水工建筑物之渡槽

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渡槽是輸送水流跨越渠道、河流、道路、山?jīng)_、谷口等的架空輸水建筑物。當(dāng)挖方渠道與沖溝相交時(shí)，為避免山洪及泥沙入渠，還可在渠道上面修建排洪渡槽，用來排泄沖溝來水及泥沙。

梁式渡槽縱剖面圖（單位：cm）

渡槽由槽身、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、進(jìn)口建筑物及出口建筑物等部分組成。槽身置于支承結(jié)構(gòu)上，槽身重及槽中水重通過支承結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)，再傳至地基。

渡槽一般適用于渠道跨越深寬河谷且洪水流量較大、渠道跨越廣闊灘地或洼地等情況。它比倒虹吸管水頭損失小，便利通航，管理運(yùn)用方便，是交叉建筑物中采用最多的一種形式。

二、渡槽的類型

渡槽根據(jù)其支承結(jié)構(gòu)的情況，分為梁式渡槽和拱式渡槽兩大類。

（一）梁式渡槽

梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上，其縱向受力和梁相同，故稱梁式渡槽（圖8－11）。槽身在縱向均勻荷載作用下，一部分受壓，一部分受拉，故常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為了節(jié)約鋼筋和水泥用量，還可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土及鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)，跨度較小的槽身也可用混凝土建造。

梁式渡槽的槽身根據(jù)其支承位置的不同，可分為簡支梁式（圖8－11）、雙懸臂梁式［圖8－12（a）］、單懸臂梁式［圖8－12（b）］三種形式。

圖8－12　懸臂梁式渡槽（a）雙懸臂梁式；（b）單懸臂梁式

簡支梁式渡槽的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，施工吊裝方便，接縫處止水構(gòu)造簡單。缺點(diǎn)是跨中彎矩較大，底板受拉，對抗裂防滲不利。常用跨度是8～15m，其經(jīng)濟(jì)跨度大約為墩架高度的0.8～1.2倍。

雙懸臂梁式渡槽根據(jù)其懸臂長度的不同，又可分為等跨雙懸臂式和等彎矩雙懸臂式。等跨雙懸臂式（a＝0.25L，a為懸臂長度，L為每節(jié)槽身總長度），在縱向受力時(shí)，其跨中彎矩為零，底板承受壓力，有利于抗?jié)B。等彎矩雙懸臂式（a＝0.207L），跨中彎矩與支座彎矩相等，結(jié)構(gòu)受力合理，但需上下配置受力筋及構(gòu)造筋，總配筋量常大于等跨雙懸臂式，不一定經(jīng)濟(jì)，且由于跨度不等，對墩架工作不利，故應(yīng)用不多。雙懸臂梁式渡槽因跨中彎矩較簡支梁小，每節(jié)槽身長度可為25～40m，但其重量大，整體預(yù)制吊裝困難，當(dāng)懸臂頂端變形或地基產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)，接縫處止水容易被拉裂。

單懸臂梁式渡槽一般用在靠近兩岸的槽身或雙懸臂式向簡支梁式過渡時(shí)采用。

（二）拱式渡槽

槽身置于拱式支承結(jié)構(gòu)上的渡槽，稱為拱式渡槽。拱式渡槽的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈。槽身通過拱上結(jié)構(gòu)將荷載傳給拱圈，它的兩端支承在槽墩或槽臺上。拱圈的受力特點(diǎn)是承受以壓力為主的內(nèi)力，故可應(yīng)用石料或混凝土建造，并可用于較大的跨度。但拱圈對支座的變形要求嚴(yán)格，對于跨度較大的拱式渡槽應(yīng)建筑在比較堅(jiān)固的巖石地基上。

拱式渡槽按材料可分為砌石拱式渡槽、混凝土拱式渡槽和鋼筋混凝土拱式渡槽等；按照主拱圈的結(jié)構(gòu)形式則可分為板拱拱式渡槽、肋拱拱式渡槽和雙曲拱拱式渡槽等。

石拱渡槽的主拱圈為實(shí)體的矩形截面的板拱，一般用粗料石砌筑（圖8－13）。其優(yōu)點(diǎn)是就地取材，節(jié)省鋼筋，結(jié)構(gòu)簡單，便于施工；缺點(diǎn)是自重大，對地基要求高，施工時(shí)需較多木料搭設(shè)拱架。

圖8－13　拱式渡槽（單位：cm）

肋拱渡槽的主拱圈由2～4根拱肋組成，拱肋間用橫系梁連結(jié)以加強(qiáng)拱肋整體性，保證拱肋的橫向穩(wěn)定，如圖8－14所示。肋拱渡槽一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對于大中跨徑的肋拱結(jié)構(gòu)可分段預(yù)制吊裝拼接，無需支架施工。這種型式的渡槽外形輕巧美觀，自重較輕，工程量小，但鋼筋用量較多。

圖8－14　肋拱渡槽（單位：m）1—槽身；2—肋拱；3—槽墩；4—排架；5—橫系梁

雙曲拱渡槽的主要拱圈由拱肋、拱波、拱板和橫系梁（橫隔板）等組成（圖8－15）。因主拱圈沿縱向和橫向都呈拱形，故稱為雙曲拱。雙曲拱能充分發(fā)揮材料的抗壓性能，造型美觀，此外，主拱圈可分塊預(yù)制，吊裝施工，既節(jié)省搭設(shè)拱架所需的木料，又不需要較多的鋼筋，適用于修建大跨徑渡槽。

圖8－15　雙曲拱渡槽（單位：cm）1—槽身；2—拱肋；3—預(yù)制拱波；4—混凝土填平層；5—橫系梁；6—護(hù)拱；7—腹拱橫墻；8—腹拱；9—混凝土墩帽；10—槽墩；11—混凝土；12—伸縮縫

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