GB 50288-2018 灌溉与排水工程设计标准
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

9.3 结构形式和构造

9.3.1 渡槽结构形式应根据渡槽级别、规模、地形、地质、地震、建筑材料、施工方法、环境条件、工期造价及运行管理要求等因素,因地制宜,经技术经济比较后确定。常用的梁式、拱式、桁架式、拱梁组合式、斜拉式及落地式等结构形式分别适用于下列条件:

1 地形开阔平坦,槽高不大,地质条件较差以及大型渡槽宜首选梁式渡槽。

2 窄深山谷地形,两岸地质条件良好,场地稳定,承载力较好,有施工场地时,宜采用单跨拱式或大跨度斜拉式渡槽。

3 槽高较大,地基良好或便于处理,施工场地开阔,宜采用桁架式或拱式渡槽。

4 水流湍急,通航放木,冰情严重河(渠)道上的渡槽,宜采用单跨跨度的结构形式。

5 多跨度的渡槽宜采用相同的结构形式和单跨跨度。槽址条件复杂时,采用的结构形式和单跨跨度不宜超过3种。

9.3.2 经技术经济比较后,可选用部分预应力或全预应力、单向或多向预应力混凝土结构。

9.3.3 槽身横断面应符合下列规定:

1 槽身横断面的常用形式有矩形和U 形两种,应根据设计流量、运行要求及建筑材料条件等经技术经济比较后确定。矩形横断面槽身包括有、无拉杆侧墙式、肋板式、多纵梁式、箱式以及多箱梁式。

2 梁式渡槽矩形和箱形槽身的深宽比宜采用0.6~0.8,不兼作纵梁受力或因特殊要求而加宽的矩形槽身不受此限制。箱式横断面在加大水面以上的通气面积不应小于15%和0.4m 以上的通气净空高度。

3 槽身侧墙顶端厚度不宜小于12cm,侧墙底部厚度由计算确定。矩形槽身高度与槽壁厚度之比宜为12~16,肋板式矩形槽身高度与槽壁厚度之比宜采用18~21,槽身高度与槽壁厚度之比大于15的U 形槽身应论证槽身的稳定性。

4 梁式渡槽U 形槽身的深宽比宜采用0.7~0.9,拱式渡槽U 形槽身的深宽比可减小。U 形槽身的槽壁顶端应加大形成顶梁,顶梁面积(不含槽壁厚)宜为槽身横断面的15%~18%。跨宽比大于或等于4的U 形槽槽底弧形段宜加厚。U 形槽身两端应设置端肋,端肋外形轮廓宜为倒梯形或折线形。

5 槽身拉杆间距应与槽身侧墙的刚度和计算方法相适应。

6 3级及3级以上的渡槽可采用双槽或多槽式布置。

7 位于寒冷和严寒地区、三~五类环境条件的渡槽不宜采用薄壁结构形式。

9.3.4 钢筋混凝土结构的简支梁式槽身单跨跨度宜采用8m~15m,双悬臂梁式槽身分节长度宜采用15m~30m。预应力混凝土结构大型渡槽槽身宜采用简支梁式,其单跨跨度宜采用25m~50m。槽身距地面高度较大、地基条件较好或基础施工困难的宜选用以上3种槽身跨度的上限值。

9.3.5 拱式渡槽圬工主拱圈的结构形式有板拱、肋拱、箱形拱等,应根据渡槽规模、拱圈跨度、建筑材料以及施工方法等因素合理选用,并应符合下列规定:

1 主拱圈跨度宜采用30m~40m。其矢跨比宜选用以下值:板拱、肋拱1/6~1/3,箱形拱、刚架拱1/10~1/6,桁架拱1/8~1/4。

2 主拱圈宽度宜与槽身结构宽度相同。主拱圈宽度与跨度之比不宜小于1/20,对大跨度小流量的拱式渡槽,亦不宜小于1/30。单拱跨度小于或等于40m 时宜采用等截面主拱圈,大于40m 时应采用从拱顶至拱脚逐渐加大截面高度的变截面主拱圈。

3 主拱圈的拱轴线应与渡槽正常运用期荷载产生的压力线接近,在拱圈截面上不宜出现拉应力和不均匀的压应力。

4 主拱圈的拱顶宜略低于或接触槽身底面。

5 板拱主拱圈可采用实体式或空箱式横截面。空箱式板拱主拱圈的顶、底板及两侧腹板厚度应根据结构计算和施工条件确定,箱腹挖空面积宜为箱体全截面的50%~70%。

6 肋拱式拱圈可采用无铰、两铰或三铰的分离式肋拱结构,肋拱横截面可采用矩形、工字形或箱形。矩形截面肋拱的拱顶厚度宜为拱跨的1/60~1/40,截面高度与宽度之比宜为1.5~2.5。拱肋之间沿纵向每隔一定距离,以及在拱肋上设有排架和设铰断面处,应设置与拱肋刚性连接的横系梁。横系梁截面的最小边长不应小于其长度的1/15。拱肋上排架间距可采用3m~6m 或拱肋宽度的15倍。

7 横墙腹拱式空腹拱渡槽的腹拱跨径宜为主拱圈跨径的1/15~1/8,主拱圈跨径大时取较小值。腹拱可采用等厚度圆弧拱或半圆拱。浆砌石腹拱厚度不宜小于30cm,混凝土腹拱厚度不宜小于15cm。

8 实腹拱的拱上结构两端与槽台之间应设置竖向变形缝,主拱圈跨度较大时,拱顶位置应加设竖向变形缝,多跨实腹拱式渡槽的槽墩顶部的上部结构应设竖向变形缝。空腹式渡槽与墩台相邻的腹孔应采用三铰拱,其他腹拱宜采用三铰拱或两铰拱。铰所在断面的上部结构均应设置竖向变形缝。

9 无铰拱的主拱圈与墩台之间应采用刚性连接,未经妥善处理的软土地基上不宜采用无铰拱结构。

10 严寒地区拱式渡槽的主拱圈应采用较大的矢跨比和较小的拱轴系数,拱上建筑及构造措施应能适应较大的温度变形要求。

9.3.6 梁式及拱式桁架渡槽应符合下列规定:

1 梁式桁架宜取高跨比为1/10~1/5、桁架节间距为3m~6m。

2 上承梁式桁架的高跨比宜为1/6~1/3,其竖杆位置应使各节间的槽身纵向弯矩值接近且间距不宜小于5m。下承梁式桁架的上弦拱轴线宜采用二次抛物线(或采用折线拱或平行弦桁架),其高跨比宜为1/10~1/5。

3 桁架拱拱形弦杆的轴线宜采用二次抛物线或悬链线。桁架节间距宜为跨度的1/15~1/10,桁架拱片各杆截面宽度宜为20cm~50cm。上承拱式桁架的下弦杆截面高度宜为跨度的1/85~1/70,下弦杆与上弦杆的刚度比宜大于6,腹杆与上弦杆的刚度比宜小于1。复拱式拱桁架上、下弦杆的刚度比宜采用3~4,竖杆截面宽度宜小于或等于下弦杆的截面高度。中承式及下承式桁架拱的杆件尺寸也可按本条规定确定。

4 各榀桁架片之间应采用横向联系杆刚性连接成整体结构。

9.3.7 排架、槽墩或墩台等下部支承结构应符合下列规定:

1 排架高度小于20m 时宜采用单排架,20m~35m 时宜采用双排架。A 字形排架宜在顺槽向或横槽向一个方向上布置。受水流冲击的排架下部应采用重力式实体墩(混合式墩架)或全部重力墩。作用于排架的竖向荷载应通过排架立柱组合中心,排架柱底部与基础或重力墩之间宜采用固接方式,有特殊要求时可采用铰接方式连接。

2 重力式槽墩的墩高为8m~15m 时宜采用浆砌石或混凝土实体墩,墩高为15m~40m 时宜采用混凝土或钢筋混凝土空心重力墩。钢筋混凝土空心重力墩的墩壁厚度不应小于30cm,混凝土空心重力墩的墩壁厚度不应小于50cm。空心墩墩帽下应设置实体过渡段,空心墩内应视应力分布情况沿高度方向每隔2.5m~4.0m 设置水平状钢筋混凝土横隔板或横梁,或设置直立的纵向隔板。

3 多跨连拱式渡槽每隔3跨~5跨应设置一个加强墩。两侧拱跨对称的拱式渡槽混凝土中墩墩顶厚度宜为拱跨的1/25~1/15,浆砌石中墩墩顶厚度宜为拱跨的1/20~1/10,且不应小于80cm。当槽墩两侧拱跨不对称时,应根据地基和墩体受力条件调整槽墩两侧拱脚(及墩顶)高程和拱矢跨比。

多跨简支式渡槽每隔7跨~10跨应设置一个加强墩(重力式或双排架)。

4 槽台应根据地质和槽台高度等条件分别选用轻型、重力式、U 形、箱形或桩板组合等结构形式,其布置应满足稳定、地基承载力及沉降要求。轻型槽台和重力式槽台高度不宜大于5m,台身背面应设置集水反滤系统和减压排水孔。台背填土应提出设计密实度要求,其表面应采取排水和防冲蚀措施。

9.3.8 简支梁式槽身的支座形式宜取高程较低端为固定支座,另一端为活动支座。对于多跨简支梁式槽身,各跨的固定支座与活动支座应相间排列。同座渡槽墩(架)顶部同一侧的支座形式应相同。中、小型渡槽的固定支座宜用平面钢板支座或板式橡胶支座,活动支座宜用切线钢板支座或滑动板式橡胶支座。大型渡槽固定支座宜用盆式橡胶支座,活动支座宜用单向或多向盆式橡胶活动支座。