佛岭灌区渡槽设计开题报告

佛岭灌区渡槽设计开题报告佛岭灌区渡槽设计开题报告 佛岭灌区渡槽设计开题报告 佛岭灌区渡槽设计 学生孙广超 指导老师彭云枫 三峡大学水利与环境学院 1 工程概况 佛岭水库灌区引水干渠控制灌区农田面积 4330hm，经黄家沟时 经比较采用渡槽方案，工程为 III 等工程，主要建筑物为 3 级。2 1.1 渡槽形式及尺寸 修筑的渡槽采用矩形梁式渡槽， 槽底宽为 2.0m， 侧墙高 1.71m， 设有间距为 2.0m， 高为 0.1m 的拉杆， 考虑到交通要求， 还设有 0.85m 宽的人行板。 1.1.2 地形 黄家沟顶宽约有 120m，沟深约为8m，属狭长V 形断面，无常流 水，沟内有良田，可种植经济作物。耕作深度1.0m。 1.1.3 构造要求 本设计布置等跨的间距为 8m 的单排架共 13 跨，与渐变段连接 处采用浆砌石槽台。排架与地基的连接采用整体基础。槽身、排架以 及基础采用预制吊装形式， 为使预制时简单、 方便， 将排架分为三组。 2 本工程设计的目的和意义 2.1 渡槽的历史 世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。 公元前 29 世纪前后, 埃及在尼罗河上建考赛施干砌石坝,坝高 15m,坝长 450m,是文献记载 最早的坝,并建渠道和渡槽,向孟菲斯城供水。 公元前 700 余年,亚美尼亚已有渡槽。公元前 703 年,亚述国王 西拿基立Sennacherib下令建一条 483km 长的渡槽引水到国都尼尼 微。渡槽建在石墙 上,跨越泽温的山谷。 石墙宽21m,高9m,共用了200多万块石头。 渡槽下有 5 个小桥拱,让溪水流过。 2.2 渡槽在我的应用 渡槽在我国已有悠久的历史。古代,人们凿木为槽用以引水,即 为最古老的渡槽。据水经渭水注长安城故渠“上承泬水于章 门西,飞渠引水入城,东为仓池,池在未央宫西。” “飞渠”即为渡槽, 建于西汉,距今约 2000 年。或说公元前246 年兴建的郑国渠“绝”诸 水即利用了渡槽。这说明渡槽在中国已有2000 年以上的历史。我国 古代比较著名的渡槽有古代陕西关中地区大型引泾灌区郑国渠, 是中国古代最宏大的水利工程之一。 公元前 246 年秦始皇元年由韩 国水工郑国主持兴建,约十年后完工。它位于泾水和渭水的交会处, 干渠西起泾阳,引泾水向东,下游入洛水,全长 150 余 km,其间横穿了 好几道天然河流,可能使用了“渡槽”技术。郑国渠的建成 ,使关中干 旱平原成为沃野良田,粮食产量大增,直接支持了秦国统一六国的战 争。 我国从20世纪50年代开始建造渡槽,目前国内已建的各类渡槽 有很多。 其中单槽过流量最大的为 1999 年新建的新疆乌伦古河渡槽, 设计流量 120m3/s,为预应力混凝土矩形槽。单跨跨度最大的为广西 玉林县万龙渡槽,拱跨长 126m。 2002 年完成的广东东江深圳供水 改造工程在旗岭、樟洋、金湖的 3 座渡槽上采用了现浇预应力混凝土 U 型薄壳槽身,为国内首创。 2.3 渡槽的形式 根据目前我国渡槽的发展状况， 渡槽在横断面上,以 U 型和矩形 槽应用较为广泛,特别是随着施工方法的改进,如采用预制吊装的渡 槽,越来越广泛的采用各种更轻、更强、更巧、更薄的结构 ,即槽身趋 向采用 U 型、半椭圆型、环型、抛物线形等薄壳结构或薄壁肋箱等。 在支承型式上,除梁式渡槽和拱式渡槽外,又发展了一种拱梁组 合式,拱梁式渡槽是从20世纪90年代逐步发展起来的,是在折线拱和 桁架梁渡槽的基础上,经过研究改进发展起来的一种新型渡槽结构形 式。它具有结构轻巧,受力状态良好,外形美观,便于施工,安全可靠, 经济适用等特点。如湖南岳阳地区的凉清渡槽,槽身全长 75.2m,由一 跨 50.4m 的拱梁组合式结构与两端各一跨 12.4m 的简支 结构组成。1990 年建成后投入使用,运行状况良好。 在材料使用上,在使用一般钢筋混凝土的基础上,趋于使用钢丝 网水泥、高标号预应力混凝土,钢材采用高强钢丝、低合金钢等。采 用这种材料后一是降低混凝土槽身的壁厚,能使混凝土的壁厚由过去 的几十厘米减为十几厘米;其次由于渡槽槽身构件采用预应力工艺处 理后,使渡槽在结构上发生了质的变化,抗裂性、 抗震性和刚度大大提 高,克服了钢筋混凝土过早出现裂缝的弱点,充分发挥了高强钢材的 潜力,渡槽的断面和变形也相对减少,而跨度却可显著地增大。 从施工方法角度出发,渡槽越来越趋于装配式,由于灌溉及用水 事业的发展和地形的需要,大流量、大跨度的装配式渡槽逐年增多, 并且这些大跨度、大流量的渡槽结构多采用预应力结构和拱架支承。 小型壳槽则较多采用钢丝网水泥结构以有利于农村小型工地的运输 和装配。 从施工工艺方面,预应力施工工艺逐渐广泛地被采用,槽身的张 拉,小型壳槽则采用先张法,即在预制厂内固定的台座上成批张拉高 强钢丝或钢绞线,大型槽身则采用后张法施工,以构件本身为台座。 在 采用装配式渡槽方面,由于吊装技术和设备的改进,构件的单元重量 也逐渐增大,以适应大断面、大跨度结构的需要。如湖北省 1973 年修 建的排子河装配式渡槽,采用钢桁架梁垂直吊升巨型的槽身构件,起 重量达 200t,提升高度达 50 多 m。 2.4 渡槽的发展趋势 目前,渡槽发展研究的总趋势是,适应各种流量、各种跨度特别 是大跨度渡槽结构型式的研究;应用先进理论和先进手段进行结构型 式优化设计;材料及施工技术的改进等。如斜拉式及悬吊式这类跨越 能力最大的渡槽型式的研究;过水与承重相结合的合理结构型式的研 究;利用电子计算技术及先进设计理论优选结构型式的研究;早强快 干混凝土和钢纤维混凝土等材料以及新型止水材料的研制应用;构件 预制工厂化及大型机械吊装等,有的已在逐步开展，有的在探索中, 但是可以预见,渡槽工程在结构型式、设计理论、建筑材料以及施工 技术等方面,将有一个新的发展。 2.5 本课题研究的目的和意义 水利灌溉是农业的命脉，近年来随着人民生活水平的提高和工 农业的快速发展，对供水的要求也大大提高，从水库（水源地）引水 到灌区，其间的建筑物即 为渠系建筑物。本次设计的对象为渠系建筑物中的渡槽设计， 注重整体规划统一协调的同时， 综合考虑了整体工程的统一性。 在设 计过程中既充分运用了所学知识， 又广泛参考了水工设计、 施工方面 的相关文献资料，体现了工程设计的科学性、规范性，又突出了创新 性。通过本课题的毕业设计，能使学生掌握水利工程设计的程序和方 法， 能充分运用水利水电工程专业所学的水文地质、 工程材料、 力学、 制图、设计和施工等诸多方面的知识，将其系统化，并得到巩固；既 能培养学生利用所学的知识解决实际问题的能力， 又能提高学生独立 设计的能力；对提高毕业生的独立设计能力、 适应今后的本行业工作 具有积极的意义。 3 设计的具体内容、步骤和成果 3.1 设计具体内容及步骤 1）渡槽型式的选择、工程总体布置及主要尺寸的拟定； 2）渡槽的水力计算； 3）渡槽槽身的结构及配筋计算； 4）渡槽排架拱圈的结构及配筋计算； 5）渡槽的稳定计算； 3.2 设计成果 1）设计说明书和计算书； 2）设计图纸，CAD 出图。