●平流段:进出口前后的渠道上应有一定长度的直线段。渡槽进出口渠道的直线段与槽 身连接,在平面布置上要避免急剧转弯,防止水流条件恶化,影响正常输水,造成冲刷现象, 对于流量较大、坡度较陡的渡槽,尤其要注意这一问题。 ●渐变段:渠道与渡槽的过水断面,在形状和尺寸上均不相同,为使水流平顺衔接,渡 槽进出口均需设置渐变段。渐变段的形状以扭曲面形式水流条件较好,应用较多:八字墙式 施工简单,小型渡槽使用较多。渐变段的长度L通常采用经验公式计算 L,=c(B1-B2) 对于中小型渡槽,出口渐变段长度也可取L1≥4hl,hl为上游渠道水深:出口渐变段长 度取为L2≥6h2,h2为出口渠道水深 ●护底与护坡:设置护底与护坡,防止冲刷 (五)基础布置 渡槽基础的类型较多,根据埋置深度可分为浅基础及深基础,埋置深度小于5m时为深 基础。应结合渡槽型式选定基础结构的型式,基础结构的布置尺寸须在槽墩或槽架布置的基 础上确定。对于浅基础,基底面高程(或埋置深度)应根据地形、地质等条件选定 ●冰冻地区:基底面埋入冰冻层以下不少于0.3m,以免因冰冻而降低地基承载力。 ●耕作区:耕作地内的基础,基顶面以上至少要留有05~0.8m的覆盖层,以利耕作。 ●软弱地基上:基础埋置深度一般在1.5~20米左右,如果地基的允许承载力较低时, 可采取增加埋深或加大基底面尺寸的办法以满足地基承载力的要求。当上层地基土的承载能 力大于下层时,宜利用上层土作持力层,但基底面以下的持力层厚度应不小于1.0米 ●坡地上的基础:基底面应全部置于稳定坡线之下,并应削除不稳定的坡土和岩石以保 证工程的安全。河槽中受到水流冲刷的基础,基顶面应埋入最大冲刷深度之下以免基底受到 淘刷危及工程的安全。对于深基础,计算的入土深度应从稳定坡线、耕作层深、最大冲刷深 度等处算起,以确保深基础的承载能力。最大冲刷深度的计算可参考有关书籍和资料
●平流段：进出口前后的渠道上应有一定长度的直线段。渡槽进出口渠道的直线段与槽 身连接，在平面布置上要避免急剧转弯，防止水流条件恶化，影响正常输水，造成冲刷现象， 对于流量较大、坡度较陡的渡槽，尤其要注意这一问题。 ●渐变段：渠道与渡槽的过水断面，在形状和尺寸上均不相同，为使水流平顺衔接，渡 槽进出口均需设置渐变段。渐变段的形状以扭曲面形式水流条件较好，应用较多；八字墙式 施工简单，小型渡槽使用较多。渐变段的长度 Lj 通常采用经验公式计算： ( ) B1 B2 L c j = − 对于中小型渡槽，出口渐变段长度也可取 L1≥4h1,h1 为上游渠道水深；出口渐变段长 度取为 L2≥6h2,h2 为出口渠道水深。 ●护底与护坡：设置护底与护坡，防止冲刷。 （五）基础布置 渡槽基础的类型较多，根据埋置深度可分为浅基础及深基础，埋置深度小于 5m 时为深 基础。应结合渡槽型式选定基础结构的型式，基础结构的布置尺寸须在槽墩或槽架布置的基 础上确定。对于浅基础，基底面高程（或埋置深度）应根据地形、地质等条件选定。 ●冰冻地区：基底面埋入冰冻层以下不少于 0.3m,以免因冰冻而降低地基承载力。 ●耕作区：耕作地内的基础，基顶面以上至少要留有 0.5 ～ 0.8m 的覆盖层，以利耕作。 ●软弱地基上：基础埋置深度一般在 1.5～2.0 米左右，如果地基的允许承载力较低时， 可采取增加埋深或加大基底面尺寸的办法以满足地基承载力的要求。当上层地基土的承载能 力大于下层时，宜利用上层土作持力层，但基底面以下的持力层厚度应不小于 1.0 米。 ●坡地上的基础：基底面应全部置于稳定坡线之下，并应削除不稳定的坡土和岩石以保 证工程的安全。河槽中受到水流冲刷的基础，基顶面应埋入最大冲刷深度之下以免基底受到 淘刷危及工程的安全。对于深基础，计算的入土深度应从稳定坡线、耕作层深、最大冲刷深 度等处算起，以确保深基础的承载能力。最大冲刷深度的计算可参考有关书籍和资料
第二节渡檜(二) 四、渡槽的水力计算 渡槽水力计算的目的,就是确定渡槽底纵坡、横断面尺寸和进出口高程,校核水头损失 是否满足渠系规划要求 (一)植身断面尺寸的确定 ●计算公式选用:槽身过水断面尺寸,一般依据渡槽的设计流量按照水力学公式进行计 算。当槽身长度L大于15~20倍的水深h时,按明渠均匀流公式计算;当L小于是15~20 倍水深时,按淹没宽顶堰公式计算 ●参数的选定:槽身糙率对过水断面积及水流状态影响较大,应根据施工条件和工艺水 平参照工程实测资料分析选取,初步设计时可按手册查用:槽身过水断面的宽深比不同,槽 身的工程量也不同,为使工程经济,应有适宜的宽深比。从过水能力方面考虑,应取宽深比 b/h=20,但从受力条件考虑,梁式渡槽的槽身侧墙在纵向起着梁的作用,加高侧墙,可提 高槽身的纵向承载能力,故宜适当降低宽深比,工程中采用bh=1.25~167;确定纵坡时应 满足渠系规划要求,同时不能引起出口渠道的冲刷。一般常采用ⅰ=1/500~11500,槽内流 速1~2m/s,对于通航的渡槽,要求流速在1.5m/s以内,底坡小于1/2000 ●超高:为了防止因风浪或其它原因而引起侧墙顶溢水,侧墙应有一定的超高。按建筑 物的等级和过水流量不同,超高Δh可选用02~0.6m,也可用经验公式计算: 矩形槽身△h=h/12+5(cm) U形槽身△h=D/2(cm) (二)水头损失计算 水流经过渡槽进口段时,随着过水断面的减小,流速逐渐加大,水流位能一部分转化 为动能,另一部分因水流收缩而产生水头损失,因此进口段将产生水面降落Z:水流进入槽 身后,基本保持均匀流,沿程水头损失值Z1=iL;水流经过出口段时,随着过水断面增大 流速逐渐减小,水流动能因扩散而损失一部分,另一部分则转化为位能,而使出口水面回升 Z2,从而与下游渠道相衔接。 水平线 ●进口水面降落Z 2
第二节 渡槽（二） 四、渡槽的水力计算 渡槽水力计算的目的，就是确定渡槽底纵坡、横断面尺寸和进出口高程，校核水头损失 是否满足渠系规划要求。 （一）槽身断面尺寸的确定 ●计算公式选用：槽身过水断面尺寸，一般依据渡槽的设计流量按照水力学公式进行计 算。当槽身长度 L 大于 15～20 倍的水深 h 时，按明渠均匀流公式计算；当 L 小于是 15～20 倍水深时，按淹没宽顶堰公式计算。 ●参数的选定：槽身糙率对过水断面积及水流状态影响较大，应根据施工条件和工艺水 平参照工程实测资料分析选取，初步设计时可按手册查用；槽身过水断面的宽深比不同，槽 身的工程量也不同，为使工程经济，应有适宜的宽深比。从过水能力方面考虑，应取宽深比 b/h=2.0，但从受力条件考虑，梁式渡槽的槽身侧墙在纵向起着梁的作用，加高侧墙，可提 高槽身的纵向承载能力，故宜适当降低宽深比，工程中采用 b/h=1.25～1.67；确定纵坡时应 满足渠系规划要求，同时不能引起出口渠道的冲刷。一般常采用 i=1/500～1/1500，槽内流 速 1～2m/s，对于通航的渡槽，要求流速在 1.5m/s 以内，底坡小于 1/2000 。 ●超高：为了防止因风浪或其它原因而引起侧墙顶溢水，侧墙应有一定的超高。按建筑 物的等级和过水流量不同，超高Δh 可选用 0.2～0.6m，也可用经验公式计算： 矩形槽身 Δh=h/12+5（㎝） U 形槽身 Δh= D /12 （㎝） （二）水头损失计算 水流经过渡槽进口段时，随着过水断面的减小，流速 逐渐加大，水流位能一部分转化 为动能，另一部分因水流收缩而产生水头损失，因此进口段将产生水面降落 Z；水流进入槽 身后，基本保持均匀流，沿程水头损失值 Z1=iL；水流经过出口段时，随着过水断面增大， 流速逐渐减小，水流动能因扩散而损失一部分，另一部分则转化为位能，而使出口水面回升 Z2，从而与下游渠道相衔接。 ●进口水面降落 Z g v g Q Z ( 2 2 2 0 2 2 = − ） 或 ( ) 2 1 2 0 1 2 v v g K Z − + =
●槽身沿程水头损失Z1为: ZI=IL ●出口水面回升Z2 g ●渡槽总水头损失 △z=z+Z1-Z2 如果按上式求得的ΔZ等于或略小于允许水头损失值时,则槽底纵坡和槽身断面即为所 求:如果ΔZ大于允许值较多时,则应重新拟定槽底纵坡,重新计算,直到满足要求为止。 如果Ⅰ值已定得很小,若再减小将会过多增加渡槽工程量时,也可不改变I值,而降低下游 渠底高程使渠水位与水面回升后的水位相等:或者由下游推算到上游,而将上游底抬高。 (四)渡槽进出口底部高程确定 为保证通过设计流量时,上下游渠道保持均匀流,而不致产生大的壅水或降水,进出口 底板高程应按以下方法确定 ●进口抬高值 V1=hi-Z-h2 ●出口降低值 y2=h3-z3-h ●进口槽底高程 V1=V3+1 ●出口槽底高程 V2=V1-Z1 ●出口渠底高程 V4=V2-y2
●槽身沿程水头损失 Z1 为： Z1=IL ●出口水面回升 Z2 ( ) 2 1 2 1 2 2 v v g K z − − = ●渡槽总水头损失 ΔZ=Z+Z1-Z2 如果按上式求得的ΔZ 等于或略小于允许水头损失值时，则槽底纵坡和槽身断面即为所 求；如果ΔZ 大于允许值较多时，则应重新拟定槽底纵坡，重新计算，直到满足要求为止。 如果 I 值已定得很小，若再减小将会过多增加渡槽工程量时，也可不改变 I 值，而降低下游 渠底高程使渠水位与水面回升后的水位相等；或者由下游推算到上游，而将上游底抬高。 （四）渡槽进出口底部高程确定 为保证通过设计流量时，上下游渠道保持均匀流，而不致产生大的壅水或降水，进出口 底板高程应按以下方法确定 ●进口抬高值 y1=h1-Z-h2 ●出口降低值 y2=h3-Z3-h2 ●进口槽底高程 ▽1=▽3+y1 ●出口槽底高程 ▽2=▽1-Z1 ●出口渠底高程 ▽4=▽2-y2
第二节渡(三) 五梁式渡槽 (一)、槽身设计 槽身横断面型式和尺寸确定 ●断面型式:槽身横断面型式矩形和U形两种。大流量渡槽多采用矩形,中小流量可 采用矩形也可采用U形。矩形槽身常是钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构,U形槽身还 可采用钢丝网水泥或预应力钢丝网水泥结构 ●拉杆:一般中小流量无通航要求,槽顶设拉杆,其间距为1~2m以增加侧墙稳定并 改善槽身横向受力条件;如有通航要求则不设拉杆,而适当加大侧墙厚度。 ●宽深比:钢筋混凝土矩形及U形槽身横断面的造型,主要取决于槽身的宽深比。由 于水力条件与结构受力条件的矛盾,实际设计中一般根据结构受力条件及节省材料的原则来 选择宽深比 ●槽身侧墙通常都作纵梁考虑,由于侧墙薄而高,故在设计中除考虑强度外,还应考虑 侧向稳定,一般以侧墙厚度t侧墙高H的比值tH作为衡量指标 2.槽身结构计算 渡槽槽身是空间结构,受力较复杂,常近似按纵横两个方向进行内力分析 ●纵向结构计算:对矩形槽身,可将侧墙视为纵向梁,梁截面为矩形或T形,按受弯 构件计算纵向正应力和剪应力,并进行配筋计算和抗裂验算。 U形槽身纵向应力计算时,需先求出截面形心轴位置及形心轴至受压区和受拉区边缘 的距离y1和y2(图820),再按下式计算: M y < 对于较重要工程,按下式作抗裂验算 0拉7y2 <rmaa/t 式中z—一换算截面惯性矩 换算截面形心轴至受拉边缘距离。 U形槽身的纵向配筋一船按总拉力法计算,即考虑受拉区混凝土已开裂不能承受拉力 形心轴以下全部拉力由钢筋承担
第二节 渡槽（三） 五 梁式渡槽 (一)、槽身设计 1．槽身横断面型式和尺寸确定 ●断面型式：槽身横断面型式矩形和 U 形两种。大流量渡槽多采用矩形，中小流量可 采用矩形也可采用 U 形。矩形槽身常是钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构，U 形槽身还 可采用钢丝网水泥或预应力钢丝网水泥结构。 ●拉杆：一般中小流量无通航要求，槽顶设拉杆，其间距为 1～2m 以增加侧墙稳定并 改善槽身横向受力条件；如有通航要求则不设拉杆，而适当加大侧墙厚度。 ●宽深比：钢筋混凝土矩形及 U 形槽身横断面的造型，主要取决于槽身的宽深比。由 于水力条件与结构受力条件的矛盾，实际设计中一般根据结构受力条件及节省材料的原则来 选择宽深比。 ●槽身侧墙通常都作纵梁考虑，由于侧墙薄而高，故在设计中除考虑强度外，还应考虑 侧向稳定，一般以侧墙厚度 t 侧墙高 H 的比值 t/H 作为衡量指标。 2．槽身结构计算 渡槽槽身是空间结构，受力较复杂，常近似按纵横两个方向进行内力分析。 ●纵向结构计算：对矩形槽身，可将侧墙视为纵向梁，梁截面为矩形或 T 形，按受弯 构件计算纵向正应力和剪应力，并进行配筋计算和抗裂验算。 U 形槽身纵向应力计算时，需先求出截面形心轴位置及形心轴至受压区和受拉区边缘 的距离 y1 和 y2(图 8-20)，再按下式计算： c y f I M = 1 0 压 m ct tk y f I M = 2 0 拉 对于较重要工程，按下式作抗裂验算： m ct tk Z y f I M 拉 2 式中 IZ——换算截面惯性矩 2 y ——换算截面形心轴至受拉边缘距离。 U 形槽身的纵向配筋一船按总拉力法计算，即考虑受拉区混凝土已开裂不能承受拉力， 形心轴以下全部拉力由钢筋承担。 max 0 S I M F dA A = 总 ＝