqueductclearwidthof4.4m,surfacewidth4.0m,thicksidewalls,floorthickness0.2m,widthofthesidewalkpanels.
Thedesignontheaqueductwerecarefullyselectedanddetailedprogramthanthesizeofthedesign,andthedesignrequirementsforsafetyNuclearschool,toensurethesafeoperationofthebuilding.
Keywords:
TheSouth-NorthWaterDiversionProject, aqueducts,buildings.
49
目录
第一章工程概况及基本资料 1
1.1南水北调中线工程简介 1
1.2工程概况 1
1.3设计资料与数据 2
1.3.1地质资料 2
1.3.2采用系数 2
1.3.3渡槽进出口挡土墙稳定计算基本资料 2
1.3.4混凝土强度等级 2
1.3.5水力计算设计资料 3
第二章渡槽选型与布置 4
2.1渡槽位置的选择 4
2.2槽身断面形式的选择 4
2.3槽身支撑结构形式的选择 5
2.4接缝构造 6
第三章水力计算 7
3.1渠道水力计算 8
3.2渡槽水力计算 9
3.2.1按设计流量 9
3.2.2按加大流量 10
3.3水头损失计算 10
3.4渡槽进出口底部高程 11
3.5槽顶超高 11
第四章槽身结构计算 12
4.1槽身尺寸的拟定 12
4.2槽身的稳定验算 13
4.2.1计算简图 13
4.2.2荷载计算 13
4.2.3抗滑稳定验算 14
4.2.4抗倾覆稳定验算 14
4.3槽身横向计算 15
4.3.1人行道板计算 16
4.3.2侧墙计算 18
4.3.3底板计算 19
4.3.4横拉杆计算 21
4.3.5槽身抗裂验算 21
4.3.6槽身的裂缝开展宽度验算 23
4.4渡槽纵向计算 24
4.4.1荷载、内力计算 25
4.4.2槽身的纵向配筋计算 26
4.4.3斜截面的抗剪计算 27
4.4.4槽身纵向抗裂验算 28
4.4.5槽身纵向裂缝开展宽度验算 29
4.4.6槽身纵向挠度验算 29
4.5槽身的吊装验算 31
4.5.1吊装内力计算 31
4.5.2吊装配筋验算 32
第五章支撑结构设计 33
5.1槽台的设计 33
5.1.1槽台型式与尺寸的确定 33
5.1.2槽台的结构计算 33
5.2槽墩的设计 36
5.2.1基本尺寸的确定 36
5.2.2应力计算 37
5.2.3基础应力验算 38
5.2.4墩顶应力验算 40
5.2.5墩底应力验算 42
第六章细部构造设计 45
6.1伸缩缝与止水 45
6.2支座 46
6.3两岸连接 46
第七章工程量计算 47
谢辞 49
第一章工程概况及基本资料
1.1南水北调中线工程简介
南水北调工程南起湖北丹江口水库,北至北京团结湖。
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河南省安阳市丰乐镇穿漳河进入我省,沿太行山东麓和京广铁路西侧北行,途经邯郸、邢台、石家庄、保定境内25个县(市),于涿州市穿北拒马河中支进入北京,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),河北段共有各类建筑物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,北京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。
在分析北京市缺水状况和河北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石家庄以北渠段先期开工,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河北、北京渠段向北京市应急供水(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河北省渠段自石家庄市西郊古运河枢纽至冀京界,途经石家庄市的正定、新乐;保定市的曲阳、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。
1.2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26.5m3/s,校核流量32m3/s。
1.3设计资料与数据
1.3.1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,施工开挖时竟注意排水问题。
1.3.2采用系数
(1)进口渐变段损失系数0.2
(2)出口渐变段损失系数0.5
(3)渡槽槽身糙率0.014
(4)天然河沟糙率为0.033
1.3.3渡槽进出口挡土墙稳定计算基本资料
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。
(1)地震裂度Ⅵ
(2)进口段挡土墙墙后回填土物理指标表
名称
容重
γ
内聚力
c
摩檫角φ
孔隙比
含水率
地基承载力
饱和容重
单位
KN/
kpa
度
%
kpa
KN/
数值
17
17
28
21.3
180
20
(3)出口段挡土墙墙后回填土基本物理指标表
名称
容重
γ
内聚力
c
摩檫角φ
孔隙比
含水率
地基承载力
饱和容重
单位
KN/
kpa
度
%
kpa
KN/
数值
16.4
17
17
0.661
18.9
150
19.4
1.3.4混凝土强度等级
混凝土抗冻标号为F200,混凝土抗渗标号为W4。
(1)槽身混凝土:
C30
(2)槽墩墩帽混凝土:
C25
(3)槽墩墩身混凝土:
C20
(4)槽墩墩台及渐变段:
C20
(5)渡槽连接段:
C30
1.3.5水力计算设计资料
(1)河道指标
根据水力计算和调洪演算成果
①上游河床底高程:
89.50m
②下游河床底高程:
88.6m
③上游水深:
5m
④边坡系数:
1:
1
⑤底宽:
3.5m
⑥纵坡:
1/900。
(2)渡槽指标
①槽身长:
90m
②设计流量:
26.5m3/s
③加大流量:
32m3/s
④渡槽进口底高程:
90.105m
⑤渡槽出口底高程:
89.203m
⑥建筑物等级4级
⑦钢筋:
槽身及刚架受力筋HRB335;
分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235
⑧荷载:
钢筋混凝土重力密度25KN/m3
人行道人群荷载2.5KN/m2
栏杆重1.5KN/m2
第二章渡槽选型与布置
2.1渡槽位置的选择
渡槽位置的选择包括轴线位置及槽身起点位置的选择。
对于地形条件复杂,长度大,工
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