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文檔簡(jiǎn)介
第
十二
章
渠系建筑物
渠系建筑物是指為安全、合理地輸配水量,以滿(mǎn)足各部門(mén)的需要,在渠道系統(tǒng)上修建的建筑物。渠系建筑物按照作用不同,可分為控制建筑物、交叉建筑物、泄水建筑物、銜接建筑物、量水建筑物等。
第一節(jié)
渠
道渠道是連接水源與農(nóng)田之間的輸水工程。渠道系統(tǒng)是指從水源取水、通過(guò)渠道及其附屬建筑物向農(nóng)田供水、經(jīng)由田間工程進(jìn)行農(nóng)田灌水的工程系統(tǒng),包括渠首工程、輸配水工程、田間工程。灌溉渠道遍布整個(gè)灌區(qū),其規(guī)劃和設(shè)計(jì)是否合理,將直接關(guān)系到土方量的大小、渠系建筑物的多少、施工和管理的難易以及工程效益的大小。
渠道的類(lèi)型灌溉渠道一般可分為干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠四級(jí)固定渠道。干渠、支渠主要起輸水作用,稱(chēng)為輸水渠道;斗渠、農(nóng)渠主要起配水作用,稱(chēng)為配水渠道。
圖12-1灌溉排水渠道系統(tǒng)示意圖
渠道橫斷面
渠道橫斷面的形狀有梯形、矩形、U型等。梯形是最常用的橫斷面形狀,因?yàn)樗阌谑┕?,并能保持渠道邊坡的穩(wěn)定。在堅(jiān)固的巖石中開(kāi)挖渠道時(shí),宜采用矩形斷面。當(dāng)渠道通過(guò)城鎮(zhèn)工礦區(qū)或斜坡地段,渠寬受到限制時(shí),可采用混凝土、砌石等材料作為擋墻。
圖12-2渠道橫斷面圖
(a)、(c)、(e)、(f)土基;(b)、(d)巖基
1—原地面線(xiàn)2—馬道3—排水溝
渠道橫斷面
渠道橫斷面尺寸,應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算確定。梯形土渠的邊坡應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定條件確定,土渠的邊坡系數(shù)m一般取1~3。為了管理方便和邊坡穩(wěn)定,每隔4~6m應(yīng)設(shè)一平臺(tái),平臺(tái)寬1.5~2m,并在平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)排水溝。按明渠均勻流公式確定渠道的橫斷面時(shí),所選擇的渠道的縱坡和糙率應(yīng)盡量接近實(shí)際值,它們的大小將直接影響渠道斷面尺寸的大小和渠道的沖淤,主要依據(jù)渠道有無(wú)護(hù)面、養(yǎng)護(hù)、施工情況加以選定。渠道的縱斷面
渠道縱斷面設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)灌溉水位要求確定渠道的空間位置,主要內(nèi)容包括確定渠道縱坡、設(shè)計(jì)水位線(xiàn)、最低水位線(xiàn)、渠底線(xiàn)、渠頂高程線(xiàn),在渠道的縱斷面圖上應(yīng)標(biāo)明建筑物類(lèi)型和位置。
圖12-3渠道縱斷面示意圖
二、渠道防滲渠道的滲漏不僅降低渠系水利用系數(shù),縮小灌溉面積,而且會(huì)抬高地下水位,致使次生鹽堿化。因此,需要對(duì)渠道進(jìn)行襯護(hù)防滲處理。渠道防滲材料常用土料、石料、水泥、膜料、混凝土、瀝青混凝土等建立渠道防滲層,也可利用上述材料構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu),達(dá)到防滲目的。選用襯砌材料時(shí)應(yīng)根據(jù)渠道大小、防滲效果、使用年限等工程要求,因地制宜、就地取材。
1、土料防滲
土料防滲是將渠基土夯實(shí)或者在渠床表面鋪筑一層夯實(shí)的土料防滲層,包括壓實(shí)素土、粘砂混合土、三合土、四合土等。土料防滲具有一定的防滲效果,能就地取材,造價(jià)低廉,技術(shù)簡(jiǎn)單,但允許流速小,抗凍耐久性差。適用于氣候溫和,且流速較小的中小型渠道。
2、砌石防滲砌石防滲具有就地取材、施工簡(jiǎn)單、抗沖、抗磨、耐久等優(yōu)點(diǎn)。石料有卵石、塊石、條石、石板等,砌筑方法有干砌和漿砌兩種。適用于石料采集方便的地區(qū)。
3、水泥土防滲
水泥土防滲分為干硬性水泥土和塑性水泥土。水泥土具有較好的防滲效果,可減少滲漏量80%~90%,能就地取材,造價(jià)低,技術(shù)簡(jiǎn)單,群眾容易掌握。但允許流速小,抗凍性差。適用于溫和地區(qū),且渠道附近有砂土和沙壤土而缺乏砂石料。
4、混凝土防滲
混凝土襯砌渠道具有防滲抗沖效果好、輸水能力大、經(jīng)久耐用、便于管理等特點(diǎn),適用于各種地形、氣候、運(yùn)行條件的大、中、小型渠道,但附近有骨料來(lái)源?;炷烈r砌作為剛性護(hù)面應(yīng)設(shè)置伸縮縫,以防止混凝土板因溫度變化、渠基土凍脹等因素引起裂縫。
5、膜料防滲
膜料防滲是用塑料薄膜或?yàn)r青玻璃纖維布油氈或者復(fù)合類(lèi)膜料作為防滲層,其上設(shè)置保護(hù)層的防滲方法。膜料防滲性能好,適應(yīng)變形能力強(qiáng)。北方寒冷地區(qū)優(yōu)先選用質(zhì)地柔軟、抗凍性能好的聚乙烯塑膜。在蘆葦?shù)却┩感灾参飬采貐^(qū),優(yōu)先選用抗穿透能力強(qiáng)的聚氯乙烯塑膜。
5、膜料防滲
5、膜料防滲
5、膜料防滲
5、膜料防滲
5、膜料防滲
5、膜料防滲第二節(jié)
渡
槽一、渡槽的組成渡槽是輸送水流跨越渠(溝)道、河流、道路、溝谷等的架空輸水建筑物。一般由進(jìn)口連接段、槽身、出口連接段、支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)等組成。槽身擱置于支承結(jié)構(gòu)上,槽身自重及槽中的水重等荷載通過(guò)支承結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ),基礎(chǔ)再傳給地基。渡槽一般適用于渠(溝)道跨越深寬河谷且洪水流量較大、跨越較廣闊的灘地或洼地等情況,是交叉建筑物中采用最多的一種型式。
第二節(jié)
渡
槽第二節(jié)
渡
槽
圖12-4渡槽縱剖面圖(單位:㎝)二、渡槽的類(lèi)型渡槽的類(lèi)型一般是指輸水槽身及其支承結(jié)構(gòu)的類(lèi)型。槽身及支承結(jié)構(gòu)的類(lèi)型各式各樣,所用材料又有所不同,施工方法也各異,因而分類(lèi)方式就很多。按施工方法分,有現(xiàn)澆整體式渡槽、預(yù)制裝配式渡槽、預(yù)應(yīng)力渡槽等。按所用材料分,有木渡槽、砌石渡槽、混凝土渡槽、鋼筋混凝土渡槽等。按槽身斷面分,有矩形槽、U形槽、梯形槽、橢圓形槽、圓管形槽等,通常用的是前兩種。按支承結(jié)構(gòu)型式分,有梁式渡槽、拱式渡槽、桁架式渡槽、組合式渡槽、懸吊式渡槽、斜拉式渡槽等,其中常用的是前兩類(lèi)。
二、渡槽的類(lèi)型
二、渡槽的類(lèi)型
梁式渡槽與拱式渡槽當(dāng)?shù)匦纹教?、槽高不大時(shí),一般采用梁式渡槽,施工與吊裝均比較方便;對(duì)于窄深的山谷地形,當(dāng)兩岸地質(zhì)件較好時(shí),有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性時(shí),宜建大跨度拱式渡槽,以避免很高的中間墩架;地形、地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí),應(yīng)作具體分析。例如,跨越河道的渡槽,當(dāng)河道水深流急、槽底距河床高度大、水下施工較困難,而灘地部分槽底距地面不高且渡槽較長(zhǎng)時(shí),可在河床部分采用大跨度的拱式渡槽,在灘地采用梁式或中小跨度的拱式渡槽,當(dāng)?shù)鼗休d能力較低時(shí),可考慮采用輕型結(jié)構(gòu)的渡槽。
梁式渡槽與拱式渡槽
梁式渡槽與拱式渡槽
三、梁式渡槽梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上,槽身側(cè)墻在縱向起梁的作用,故稱(chēng)梁式渡槽。(一)進(jìn)口段為了使渠道水流平順地進(jìn)入渡槽,盡量減小水頭損失,避免沖刷、淤積;避免因連接不當(dāng)而引起漏水,致使岸坡或填方渠道產(chǎn)生過(guò)大的沉陷和滑坡現(xiàn)象;滿(mǎn)足運(yùn)用、交通、泄水等的要求。需要設(shè)置進(jìn)口漸變段、連接建筑物(槽臺(tái)、擋土墻等)以及為滿(mǎn)足運(yùn)用、交通和泄水等要求而設(shè)置的節(jié)制閘、交通橋等。
進(jìn)口段的布置
1、進(jìn)口前的渠道上應(yīng)有一定長(zhǎng)度的直線(xiàn)段。渡槽進(jìn)口渠道的直線(xiàn)段與槽身連接,在平面布置上要避免急劇轉(zhuǎn)彎。否則,易使水流不均勻而偏離一側(cè),從而影響渡槽的進(jìn)流條件,影響正常輸水,對(duì)于流量較大、坡度較陡的渡槽,尤其要注意這一問(wèn)題。
進(jìn)口段的布置
進(jìn)口段的布置
2、設(shè)置漸變段渠道斷面可以是梯形、矩形、U形,通常是梯形的,而且縱坡較緩,所以過(guò)水?dāng)嗝媾c水面寬度一般較大。為了降低渡槽造價(jià),槽身縱坡常陡于渠道,所以槽身斷面與寬度常常比渠道小。并且材質(zhì)上往往也不相同,故為使水流進(jìn)槽身時(shí)比較平順,以利于減小水頭損失和防止沖刷,渡槽進(jìn)口需設(shè)置漸變段。漸變段可采用扭曲面、八字墻等形狀。其中以扭曲面形式時(shí)水流條件較好,應(yīng)用較多;八字墻式施工簡(jiǎn)單方便但水流條件較差,小型渡槽使用較多。
3、設(shè)置護(hù)底與護(hù)坡,防止沖刷。對(duì)于抗沖能力較低的土渠,為了防沖,靠近漸變段的一段渠道可用砌石或混凝土護(hù)底、護(hù)坡,其長(zhǎng)度等于漸變段長(zhǎng)度。4、設(shè)置連接段。漸變段與槽身之間常因各種需要再設(shè)置一節(jié)連接段。對(duì)于U形槽身需設(shè)置連接段與漸變段末端矩形斷面連接;為交通需要,設(shè)置連接段以便布置交通橋或人行橋;為使停水檢修等目的,需要在進(jìn)口設(shè)置節(jié)制閘或留檢修門(mén)槽;為使槽身與進(jìn)出口建筑物之間的伸縮縫便于檢修,需要設(shè)置連接段伸入渠道填土邊坡或岸坡范圍內(nèi)與漸變段連接。連接段與漸變段之間的接縫需設(shè)置止水以防滲。
(二)槽身段
梁式渡槽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。為了適應(yīng)溫度變化及地基不均勻沉陷等原因而引起的變形,必須設(shè)置橫向變形縫將槽身分為獨(dú)立工作的若干節(jié),并將槽身與進(jìn)口建筑物和出口建筑物分開(kāi)。變形縫之間的每一節(jié)槽身沿縱向有兩個(gè)支點(diǎn),所以槽身既能輸水又起縱梁作用。
1、槽身橫斷面型式常見(jiàn)的橫斷面型式有矩形、U形。大流量渡槽多采用矩形,中小流量可采用矩形也可采用U形。矩形槽身常采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),U形槽身還可以采用鋼絲網(wǎng)水泥或或預(yù)應(yīng)力鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土矩形及U形槽身橫斷面的造型,主要取決于槽身的寬深比。由于水力條件與結(jié)構(gòu)受力條件的矛盾,實(shí)際設(shè)計(jì)中一般根據(jù)結(jié)構(gòu)受力條件及節(jié)省材料的原則來(lái)選擇寬深比。對(duì)于大流量或有通航要求的、需要較大槽寬的矩形槽。
矩形槽身1)無(wú)拉桿矩形渡槽優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便。當(dāng)有通航要求則不設(shè)拉桿,而適當(dāng)加大側(cè)墻厚度。中小型渡槽側(cè)墻也可做成變厚度,頂部厚度按照構(gòu)造要求一般不小于8cm,底部厚度應(yīng)按計(jì)算確定,一般不小于15cm。大中型渡槽為了改善側(cè)墻和底版的受力條件,減小厚度,可沿槽身長(zhǎng)度方向每間隔一定距離加設(shè)一道肋而形成加肋矩形渡槽。當(dāng)流量較大或有通航要求、槽身寬淺時(shí),為了改善底板的受力條件,減小底板厚度,增加側(cè)墻的穩(wěn)定,可在底板下面兩側(cè)邊縱梁(側(cè)墻)內(nèi)再設(shè)一根或幾根中縱梁,從而成為多縱梁式結(jié)構(gòu)矩形槽。
矩形槽身
圖12-5無(wú)拉桿的矩形槽(a)一般式無(wú)拉桿矩形渡槽;(b)無(wú)拉桿加肋矩形渡槽;(c)無(wú)拉桿多縱梁式矩形渡槽
2)有拉桿矩形渡槽中小型渡槽無(wú)通航要求時(shí),一般在側(cè)墻頂部設(shè)置拉桿,以增加側(cè)墻穩(wěn)定,改善側(cè)墻的受力條件,減少側(cè)墻橫向鋼筋用量。側(cè)墻常采用等厚。在拉桿上可鋪板兼做維修便道。
2)有拉桿矩形渡槽
2)有拉桿矩形渡槽
3)箱式渡槽用于中小流量雙懸臂梁式槽身時(shí)比較經(jīng)濟(jì),既可以輸水又可兼做交通橋。箱內(nèi)按無(wú)壓流設(shè)計(jì),凈空高度一般為0.2~0.6m,深寬比可采用0.6~0.8或更大。矩形槽的底板底面可與側(cè)墻底緣齊平或高于側(cè)墻底緣。為了避免轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中,常在側(cè)墻與底板連接處設(shè)補(bǔ)角,角度=30°~60°,邊長(zhǎng)一般為15~25cm。
圖12-7箱式渡槽
圖12-8矩形槽補(bǔ)角大樣圖
(2)U形槽身U形槽身可分為鋼筋混凝土U形渡槽和U形薄殼渡槽。鋼筋混凝土U形槽常采用半圓形加直段的斷面形式。為了便于布置縱向受力鋼筋,并增加槽殼的縱向剛度以利于滿(mǎn)足底部抗裂要求,常將槽底弧形段加厚。
U形薄殼槽身是一種輕型而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu),它具有水力條件好、縱向剛度較大而橫向內(nèi)力小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗凍和耐久性能差,施工工藝要求較高,如果施工質(zhì)量不高,容易引起表面剝落,鋼絲網(wǎng)銹蝕、甚至產(chǎn)生裂縫漏水等現(xiàn)象,一般適用于小型渡槽。
圖12-9U形槽身斷面圖
(2)U形槽身
(2)U形槽身
2、渡槽縱坡
在相同的流量下,縱坡i大,過(guò)水?dāng)嗝婢托?,渡槽造價(jià)低;但i大,水頭損失大,減少了下游自流灌溉面積,滿(mǎn)足不了渠系規(guī)劃要求,同時(shí)由于流速大可能引起出口渠道的沖刷。因此,確定一個(gè)適宜的底坡,使其既能滿(mǎn)足渠系規(guī)劃允許的水頭損失,又能降低工程造價(jià),常常需要試算。一般常采用i=1/500~1/1500,槽內(nèi)流速1~2m/s,對(duì)于通航的渡槽,要求流速在1.5m/s以?xún)?nèi),底坡小于1/2000。
3、分縫與止水梁式渡槽的槽身多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)槽身因溫度變化引起的伸縮變形,渡槽與進(jìn)口建筑物之間及各節(jié)槽身之間必須用變形縫分開(kāi),縫寬3~5cm。變形縫需要用既能適應(yīng)變形又能防止漏水的材料封堵。槽身接縫止水所用的材料和構(gòu)造型式多種多樣。有橡皮壓板式止水、塑料止水帶壓板式止水、瀝青填料式止水、粘合式止水、套環(huán)填料式止水、聚氯乙烯膠泥止水等
圖12-10槽身接縫止水構(gòu)造(單位:cm)
a-橡皮壓板式止水b-塑料止水帶壓板式止水c-瀝青填料式止水d-粘合式止水e-套環(huán)填料式止水f-聚氯乙烯膠泥止水
4、槽身與兩岸渠道的連接
(1)槽身與填方渠道的連接。常采用斜坡式和擋土墻式。斜坡式連接是將連接段或漸變段伸入填方渠道末端的錐形土坡內(nèi),按照連接段的支承方式分為剛性連接和柔性連接兩種。
圖12-11斜坡式連接a-剛性連接b、c-柔性連接1-槽身2-漸變段3-連接段4-變形縫5-槽墩
6-回填粘性土
7-回填砂性土8-粘土鋪蓋9-砌石護(hù)坡
剛性連接剛性連接是將連接段支承在埋置于錐形土坡內(nèi)的支承墩上,支承墩建在固結(jié)原狀土或基巖上,當(dāng)填方渠道產(chǎn)生沉陷時(shí),連接段不會(huì)因填土沉陷而下沉,變形縫止水工作可靠,但槽底會(huì)與填土脫離而形成漏水通道,故需做好防滲處理和采取措施減小填土沉陷。對(duì)于小型渡槽也可不設(shè)連接段,而將漸變段直接與槽身連接,并按變形縫要求設(shè)置止水,防止接縫漏水影響渠坡安全。
柔性連接柔性連接是將連接段或漸變段直接置于填土上,填方下沉?xí)r槽底仍能與之較好地結(jié)合,對(duì)防滲有利且工程較省,但對(duì)施工技術(shù)要求較高,變形縫止水的工作條件差。因此要嚴(yán)格控制添土質(zhì)量以盡量減小沉陷,并根據(jù)可能產(chǎn)生的沉陷量將連接段預(yù)留沉陷高度,以保證進(jìn)出口建筑物的高程,變形縫止水應(yīng)能適應(yīng)因填土沉陷而引起的變形。
填方渠道的處理無(wú)論剛性連接還是柔性連接都應(yīng)盡量減小填方渠道的沉陷,做好防滲、防漏處理,保證填土邊坡的穩(wěn)定。為了防止產(chǎn)生過(guò)大的沉陷,漸變段和連接段下面的填土宜采用砂性土填筑,并應(yīng)嚴(yán)格分層夯實(shí),上部鋪筑厚0.5~1.0m的防滲粘土鋪蓋以減小滲漏。若當(dāng)?shù)厝鄙偕靶酝習(xí)r也可用粘性土填筑,但必須嚴(yán)格分層夯實(shí),最好在填筑后間歇一定時(shí)間,待填土預(yù)沉后再建漸變段和連接段。為保證土坡穩(wěn)定,填方渠道末端的錐體土坡不宜過(guò)陡,并采用砌石、混凝土或草皮護(hù)坡,在坡腳處設(shè)置排水溝以便導(dǎo)滲和排水。
擋土墻式連接擋土墻式連接是將邊跨槽身的一端支承在重力擋土墻式槽墩上,并與漸變段或連接段連接。擋土邊槽墩應(yīng)建在固結(jié)原狀土或基巖上,以保證穩(wěn)定并減小沉陷,兩側(cè)用“一”字形或“八”字形斜墻擋土。為了降低擋土墻背后的地下水壓力,在墻身和墻背面應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施。其它關(guān)于防沖、防滲以及對(duì)填土質(zhì)量的要求等與斜坡式連接相同。擋土墻式連接常屬柔性連接,工作較可靠,但用料較多,一般填方高度不大時(shí)采用。
圖12-12擋土墻式連接1-槽身2-漸變段或連接段3-擋土邊槽墩4-排水孔5-粘土鋪蓋6-回填砂性土
槽身與挖方渠道的連接邊跨槽身靠近岸坡的一端支承在地梁或高度不大的實(shí)體墩上,與漸變段之間用連接段連接,小型渡槽也可不設(shè)連接段。這種布置的連接段底版和側(cè)墻沿水流方向不承受彎矩作用,故可采用漿砌石建造。有時(shí)為了縮短槽身長(zhǎng)度,可將連接段向槽身方向延長(zhǎng),并建造在用漿砌石砌筑的底座上
圖12-13槽身與挖方渠道的連接1-槽身2-漸變段3-連接段4-地梁5-漿砌石底座
(三)出口段目的是使水流平順地從渡槽進(jìn)入渠道,避免沖刷、減小水頭損失。(1)設(shè)置漸變段。為使水流平順銜接,渡槽出口需設(shè)置漸變段。漸變段的形狀有扭曲面式、八字墻式。(2)設(shè)置護(hù)底與護(hù)坡,防止沖刷。(3)設(shè)置連接段。漸變段與槽身之間根據(jù)需要設(shè)置一節(jié)連接段。(4)出口后的渠道上應(yīng)有一定長(zhǎng)度的直線(xiàn)段。以防止沖刷,影響正常輸水。
(四)槽身縱向支承1、支承形式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、雙懸臂梁式、單懸臂式三種型式。
支承形式簡(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。其常用跨度為8~15m,經(jīng)濟(jì)跨度大約為墩架高度的0.8~1.2倍。單懸臂式渡槽一般用在靠近兩岸的槽身或雙懸臂梁式向簡(jiǎn)支梁式過(guò)渡時(shí)采用。一般要求懸臂長(zhǎng)度不宜過(guò)大,以保證槽身在簡(jiǎn)支端支座處有一定的壓力,且絕對(duì)不出現(xiàn)拉力。雙懸臂梁式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,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。等彎矩雙懸臂式在均布荷載作用下的跨中彎矩與支座負(fù)彎矩相等,且絕對(duì)值較小,結(jié)構(gòu)受力合理,但需上下層配置受力筋及一定數(shù)量的構(gòu)造筋,總配筋量可能大于等跨雙懸臂式,不一定經(jīng)濟(jì),且由于墩架間距不等,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。
2、支承結(jié)構(gòu)梁式渡槽的支承結(jié)構(gòu)有墩式和排架式兩種。(1)墩式槽墩一般為重力墩,有實(shí)體墩和空心墩兩種形式。(2)
排架式排架常采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu),有單排架、雙排架、A字形排架和組合式槽架等型式.實(shí)體重力墩
實(shí)體重力墩
實(shí)體重力墩
實(shí)體墩實(shí)體墩一般用漿砌石或混凝土建造,常用高度8~15m。其構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便,但由于自身重力大,用料多,當(dāng)墩身較高并承受較大荷載時(shí),要求地基有較大的承載能力。實(shí)體墩的墩頭常作成半圓形或尖角形。墩頂長(zhǎng)度應(yīng)略大于槽身的寬度,每邊外伸約20㎝;墩頂寬度應(yīng)大于槽身支承面所需的寬度,常不小于0.8~1.0m。墩頂設(shè)置混凝土墩帽,并布置一定的構(gòu)造筋。墩帽上設(shè)置油氈墊座或鋼板支座,以便將上部荷載均勻傳到墩體上,并減小槽身因溫度變化而產(chǎn)生的水平力。為滿(mǎn)足墩體強(qiáng)度和地基承載力的要求,墩身兩側(cè)作成20:1~30:1的斜坡。實(shí)體墩
實(shí)體墩
空心墩
空心墩空心墩的體型及部分尺寸與實(shí)體墩基本相同。其壁厚一般為15~30㎝,與實(shí)體墩相比可節(jié)省材料,與槽架相比,可節(jié)省鋼材。其自身重力小,但剛度大,適用于修建較高的槽墩。其截面形式有圓矩形、矩形、雙工字形、圓形等空心墩墩身,可采用混凝土預(yù)制塊砌筑,也可將墩身分段預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)安裝??招亩?/p>
槽臺(tái)
渡槽與兩岸連接時(shí),常用重力式邊槽墩,也稱(chēng)為槽臺(tái)。槽臺(tái)的作用是支承槽身和擋土,其高度一般在5~6m以下。臺(tái)背坡一般為為,為減小臺(tái)背水壓力,常設(shè)孔徑為5~8㎝排水孔并作反濾層保護(hù)。墩頂設(shè)混凝土墩帽,其構(gòu)造同槽墩。
排架
排架單排架是由兩根肢柱和橫梁所組成的多層鋼架結(jié)構(gòu),單排架體積小,重量輕,可現(xiàn)澆或預(yù)制吊裝,在渡槽工程中被廣泛應(yīng)用。單排架高度一般為10~20m。雙排架由兩個(gè)單排架及橫梁組合而成。為空間框架結(jié)構(gòu)。在較大的豎向及水平荷載作用下,其強(qiáng)度、穩(wěn)定性及地基應(yīng)力均較單排架容易滿(mǎn)足要求??蛇m應(yīng)較大的高度,通常為15~25m。A字型排架常由兩片A字單排架組成,其穩(wěn)定性能好,適應(yīng)高度大,但施工較復(fù)雜,造價(jià)較高。組合式槽架適用于跨越河道主河槽部分,最高洪水位以下為重力式墩,其上為槽架,槽架可為單排架,也可為雙排架。
排架
排架
排架
排架
排架與基礎(chǔ)的連接排架與基礎(chǔ)的連接形式,視具體情況不同,可采用固接和鉸接?,F(xiàn)澆排架與基礎(chǔ)常整體結(jié)合,排架豎筋直接伸入基礎(chǔ)內(nèi),按固結(jié)考慮。預(yù)制裝配排架,根據(jù)排架吊裝就位后的杯口處理方式而定。對(duì)于固接端,立柱與杯形基礎(chǔ)連接時(shí),應(yīng)在基礎(chǔ)混凝土終凝前拆除杯口內(nèi)模板并鑿毛,在立柱安裝前將杯口清掃干凈,于杯口底澆灌不小于C20的細(xì)石混凝土,然后將立柱插入杯口內(nèi),在其四周再澆灌細(xì)石混凝土。對(duì)于鉸接,只在立柱底部填5cm厚的C20細(xì)石混凝土,在其上填瀝青麻絲而成.
排架與基礎(chǔ)連接
基礎(chǔ)基礎(chǔ)是渡槽的下部結(jié)構(gòu),它將渡槽的全部重量傳給地基。常用的渡槽基礎(chǔ)有剛性基礎(chǔ)、整體板基礎(chǔ)、鉆孔樁和沉井基礎(chǔ)等.根據(jù)埋置深度可分為淺基礎(chǔ)及深基礎(chǔ),埋置深度小于5m時(shí)為淺基礎(chǔ),大于5m時(shí)為深基礎(chǔ)。應(yīng)結(jié)合渡槽型式選定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的型式,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的布置尺寸須在槽墩或槽架布置的基礎(chǔ)上確定。
基礎(chǔ)對(duì)于淺基礎(chǔ),基埋置深度應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)等條件選定。對(duì)于冰凍地區(qū),基底面埋入冰凍層以下不少于0.3m,以免因冰凍而降低地基承載力。耕作地內(nèi)的基礎(chǔ),基頂面以上至少要留有0.5~0.8m的覆蓋層,以利耕作。軟弱地基上基礎(chǔ)埋置深度,一般在1.5~2.0m左右,如果地基的允許承載力較低時(shí),可采取增加埋深或加大基底面尺寸的辦法以滿(mǎn)足地基承載力的要求。坡地上的基礎(chǔ),基底面應(yīng)全部置于穩(wěn)定坡線(xiàn)之下,并應(yīng)削除不穩(wěn)定的坡土和巖石以保證工程的安全。河槽中受到水流沖刷的基礎(chǔ),基頂面應(yīng)埋入最大沖刷深度之下以免基底受到淘刷危及工程的安全。對(duì)于深基礎(chǔ),入土深度應(yīng)從穩(wěn)定坡線(xiàn)、耕作層深、最大沖刷深度等處算起,以確保深基礎(chǔ)的承載能力。
基礎(chǔ)的類(lèi)型
(a)剛性基礎(chǔ);(b)整體板式基礎(chǔ);(c)鉆孔樁基礎(chǔ);(d)沉井基礎(chǔ)
基礎(chǔ)
1、剛性基礎(chǔ)常用于重力式實(shí)體墩和空心墩基礎(chǔ),一般用漿砌石或混凝土建造,基形狀呈臺(tái)階形。因其抗彎能力小而抗壓能力大,基礎(chǔ)在墩底面的懸臂挑出長(zhǎng)度不能太大,設(shè)計(jì)時(shí)不考慮其抗彎作用。基礎(chǔ)頂面伸出槽墩邊緣的距離按砌筑材料和施工條件確定,加襟邊后不能滿(mǎn)足地基承載能力要求時(shí),應(yīng)以臺(tái)階形式向下擴(kuò)大。臺(tái)階高度一般為0.5~0.7m,每一臺(tái)階的懸臂長(zhǎng)c與高度h保持一定比值,用剛性角控制,剛性角與地基反力、基礎(chǔ)型式及材料有關(guān),一般為30o~40o。
基礎(chǔ)
2、整體板基礎(chǔ)整體板基礎(chǔ)為鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu),因設(shè)計(jì)時(shí)考慮其彎曲變形而按梁計(jì)算,故又稱(chēng)柔性基礎(chǔ)。其底面積大,可彈性變形,適應(yīng)不均勻沉陷能力好,常用作排架基礎(chǔ)。3、鉆孔樁(又稱(chēng)井柱)基礎(chǔ)適用于荷載大、承載能力低的地基。施工機(jī)具簡(jiǎn)單,建造速度快,造價(jià)低。樁頂設(shè)承臺(tái)以便與槽墩(架)連接,并將樁柱向上延伸而成樁柱式槽架。
4、沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)的適用條件與鉆孔樁基礎(chǔ)相似,井筒內(nèi)可根據(jù)需要填砂石料或低標(biāo)號(hào)混凝土。
四、拱式渡槽當(dāng)槽身置于拱式支承結(jié)構(gòu)上時(shí),稱(chēng)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(guò)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。
1、分類(lèi)
拱式渡槽按材料可分為砌石、混凝土和鋼筋混凝土等拱式渡槽;按照主拱圈的結(jié)構(gòu)型式則可分為板拱、肋拱和雙曲拱等拱式渡槽。(1)板拱。板拱多用于石拱渡槽。板拱在橫截面的整個(gè)寬度內(nèi),砌筑成整體的實(shí)體矩形斷面,除采用砌石外,也可用混凝土現(xiàn)澆或預(yù)制塊砌筑,小型渡槽的拱圈可用磚砌筑。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。石拱渡槽圖12-23實(shí)腹式石拱渡槽(單位:㎝)1-主拱圈;2-拱頂;3-拱腳;4-邊墻;5-拱上填料;6-槽墩;7-槽臺(tái);8-排水管;9-槽身;10-墊層;11-漸變段;12-變形縫
石拱渡槽
石拱
(2)肋拱
為了節(jié)省材料和減輕自重,可采用肋拱式拱圈,拱圈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。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(wú)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。
(2)肋拱
(2)肋拱
(2)肋拱
(3)雙曲拱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。因主拱圈沿縱向和橫向都呈拱形,故稱(chēng)為雙曲拱。雙曲拱能雙充分發(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。雙曲拱的橫向聯(lián)系,常采用橫系梁和橫隔板。拱肋和拱波通過(guò)橫向聯(lián)系連接成整體,以加強(qiáng)拱圈的橫向整體性和穩(wěn)定性
雙曲拱
雙曲拱渡槽(單位:㎝)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
雙曲拱
1—拱肋;2—預(yù)制拱波;3—現(xiàn)澆拱板;4—橫系梁;5—縱向鋼筋2、拱上結(jié)構(gòu)及槽身
拱式渡槽的拱上結(jié)構(gòu),有實(shí)腹式和空腹式兩種型式。(1)
實(shí)腹式實(shí)腹式拱上結(jié)構(gòu)一般只用于小跨度渡槽,其上的槽身一般都采用矩形斷面,其下的主拱圈一般都采用板拱,也可采用雙曲拱。實(shí)腹拱式渡槽的各個(gè)部分均可采用砌磚、砌石和混凝土等圬工材料建造。實(shí)腹式拱上結(jié)構(gòu),按構(gòu)造的不同可分為砌背式和填背式兩種型式。砌背式在槽寬不大時(shí)采用,拱背上砌筑成實(shí)體,其上再砌筑槽身的擋水側(cè)墻和底板。當(dāng)槽寬較大時(shí),則易采用填背式。
填背式
填背式是在拱背兩側(cè)砌筑擋土邊墻。墻內(nèi)填以砂石料或土料,在邊墻和填料的上面再筑槽身的側(cè)墻和底板。底板的作用主要是防滲和防沖,可以做得較薄,但不宜小于20cm。擋水側(cè)墻頂厚按構(gòu)造要求決定,不宜小于0.3~0.5m,自頂部向下以1:0.3~1:0.4的坡度放寬,具體尺寸由計(jì)算決定。擋土邊墻的頂厚,一般等于擋水側(cè)墻的底厚,向下也以1:0.3~1:0.4的坡度逐漸放寬,以承受填土的側(cè)壓力。
(2)空腹式
實(shí)腹式拱上結(jié)構(gòu)用材多,重量大,故一般只用于小跨度渡槽。當(dāng)跨度較大時(shí),須將拱上結(jié)構(gòu)筑成空腹式的,以減小拱圈的荷載??崭故焦吧辖Y(jié)構(gòu),有橫墻腹拱式和排架式等形式。1-槽身;2-主拱圈;3-槽墩;4-腹拱;5-橫向墻;6-伸縮縫;7-進(jìn)口段
(2)空腹式
實(shí)體墩
(2)空腹式
(2)空腹式
(2)空腹式
第
三節(jié)倒虹吸管一、倒虹吸管的特點(diǎn)倒虹吸管是輸送渠水通過(guò)河流、山谷、洼地、道路或其它渠道的壓力輸水管道,是一種渠道交叉建筑物。與渡槽相比,倒虹吸管具有工程量小、造價(jià)低、施工安全方便、不影響河道宣泄等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是水頭損失較大;當(dāng)輸送小流量多泥沙水時(shí)易淤積堵塞;由于承受高壓水頭所以運(yùn)用和管理不方便;通航渠道上不能采用。二、倒虹吸管的分類(lèi)與選型倒虹吸管按斷面形狀分,有圓形、箱形、拱形;按建筑材料分,有木質(zhì)、石質(zhì)、素混凝土、鋼絲網(wǎng)水泥、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、鑄鐵、鋼管等多種。
(一)倒虹吸管的斷面形式
1、圓形管道濕周小,與過(guò)水面積相同的箱形、拱形管道相比,水力摩阻小,水流條件好,過(guò)水能力最大。圓形管管壁所受的內(nèi)水壓力均勻,且具有拱的作用,抵抗外部荷載性能好,與通過(guò)同樣流量的箱形鋼筋混凝土管道相比,可節(jié)約10%~15%鋼材。圓管能承受高水頭壓力,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓管、小流量鋼箍木質(zhì)圓管和圓形鋼管都可以承受150~200m的水頭。圓管施工方便,且適宜于成批生產(chǎn),質(zhì)量較易掌握。因此圓管應(yīng)用最多。當(dāng)若圓管直徑太大時(shí),管重很大,吊裝及安裝困難。
2、箱形管道有矩形、正方形。可做成單孔或多孔,其結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單。大斷面的鋼筋混凝土箱形管在現(xiàn)場(chǎng)立模澆注比大直徑圓管方便,雖然其受力性能不如圓管,材料用量比圓管稍多,但對(duì)于大流量、低水頭的倒虹吸管采用箱形斷面經(jīng)濟(jì)合理,應(yīng)用較多。多孔箱形管有利于調(diào)節(jié)水量、檢修和防止淤積。小型箱形管道可用磚、石或鋼筋混凝土做側(cè)墻和底版,鋼筋混凝土做蓋板構(gòu)成,適用于低水頭小流量倒虹吸管。
3、直墻連接的正反拱形管道過(guò)水能力比箱形管大。由于頂板和底版做成正、反拱形,更能適應(yīng)平原河網(wǎng)地區(qū)的低水頭、大流量和外水壓力大、地基軟弱的條件。缺點(diǎn)是施工麻煩。
(二)倒虹吸管的材料1、鋼筋混凝土管優(yōu)點(diǎn)是耐久、價(jià)廉、變形小、節(jié)約金屬材料、制造簡(jiǎn)便、糙率變化小、抗震性能好等。缺點(diǎn)是管壁厚、自重大、鋼筋未能充分發(fā)揮作用、抗裂性能較差等。適用于較高水頭,一般為30m左右,可達(dá)50~60m,管徑通常不大于3m。2、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管
除了具有鋼筋混凝土管的優(yōu)點(diǎn)外,還具有較好的彈性、不透水性和抗裂性,能充分發(fā)揮材料的性能。由于充分利用高強(qiáng)度鋼筋,能節(jié)約大量鋼材,又能承受高水頭壓力,在相同管徑、相同壓力條件下,金屬用量為金屬管的10%~40%,為鋼筋混凝土管的70%~80%,并且由于管壁薄、工程量小、造價(jià)比鋼筋混凝土管低。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管重量輕,吊裝施工安裝方便;不易銹蝕,使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是性脆、易碰壞、施工技術(shù)較復(fù)雜,遠(yuǎn)程運(yùn)輸后預(yù)應(yīng)力值可能有損失。適用于高水頭的情況。
3、鋼管由鋼板焊接而成。具有很高的強(qiáng)度和不透水性,所以可用于任何水頭和較大的管徑。缺點(diǎn)是剛度較小,可能會(huì)由于主管的變形使伸縮節(jié)內(nèi)填料松動(dòng)而使接頭漏水;制造技術(shù)要求高,且防銹與維護(hù)費(fèi)用高。
4、鋼襯鋼筋混凝土管
利用鋼板與混凝土二者的長(zhǎng)處,把高強(qiáng)薄壁鋼筒內(nèi)襯于管道內(nèi)緣應(yīng)力最大部位,施工時(shí)能做內(nèi)模,運(yùn)行時(shí)能把水頭損失減小到最小程度。5、素混凝土管優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約鋼材。但對(duì)施工要求很高,質(zhì)量難于保證,適用于水頭較低、流量較小的情況,一般用于水頭為4~6m。從混凝土管運(yùn)行情況看,管身裂縫、接縫處漏水嚴(yán)重的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,這多與材料強(qiáng)度、施工技術(shù)與質(zhì)量等因素有關(guān)。
6、鋼絲網(wǎng)水泥管
優(yōu)點(diǎn)是彈性好、
抗裂強(qiáng)度較高、抗?jié)B性能好、重量輕、節(jié)約鋼材、造價(jià)低。最大缺點(diǎn)是保護(hù)層薄,鋼絲網(wǎng)易銹蝕,使用壽命短。7、鑄鐵管
優(yōu)點(diǎn)是不透水、變形小、可承受較高水頭。缺點(diǎn)是金屬材料用量大,銹蝕后水頭損失大,壽命較短。一般用于高水頭地段。
三、倒虹吸管的布置與構(gòu)造(一)管路布置倒虹吸管一般由進(jìn)口、管身、出口三部分組成。進(jìn)出口建筑物常見(jiàn)的是擋土墻、梁、板、柱結(jié)構(gòu)。管路布置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、施工、水力條件等分析確定??傮w布置的一般原則是:管身最短、岸坡穩(wěn)定、管基密實(shí),進(jìn)出口連接平順,結(jié)構(gòu)合理。根據(jù)流量大小及運(yùn)用要求,可采用單管、雙管或多管。
1、豎井式多用于壓力水頭較?。℉<3~5m),穿越道路的倒虹吸。這種形式構(gòu)造簡(jiǎn)單、管路短。進(jìn)出口一般用磚石或混凝土砌筑成豎井。豎井?dāng)嗝鏋榫匦位驁A形,其尺寸稍大于管身,底部設(shè)0.5m深的集沙坑,以沉積泥沙,并便于清淤及檢修管路時(shí)排水。管身斷面一般為矩形、圓形或其它形式。豎井式水力條件差,但施工比較容易,一般用于工程規(guī)模較小的倒虹吸管。
圖12-32豎井式倒虹吸管
2、斜管式多用于壓力水頭較小,穿越渠道、河流的情況。斜管式倒虹吸管構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便,水力條件好,實(shí)際工程中常被采用。
3、曲線(xiàn)式
當(dāng)岸坡較緩(土坡邊坡系數(shù)>1.5~2.0),巖石坡≥1.0)時(shí),為減少施工開(kāi)挖量,管道可隨地面坡度鋪設(shè)成曲線(xiàn)形。管身常為圓形的混凝土管或鋼筋混凝土管,可現(xiàn)澆也可預(yù)制安裝。管身一般設(shè)置管座。當(dāng)管徑較小且土基很堅(jiān)實(shí)時(shí),也可直接設(shè)在土基上。在管道轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩,并將圓管接頭包在鎮(zhèn)墩內(nèi)。為了防止溫度引起的不利影響,減小溫度應(yīng)力,管身常埋于地下,為減小工程量,埋置不宜過(guò)深。圖12-34曲線(xiàn)式倒虹吸
4.橋式倒虹吸管當(dāng)渠道通過(guò)較深的復(fù)式斷面或窄深河谷時(shí),為降低管道承受的壓力水頭,減小水頭損失,縮短管身長(zhǎng)度,便于施工,可在深槽部位建橋,管道鋪設(shè)在橋面上或支承在橋墩等支承結(jié)構(gòu)上。橋下應(yīng)有足夠的凈空高度,以滿(mǎn)足泄洪要求。在通航河道上應(yīng)滿(mǎn)足通航要求。管道在橋頭山坡轉(zhuǎn)彎處設(shè)置鎮(zhèn)墩,并在鎮(zhèn)墩上設(shè)置放水孔(亦可兼作進(jìn)人孔),以便于檢查修理。
圖12-35橋式倒虹吸管
(二)進(jìn)出口段及管身段布置
1、進(jìn)口段的形式和布置進(jìn)口段包括進(jìn)水口、攔污柵、閘門(mén)、啟閉臺(tái)、進(jìn)口漸變段及沉沙池等。進(jìn)口段的結(jié)構(gòu)型式,應(yīng)保證通過(guò)不同流量時(shí)管道進(jìn)口處于淹沒(méi)狀態(tài),以防止水流在進(jìn)口段發(fā)生跌落、產(chǎn)生水躍而使管身引起振動(dòng)。進(jìn)口具有平順的輪廓,以減小水頭損失,并應(yīng)滿(mǎn)足穩(wěn)定、防沖和防滲等要求。
(1)
進(jìn)口段應(yīng)修建在地基較好、透水性小的地基上。當(dāng)?shù)鼗^差、透水性大時(shí)應(yīng)作防滲處理。通常作30~50cm厚的漿砌石或作15~20cm的混凝土鋪蓋,其長(zhǎng)度約為渠道設(shè)計(jì)水深的3~5倍。擋水墻可用混凝土澆筑,也可用圬工材料砌筑。砌筑時(shí)應(yīng)妥善與管身銜接好。對(duì)于岸坡較陡、管徑較大的鋼筋混凝土管,進(jìn)口常做成喇叭口形。當(dāng)岸坡較緩時(shí),可將管身直接伸入胸墻0.5~1.0m,并與喇叭口連接。對(duì)于小型倒虹吸管,為了施工方便,一般將管身直接伸入擋水墻內(nèi)。
(2)單管倒虹吸進(jìn)口一般不設(shè)置閘門(mén),通常在側(cè)墻設(shè)閘門(mén)槽,以便在檢修和清淤時(shí)使用,需要時(shí)臨時(shí)安裝插板擋水。當(dāng)小流量時(shí)可減少輸水管道的根數(shù),以防止進(jìn)口水位跌落,同時(shí)可增加管內(nèi)流速,防止管道淤積。閘門(mén)常用平板閘門(mén)或疊梁閘門(mén)。
圖8-41雙管倒虹吸進(jìn)出口布置圖
(3)為了防止漂浮物或人畜落入渠內(nèi)被吸入倒虹吸管內(nèi),在閘門(mén)前需設(shè)置攔污柵。攔污柵的布置應(yīng)有一定的坡度,以增加過(guò)水面積和減小水頭損失,常用坡度為1/3~1/5。柵條用扁鋼做成,其間距為20~25cm。為了清污或啟閉閘門(mén)可設(shè)工作橋或啟閉臺(tái)。啟閉臺(tái)臺(tái)面高出閘墩頂?shù)母叨葹殚l門(mén)高加1.0~1.5m。
(4)沉沙池的主要作用是攔截渠道水流攜帶的大粒徑砂石和雜物,以防止進(jìn)入倒虹吸管內(nèi)引起管壁磨損和淤積堵塞。有的倒虹吸管由于管理不善,管內(nèi)淤積的碎石雜物高度達(dá)管高之半,嚴(yán)重影響了輸水能力。在懸移質(zhì)為主的平原區(qū)渠道,也可不設(shè)沉沙池。有輸沙要求的倒虹吸管,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使管內(nèi)流速不小于挾沙流速,同時(shí)為保證輸沙和防止管道淤積,可考慮采用雙管或多管布置。在山丘地區(qū)的繞山渠道,泥沙入渠將造成倒虹吸管的磨損,沉沙池應(yīng)適當(dāng)加深。圖12-37沉沙池及沖沙閘布置圖
(5)倒虹吸管進(jìn)口前一般設(shè)漸變段與渠道平順連接,以減少水頭損失。漸變段型式有扭曲面、八字墻等形式。其底寬可以是變化的或不變的。漸變段長(zhǎng)度一般采用3~5倍渠道設(shè)計(jì)水深。對(duì)于漸變段上游渠道應(yīng)適當(dāng)加以護(hù)砌。(6)大型或較為重要的倒虹吸管進(jìn)口一般設(shè)置退水閘。當(dāng)?shù)购缥馨l(fā)生事故時(shí),關(guān)閉倒虹吸管前閘門(mén),將渠水從退水閘泄出。
2、管身段(1)斷面倒虹吸管的斷面尺寸主要是根據(jù)渠道規(guī)劃所確定的上游渠底高程、水位、通過(guò)的流量和允許的水頭損失,通過(guò)水力計(jì)算而確定的,通過(guò)計(jì)算還能確定倒虹吸管的水頭損失值和進(jìn)出口的水面銜接。倒虹吸管的水力計(jì)算內(nèi)容有:根據(jù)需要通過(guò)的流量和允許的水頭損失,初擬確定管道的斷面形式和尺寸;校核能否通過(guò)規(guī)定的流量;計(jì)算管內(nèi)流速,校核水頭損失是否超過(guò)允許值。管內(nèi)流速應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和不淤條件進(jìn)行確定。(2)分縫與止水為了防止管道因地基不均勻沉陷及溫度過(guò)低產(chǎn)生較大的縱向應(yīng)力,使管身發(fā)生橫向裂縫,管身應(yīng)設(shè)置伸縮縫,縫內(nèi)設(shè)止水??p的間距應(yīng)根據(jù)地基、管材、施工、氣溫等條件確定。對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土管,縫的間距一般為:在土基上15~20m;在巖基上10~15m。如果管身與巖基之間設(shè)置油毛氈墊層等措施,以減小巖基對(duì)管身收縮約束作用,管身采用分段間隔澆筑時(shí),縫的間距可增大至30m。伸縮縫的型式主要有平接、套接、企口接以及預(yù)制管的承插式接頭等??p的寬度一般為1~2㎝,縫中堵塞瀝青麻絨、瀝青麻繩、柏油杉板或膠泥等。
(2)分縫與止水現(xiàn)澆管一般采用平接或套接,縫間止水用金屬止水片等。近幾年用塑料止水帶代替金屬止水,以及使用環(huán)氧基液貼橡皮已很普遍。預(yù)制鋼筋混凝土管及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的管節(jié)接頭處即為伸縮縫。接頭型式有平口式和承插式。承插式接頭安裝方便,密封性好,具有較大的柔性,目前大多采用這種形式。為了清除管內(nèi)淤積泥沙,放空管內(nèi)積水和便于檢修,在管段上應(yīng)設(shè)置沖沙放水孔。沖沙放水孔也常兼作進(jìn)人孔,進(jìn)人孔也可設(shè)在鎮(zhèn)墩上。
圖12-38管身伸縮縫形式(單位:cm)(a)平接;(b)管壁等厚套;(c)管壁變厚套;(d)企口接;1-水泥砂漿封口;2-瀝青麻絨;3-金屬止水片;4-管壁;5-瀝青麻繩;6-套管;7-石棉水泥;8-柏油杉板;9-瀝青石棉;10-油毛氈;11-伸縮縫
(3)鎮(zhèn)墩在倒吸管的變坡及轉(zhuǎn)彎處都應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩,其主要作用是連接和固定管道。在斜坡段若坡度陡,長(zhǎng)度大,為防止管身下滑,保證管身穩(wěn)定,也應(yīng)在斜坡段設(shè)置鎮(zhèn)墩,其設(shè)置個(gè)數(shù)視地形、地質(zhì)條件而定。鎮(zhèn)墩的材料主要為砌石、混凝土或鋼筋混凝土。砌石鎮(zhèn)墩多用于小型倒虹吸工程。在巖基上的鎮(zhèn)墩,可加錨桿與巖基連結(jié),以增加管身的穩(wěn)定性。鎮(zhèn)墩承受管身傳來(lái)的荷載及水流產(chǎn)生的荷載,以及填土壓力、自身重力等,為了保持穩(wěn)定,鎮(zhèn)墩一般是重力式的。
鎮(zhèn)墩與管的連接鎮(zhèn)墩與管子的連接形式有兩種:剛性連接和柔性連接。剛性連接是把管端與鎮(zhèn)墩混凝土澆筑在一起,砌石鎮(zhèn)墩是將管端砌筑在鎮(zhèn)墩內(nèi)。這種形式施工簡(jiǎn)單,但適應(yīng)不均勻沉降的能力差。由于鎮(zhèn)墩的重量遠(yuǎn)大于管身,當(dāng)?shù)鼗赡馨l(fā)生不均勻沉陷時(shí)可能使管身產(chǎn)生裂縫,所以一般多用于斜管坡度大、地基承載能力情況。柔性連接是用伸縮縫將管身與鎮(zhèn)墩分開(kāi),縫中設(shè)止水,以防漏水。柔性連接施工比較復(fù)雜,但適應(yīng)不均勻沉陷能力好,常用于斜坡較緩的土基上。斜坡段上的中間鎮(zhèn)墩,其上部與管道的連接多為剛性連接,下部多為柔性連接。
(4)其它一般,在倒虹吸管下設(shè)置連續(xù)座墊,若在較好的土基上修建小型倒虹吸管可不設(shè)連續(xù)座墊,而設(shè)中間支墩,支墩的間距視地基、管徑大小等情況而定,一般采用2~8m。為防止溫度、冰凍、耕作等不利因素影響,管道應(yīng)埋設(shè)在耕作層以下;在冰凍區(qū),管頂應(yīng)布置在冰凍層以下;在穿越河道時(shí),管頂應(yīng)布置在沖刷線(xiàn)以下0.5m;當(dāng)穿越公路時(shí),為改善管身的受力條件,管頂應(yīng)埋設(shè)在路面以下1.0m左右。
3、出口段的形式和布置出口段包括出水口、閘門(mén)、消力池、漸變段等。其布置形式與進(jìn)口段相似。為運(yùn)行管理方便,在雙管或多管倒虹吸出口應(yīng)設(shè)置閘門(mén)或預(yù)留檢修門(mén)槽。為使出口與下游渠道平順連接,一般設(shè)漸變段,其長(zhǎng)度常用4~6倍的渠道設(shè)計(jì)水深。同時(shí)漸變段下游3~5m長(zhǎng)度內(nèi)的渠道還應(yīng)護(hù)砌,以防止水流對(duì)下游渠道沖刷。漸變段的底部常設(shè)消力池。倒虹吸管出口水流流速一般較小,消力池的作用主要在于調(diào)整出口水流的流速分布,以使水流較平穩(wěn)地進(jìn)入下游渠道,防止對(duì)下游渠道沖刷。
第四節(jié)
橋
梁一、橋梁的類(lèi)型按主要承重結(jié)構(gòu)體系分類(lèi):梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋、組合體系橋等,前三種是橋梁的基本體系。按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分類(lèi):木橋、鋼橋、圬工橋(包括磚橋、石橋、混凝土橋)、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋等。橋梁的類(lèi)型按按橋面在橋跨結(jié)構(gòu)中的不同位置分類(lèi):上承式橋、中承式橋、下承式橋
按用途分:有公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋、人行橋及其他專(zhuān)用橋梁等。按制造方法分:混凝土橋分就地灌筑橋和裝配式橋兩類(lèi)。也有兩者結(jié)合的裝配、現(xiàn)澆式混凝土橋。鋼橋一般都是裝配式的。按跨徑分類(lèi):特大橋(L≥500m)、大橋(L≥100m)、中橋(30m<L<100m)、小橋(8m≤L≤30m)。二、橋面構(gòu)造
橋面構(gòu)造包括行車(chē)道鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道(或安全帶)、緣石、欄桿、護(hù)欄、照明燈具和伸縮縫等。橋面構(gòu)造直接與車(chē)輛、行人接觸,它對(duì)橋梁的主要結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用,使橋梁能正常使用。同時(shí),橋面構(gòu)造多屬外露部位,其選擇是否合理,布置是否恰當(dāng)直接影響橋梁的使用功能、布局和美觀。
1、橋面鋪裝橋面鋪裝即行車(chē)道鋪裝,亦稱(chēng)橋面保護(hù)層,它是車(chē)輪直接作用的部分。橋面鋪裝的作用在于防止車(chē)輛輪胎或履帶直接磨耗行車(chē)道板,保護(hù)主梁免受雨水侵蝕,并對(duì)車(chē)輛輪重的集中荷載起分布作用。因此,行車(chē)道鋪裝要求有抗車(chē)轍、行車(chē)舒適、抗滑、不透水、剛度好等。行車(chē)道鋪裝可采用水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青表面處治和泥結(jié)碎石等各種類(lèi)型。水泥混凝土和瀝青混凝土橋面鋪裝用得較廣,能滿(mǎn)足各項(xiàng)要求。水泥混凝土鋪裝的耐磨性能好,適合重載交通,但養(yǎng)生期長(zhǎng),以后修補(bǔ)較麻煩。瀝青混凝土橋面鋪裝維修養(yǎng)護(hù)方便,但易老化和變形。瀝青表面處治和泥結(jié)碎石橋面鋪裝,耐久性較差,僅在中級(jí)或低級(jí)公路橋梁上使用。2、橋面縱橫坡
橋面設(shè)置縱橫坡,以利雨水迅速排除,防止或減少雨水對(duì)鋪裝層的滲透,從而保護(hù)了行車(chē)道板,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。橋面上設(shè)置縱坡,首先有利于排水,同時(shí),在平原地區(qū),還可以在滿(mǎn)足橋下通航凈空要求的前提下,降低墩臺(tái)標(biāo)高,減少橋頭引道土方量,從而節(jié)省工程費(fèi)用。橋面的縱坡,一般都做成雙向縱坡,在橋中心設(shè)置曲線(xiàn),縱坡一般以不超過(guò)3-4%為宜。橋面的橫坡,一般采用1.5-3.0%3、排水管為了迅速排除橋面積水,防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性,除設(shè)置縱橫坡排水外,常常需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水管。當(dāng)橋面縱坡大于2%,而橋長(zhǎng)大于50m時(shí),為防止雨水積滯橋面就需要設(shè)置泄水管,每隔長(zhǎng)12~15m設(shè)置一個(gè)。當(dāng)橋面縱坡小于2%時(shí),泄水管就需要設(shè)置更密一些,一般每隔6-8m設(shè)置一個(gè)。4、人行道與安全帶
人行道是用路緣石或護(hù)欄及其它類(lèi)似設(shè)施加以分隔的專(zhuān)門(mén)供人行走的部分。由人行交通量決定,人多的地方需設(shè)置人行道;高出行車(chē)車(chē)道0.25~0.35m。人行道頂面一般鋪設(shè)20mm厚的水泥砂漿或?yàn)r青砂作為面層,并以此形成人行道頂面的排水橫坡。橋面鋪裝中若設(shè)貼式防水層,就要在人行道內(nèi)側(cè)設(shè)置緣石,以便把防水層伸過(guò)緣石底面,從人行造與緣石之間的砌縫里向上疊起。不設(shè)人行道的橋上,兩邊應(yīng)設(shè)寬度不少于0.25m,高為0.25~0.35m的護(hù)輪安全帶。為了保證行車(chē)安全,安全帶的高度已經(jīng)用到≥0.4m。圖12-42人行道布置圖5、欄桿
欄桿是橋上的安全設(shè)施,要求堅(jiān)固;欄桿又是橋梁的表面建筑,也要有一個(gè)美好的藝術(shù)造型。欄桿的高度一般約0.8~1.2m,欄桿的間距一般為1.6~2.7m。欄桿常用混凝土、鋼筋棍凝土、鋼、鑄鐵或鋼與混凝士混合材料制作。三、橋梁的荷載作用在橋梁上的荷載主要有:自重、汽車(chē)沖擊力、車(chē)輛荷載引起的土側(cè)壓力、汽車(chē)制動(dòng)力、摩阻力等。習(xí)慣上,橋梁按照計(jì)算荷載的大小分為汽車(chē)—6級(jí)、汽車(chē)—10級(jí)、汽車(chē)—15級(jí)、汽車(chē)—20級(jí)、汽車(chē)—超20級(jí)。
四、板橋鋼筋混凝土板橋一般都是簡(jiǎn)支的,渠道上的小跨徑橋梁常采用。它的鋼筋、模板及混凝土澆筑工作比T形截面梁簡(jiǎn)單。板橋有現(xiàn)澆整體和裝配式兩種?,F(xiàn)澆整體板橋需在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)腳手架和模板,一次澆筑完成,跨徑一般不超過(guò)6m;裝配式板橋常先預(yù)制成寬1m的板(實(shí)際寬為99cm,預(yù)留1cm作現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的調(diào)整裕度)。當(dāng)板的跨徑為6~12m時(shí),為減輕板的自重和節(jié)省混凝土量,常采用空心板。裝配式板橋在板塊中間設(shè)鉸以傳遞剪力,使整個(gè)橋面承受荷載
五、梁橋
鋼筋混凝土梁式橋是橋梁中最常用的型式之一。它由上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成。上部結(jié)構(gòu)(又稱(chēng)橋跨結(jié)構(gòu))包括行車(chē)道板、梁、路面、人行道和欄桿等。下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)等。
裝配式鋼筋混凝土T形梁橋
當(dāng)跨徑大于8~10m,為了減輕梁的自重,充分發(fā)揮混凝土的抗壓性能,往往采用T形梁橋。裝配式T形梁橋的上部結(jié)構(gòu)通常由T形截面主梁、橫隔板(梁)和主梁翼板(橋面板)組成。T形截面主梁的間距應(yīng)根據(jù)荷載大小,橋面寬度及施工吊裝能力等綜合考慮決定。通常采用1.3~1.7m。主梁高度h視跨徑大小、主梁間距及荷載大小等而定。T形梁為了保證上部構(gòu)造的整體性和橫向剛度,常在T形梁兩端及跨徑中間設(shè)置橫隔板。橫隔板的厚度可采用12~15cm,間距為2.5~5.0m。T形梁的橫向主要是依靠橫隔板及翼板的拼裝接頭聯(lián)成整體,因此,接頭必須保證有足夠的強(qiáng)度和剛度,不致因受荷載的反復(fù)作用和沖擊而松動(dòng)。對(duì)于跨徑小于12m的裝配式T形梁橋,為了施工方便,常取消中橫隔板,而僅在兩端設(shè)置端橫隔板。
T形梁的連接
(二)墩臺(tái)和支座1、墩臺(tái)橋梁的墩臺(tái)是橋梁的承重結(jié)構(gòu)。墩臺(tái)的型式選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系著橋梁的安全和經(jīng)濟(jì)。墩臺(tái)的型式常用的有重力式、樁柱式等,其構(gòu)造與渡槽的槽墩相類(lèi)似。2、支座支座的作用是把上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞到墩臺(tái)上,并能適應(yīng)活載、溫度變化、混凝土收縮與徐變等因素引起的位移。簡(jiǎn)支梁橋通常每跨一端設(shè)置固定支座,另一端設(shè)活動(dòng)支座。多跨簡(jiǎn)支梁橋,一般把固定支座設(shè)在橋臺(tái)上,每一個(gè)橋墩上布置一個(gè)活動(dòng)支座和一個(gè)固定支座,以使各墩臺(tái)能均勻承受縱向水平力。支座形式(1)在跨徑小于10m的簡(jiǎn)支梁橋常采用簡(jiǎn)單的墊層支座。墊層是用油毛氈或水泥砂漿制成,其厚度要求在壓實(shí)后不小于10mm。固定的一端,加設(shè)套在鐵管中的錨釘,錨釘埋在墩帽內(nèi)。(2)在跨徑12~15m的簡(jiǎn)支梁橋中,常采用平面鋼板支座。平面鋼板活動(dòng)支座由兩塊鋼板做成,鋼板分別固定在墩臺(tái)和橋跨結(jié)構(gòu)中,兩塊鋼板接觸面應(yīng)平整光滑并涂石墨潤(rùn)滑劑,以減小摩擦力和防止生銹。固定支座用一塊鋼板做成,在其頂面和底面各焊接錨釘,以固定梁的位置。支座形式
六、拱橋渠道上的拱橋,在石料豐富的山丘地區(qū),跨徑小于15m時(shí)多采用實(shí)腹式石拱橋,跨徑較大時(shí)常采用空腹式石拱橋。雙曲拱橋被廣泛應(yīng)用,此外還常用桁架拱橋、三鉸拱橋、二鉸拱橋、微彎板拱及扁殼拱橋等。它們大多具有結(jié)構(gòu)輕、自重小、省材料、造價(jià)低、可預(yù)制裝配等特點(diǎn)。本節(jié)僅簡(jiǎn)要介紹石拱橋和雙曲拱橋。
(一)石拱橋
第五節(jié)
涵
洞
涵洞是渠系建筑物中較常見(jiàn)的一種交叉建筑物。當(dāng)渠道與道路、溝谷等障礙物相交時(shí),在交通道路或填方渠道下面,為輸送渠水或宣泄溝谷來(lái)水而修建的建筑物叫做涵洞。通常所說(shuō)的涵洞主要指不設(shè)閘門(mén)的輸水涵洞和排洪涵洞,一般由進(jìn)口、洞身、出口三部分組成。填方渠道下的石拱涵洞
一、涵洞的工作特點(diǎn)渠道上的輸水涵洞,一般是無(wú)壓涵洞,上下游水位差較小,其過(guò)涵流速一般在2m/s左右,故一般可以不考慮專(zhuān)門(mén)的防排水、消能問(wèn)題。排洪涵洞可以設(shè)計(jì)成有壓涵洞、無(wú)壓涵洞、半有壓涵洞。當(dāng)不會(huì)因涵洞前雍水而淹沒(méi)農(nóng)田和村莊時(shí),有壓涵洞或半有壓涵洞。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)流速的大小及洪水持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短考慮消能防沖、防滲及排水問(wèn)題。
二、涵洞的類(lèi)型1、圓涵水力條件和受力條件較好,能承受較大的填土和內(nèi)水壓力作用,一般多用鋼筋混凝土或混凝土建造,便于采用預(yù)制管安裝,是最常采用的一種形式。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程量小、便于施工。當(dāng)泄水量大時(shí),可采用雙管或多管涵洞,其單管直徑一般在0.5~6m之間。鋼筋混凝土圓涵根據(jù)有無(wú)基礎(chǔ)分為有基圓涵、無(wú)基圓涵、四鉸圓涵。
2、箱涵多為剛結(jié)點(diǎn)矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),具有較好的靜力工作條件,對(duì)地基不均勻沉降的適應(yīng)性好,可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)寬高比,泄流量較大時(shí)可采用雙孔或多孔布置。適用于洞頂埋土較厚,洞跨較大和地基較差的無(wú)壓或低壓涵洞,可直接敷設(shè)于砂石地基、砌石、混凝土墊層上。小跨度箱涵可以分段預(yù)制,然后現(xiàn)場(chǎng)安裝。箱涵
3、蓋板涵
一般采用矩形或方形斷面,由邊墻、底版、蓋板組成。側(cè)墻和底版可用混凝土或漿砌石建造。蓋板一般采用預(yù)制鋼筋混凝土板,蓋板一般簡(jiǎn)直于側(cè)墻上。
若地基較好、孔徑不大,底版可做成分離式,底部用混凝土或砌石保護(hù),下墊砂石以利排水。主要用于填土較薄或跨度較小的無(wú)壓涵洞。
蓋板涵
4、拱涵
由拱圈、側(cè)墻、底板組成。工程中最常見(jiàn)的有半圓拱、平拱兩種形式。拱圈可做成等厚或變厚的,混凝土拱厚一般不小于20cm,砌石拱厚一般不小于30cm。拱涵多用于地基條件較好、填土較高、跨度較大、泄量較大的無(wú)壓涵洞。二、涵洞的構(gòu)造1、進(jìn)出口涵洞的進(jìn)出口是用來(lái)連接洞身和填方土坡的。也是洞身和上下游水道之間的連接段。作用是平順?biāo)饕越档退^損失和防止沖刷,最常見(jiàn)的進(jìn)出口型式有圓錐護(hù)坡式、八字形斜降墻式、反翼墻走廊式、八字墻式、進(jìn)口段洞頂抬高式。
(1)圓錐護(hù)坡式。進(jìn)口、出口設(shè)圓錐形護(hù)坡與渠堤外坡連接,構(gòu)造簡(jiǎn)單、省材料,但進(jìn)口水流收縮大,與其它類(lèi)型進(jìn)水口相比,在同樣條件下,上游雍水時(shí)易封住洞頂,這種形式一般用于小型工程。(2)八字形斜降墻式。翼墻在平面上呈八字形,八字墻面與水流方向成30o~40o交角,墻頂面隨兩側(cè)土坡的降低而逐漸降低,進(jìn)流條件比圓錐護(hù)坡式有所改善,但仍易使上游產(chǎn)生雍水而封住洞頂。
(3)反翼墻走廊式。指涵洞進(jìn)口兩側(cè)翼墻高度不變以形成廊道,水面降落產(chǎn)生在該段翼墻內(nèi),可降低洞身高程,適用于無(wú)壓涵洞的進(jìn)口,但工程量較大,采用較少。(4)八字墻式。將八字翼墻伸出填土邊坡之外,其作用與走廊式相似,若翼墻改用扭曲面式,即成為扭曲面護(hù)坡式,水流條件會(huì)更好,但施工較麻煩。5)進(jìn)口段洞頂抬高式對(duì)于無(wú)壓涵洞,為了保證進(jìn)口水流不封住洞頂,可將進(jìn)口1.2H(H為洞高)長(zhǎng)度范圍內(nèi)洞身高度適當(dāng)加大,以使使進(jìn)口水面降落位于此段范圍內(nèi),以免水流封住洞口;對(duì)于半有壓涵洞,為使水流封住進(jìn)口洞頂時(shí)洞內(nèi)仍能保持穩(wěn)定的無(wú)壓流態(tài),可將進(jìn)口一小段洞身高度適當(dāng)減小,并在其后設(shè)通氣孔,以穩(wěn)定洞內(nèi)水面;對(duì)于有壓涵洞,可將進(jìn)口段洞身的頂部做成逐漸收縮的曲線(xiàn)形式,使進(jìn)口有平順的水流邊界和必要的進(jìn)流能力。
涵洞進(jìn)出口型式
2、洞身構(gòu)造為了適應(yīng)溫度變化引起的伸縮變形和地基的不均勻沉降,涵洞應(yīng)分段設(shè)置沉降縫。對(duì)于砌石、混凝土、鋼筋混凝土涵洞,分縫間距一般不大于10m,且不小于2~3倍洞高;對(duì)于預(yù)制安裝管涵,按管節(jié)長(zhǎng)度設(shè)縫。常在進(jìn)出口與洞身連接處及洞身上作用變化較大處設(shè)沉降縫,該縫為永久縫,縫中應(yīng)設(shè)止水,構(gòu)造要求與倒虹吸管相似。若涵洞頂部為渠道,則頂部應(yīng)設(shè)一層防滲層,洞頂填土應(yīng)不小于1.0m,對(duì)于有襯砌的渠道,也應(yīng)不小于0.5m,以保證洞身具有良好的工作條件。3、基礎(chǔ)
一般采用混凝土或漿砌石管座,管座頂部的弧形部分與管體底部形狀吻合,其包角一般采用90°~135o。箱涵和拱涵在巖基上只需將基面整平即可;對(duì)于在壓縮性小的土層上只需采用素土或三合土夯實(shí);在軟基上通常用碎石墊層。在寒冷地區(qū),基礎(chǔ)應(yīng)埋于冰凍層以下0.3~0.5m。
涵洞基礎(chǔ)
第六節(jié)
跌水與陡坡
當(dāng)渠道通過(guò)地面過(guò)陡的地段時(shí),為了保持渠道的設(shè)計(jì)比降,避免大填方或深挖方,往往將水流落
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