超大型輸水渡槽工程設計與研究

目錄
序
前言
南水北調(diào)中線一期工程簡介
第1章 中線一期工程超大型輸水渡槽設計概況 1
1.1 中線一期工程輸水渡槽概況 1
1.2 跨河輸水渡槽線路選擇 3
1.2.1 槽下凈空要求 3
1.2.2 跨越河段河勢 4
1.2.3 河床斷面 4
1.2.4 河床地質(zhì)條件 5
1.2.5 線路與總干渠協(xié)調(diào) 5
1.3 輸水渡槽幾何尺寸 5
1.3.1 渡槽上游河道壅水高度 5
1.3.2 行洪口門寬度 6
1.3.3 跨河渡槽長度 7
1.4 超大型跨河渡槽選型 7
1.4.1 各種槽式的適用性分析 7
1.4.2 輸水渡槽槽式選擇 9
1.4.3 簡支箱體結(jié)構(gòu)中承式渡槽斷面與槽跨 10
1.5 渡槽槽體設計 11
1.5.1 渡槽輸水斷面 11
1.5.2 渡槽結(jié)構(gòu)斷面 13
1.5.3 渡槽輸水通道數(shù)與跨度 14
1.6 渡槽水流控制與建筑物設計 15
1.6.1 河灘明渠 15
1.6.2 進出口漸變段 16
1.6.3 進出口閘 17
1.6.4 渡槽連接段 18
1.6.5 下部結(jié)構(gòu) 19
1.6.6 導流防沖裹頭 20
1.7 超大型輸水渡槽施工方案 20
1.7.1 造槽機施工 20
1.7.2 架槽機施工 21
1.7.3 滿堂支架施工 21
1.7.4 土牛法施工 21
第2章 超大型輸水渡槽關鍵技術 23
2.1 梁式渡槽經(jīng)濟跨度研究 23
2.1.1 梁板一體梁式渡槽特點 23
2.1.2 河道行洪要求 23
2.1.3 渡槽主體工程費用及其與跨度的關系 24
2.1.4 渡槽施工方法與跨度的關系 27
2.1.5 渡槽跨度選擇與設計 27
2.2 單參數(shù)預應力損失計算理論及參數(shù)測試方法 29
2.2.1 單參數(shù)預應力損失計算理論 29
2.2.2 單參數(shù)（綜合摩阻系數(shù)）測試方法 30
2.2.3 試驗驗證 31
2.3 分區(qū)折線形溫度荷載分布模型 32
2.3.1 氣溫與水溫及槽體溫度的關系 32
2.3.2 運行工況溫度梯度分布規(guī)律 34
2.3.3 空槽檢修工況溫度梯度分布規(guī)律 38
2.3.4 夏季與冬季溫度梯度對比分析 40
2.3.5 溫度荷載 43
2.4 U形渡槽設計驗證試驗 50
2.4.1 試驗任務與目的 50
2.4.2 模型設計 51
2.4.3 主要試驗成果 52
2.5 青蘭高速跨越方式研究 53
2.5.1 工程概況 53
2.5.2 處置方案研究 54
2.5.3 分體式扶壁梯形渡槽結(jié)構(gòu)特點 71
2.5.4 分體式扶壁梯形渡槽的運行監(jiān)測 72
2.5.5 分體式扶壁梯形渡槽的先進性 74
2.6 超大型輸水渡槽配套裝備 74
2.6.1 預應力錨固體系 74
2.6.2 渡槽止水新結(jié)構(gòu) 77
第3章 湍河U形渡槽設計 79
3.1 湍河渡槽設計條件 79
3.1.1 湍河水文條件 79
3.1.2 地質(zhì) 80
3.1.3 渡槽規(guī)模 81
3.1.4 總干渠設計參數(shù) 81
3.1.5 交叉斷面河道特征值 82
3.2 湍河渡槽工程布置 83
3.2.1 線路與槽身段長度 83
3.2.2 槽體斷面設計 84
3.2.3 工程布置方案 87
3.2.4 渡槽施工方案 93
3.3 渡槽設計標準與基本參數(shù) 95
3.3.1 工程等級與建筑物級別 95
3.3.2 渡槽結(jié)構(gòu)設計標準 95
3.3.3 荷載與基本參數(shù) 96
3.4 縱向結(jié)構(gòu)計算 101
3.4.1 槽體縱向結(jié)構(gòu)概化 101
3.4.2 縱向結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 103
3.4.3 槽體縱向預應力配筋設計 104
3.4.4 槽體縱向承載能力復核 104
3.5 橫向結(jié)構(gòu)計算 106
3.5.1 橫向結(jié)構(gòu)概化 106
3.5.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 107
3.5.3 典型工況下橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力 108
3.5.4 橫向結(jié)構(gòu)配筋計算 109
3.5.5 橫向截面抗彎承載能力復核 110
3.6 三維有限元復核 111
3.6.1 結(jié)構(gòu)模型與計算方法 111
3.6.2 不同運行工況條件下計算結(jié)果 113
3.6.3 U形渡槽預應力鋼筋布置優(yōu)化 117
3.7 殼體穩(wěn)定復核 119
3.7.1 計算理論 119
3.7.2 計算模型 120
3.7.3 計算結(jié)果 120
3.8 施工工況復核 123
3.8.1 造槽機過孔槽體應力復核 123
3.8.2 槽身鋼絞線張拉施工 129
3.9 渡槽基礎設計 139
3.9.1 渡槽基礎的比選 139
3.9.2 基礎處理 139
第4章 澧河矩形渡槽槽體結(jié)構(gòu)設計 143
4.1 設計條件 143
4.1.1 水文氣象 143
4.1.2 工程地質(zhì) 145
4.1.3 工程規(guī)模 146
4.1.4 進出口水流銜接條件 146
4.1.5 澧河交叉部位防洪標準 147
4.2 澧河渡槽工程布置 148
4.2.1 工程位置 148
4.2.2 建筑物軸線選擇 148
4.2.3 建筑物形式選擇 149
4.2.4 渡槽長度 149
4.2.5 渡槽布置與槽體斷面選型 150
4.2.6 渡槽縱向結(jié)構(gòu) 158
4.3 槽身結(jié)構(gòu)體型設計 159
4.3.1 渡槽輸水斷面設計 159
4.3.2 渡槽結(jié)構(gòu)斷面設計 159
4.4 渡槽結(jié)構(gòu)設計 160
4.4.1 縱向結(jié)構(gòu)計算 160
4.4.2 橫向結(jié)構(gòu)計算 161
4.4.3 典型工況下橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力 164
4.4.4 橫向結(jié)構(gòu)配筋計算 165
4.5 槽體結(jié)構(gòu)三維有限元復核 166
4.5.1 計算方法 166
4.5.2 計算模型 166
4.5.3 控制張拉應力及預應力損失 167
4.5.4 計算工況與荷載組合 169
4.5.5 計算結(jié)果 169
第5章 青蘭高速梯形渡槽設計 175
5.1 設計條件 175
5.1.1 氣象條件 175
5.1.2 工程地質(zhì) 175
5.1.3 總干渠設計參數(shù) 178
5.2 渡槽工程布置 178
5.2.1 工程總體布置 179
5.2.2 槽體結(jié)構(gòu)布置 179
5.3 分體式扶壁梯形渡槽結(jié)構(gòu)設計 180
5.3.1 擋水結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定應力計算 180
5.3.2 斜向布置分體式扶壁梯形渡槽的不平衡力偶分析 184
5.3.3 分體式扶壁梯形渡槽整體三維有限單元法計算分析 185
5.3.4 渡槽的構(gòu)造設計 188
5.4下部結(jié)構(gòu)與支座設計 189
5.4.1 渡槽下部結(jié)構(gòu) 189
5.4.2 支座設計 190
第6章 超大型輸水渡槽施工與運行 195
6.1渡槽施工 195
6.1.1 湍河渡槽造槽機施工 195
6.1.2 沙河渡槽架槽機施工 199
6.1.3 澧河渡槽滿堂支架施工 204
6.2渡槽運行基本情況 207
6.2.1 渡槽運行安全監(jiān)測 207
6.2.2 渡槽工程安全性評價 208
參考文獻 209