官术网_书友最值得收藏!

9.5 結構設計

9.5.1 渡槽結構應滿足強度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、抗裂或限裂要求,嚴寒地區(qū)渡槽的抗凍性要求應符合現行國家標準《水工建筑物抗冰凍設計規(guī)范》GB/T 50662的規(guī)定。

9.5.2 上部輸水結構、下部支承結構和基礎等結構各成獨立單元的渡槽,應根據力的傳遞關系和各部分的具體結構形式,分別進行結構分析。組合拱式渡槽及其他上部槽身與下部支承結構聯合受力的渡槽,則應按整體結構進行結構分析。

9.5.3 作用在渡槽上的荷載應符合本標準第8.3.4條的規(guī)定,荷載計算應按本標準附錄J計算。

9.5.4 混凝土收縮在超靜定拱渡槽引起的附加內力,應按溫度降低作用考慮,溫度降低值應按表9.5.4確定。對1級、2級渡槽,其混凝土收縮對拱圈內力的影響宜經試驗或專門研究確定。混凝土徐變引起的應力松弛,應按對計算拱圈內力乘以影響系數的方式確定。計算溫度內力時影響系數應采用0.70,計算收縮內力時影響系數應采用0.45。

表9.5.4 計算混凝土收縮附加應力按溫度降低的取值

img

注:對于砌石拱圈計算混凝土收縮附加應力時按溫度降低作用考慮的取值,應參考表中數值選用。

9.5.5 設計時應將可能同時作用于渡槽的各種荷載進行組合。渡槽結構設計的荷載組合應按表9.5.5選用。

表9.5.5 渡槽設計荷載組合

img

注:溫度荷載應分別考慮溫升和溫降兩種情況。

重要、特殊渡槽尚應考慮其他可能的不利荷載組合。

9.5.6 梁式渡槽槽身結構計算內容應包括:縱向和橫向斷面的內力、正截面和斜截面強度、正截面抗裂(或限裂)及撓度驗算。應根據具體結構形式選用相應的計算方法并應符合下列規(guī)定:

1 梁式槽身(包括U 形)跨寬比大于或等于4時,可按梁理論計算;跨寬比小于4時,應按空間問題采用彈性力學方法計算,4級、5級渡槽槽身也可近似按梁理論計算。對于實腹式、橫墻腹拱式及上承式桁架拱等拱上槽身,應按連續(xù)彈性支承梁進行計算。

2 槽身跨高比小于或等于5.0時,應按深受彎構件設計。簡支深受彎構件的內力可按一般簡支梁計算。連續(xù)深受彎構件的內力,當跨高比小于2.5時應按彈性理論的方法計算,當跨高比大于或等于2.5時應按一般連續(xù)梁計算。深受彎構件的強度計算和抗裂驗算方法應按現行行業(yè)標準《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL 191的規(guī)定執(zhí)行。

3 渡槽縱向結構計算時,槽身支座摩擦系數大于0.1,則應考慮溫降條件下支座摩阻力對槽身內力產生的不利影響。

4 預應力混凝土槽身應力分析宜采用梁理論和彈性理論相結合的方法,相互補充并進行驗證。

5 渡槽槽身的最大撓度應按滿槽水工況進行計算。簡支梁式槽身計算跨度L 小于或等于10m 時,跨中最大撓度應小于L/400,計算跨度L 大于10m 時,跨中最大撓度應小于L/500。對于雙懸臂或單懸臂梁式渡槽的槽身,跨中撓度的限值同簡支梁跨中撓度的限值,懸臂端撓度限值為:當懸臂段計算長度L′小于或等于10m 時為L′/200;當計算長度L′大于10m 時為L′/250。預應力混凝土槽身最大撓度計算值不應含施加預應力所產生的反拱值。

6 1級~3級渡槽槽身應按抗裂設計,4級、5級渡槽槽身宜按限裂設計,最大裂縫寬度限值應符合現行行業(yè)標準《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL 191的相關規(guī)定。

9.5.7 U 形槽身端肋的結構計算,當槽身按梁理論計算時,端肋可近似按一次超靜定計算,梁高取中部最小截面的高度。當槽身按彈性理論計算時,端肋應與槽身作為整體結構進行計算。

9.5.8 1級、2級以及跨度大、寬跨比大于1/20的拱式渡槽,應采用有限元法進行拱圈結構分析計算。跨度較小的3級~5級拱式渡槽應采用結構力學的方法,應分別計算縱向豎直荷載和橫向風壓作用下的拱圈結構內力,并應符合下列規(guī)定:

1 超靜定拱應計算因溫度變化在拱圈內引起的附加應力。跨度小于25m、矢跨比大于或等于1/5,由磚石或混凝土預制塊砌筑的拱圈,不宜計入溫度變化對拱圈內力的影響。

2 土質地基上的超靜定拱,應計算因墩臺不均勻沉降、水平位移和轉動引起的拱圈附加應力,其內力計算成果宜折減50%。

3 無鉸拱主拱圈應對拱頂、1/4拱跨和拱腳三個截面進行強度與穩(wěn)定驗算。小跨徑拱圈只需計算拱頂和拱腳兩個截面,大跨徑拱圈應加算1/8和3/8拱跨兩個截面,上部支承結構為拱上排架的主拱圈應對拱頂、拱腳、拱頂和拱腳附近排架等所在截面以及兩排架中間的截面進行強度與穩(wěn)定驗算,裸拱和裸拱肋在施工安裝階段的驗算截面應根據實際情況確定。

4 磚石、混凝土主拱圈及其他結構在荷載作用下的偏心距e0不應超過下列規(guī)定:

1)中、小跨徑拱圈e0小于或等于0.6yy 為截面或換算截面重心至偏心方向截面邊緣的距離,mm),其他結構e0小于或等于0.5y

2)當混凝土拱圈截面受拉一邊設有不小于截面面積0.05%的縱向鋼筋時,或是荷載組合中考慮了基礎變位影響力時,e0可在1)規(guī)定值增加0.1y

3)截面配筋率符合最小配筋率規(guī)定,按鋼筋混凝土截面計算,偏心距不受限制。

5 按偏心受壓構件計算的鋼筋混凝土主拱圈,應按現行行業(yè)標準《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL191規(guī)范的規(guī)定,在其正截面受壓承載力計算中考慮結構側移和主拱圈撓曲引起的二階效應附加內力。

6 鋼筋混凝土主拱圈最大裂縫寬度限值應符合現行行業(yè)標準《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL 191的規(guī)定。

7 采用無支架或吊裝施工的主拱圈,應按裸拱進行縱向穩(wěn)定驗算;采用無支架或早期脫架施工的大、中跨徑主拱圈,拱上結構未與拱圈共同作用時,應按主拱圈承受全部拱上荷載進行驗算;拱上排架無縱向聯系且槽身簡支于排架頂部時,應按主拱圈承受拱跨結構全部荷載進行驗算。

8 長細比不大且矢跨比小于1/3的主拱圈,不宜進行縱向穩(wěn)定驗算。長細比la/ha大于30(矩形截面)或la/γw大于104(非矩形截面)的磚石及混凝土主拱圈(la為直桿的計算長度,ha為矩形截面偏心受壓構件在彎曲平面內的高度,γw為在彎曲平面內構件截面的回轉半徑)、長細比la/b0大于50或la/i0大于174的鋼筋混凝土主拱圈(b0為矩形截面短邊尺寸,i0為截面最小回轉半徑),拱圈的縱向穩(wěn)定可按下列公式驗算:

img

式中:Nm——計算荷載作用下的平均軸向壓力(k N);

Kv——縱向穩(wěn)定安全系數,可采用4~5;

NL——拱圈喪失縱向穩(wěn)定時的臨界平均軸向壓力(k N);

Hm——計算荷載作用下拱腳水平推力(k N);

φm——半拱的弦與水平線的夾角(°);

f——拱的計算矢高(m);

L——拱的計算跨度(m);

HL——臨界水平推力(k N);

E——拱圈材料的彈性模量(k N/m2);

IX——主拱圈截面對水平主軸的慣性矩(m4),對于變截面拱圈,可近似采用1/4拱跨處截面慣性矩;

kL——臨界推力系數,等截面懸鏈線拱在均布荷載作用下的k L值可按表9.5.8確定。

表9.5.8 等截面懸鏈線拱臨界推力系數kL

img

9 當主拱圈寬跨比小于1/20或采用無支架施工時,應驗算拱圈的橫向穩(wěn)定性,可按本標準附錄K 的公式驗算。

9.5.9 排架、槽墩、槽臺等下部支承結構的強度計算應符合下列規(guī)定:

1 排架應按下端為固接或鉸接分別驗算橫槽向和順槽向的強度。橫槽向內力宜按平面剛架計算,立柱應按迎風面及背風面配筋計算中的大者對稱配置受力鋼筋。順槽向單排架宜按頂端為鉸或自由端的立柱進行強度驗算,并考慮縱向彎曲的影響。采用預制吊裝時尚應驗算僅承受單側槽身荷載時的強度。順槽向雙排架可簡化為平面剛架計算,A 字形排架宜簡化為兩個橫槽向單排架(A 字形架在順槽向)或單A 字形排架(A 字形架在橫槽向)計算。采用預制吊裝的排架,應計算起吊時的強度,排架重力應按動力荷載計算。

2 梁式渡槽及拱式渡槽兩側拱跨結構對稱相等的重力式槽墩,應驗算墩身與墩帽結合面、校核洪水位時漂浮物(或船只)撞擊點的墩身上下斷面、墩身水平斷面突變處、墩身與基礎結合面的正應力和剪應力。兩側拱跨不等的不對稱墩,應驗算小跨拱腳下緣、大跨拱腳上緣與下緣、墩身與基礎結合面以及墩面變坡截面的正應力和剪應力。桁架式加強墩除應驗算墩帽與墩身結合面的應力外,尚應根據結構內力計算成果對墩柱的不利截面進行應力驗算。

3 槽墩應驗算施工過程中兩側荷載不對稱作用時的縱向強度。拱式渡槽的不對稱墩,應驗算運用期主拱圈承受最大豎向荷載并計入溫升作用的情況。對加強墩應考慮一側拱跨垮塌時另一側為空槽加溫升的工況。

4 槽臺應根據其結構形式、運用工況和地基條件等驗算整體抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性和地基承載力,并計算臺身各水平斷面的正應力和剪應力。U 形槽臺兩側墻長度不小于同一水平截面前墻全長的40%時,宜按整體U 形截面驗算其應力。輕型槽臺不應產生沿基底面的滑動,但允許繞基底面垂直渡槽水流方向的重心軸產生向岸坡方向的較小轉動。

5 支承結構頂部的支座部位應進行局部承壓應力驗算,并應采取相應措施。

9.5.10 支座結構應滿足強度要求,并應適應槽身因溫度變化、混凝土收縮、徐變及荷載作用而引起的位移(線位移和角位移)。支座結構的設計、計算方法宜按橋梁工程的支座設計,大型渡槽及高地震烈度區(qū)渡槽的支座應進行專門研究。

主站蜘蛛池模板: 普洱| 茌平县| 墨脱县| 邹平县| 亚东县| 元江| 齐齐哈尔市| 阜城县| 涟源市| 清镇市| 天柱县| 洮南市| 瓦房店市| 卢龙县| 石泉县| 河西区| 石楼县| 虞城县| 资阳市| 赤城县| 封开县| 舞阳县| 乌拉特前旗| 婺源县| 江口县| 平邑县| 株洲县| 海安县| 隆尧县| 娄烦县| 神农架林区| 祁东县| 胶州市| 江山市| 怀柔区| 兴宁市| 承德县| 保康县| 仲巴县| 林甸县| 霍林郭勒市|