南水北调中线工程某大型渡槽设计.pdf

《南水北调中线工程某大型渡槽设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷第20期人民长江V01．42．No．202011年10月YangtzeRiverOct．，2011文章编号：1001—4179(2011)20—0031—04南水北调中线工程某大型渡槽设计李世平，谢三鸿，唐清华(长江勘测规划设计研究责任有限公司，湖北武汉430010)摘要：南水北调中线总干渠渡槽设计过水流量大，通过经济技术指标比选，确定采用开口箱梁矩形槽型式，采取三向预应力设计。由于渡槽受力呈现较强的空间性，为了提高设计效率并便于复核。截面拟定和配置预应力时采用平面杆系对渡槽横向和纵向分别进行计算，然后用三维有限元法进行复核。复核阶段主要考虑了非线性温度荷载和侧

2、向风荷载的影响。计算结果表明，各工况下，渡槽大部分部位为受压状态，局部拉应力亦控制在规范允许范围内。关键词：矩形渡槽；非线性温度荷载；设计；南水北调中线工程中图法分类号：TV672．3文献标志码：A随着南水北调工程的开工建设，我国的过水渡槽降，结合经济、结构等因素综合比较，渡槽采用双线单进人大规模建设时期。渡槽上部槽身可供选择的结构槽布置的形式。同时，由于工程区地形较为平缓，不适型式很多，有梁式渡槽、拱式渡槽、桁架式渡槽、斜拉式合建造拱式渡槽和斜拉式渡槽，经比选研究，选择梁式渡槽、工字梁组合渡槽等¨]，其中，拱式渡槽和斜拉渡槽作为槽身结构方案。本文对渡槽截面形式、受力式

3、渡槽适于跨越深谷河流地区。桁架式渡槽是将若干体系、下部结构形式的选择和设计计算进行介绍。直杆的杆端用铰相互连接而成几何不变体系，其杆件2渡槽上部结构方案比选制作较为麻烦，若采用混凝土弦杆，杆端铰接处受力复杂，容易开裂；若采用钢弦杆则造价较高，并且后期难2．1槽身截面形式选择以维护。工字梁组合渡槽为简支预应力工字梁承重的梁式渡槽的槽身截面形式主要有矩形渡槽和u梁槽组合结构，该结构受力明确，工字梁可工厂预制，形渡槽。该渡槽总长200m，规模不大，施工上若投入对工程质量有保证，但工程量和投资相对较大，另外，造桥机造价太高，因而主要考虑支架现浇。U形渡槽因工字梁高度较高，占用槽

4、下净空大，而且因拼装体系若采用支架现浇，其曲线型断面施工控制难度相对矩后浇带较多，水密性相对较差。梁式渡槽受力整体性形渡槽要大，横向稳定性相对矩形槽要小，故推荐矩形较好，受力明确，裂缝容易控制，水密性好，施工方便，渡槽方案。造价较为低廉，已成为目前较为常用的一种渡槽结构矩形渡槽分为开口箱梁矩形槽、闭口箱梁矩形槽、体系。多纵梁形式的矩形槽等(图1)，具体采用哪种截面形式要综合考虑受力特性、渡槽规模、槽下净空及施工等1工程概况多方面因素决定。由于闭口箱梁矩形槽内外温差大，南水北调中线一期工程总干渠某渡槽，设计流量温度应力大，结构处理复杂，因此对该种断面形式不予为330m／s

5、，加大流量为400m。／s。槽身段长200m，考虑。槽底至原地面之间高度5—10m，渡槽工程区覆盖层箱梁渡槽依靠底板和腹板共同承受竖向和侧向水多为砂卵石，厚度4～10m，下伏基岩较深，且抗压强压力以及自身重量。多纵梁渡槽的底板是由横梁和纵度较低。根据渡槽工程区地质情况，为避免不均匀沉梁构成的梁格结构，纵向受力主要由纵梁承担水的竖收稿日期：201I一08—11作者简介：李世平，男，工程师，主要从事桥梁工程设计工作。E—mail：lsp04604@126．eom32人民长江变，箱梁开口宽度为10m，通过拉杆相连，中部拉杆尺寸为0．3m(宽)x0．51TI(高)，拉杆间距为2

6、．5m。端部拉杆尺寸为1．0m(宽)×0．5m(高)。渡槽槽体采用C50混凝土，设三向预应力。根据预应力钢绞线的布置位置，将预应力钢绞线分为底板开口箱梁矩形槽闭口箱梁矩形槽多纵梁形式的矩形槽(a】(b)(c)纵向预应力钢绞线、底板横向预应力钢绞线、腹板纵向预应力钢绞线、腹板竖向预应力钢绞线、顶板纵向预应图1矩形渡槽常用截面形式力钢绞线。其中，底板纵向预应力钢绞线为27孔，间距为0．5m，每孔布置1515．2钢绞线。底板横向预向压力和自重，横向受力，主要由横梁承担水压力和白重]。在底板高度选择上，多纵梁结构形式比箱梁应力钢绞线为竖向两排布置，每排为98孔，共196孔，间距

7、为0．4m。渡槽两端的20孔，每孔布置1015．2形式高，占用的槽下净空大。根据本渡槽总体布置，过钢绞线，中间的58孑L，每孔布置915．2钢绞线。腹水断面底面至300a一遇校核洪水位仅2．65m，若布板纵向预应力钢绞线为单侧腹板4孔，每孔布置置多纵梁结构形式，槽下净空不满足要求，综合考虑以上因素，拟采用开口箱梁截面形式。如前所述，该渡槽1515．2钢绞线，腹板竖向钢绞线布置为单侧腹板99孔，间距为0．4m，每孑L布置I1中15．2钢绞线，与底过水设计流量330m／s，加大流量4001／1_／s，当单槽选取13m槽宽时，渡槽设计水深6．1