張金忠

【摘要】渡槽作為水利水工建筑物中運(yùn)用最為重要的一種特殊的建筑物，是運(yùn)送水流橫跨了山道、谷口、路沖、河渠等的自然阻礙的用來(lái)運(yùn)送水源的建筑物。在水工建筑灌區(qū)的建筑物設(shè)計(jì)中，渡槽是不可分割的的最為重要的建筑之一。結(jié)合了實(shí)際應(yīng)用與實(shí)例，探究了水工建筑物渡槽的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】水工；建筑；渡槽；設(shè)計(jì)；水力

1、概述

水工渡槽是運(yùn)送渠道水流跨越河渠、道路、山?jīng)_、谷口等的空中運(yùn)送水源的建筑物，是水工建筑物中應(yīng)用最為重要的建筑物之一。除用來(lái)輸送水源外，還可用于一些例如排沙等用途。當(dāng)溝渠沖突時(shí)，為了排除溝中的泥沙，不讓泥沙進(jìn)入溝渠中，可以在溝渠中設(shè)置排出泥沙的渡槽。其中水流量較少的河道上面修筑堤壩，用圍巖攔阻河道時(shí)，可以在基坑上面設(shè)置導(dǎo)流渡槽，使得上游瀉下來(lái)的水通過(guò)渡槽流向下游。

因?yàn)橥ㄟ^(guò)渡槽等流入大量的水，一般情況下不會(huì)影響河道的泄洪，而與倒虹相比，渡槽的槽身相對(duì)較短，施工也較為方便，運(yùn)行與管理方面較為簡(jiǎn)單，更為重要的是水頭的磨損較小，相對(duì)來(lái)說(shuō)可以較大的提高其效益，然而對(duì)于有交通要求的地方，渡槽還可以適應(yīng)交通來(lái)筑造，所以渡槽渡槽得到廣泛的歡迎。

2、灌區(qū)渡槽

水工建筑灌區(qū)渠建筑物擁有8座特殊渡槽，總干渠擁有5座特殊的渡槽，五龍干渠擁有4座特殊的渡槽。為了使水頭使用更為長(zhǎng)久，在流態(tài)方面進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)所在的坡段槽底建筑，總干渠使用較少，干渠渡槽使用為總干渠的1.5倍，渡槽的槽墩與表面為鋼筋混凝土構(gòu)成，根據(jù)渡槽與地面的差值等情況來(lái)采用不同的形式布置渡槽。

日前渡槽發(fā)展的總趨勢(shì)是，適合各種各樣的水流流量、各種跨度的研究尤其是大型跨度的，應(yīng)用先進(jìn)的手段的設(shè)計(jì)手法，應(yīng)用的材料和施工技術(shù)都有所提高。如懸吊式這這一類型的大夸式的渡槽研究、結(jié)合過(guò)水與承重合理的形式研究、利用先進(jìn)的電子計(jì)算技術(shù)合理的安排研究計(jì)劃、早強(qiáng)混凝土等新型材料的研究、預(yù)構(gòu)件工廠與大型機(jī)械吊裝等，很多已經(jīng)在逐步的發(fā)展中，有的以研究出成果，這些都是可以預(yù)見(jiàn)的，渡槽在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上、建筑材料以和施工技術(shù)等方面而言以有一個(gè)全新的發(fā)展。

2.1 上水干渠渡槽。上水干渡槽主要包括有廣平渡槽、水錦渡槽、上水渡槽等。其中水錦渡槽與上水渡槽的設(shè)計(jì)較為合理，適合學(xué)習(xí)。以下主要對(duì)上水井渡槽和楊柳渡槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述。

2.1.1 上水井渡槽。上水渡槽于上水總干渠樁號(hào)。+710—+778米處，根據(jù)地形地質(zhì)情況決定，采用排架式。下伏基巖于茅口組灰色中厚層到厚層含有隧石團(tuán)塊灰?guī)r。因?yàn)楦采w層較厚（0.34.5米），避免較大開(kāi)挖，覆蓋層采用C20孔樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理，排架最大高度為5.2米，渡槽總長(zhǎng)68米，排架單跨8.0米，設(shè)計(jì)流量2.004米每秒，加大流量2.610立方米每秒槽身及排架采用C25鋼筋混凝土。渡槽槽身總寬3.35米，凈寬2.0米槽身高2.35米，設(shè)計(jì)水深1.222米，加大水深1.495米。

2.1.2 楊柳渡槽。楊柳渡槽于總干渠樁號(hào)1+024—1+123米處，依據(jù)其地理位置來(lái)看，可以采用排式。由于其覆蓋的下基巖厚度為（0.3-4.5米），為了避免大量的開(kāi)挖下基巖，覆蓋的下基巖可采用強(qiáng)度為c20的混凝土，排架最大高度14米，其總體長(zhǎng)度71米，排架單跨8.2米，渡槽的設(shè)計(jì)流量為2.0米每秒，為了加大其流水量，渡槽的長(zhǎng)度的強(qiáng)度都應(yīng)有所提高。渡槽的槽身總寬3.30米，凈寬1.8米，槽身高2.5米。

2.2 五龍井干渠渡槽。五龍井干渡槽位于五龍總渠樁號(hào)3+412—3+484.5m處，依據(jù)其地理位置，可采用排架式和拱式復(fù)合渡槽。因?yàn)槠涞匦蔚膯慰巛^大（最大60m），單單采用拱式，已不合適，所以采用拱式與排式相復(fù)合使用，根據(jù)其地理位置的情況來(lái)看，單跨的為65米而拱式排架為85米。由于下基層的承載能力非常的薄弱，因此下基層的強(qiáng)度應(yīng)有所提高，以提高其整個(gè)渡槽的承載能力，提高其混凝土的強(qiáng)度與任性，使得下基層的混凝土受力較為均勻，承載力同樣均勻，不至于下沉巖受到承載力不同而破裂。采用排架與拱式相復(fù)合的好處在于能夠適應(yīng)其較差的地理環(huán)境，但也要相應(yīng)的提高排架與拱式的承載力來(lái)提高渡槽的耐久性。在排式與拱式復(fù)合使用中應(yīng)特別考慮其抗震的效果，而排式與拱式復(fù)合抗震設(shè)計(jì)中較為復(fù)雜。

3、水工渡槽的減隔震設(shè)計(jì)

在相對(duì)于實(shí)際的工程來(lái)看，提出了渡槽減震的設(shè)計(jì)，根據(jù)其設(shè)計(jì)的原則。目前在對(duì)槽墩的減震設(shè)計(jì)中，還沒(méi)有查到正規(guī)的依據(jù)，因?yàn)槎刹鄣脑O(shè)計(jì)復(fù)雜的程度來(lái)看其減震的設(shè)計(jì)非常的困難。減震其中最為重要的是防止地震所帶來(lái)的破壞，所以在設(shè)計(jì)中必須跟據(jù)其地理位置的地震情況來(lái)設(shè)計(jì)。常規(guī)的設(shè)計(jì)構(gòu)件其減震設(shè)計(jì)，首先滿足它的使用要求，在根據(jù)它的構(gòu)造形式，并最后設(shè)計(jì)出屬于它的減震構(gòu)件。當(dāng)不滿足其減震的要求時(shí)，也可以增加其減震構(gòu)件的數(shù)量來(lái)達(dá)到減震的效果，以滿足規(guī)范的要求。在減震的設(shè)計(jì)構(gòu)想中，很難到達(dá)即滿足設(shè)計(jì)的要求又滿足經(jīng)濟(jì)的效果。減震的設(shè)計(jì)是一種減少上部構(gòu)件以降低底部的承載來(lái)達(dá)到不止使得構(gòu)件承載力不足而達(dá)到的破裂。

從動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)性原理來(lái)進(jìn)行分析，渡槽的槽底因地基的類別不同、槽墩在高度的差值上的各異，槽墩的基礎(chǔ)減震性能與其承載的力學(xué)性能上的協(xié)調(diào)程度，在槽墩的設(shè)計(jì)中應(yīng)一起綜合起來(lái)考慮。選擇多個(gè)槽墩的模型復(fù)合來(lái)考慮，有的時(shí)候這樣做并不能達(dá)到理想的目標(biāo)，而且減震支座設(shè)計(jì)的不合理影響其性能，和剛強(qiáng)度的不適應(yīng)，導(dǎo)致其力學(xué)能性能不協(xié)調(diào)，有些部位承載力過(guò)大，非常容易導(dǎo)致其先破損，導(dǎo)致其影響了整個(gè)渡槽的強(qiáng)度。所以渡槽的設(shè)計(jì)盡可能的使其剛度均勻，受力均勻才能有效提高其承載能力，避免各個(gè)渡槽槽墩的受力不均，受力不均會(huì)導(dǎo)致其中某個(gè)先與其他破壞，使得整個(gè)渡槽崩塌。渡槽的橫跨盡可能的一致，以避免其壓力不一致導(dǎo)致的破壞，對(duì)其承力的作用都是不利的。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，再水工建筑灌區(qū)設(shè)計(jì)中中，渡槽的設(shè)計(jì)尤為重要。在渡槽的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行，結(jié)合實(shí)際用用的情況，嚴(yán)格計(jì)算，以保證渡槽的合理性與嚴(yán)密性。

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