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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(jiǎn)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(jiǎn)支梁式渡槽的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工吊裝方便，接縫處止水構(gòu)造簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是跨中彎矩較大，底板受拉，對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)度，L為每節(jié)槽身總長(zhǎng)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(duì)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(jiǎn)支梁小，每節(jié)槽身長(zhǎng)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(jiǎn)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(tái)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(duì)支座的變形要求嚴(yán)格，對(duì)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(jiǎn)單，便于施工；缺點(diǎn)是自重大，對(duì)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(duì)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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