本文采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對河渡槽進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)。首先，通過對林家河周邊地形和地質(zhì)條件分析，根據(jù)渡槽結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)，確定本渡槽型式為簡支梁式渡槽，槽身采用矩形橫截面，支撐結(jié)構(gòu)采用實(shí)體重力墩形式，基礎(chǔ)采用整體板式基礎(chǔ)；然后參照水工設(shè)計(jì)規(guī)范和工程中渡槽設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值確定各部分尺寸并進(jìn)行校核，再進(jìn)行各部分的內(nèi)力計(jì)算、配筋計(jì)算、抗裂驗(yàn)算及細(xì)部處理，最后采用Ansys有限元軟件進(jìn)行平面計(jì)算和三維模型計(jì)算與結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，利用其結(jié)果對渡槽進(jìn)行強(qiáng)度校核，檢驗(yàn)渡槽各部分以及整體是否滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，并對設(shè)計(jì)值進(jìn)行修正以達(dá)到最優(yōu)效果。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將大學(xué)本科所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合，提高了水利水電專業(yè)素養(yǎng)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。
前言 2
1工程概況 4
1.1地形 4
1.2地質(zhì) 4
1.3上、下游渠道資料 4
1.4 建筑材料及安全系數(shù) 5
1.5 工程回填土及地基力學(xué)特性 6
1.6 設(shè)計(jì)要求 6
2 渡槽總體布置設(shè)計(jì) 6
2.1 渡槽軸線及槽身起止點(diǎn)位置選擇 7
2.1.1選擇原則 7
2.1.2選擇方案 8
2.2渡槽型式選擇、分跨及縱剖面布置 8
2.2.1型式選擇 8
2.2.2分跨 9
2.2.3剖面布置 10
3 渡槽水力設(shè)計(jì) 10
3.1 計(jì)算方法和計(jì)算公式 11
3.1.1 流量計(jì)算公式 11
3.1.2 水頭損失計(jì)算公式 11
3.2 槽底縱坡i、槽身凈寬B和凈深H的設(shè)計(jì) 12
3.2.1擬定i 、B和H的值 12
3.2.2 總水頭損失△Z校核與i、B和H值的確定 13
3.3 進(jìn)出口高程確定 13
3.3.1 高程計(jì)算公式 13
3.3.2 高程計(jì)算結(jié)果 14
3.4 進(jìn)出口漸變段長度確定 14
3.5 水力計(jì)算結(jié)果示意圖 14
4 槽身設(shè)計(jì) 15
4.1 尺寸設(shè)計(jì) 15
4.1.1扶欄 15
4.1.2人行道板 15
4.1.3拉桿 15
4.1.4側(cè)墻 15
4.1.5底板 16
4.1.6 渡槽橫剖面示意圖 16
4.2 槽身各部分荷載及自重 16
4.3 人行道板配筋設(shè)計(jì) 17
4.4 拉桿、側(cè)墻、底板橫向配筋設(shè)計(jì) 17
4.4.1內(nèi)力計(jì)算 17
4.4.2配筋設(shè)計(jì) 20
4.5 拉桿、側(cè)墻、底板縱向配筋設(shè)計(jì) 21
4.5.1計(jì)算簡圖 21
4.5.2內(nèi)力計(jì)算 21
4.5.3配筋設(shè)計(jì) 22
4.6 槽身抗裂驗(yàn)算 22
4.6.1 橫向抗裂驗(yàn)算 22
4.6.2 縱向抗裂驗(yàn)算 25
4.7 槽身吊裝驗(yàn)算 25
4.7.1吊裝施工布置及其示意圖 26
4.7.2吊裝內(nèi)力計(jì)算 26
4.7.3吊裝驗(yàn)算 26
5 重力墩計(jì)算 27
5.1 重力墩尺寸確定 27
5.1.1 渡槽高度及柱底高程計(jì)算 28
5.1.2 重力墩局部尺寸確定 28
5.2 重力墩設(shè)計(jì) 30
5.2.1 重力墩墩身設(shè)計(jì) 30
6 基礎(chǔ) 32
6.1基礎(chǔ)尺寸確定 32
6.1.1 基礎(chǔ)形式選擇 32
6.1.2 尺寸初步確定 32
6.1.3 基礎(chǔ)尺寸驗(yàn)定 33
7 渡槽及其地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 34
7.1 渡槽整體性驗(yàn)算 34
7.1.1 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 34
7.1.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 34
7.2 渡槽抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 35
7.2.1 空槽工況下抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 35
7.2.2 滿槽工況下抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 36
7.3 渡槽抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 36
7.3.1 空槽工況下抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 36
7.3.2 滿槽工況下抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 37
7.4 基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 37
7.4.1 橫槽向基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 37
7.4.2 順槽向基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 37
8.Ansys有限元計(jì)算分析 38
8.1Ansys有限元基本簡介: 38
8.2渡槽平面模型的建立 38
8.2.1Ansys平面渡槽模型 39
8.8.2結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器渡槽平面計(jì)算 39
8.3渡槽三維模型的建立 39
8.3.1創(chuàng)建渡槽三維模型 40
8.3.2網(wǎng)格劃分 40
8.3.3邊界條件及施加荷載 40
8.3.4求解及后處理 40
8-4結(jié)果及分析 40
8.4.1Ansy平面結(jié)構(gòu)分析 40
8.4.2結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器結(jié)構(gòu)分析 40
8.4.3Ansys三維結(jié)構(gòu)分析 41
8.5計(jì)算結(jié)果對比分析 41
8.5.1平面計(jì)算結(jié)果分析 41
8.5.2三維有限元結(jié)果分析 42
9 細(xì)部結(jié)構(gòu) 42
9.1 伸縮縫及止水 42
9.2 支座 43
9.3 兩岸連接 44
致 謝 45
參考文獻(xiàn) 46
附錄：計(jì)算說明書 48
1 水力計(jì)算 48
1.1 水力計(jì)算公式 48
1.2 加大流量下水力計(jì)算 49
1.3 設(shè)計(jì)流量下的水力計(jì)算 49
1.4 水頭損失計(jì)算 50
1.5 高程計(jì)算 51
1.6 進(jìn)出口漸變段長度計(jì)算 51
1.7 水力計(jì)算結(jié)果 52
2 槽身各部分荷載計(jì)算 52
2.1 扶欄自重 53
2.2人群荷載 53
2.3人行道板自重 54
2.4 拉桿自重 54
2.5 側(cè)墻自重 54
2.6 底板自重 55
2.7 設(shè)計(jì)水流下水自重 55
2.8 加大水流下水自重 56
2.9 槽身各細(xì)部自重結(jié)果 56
3人行道板配筋計(jì)算 56
3.1 計(jì)算簡圖 57
3.2 荷載及內(nèi)力計(jì)算 57
3.3 配筋計(jì)算 58
4 槽身計(jì)算 58
4.1 槽身橫向計(jì)算 58
4.1.1內(nèi)力計(jì)算 58
4.1.2配筋計(jì)算 67
4.2 槽身縱向計(jì)算 73
4.2.1 槽身縱向計(jì)算簡圖 73
4.2.2 槽身縱向荷載及內(nèi)力計(jì)算 74
4.2.3 槽身縱向配筋計(jì)算 75
4.3 槽身抗裂驗(yàn)算 76
4.3.1 槽身橫向抗裂驗(yàn)算 76
4.3.2 槽身縱向抗裂驗(yàn)算 81
4.4 槽身吊裝驗(yàn)算 83
4.4.1吊裝布置及其示意圖 83
4.4.2吊裝內(nèi)力計(jì)算 83
4.4.3槽身吊裝驗(yàn)算 84
5 槽墩計(jì)算 85
5.1 槽墩尺寸確定 85
5.1.1 渡槽高度計(jì)算 85
5.1.2 重力墩局部尺寸確定 86
5.2 重力墩的設(shè)計(jì)說明 87
5.2.1 水平方向荷載計(jì)算 91
5.2.2 豎直方向荷載計(jì)算 94
5.2.3 墩帽局部承受壓力計(jì)算 95
6 基礎(chǔ) 96
6.1 基礎(chǔ)尺寸確定 97
6.1.1基礎(chǔ)形式選擇 97
6.1.2 尺寸初步確定 97
6.1.3 基礎(chǔ)尺寸驗(yàn)定 98
7 渡槽穩(wěn)定性驗(yàn)算 100
7.1 渡槽槽身的整體性驗(yàn)算 100
7.1.1 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 100
7.1.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 101
7.2 渡槽整體抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 102
7.2.1 空槽工況下抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 102
7.2.2 滿槽工況下抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 103
7.3 渡槽抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 103
7.3.1 空槽工況下抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 104
7.3.2 滿槽工況下抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 104
7.4 基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 104
7.4.1 橫槽向基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 104
8. Ansys有限元計(jì)算分析 105
8.1Ansys有限元基本簡介 105
8.2渡槽平面模型的建立 105
8.2.1Ansys平面渡槽模型 105
8.8.2結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器渡槽平面計(jì)算 108
8.3渡槽三維模型的建立 109
8.3.1創(chuàng)建渡槽三維模型 109
8.3.2網(wǎng)格劃分 110
8.3.3邊界條件及施加荷載 110
8.3.4求解及后處理 111
8-4結(jié)果及分析 112
8.4.1Ansy平面結(jié)構(gòu)分析 112
8.4.2結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器結(jié)構(gòu)分析 113
8.4.3Ansys三維結(jié)構(gòu)分析 114
8.5計(jì)算結(jié)果對比分析 115
8.5.1平面計(jì)算結(jié)果分析 115
8.5.2三維有限元結(jié)果分析 116
