水工建筑物渡槽的设计要点研究

张金忠

【摘要】渡槽作为水利水工建筑物中运用最为重要的一种特殊的建筑物，是运送水流横跨了山道、谷口、路冲、河渠等的自然阻碍的用来运送水源的建筑物。在水工建筑灌区的建筑物设计中，渡槽是不可分割的的最为重要的建筑之一。结合了实际应用与实例，探究了水工建筑物渡槽的设计。

【关键词】水工；建筑；渡槽；设计；水力

1、概述

水工渡槽是运送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的空中运送水源的建筑物，是水工建筑物中应用最为重要的建筑物之一。除用来输送水源外，还可用于一些例如排沙等用途。当沟渠冲突时，为了排除沟中的泥沙，不让泥沙进入沟渠中，可以在沟渠中设置排出泥沙的渡槽。其中水流量较少的河道上面修筑堤坝，用围岩拦阻河道时，可以在基坑上面设置导流渡槽，使得上游泻下来的水通过渡槽流向下游。

因为通过渡槽等流入大量的水，一般情况下不会影响河道的泄洪，而与倒虹相比，渡槽的槽身相对较短，施工也较为方便，运行与管理方面较为简单，更为重要的是水头的磨损较小，相对来说可以较大的提高其效益，然而对于有交通要求的地方，渡槽还可以适应交通来筑造，所以渡槽渡槽得到广泛的欢迎。

2、灌区渡槽

水工建筑灌区渠建筑物拥有8座特殊渡槽，总干渠拥有5座特殊的渡槽，五龙干渠拥有4座特殊的渡槽。为了使水头使用更为长久，在流态方面进行优化，依据所在的坡段槽底建筑，总干渠使用较少，干渠渡槽使用为总干渠的1.5倍，渡槽的槽墩与表面为钢筋混凝土构成，根据渡槽与地面的差值等情况来采用不同的形式布置渡槽。

日前渡槽发展的总趋势是，适合各种各样的水流流量、各种跨度的研究尤其是大型跨度的，应用先进的手段的设计手法，应用的材料和施工技术都有所提高。如悬吊式这这一类型的大夸式的渡槽研究、结合过水与承重合理的形式研究、利用先进的电子计算技术合理的安排研究计划、早强混凝土等新型材料的研究、预构件工厂与大型机械吊装等，很多已经在逐步的发展中，有的以研究出成果，这些都是可以预见的，渡槽在结构设计上、建筑材料以和施工技术等方面而言以有一个全新的发展。

2.1 上水干渠渡槽。上水干渡槽主要包括有广平渡槽、水锦渡槽、上水渡槽等。其中水锦渡槽与上水渡槽的设计较为合理，适合学习。以下主要对上水井渡槽和楊柳渡槽结构设计进行简单的阐述。

2.1.1 上水井渡槽。上水渡槽于上水总干渠桩号。+710—+778米处，根据地形地质情况决定，采用排架式。下伏基岩于茅口组灰色中厚层到厚层含有隧石团块灰岩。因为覆盖层较厚（0.34.5米），避免较大开挖，覆盖层采用C20孔桩进行基础处理，排架最大高度为5.2米，渡槽总长68米，排架单跨8.0米，设计流量2.004米每秒，加大流量2.610立方米每秒槽身及排架采用C25钢筋混凝土。渡槽槽身总宽3.35米，净宽2.0米槽身高2.35米，设计水深1.222米，加大水深1.495米。

2.1.2 杨柳渡槽。杨柳渡槽于总干渠桩号1+024—1+123米处，依据其地理位置来看，可以采用排式。由于其覆盖的下基岩厚度为（0.3-4.5米），为了避免大量的开挖下基岩，覆盖的下基岩可采用强度为c20的混凝土，排架最大高度14米，其总体长度71米，排架单跨8.2米，渡槽的设计流量为2.0米每秒，为了加大其流水量，渡槽的长度的强度都应有所提高。渡槽的槽身总宽3.30米，净宽1.8米，槽身高2.5米。

2.2 五龙井干渠渡槽。五龙井干渡槽位于五龙总渠桩号3+412—3+484.5m处，依据其地理位置，可采用排架式和拱式复合渡槽。因为其地形的单跨较大（最大60m），单单采用拱式，已不合适，所以采用拱式与排式相复合使用，根据其地理位置的情况来看，单跨的为65米而拱式排架为85米。由于下基层的承载能力非常的薄弱，因此下基层的强度应有所提高，以提高其整个渡槽的承载能力，提高其混凝土的强度与任性，使得下基层的混凝土受力较为均匀，承载力同样均匀，不至于下沉岩受到承载力不同而破裂。采用排架与拱式相复合的好处在于能够适应其较差的地理环境，但也要相应的提高排架与拱式的承载力来提高渡槽的耐久性。在排式与拱式复合使用中应特别考虑其抗震的效果，而排式与拱式复合抗震设计中较为复杂。

3、水工渡槽的减隔震设计

在相对于实际的工程来看，提出了渡槽减震的设计，根据其设计的原则。目前在对槽墩的减震设计中，还没有查到正规的依据，因为渡槽的设计复杂的程度来看其减震的设计非常的困难。减震其中最为重要的是防止地震所带来的破坏，所以在设计中必须跟据其地理位置的地震情况来设计。常规的设计构件其减震设计，首先满足它的使用要求，在根据它的构造形式，并最后设计出属于它的减震构件。当不满足其减震的要求时，也可以增加其减震构件的数量来达到减震的效果，以满足规范的要求。在减震的设计构想中，很难到达即满足设计的要求又满足经济的效果。减震的设计是一种减少上部构件以降低底部的承载来达到不止使得构件承载力不足而达到的破裂。

从动力学结构性原理来进行分析，渡槽的槽底因地基的类别不同、槽墩在高度的差值上的各异，槽墩的基础减震性能与其承载的力学性能上的协调程度，在槽墩的设计中应一起综合起来考虑。选择多个槽墩的模型复合来考虑，有的时候这样做并不能达到理想的目标，而且减震支座设计的不合理影响其性能，和刚强度的不适应，导致其力学能性能不协调，有些部位承载力过大，非常容易导致其先破损，导致其影响了整个渡槽的强度。所以渡槽的设计尽可能的使其刚度均匀，受力均匀才能有效提高其承载能力，避免各个渡槽槽墩的受力不均，受力不均会导致其中某个先与其他破坏，使得整个渡槽崩塌。渡槽的横跨尽可能的一致，以避免其压力不一致导致的破坏，对其承力的作用都是不利的。

4、结语

综上所述，再水工建筑灌区设计中中，渡槽的设计尤为重要。在渡槽的设计过程中，必须严格按照计划进行，结合实际用用的情况，严格计算，以保证渡槽的合理性与严密性。

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