武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
边墩的计算条件取满槽水。计算简图见图4—2。
P0100W1200P2W150cm400cm50W2P1P3350cm505020 图4—2 边墩的计算简图
边墩的结构计算主要包括：抗滑稳定计算，抗倾覆稳定计算，以及基地正应力计算，最终确定边墩及支座的构造及尺寸。
经计算，前面设计的边墩尺寸是合理的，结构是稳定的。但基础的尺寸偏小，应改为5.86×3.5m2。
二、槽架的结构计算
单排架是由两根铅直肢柱与横梁组成的单跨多层平面钢架，钢架平面置于横槽向。双排架是由四根铅直肢柱与横梁组织的空间钢架，因肢柱是铅直的，故承受横槽向及顺槽向荷载时可分解为单排架来计算，因此，仅进行单排架的结构计算。
单排架的计算条件为满槽水加横向风荷载。按图4—3所示条件计算内力并配筋和验算顺槽向单柱的稳定性。
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F400cm300cm400cm400cmP1 P1G1GPP400cmG1GPPP1+P1EP1 P1P2G2GG2GP2G2GG2GP2P3GDHCP3G2GG2G400cmP3300cm400cmP4P4IBA225cmP4450cm N3M0N3N2+N2 （a） （b）
l0a （c） （d）
图4—3 单排架结构计算图
作用于排架的铅直荷载有：①槽身重力及槽内水重力P；②槽身在横向风压力P1作用下通过支座传给肢柱的轴向拉力和压力P＇；③排架重力，计
算时将排架重力化为节点荷载，每一节点荷载等于相邻上半柱和下半柱重力以
及横梁重力之半的总和。作用于排架的水平荷载有：①通过摩阻作用传至立柱顶部的槽身横向风压P1＇；②作用于排架立柱上的横向风压力Pi（i=1，2，?）。
铅直向节点荷载只使肢柱产生轴向力。水平向节点荷载是反对称的[图4—3（a）]，但结构是对称的，可取一半按图4—3（b）用“无切力分配法”计算排架的内力。满槽水加横向荷载条件下，背风面肢柱承受的轴向压力最
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大，应分别对横槽向及顺槽向进行计算横槽向按内力计算成果配置受力钢筋，顺槽向[图4—3（c）]按单柱并考虑纵向弯曲影响进行承载能力验算。因风向是可以改变的，所以两肢柱实际配置的受力钢筋，应按最大的配置。
经计算，排架的横梁双面配筋，每面配置3φ14，As=462mm2；排架的立柱的配筋量为4φ32+2φ32，As=4449mm2，布置如下：
2 326@2002 322 28 图4—4 排架立柱的钢筋布置图
第三节 排架的基础结构
排架基础采用整体板式钢筋混凝土基础。由于这种基础设计时需考虑弯曲变形，故又称为柔性基础。它能在较小的埋置深度下获得较大的基底面积，姑体积小施工方便，适应不均匀沉陷的能力强，但需一定数量的钢材。对于排架结构，一般都采用这种基础。
基础板的尺寸的拟定主要包括：横槽向的长度L、顺槽向的宽度B和基础底板的有效厚度h0。基础板的面积应满足地基承载力的要求。基础底板的有效厚度是由基础材料决定的，应满足冲切强度要求。
满槽水加横向荷载对于底板受力最不利。在此条件下，如图4—5所示，先计算底板端部的最大与最小地基反力强度σ
max
和 σ
min，然后计算底板右
边悬臂段，跨中段及左边悬臂段的弯矩M1x，M2x和M3x。求得底板的弯矩后，可按受弯构件计算配置钢筋。但应注意，横向风压力是可以改变的，即图4—5中M和V的方向转而向右，N1和N2互换位置，底板左右的地基反力和内力弯矩也将互换位置。因此，垂直渡槽水流方向的底板受力钢筋应当对称布置。
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N10.9mM2.25m2.25mN20.9mMVhVOσmaxxL/2L/2弯距图σmin 图4—5 排架基础底板内力计算图
底板顺渡槽水流方向的受力钢筋，可将此方向底板的悬出部分按悬臂梁计算求得，荷载是地基反力减去底板重量里和板上土重力。
配筋结果为：负弯矩配筋12φ28，As=7390mm2；正弯矩配筋5φ12，As=565mm2。
第四节 渡槽的整体稳定性验算
选定了各个部分的形式和布置尺寸后需验算渡槽及其地基的稳定性，如不满足要求，应修改布置方案。
位于大风区的渡槽，轻型壳体槽身可能被风荷掀下来。因此需验算槽身的整体稳定性。槽中无水为最不利计算条件。
槽墩或槽架及其基础在水平荷载?p的作用下，可能沿基底面产生
水平滑动。因此需进行渡槽的抗滑稳定性验算与抗倾覆稳定性验算。计算条
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件：当?N小时，对抗滑稳定是不利条件，故计算槽中无水情况。即?N中不包括槽中水重N1。
P1N1N2P1P1P2P2N3P3P3P4ΣP4ΣΣMΣPyxL=6.3mσxmaxΣMB=1.7mB=1.7mσymaxσyminσxmin 图4—6渡槽及其地基稳定计算图
为了保证渡槽工程的安全和正常运用，基底压应力及其分布须满足：①σ
max≤[σ
]；②基底合力偏心距应满足《公路桥涵设计规范》的规定，非岩
石地基上槽墩（或架）的基础，要求在基本组合荷载情况下满足e0≤0.1ρ。渡槽浅基础的基底压应力演算按横槽向和顺槽向分别计算基底压力而不叠加，并分别考虑各自的不利条件。横槽向验算时，槽中通过设计流量或满槽水、河道高水位加横向风压力是验算基底合力偏心距的不利条件。
经过验算，渡槽的整体稳定性符合要求。
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