渡槽ppt课件.ppt

1、第四章第四章 渡渡 槽槽第二节第二节 渡槽水力计算渡槽水力计算第三节第三节 渡槽结构计算渡槽结构计算第四章第四章 渡渡 槽槽第一节第一节 概述概述第四章第四章 渡渡 槽槽 第一节第一节 概概 述述一、渡槽的作用与组成一、渡槽的作用与组成1.1.作用：作用：渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等障碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广障碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。的交叉建筑物之一。用于输送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。用于输送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。 第四章第四章 渡渡 槽槽第

2、四章第四章 渡渡 槽槽中国浙江天台红旗渡槽中国浙江天台红旗渡槽 aqueduct aqueduct 第四章第四章 渡渡 槽槽离市中心不远的古渡槽是格雷塔罗的标志性建筑。它始建于离市中心不远的古渡槽是格雷塔罗的标志性建筑。它始建于1 1726726年，建成于年，建成于17351735年，全长年，全长12801280米，有米，有7474个拱，最高处个拱，最高处2323米，是当时向全城供应饮水的唯一设施，现在成为该城最重米，是当时向全城供应饮水的唯一设施，现在成为该城最重要的古遗址和旅游景点。由于悠久的历史和丰富的文化遗存，要的古遗址和旅游景点。由于悠久的历史和丰富的文化遗存，格雷塔罗被联合国教科文

3、组织列入世界文化遗产名录。格雷塔罗被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。 墨西哥格雷塔罗古渡槽第四章第四章 渡渡 槽槽1.1.类型：类型：（1 1）按施工方法：现浇整体式、预制装配式及预应力等；）按施工方法：现浇整体式、预制装配式及预应力等；（2 2）按建筑材料分类：木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等）按建筑材料分类：木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等（3 3）按支承结构型式分：有梁式、拱式、桁架式、组合式及悬）按支承结构型式分：有梁式、拱式、桁架式、组合式及悬吊或斜拉式吊或斜拉式 （4 4）按槽身断面形状分：矩形渡槽、）按槽身断面形状分：矩形渡槽、U U形渡槽等。形渡槽等。2.2.组成：组成：渡槽由槽身、

4、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。槽渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。槽身置于支承结构上，槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础，身置于支承结构上，槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础，再传至地基。再传至地基。渡槽一般适用于：渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨渡槽一般适用于：渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨越广阔滩地或洼地等情况。它比倒虹吸管水头损失小，便利通越广阔滩地或洼地等情况。它比倒虹吸管水头损失小，便利通航，管理运用方便，是交叉建筑物中采用最多的一种型式。航，管理运用方便，是交叉建筑物中采用最多的一种型式。第四章第四章 渡渡 槽槽二、渡槽的类型二、渡槽的

5、类型槽根据其支承结构的情况，分为梁式渡槽和拱式渡槽两大槽根据其支承结构的情况，分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。类。( (一一) )梁式渡槽梁式渡槽 梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上，其纵向受力和梁相梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上，其纵向受力和梁相同，故称梁式渡槽。槽身在纵向均匀荷载作用下，一部分同，故称梁式渡槽。槽身在纵向均匀荷载作用下，一部分受压，一部分受拉，故常采用钢筋混凝土结构。受压，一部分受拉，故常采用钢筋混凝土结构。 为了节约钢筋和水泥用量，还可采用预应力钢筋混凝为了节约钢筋和水泥用量，还可采用预应力钢筋混凝土及钢丝网水泥结构，跨度较小的槽身也可用混凝土建造。土及钢丝网水泥结构，跨度较小的槽

6、身也可用混凝土建造。第四章第四章 渡渡 槽槽第四章第四章 渡渡 槽槽1.1.简支梁式：简支梁式：优点是结构简单，施工吊装方便，接缝处止水构造简单。缺点优点是结构简单，施工吊装方便，接缝处止水构造简单。缺点是跨中弯矩较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。常用跨度是是跨中弯矩较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。常用跨度是8-8-15m15m，其经济跨度大约为墩架高度的，其经济跨度大约为墩架高度的0.8-1.20.8-1.2倍。倍。2.2.双悬臂梁式：双悬臂梁式：根据其悬臂长度的不同，又可分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬根据其悬臂长度的不同，又可分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬臂式。等跨双悬臂式，在纵向受力时，其跨中

7、弯矩为零臂式。等跨双悬臂式，在纵向受力时，其跨中弯矩为零, ,底板底板承受压力，有利于抗渗。等弯矩双悬臂式，跨中弯矩与支座弯承受压力，有利于抗渗。等弯矩双悬臂式，跨中弯矩与支座弯矩相等，结构受力合理，但需上下配置受力筋及构造筋，总配矩相等，结构受力合理，但需上下配置受力筋及构造筋，总配筋量常大于等跨双悬臂式，不一定经济，且由于跨度不等，对筋量常大于等跨双悬臂式，不一定经济，且由于跨度不等，对墩架工作不利，故应用不多。双悬臂梁式渡槽因跨中弯矩较简墩架工作不利，故应用不多。双悬臂梁式渡槽因跨中弯矩较简支梁小，每节槽身长度可为支梁小，每节槽身长度可为25-40m25-40m，但其重量大，整体预制吊，

8、但其重量大，整体预制吊装困难，当悬臂顶端变形或地基产生不均匀沉陷时，接缝处止装困难，当悬臂顶端变形或地基产生不均匀沉陷时，接缝处止水容易被拉裂。水容易被拉裂。第四章第四章 渡渡 槽槽3.3.单悬臂式：单悬臂式：一般用在靠近两岸的槽身或双悬臂梁式相简支梁式过一般用在靠近两岸的槽身或双悬臂梁式相简支梁式过渡时采用。渡时采用。第四章第四章 渡渡 槽槽( (二二) )拱式渡槽拱式渡槽拱式渡槽的支撑结构由墩台、主拱圈和拱上结构组成。槽拱式渡槽的支撑结构由墩台、主拱圈和拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈，再由主拱圈传给墩台，身荷载通过拱上结构传给主拱圈，再由主拱圈传给墩台，其中主拱圈是主要承重构

9、件。其中主拱圈是主要承重构件。第四章第四章 渡渡 槽槽三、渡槽的总体布置三、渡槽的总体布置（一）渡槽总体布置的基本要求（一）渡槽总体布置的基本要求流量、水位满足灌区需要；槽身长度短，基础、岸坡稳定，流量、水位满足灌区需要；槽身长度短，基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田，交通方便，就地取材等。交通方便，就地取材等。总体布置的步骤：一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任总体布置的步骤：一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务，在一定范围内进行调查和勘探工作，取得较为全面的地务，在一定范围内进行调查和勘探工作，取得较

10、为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运用管理要求等基本资料，然后在全面分析基本资料的基础上，用管理要求等基本资料，然后在全面分析基本资料的基础上，按照总体布置的基本要求，提出几个布置方案，经过技术经按照总体布置的基本要求，提出几个布置方案，经过技术经济比较，选择最优方案。济比较，选择最优方案。第四章第四章 渡渡 槽槽（二）槽址选择（二）槽址选择1.1.应结合渠道线路布置，尽量利用有利的地形、地质条应结合渠道线路布置，尽量利用有利的地形、地质条件，以便缩短槽身长度，减少基础程量，降低墩架高度。件，以便缩短槽身长度，减少基

11、础程量，降低墩架高度。2.2.槽轴线力求短直，进出口要避免急转弯并力求布置在槽轴线力求短直，进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。挖方渠道上。3.3.跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向正交，槽跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免选在址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免选在河流转弯处。河流转弯处。4.4.少占耕地，少拆迁民房，并尽可能有较宽敞的施工场少占耕地，少拆迁民房，并尽可能有较宽敞的施工场地，争取靠近建筑材料产地，以便就地取材。地，争取靠近建筑材料产地，以便就地取材。5.5.交通方便，水电供应条件较好，有利于管理维修。交

12、通方便，水电供应条件较好，有利于管理维修。第四章第四章 渡渡 槽槽（三）渡槽选型（三）渡槽选型1.1.选型：选型：地形、地质条件：地形平坦、槽高不大时，一般采用梁地形、地质条件：地形平坦、槽高不大时，一般采用梁式渡槽，施工与吊装均比较方便；对于窄深的山谷地形，式渡槽，施工与吊装均比较方便；对于窄深的山谷地形，当两岸地质件较好，有足够的强度与稳定性时，宜建大当两岸地质件较好，有足够的强度与稳定性时，宜建大跨度拱式渡槽，避免很高的中间墩架；地形、地质条件跨度拱式渡槽，避免很高的中间墩架；地形、地质条件比较复杂时，应作具体分析。比较复杂时，应作具体分析。2.2.建筑材料：建筑材料：建筑材料方面，应贯

13、彻就地取材和因材设计的原则，结建筑材料方面，应贯彻就地取材和因材设计的原则，结合地形地质及施工等其它条件，采用经济合理的结构型合地形地质及施工等其它条件，采用经济合理的结构型式。式。第四章第四章 渡渡 槽槽3.3.施工条件：施工条件：应尽可能采用预制构件进行装配的结构型式，以加快施工速应尽可能采用预制构件进行装配的结构型式，以加快施工速度，节省劳力。同一渠系有几个渡槽时，应尽量采用同一种度，节省劳力。同一渠系有几个渡槽时，应尽量采用同一种结构型式。结构型式。（四）进出口段布置（四）进出口段布置1.1.平流段：平流段：进出口前后的渠道上应有一定长度的直线段。渡槽进出口渠进出口前后的渠道上应有一定

14、长度的直线段。渡槽进出口渠道的直线段与槽身连接，在平面布置上要避免急剧转弯，防道的直线段与槽身连接，在平面布置上要避免急剧转弯，防止水流条件恶化，影响正常输水，造成冲刷现象，对于流量止水流条件恶化，影响正常输水，造成冲刷现象，对于流量较大、坡度较陡的渡槽，尤其要注意这一问题。较大、坡度较陡的渡槽，尤其要注意这一问题。第四章第四章 渡渡 槽槽2.2.渐变段：渐变段：渠道与渡槽的过水断面，在形状和尺寸上均不相同，为使渠道与渡槽的过水断面，在形状和尺寸上均不相同，为使水流平顺衔接，渡槽进出口均需设置渐变段。渐变段的形水流平顺衔接，渡槽进出口均需设置渐变段。渐变段的形状以扭曲面形式水流条件较好，应用较

15、多；八字墙式施工状以扭曲面形式水流条件较好，应用较多；八字墙式施工简单，小型渡槽使用较多。渐变段的长度简单，小型渡槽使用较多。渐变段的长度LjLj通常采用经验通常采用经验公式计算：公式计算：对于中小型渡槽，出口渐变段长度也可取对于中小型渡槽，出口渐变段长度也可取L14h1,h1L14h1,h1为上为上游渠道水深；出口渐变段长度取为游渠道水深；出口渐变段长度取为L26h2,h2L26h2,h2为出口渠道为出口渠道水深。水深。3.3.护底与护坡：护底与护坡：设置护底与护坡，防止冲刷。设置护底与护坡，防止冲刷。)Bc(BL21j第四章第四章 渡渡 槽槽（五）基础布置（五）基础布置 渡槽基础的类型较多

16、，根据埋置深度可分为浅基础及渡槽基础的类型较多，根据埋置深度可分为浅基础及深基础，埋置深度小于深基础，埋置深度小于5m5m时为深基础。应结合渡槽型式选时为深基础。应结合渡槽型式选定基础结构的型式，基础结构的布置尺寸须在槽墩或槽架定基础结构的型式，基础结构的布置尺寸须在槽墩或槽架布置的基础上确定。对于浅基础，基底面高程（或埋置深布置的基础上确定。对于浅基础，基底面高程（或埋置深度）应根据地形、地质等条件选定。度）应根据地形、地质等条件选定。冰冻地区：基底面埋入冰冻层以下不少于冰冻地区：基底面埋入冰冻层以下不少于0.3m,0.3m,以免因冰以免因冰冻而降低地基承载力。冻而降低地基承载力。耕作区：耕

17、作地内的基础，基顶面以上至少要留有耕作区：耕作地内的基础，基顶面以上至少要留有0.5 - 0.5 - 0.8m0.8m的覆盖层，以利耕作。的覆盖层，以利耕作。第四章第四章 渡渡 槽槽1.1.软弱地基上：软弱地基上：基础埋置深度一般在基础埋置深度一般在1.5-2.01.5-2.0米左右，如果地基的允许承米左右，如果地基的允许承载力较低时，可采取增加埋深或加大基底面尺寸的办法以载力较低时，可采取增加埋深或加大基底面尺寸的办法以满足地基承载力的要求。当上层地基土的承载能力大于下满足地基承载力的要求。当上层地基土的承载能力大于下层时，宜利用上层土作持力层，但基底面以下的持力层厚层时，宜利用上层土作持力

18、层，但基底面以下的持力层厚度应不小于度应不小于1.01.0米。米。2.2.坡地上的基础：坡地上的基础：基底面应全部置于稳定坡线之下，并应削除不稳定的坡土基底面应全部置于稳定坡线之下，并应削除不稳定的坡土和岩石以保证工程的安全。河槽中受到水流冲刷的基础，和岩石以保证工程的安全。河槽中受到水流冲刷的基础，基顶面应埋入最大冲刷深度之下以免基底受到淘刷危及工基顶面应埋入最大冲刷深度之下以免基底受到淘刷危及工程的安全。对于深基础，计算的入土深度应从稳定坡线、程的安全。对于深基础，计算的入土深度应从稳定坡线、耕作层深、最大冲刷深度等处算起，以确保深基础的承载耕作层深、最大冲刷深度等处算起，以确保深基础的承

19、载能力。最大冲刷深度的计算可参考有关书籍和资料。能力。最大冲刷深度的计算可参考有关书籍和资料。第四章第四章 渡渡 槽槽一、矩形断面渡槽水力计算计算公式一、矩形断面渡槽水力计算计算公式 1. 1.计算公式计算公式 （1 1）槽身水力计算公式（明渠均匀流计算）槽身水力计算公式（明渠均匀流计算） （2 2）进口水头损失（水面降落）计算公式）进口水头损失（水面降落）计算公式 1 1）按淹没式宽顶堰流量公式计算）按淹没式宽顶堰流量公式计算 第二节第二节 渡槽水力计算渡槽水力计算2gVZZ2gZQ21010为侧收缩系数，一般采用为侧收缩系数，一般采用0.95;0.95; 流速系数，一般采用流速系数，一般采

20、用0.95;0.95;Z Z1 1为进口水头损失为进口水头损失; ;Z Z0 0包括行近流速在内的进口水头损失包括行近流速在内的进口水头损失; ; V V1 1上游渠道流速上游渠道流速. .RiCQ第四章第四章 渡渡 槽槽2 2）按能量方程式计算）按能量方程式计算 或或或或（3 3）出口水位回升计算）出口水位回升计算 1 1）按与进口水头损失（水面降落）的关系计算）按与进口水头损失（水面降落）的关系计算2 2）按能量方程式计算）按能量方程式计算 或或 或或 2g)(121211VVZ3ZZ121121211LJ2g)(1VVZ121211RCVJ2222222LJ2g)(1VVZ222222R

21、CVJ2g)(122222VVZ第四章第四章 渡渡 槽槽渡槽水力渡槽水力计计算示意算示意图图第四章第四章 渡渡 槽槽2.2.渡槽水力计算的类型渡槽水力计算的类型（1 1）设计水头没有限定时的水力计算）设计水头没有限定时的水力计算1 1）槽身水力计算）槽身水力计算已知设计流量已知设计流量Q Q及纵坡及纵坡i i，求槽身过水断面尺寸，求槽身过水断面尺寸用试算法或简捷计算表（矩形过水断面水深及底宽计算表）用试算法或简捷计算表（矩形过水断面水深及底宽计算表） 已知流量已知流量Q Q及过水断面尺寸，求洞底纵坡及过水断面尺寸，求洞底纵坡i i可直接计算也可按简捷计算表计算可直接计算也可按简捷计算表计算 2

22、 2）进口水面降落及出口水位回升计算）进口水面降落及出口水位回升计算3 3）总水头损失（上下游水位差）值及各部位高程计算）总水头损失（上下游水位差）值及各部位高程计算 Z=Z Z=Z1 1+iL-Z+iL-Z2 2 第四章第四章 渡渡 槽槽 根据进口渐变段首端处上游渠底高程根据进口渐变段首端处上游渠底高程 或水位或水位 可分别计算各部位高程及水位如下：可分别计算各部位高程及水位如下： 槽身进口水位槽身进口水位 为：为： 槽身进口底部高程槽身进口底部高程 为：为： 槽身出口水位槽身出口水位 为：为： 槽身出口底部高程槽身出口底部高程 为：为： 出口渐变段末端（下游渠道）水位出口渐变段末端（下游渠

23、道）水位 为：为： 出口渐变段末端底部高程出口渐变段末端底部高程 为：为：（2 2）已知设计水头值（上下游渠道水位差）的水力计算）已知设计水头值（上下游渠道水位差）的水力计算 与上述计算方法同与上述计算方法同 需大量试算（拟定槽内水深需大量试算（拟定槽内水深h h，假，假定槽底宽定槽底宽B B，求出，求出i i及沿程损失及沿程损失iLiL, Z=Z, Z=Z1 1+iL-Z+iL-Z2 2 Z Z，表明，表明假定的槽宽值偏小，槽身纵坡偏陡，计算的假定的槽宽值偏小，槽身纵坡偏陡，计算的Z Z偏大，需加偏大，需加大大B B重新计算，反之）重新计算，反之）2 2123z1234h345iL35h56

24、6Z2778278h第四章第四章 渡渡 槽槽 渡槽水力计算一般有渡槽水力计算一般有3 3种不同的计算方法种不同的计算方法 （1 1）进口水头损失按能量方程式计算，出口水位回升采）进口水头损失按能量方程式计算，出口水位回升采用为进口水头损失的用为进口水头损失的1/31/3。（2 2）进口水头损失及出口水位回升均按能量方程式计算）进口水头损失及出口水位回升均按能量方程式计算（3 3）进口水头损失按淹没式宽顶堰计算，）进口水头损失按淹没式宽顶堰计算， 出口水位回升出口水位回升采用为进口水头损失的采用为进口水头损失的1/31/3。 第四章第四章 渡渡 槽槽例题例题 已知某钢筋混凝土矩形断面渡槽设计流量

25、已知某钢筋混凝土矩形断面渡槽设计流量Q=20mQ=20m3 3/S/S，槽，槽身长身长L=200mL=200m，槽底比降，槽底比降i i=1/1050=1/1050，上游渠道水深，上游渠道水深h h1 1=3.2m=3.2m，上，上游渠道底宽游渠道底宽 b b1 1=1.5m,=1.5m,上游渠道边坡系数上游渠道边坡系数m m1=1=2.52.5，上游渠道流速，上游渠道流速V V1 1=0.659m/s=0.659m/s；下游渠道水深；下游渠道水深h h2 2=3.2m=3.2m，下游渠道底宽，下游渠道底宽b b2 2=1.5m=1.5m，下游渠道边坡系数下游渠道边坡系数m m2 2=2.5=

26、2.5，下游渠道流速，下游渠道流速V V2 2=0.659m/s=0.659m/s；进口；进口混凝土直线形扭曲面渐变段长混凝土直线形扭曲面渐变段长L L1 1=20m=20m，出口混凝土直线形扭曲，出口混凝土直线形扭曲面渐变段长面渐变段长L L2 2=25m=25m，混凝土粗糙系数采用，混凝土粗糙系数采用n=0.014n=0.014；进口渐变；进口渐变段段首端处上游渠底高程段段首端处上游渠底高程 =100.0, =100.0,水位水位 =103.2=103.2，试计算，试计算 确定槽身断面尺寸、水头损失，以及各部位水位及底部高程。确定槽身断面尺寸、水头损失，以及各部位水位及底部高程。12第四章

27、第四章 渡渡 槽槽矩形过水断面水深及底宽计算表矩形过水断面水深及底宽计算表根据明渠均匀流公式改写后计算所得根据明渠均匀流公式改写后计算所得h/Bh/B0.860.860.870.870.880.88H H2.672.67/ /nKnK1.6811.6811.7091.709 1.7371.737B B2.672.67/ /nKnK2.5152.5152.4792.479 2.4442.444第四章第四章 渡渡 槽槽解：解：按方法（按方法（1 1）计算）计算（1 1）根据渠道水深拟定槽内水深）根据渠道水深拟定槽内水深h=2.8mh=2.8m。按查表法及试算。按查表法及试算法计算槽宽法计算槽宽B

28、B：1 1）查表计算）查表计算计算特性流量计算特性流量K K计算比值计算比值根据比值根据比值 查表得查表得计算槽宽计算槽宽 /s648.07m1050120iQK33.2m0.8752.80.875hB1.723nKh2.670.875Bh3.2m0.8752.80.875hB第四章第四章 渡渡 槽槽2 2）按公式试算）按公式试算已知槽内水深已知槽内水深h=2.8mh=2.8m，设槽宽，设槽宽B=3.2mB=3.2m，则，则槽身过水断面槽身过水断面槽身水力半径槽身水力半径槽身谢才系数槽身谢才系数相应过水流量为相应过水流量为（略去试算步骤）（略去试算步骤）28.96m2.83.2Bh1.018m

29、2.823.28.962hBR/s71.64m1.0180.0141Rn1C0.56161/s20m/s19.99m105011.01871.648.96RiCQ33第四章第四章 渡渡 槽槽（2 2）进口水头损失（水面降落）计算，查表进口水头损失）进口水头损失（水面降落）计算，查表进口水头损失系数系数 =0.15=0.15槽身流速为槽身流速为计算进口水头损失计算进口水头损失（3 3）出口水位回升计算）出口水位回升计算（4 4）总水头损失（上下游水位差）计算）总水头损失（上下游水位差）计算12.232m/s8.9620QV0.267m9.812)0.659(2.2320.15)(12g)(122

30、21211VVZ0.089m30.2673ZZ120.368m0.089200105010.267Z-iL+Z=Z21第四章第四章 渡渡 槽槽按方法（按方法（2 2）计算）计算（1 1）槽身水力计算同前）槽身水力计算同前（2 2）进口水头损失（水面降落）计算）进口水头损失（水面降落）计算进口渐变段首端断面（即渠道断面）水力半径为：进口渐变段首端断面（即渠道断面）水力半径为：进口渐变段首端断面谢才系数为：进口渐变段首端断面谢才系数为：进口渐变段首端断面流速为进口渐变段首端断面流速为进口渐变段末端断面（即槽身断面）水力半径为：进口渐变段末端断面（即槽身断面）水力半径为：1.623m2.513.22

31、1.53.23.2)2.5(1.5m12hb)hhm(bR2211111111/s77.43m1.6230.0141Rn1C0.56161110.659m/sV11.018mRR2第四章第四章 渡渡 槽槽进口渐变段末端断面谢才系数为：进口渐变段末端断面谢才系数为：进口渐变段末端断流速为：进口渐变段末端断流速为：进口渐变段平均水力半径为：进口渐变段平均水力半径为：进口渐变段平均谢才系数为：进口渐变段平均谢才系数为：进口渐变段平均流速为：进口渐变段平均流速为：计算进口渐变段平均水力坡度：计算进口渐变段平均水力坡度：计算进口渐变段的水头损失（水面降落）为：计算进口渐变段的水头损失（水面降落）为：/s

32、71.64mCC0.522.232m/sVV21.321m21.0181.6232RRR211/s74.54m271.6477.432CCC0.52111.321m21.0181.6232VVV12110.000285m1.32174.541.446RCVJ22121211第四章第四章 渡渡 槽槽（3 3）出口水位回升计算）出口水位回升计算0.273m0.00570.267200.0002859.812)0.659(2.2320.15)(1LJ2g)(1221121211VVZ0.000285JJ1.446m/sVV/s74.54mCC1.321mRR12120.51212第四章第四章 渡渡

33、槽槽（4 4）总水头损失）总水头损失0.155m250.0002859.812)0.659(2.2320.3)(1LJ2g)V)(V(1Z2222222220.308m0.155200105010.273ZiLZZ21第四章第四章 渡渡 槽槽按方法（按方法（3 3）计算）计算（1 1）槽身水力计算同前）槽身水力计算同前（2 2）进口水头损失计算）进口水头损失计算0.311m9.8128.96)0.95(0.952.2322g)(V2g)(QZ22222200.289m9.8120.6590.3112gVZZ22101第四章第四章 渡渡 槽槽（3 3）出口水位回升计算）出口水位回升计算（4 4）

34、总水头损失计算）总水头损失计算综合上述，方法（综合上述，方法（2 2）计算比较经济合理。）计算比较经济合理。（5 5）各部位水位及底部高程计算）各部位水位及底部高程计算 槽身进口水位槽身进口水位 为：为： 槽身进口底部高程槽身进口底部高程 为：为：0.096m30.2893ZZ120.383m0.096200105010.289ZiLZZ213102.927m0.273103.2Z1234100.127m2.8102.927h34第四章第四章 渡渡 槽槽槽身出口水位槽身出口水位 为：为：槽身出口底部高程槽身出口底部高程 为：为：出口渐变段末端（下游渠道）水位出口渐变段末端（下游渠道）水位 为：

35、为：出口渐变段末端底部高程出口渐变段末端底部高程 为：为：5687miL737.1022001050192.10235mh937.998 . 2737.10256mZ892.102308. 02 .10327mh692.992 .3892.102278第四章第四章 渡渡 槽槽不同计算方法水头损失计算结果汇总表不同计算方法水头损失计算结果汇总表计算结果表明方法（计算结果表明方法（3 3）的水头损失最大；方法（）的水头损失最大；方法（11）与）与方法（方法（3 3）的计算结果相差不大；方法（）的计算结果相差不大；方法（2 2）的水头损失计算）的水头损失计算值最小；值最小；3 3种方法的沿程水头损失

36、按明渠均匀流计算，相同；种方法的沿程水头损失按明渠均匀流计算，相同；方法（方法（2 2）计算的出口水位回升最大。经实际工程检验，方法）计算的出口水位回升最大。经实际工程检验，方法（2 2）经济合理。）经济合理。计算方法计算方法进口水头进口水头损失损失Z1Z1沿程水头沿程水头损失损失Z2Z2出口水位出口水位回升回升Z3Z3总水头损总水头损失失备注备注（1 1）0.2670.2670.190.190.0890.0890.3680.368（2 2）0.2730.2730.190.190.1550.1550.3080.308（3 3）0.2890.2890.190.190.0960.0960.3830

37、.383第四章第四章 渡渡 槽槽二、二、U U形断面渡槽水力计算形断面渡槽水力计算与矩形渡槽水力计算相同，仅槽身水力计算公式中的过水与矩形渡槽水力计算相同，仅槽身水力计算公式中的过水断面和水力半径按断面和水力半径按U U形断面计算。形断面计算。三、排水渡槽水力计算（与输水渡槽类似）三、排水渡槽水力计算（与输水渡槽类似）习习 题题 已知某钢筋混凝土矩形断面渡槽设计流量已知某钢筋混凝土矩形断面渡槽设计流量Q=20mQ=20m3 3/s/s槽身长槽身长L=200mL=200m，设计水头为，设计水头为Z=0.308mZ=0.308m；其余基本资料同例；其余基本资料同例题，试计算确定槽身比降及过水断面尺

38、寸。题，试计算确定槽身比降及过水断面尺寸。第四章第四章 渡渡 槽槽四、排水渡槽的调洪演算四、排水渡槽的调洪演算目的：当排水渡槽上游的地面及河（沟）道纵坡不是很陡，目的：当排水渡槽上游的地面及河（沟）道纵坡不是很陡，河（沟）槽及洼地有一定的蓄水容积时，在满足防洪及上游河（沟）槽及洼地有一定的蓄水容积时，在满足防洪及上游允许淹没水深的条件下，通过调洪验算确定槽身的断面尺寸允许淹没水深的条件下，通过调洪验算确定槽身的断面尺寸及相应的最大泄量。及相应的最大泄量。1.1.调洪演算基本公式调洪演算基本公式st/smqqmVV/smQQVV)tq(q21)tQ(Q21321321321122121，为计算时

39、段渡槽的下泄流量，分别为时段初及时段末及高程为基准） 底面的水容积（以渡槽进口分别为时段初及时段末及的洪水进入流量，分别为时段初及时段末及式中：第四章第四章 渡渡 槽槽2.2.调洪演算的基本资料及方法步骤调洪演算的基本资料及方法步骤（1 1）洪水过程线）洪水过程线 排水渡槽一般采用排水渡槽一般采用24h24h洪水过程线，时段长洪水过程线，时段长 。 （2 2）上游水位）上游水位- -容积曲线容积曲线 根据根据1/100001/10000地形图量算的面积计算，为便于计算，可将地形图量算的面积计算，为便于计算，可将水位换算为以槽身进口底面为基准面的水深水位换算为以槽身进口底面为基准面的水深 ，容积

40、也为从，容积也为从槽身进口底面算起，即水深槽身进口底面算起，即水深 时，容积时，容积 。（3 3）渡槽过水能力的率定曲线（即渡槽进口水位）渡槽过水能力的率定曲线（即渡槽进口水位- -流量）流量） 为便于计算，将水位换算为水深，进口水深以槽身进口为便于计算，将水位换算为水深，进口水深以槽身进口底面为基准。底面为基准。1.0hth0h0V第四章第四章 渡渡 槽槽例例 题题已知某钢筋混凝土矩形断面排水渡槽长已知某钢筋混凝土矩形断面排水渡槽长 ，槽底比降，槽底比降 ，混凝土糙率系数采用，混凝土糙率系数采用 ；其洪峰流量为；其洪峰流量为55 55 ，洪水过程线关系值如表，洪水过程线关系值如表1 1所示，

41、以槽身进口底面高程为所示，以槽身进口底面高程为基准的水位基准的水位- -容积的关系值如表容积的关系值如表2 2所示，渡槽上游的允许最大淹所示，渡槽上游的允许最大淹没水深（以槽身进口底高程为基准）为没水深（以槽身进口底高程为基准）为4.0m4.0m。试通过调洪演算。试通过调洪演算确定满足允许淹没条件下的槽身断面尺寸及相应下泄流量。确定满足允许淹没条件下的槽身断面尺寸及相应下泄流量。表表1 1 洪水过程线关系值表洪水过程线关系值表 150mL1/400i0.014n/sm3时段（时段（h h）0 01 12 23 34 45 56 6.洪水流量洪水流量m m3 3/s/s0 01 13 35 57

42、 79 91010.时段（时段（h h）2121222223232424洪水流量洪水流量m m3 3/s/s7 74 42 21 1第四章第四章 渡渡 槽槽表表2 2 上游水深上游水深- -容积关系值表容积关系值表解：拟定槽身宽度解：拟定槽身宽度B B为为3.5m3.5m、4.0m4.0m、4.5m4.5m的的3 3种槽宽布置方案分种槽宽布置方案分别进行调洪演算。别进行调洪演算。3 3种槽宽的过水能力率定曲线计算结果列于表种槽宽的过水能力率定曲线计算结果列于表3 3（明渠均匀流）（明渠均匀流）表表3 3 渡槽进口水深渡槽进口水深- -流量关系表流量关系表上游水深（上游水深（m m）0 00.5

43、0.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.54.04.04.54.5容积（容积（m m3 3）0 02300230049004900810081001250012500180018000 0245024500 0325032500 0415041500 0585058500 0渡槽过水流量渡槽过水流量Q Q（m m3 3/s/s）101020203030404050506060B=3.5mB=3.5m进口水深进口水深H H（m m）1.4631.4632.3652.365.B=3.5mB=3.5m进口水深进口水深H H（m m）1.3311.3312.1472

44、.1472.8402.8403.4703.4704.0594.0594.6204.620B=3.5mB=3.5m进口水深进口水深H H（m m）1.2261.2261.9781.978.第四章第四章 渡渡 槽槽以以B=3.5mB=3.5m为例，调洪演算计算步骤如下：为例，调洪演算计算步骤如下：1.1.第第1 1时段计算时段计算（1 1）第）第1 1时段进入平均洪水流量计算。（列于表时段进入平均洪水流量计算。（列于表4 4时段时段1 1的第的第3 3列）列）（2 2）拟定第）拟定第1 1时段末的上游水深。时段末的上游水深。假定第假定第1 1时段末的上游水深，列于表时段末的上游水深，列于表4 4时

45、段时段1 1的第的第4 4列为列为0.1070.107（3 3）查算相应于上游水深为）查算相应于上游水深为0.107m0.107m时的渡槽泄量及上游容时的渡槽泄量及上游容积。根据水深积。根据水深0.107m0.107m分别由表分别由表3 3、表、表2 2查得第查得第1 1时段末的渡槽时段末的渡槽泄量为泄量为0.731m0.731m3 3/s/s （列于表（列于表4 4时段时段1 1的第的第5 5列），上游容积为列），上游容积为492m492m3 3 （列于表（列于表4 4时段时段1 1的第的第8 8列）。列）。/s)1800(m36001.0)(021)tQ(Q21321第四章第四章 渡渡 槽

46、槽（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）（6 6）（7 7）（8 8）（9 9）时段时段洪水流洪水流量量上游水上游水深深渡槽下渡槽下泄流量泄流量（3 3）- -（6 6）上游容上游容积积V VV V2 2-V-V1 10 00 00 01 11 1180018000.1070.1070.7310.7311315.81315.8484.2484.24924924924922 25 5720072000.3780.3782.5842.584596759671233123317391739124712473 37 74 49 9.151555551710001710004.3694.36

47、947.62947.629151158.151158.6 619841.19841.1 154046540461985419854.24241 1540054000.1670.1671.1411.1416188.46188.4-788.4-788.4768768-778-778表表4 4 槽宽槽宽B=3.5mB=3.5m的调洪演算表的调洪演算表2)(21tQQ2)(21tqq第四章第四章 渡渡 槽槽（4 4）第）第1 1时段渡槽的平均下泄流量。时段渡槽的平均下泄流量。 （列于表（列于表4 4时段时段1 1的第的第6 6列）列）（5 5）第）第1 1时段进入的平均洪水量与渡槽的平均下泄量之差值时

48、段进入的平均洪水量与渡槽的平均下泄量之差值计算。（列于表计算。（列于表4 4时段时段1 1的第的第7 7列）列）（6 6）第）第1 1时段上游增加的容积计算。（时段上游增加的容积计算。（列于表列于表4 4时时段段1 1的第的第9 9列）列）（7 7）第）第1 1时段的上游水深验算。时段的上游水深验算。由上述计算知第由上述计算知第1 1时段进入的平均洪水量和渡槽的平均下泄时段进入的平均洪水量和渡槽的平均下泄水量之差为水量之差为484.2m484.2m3 3与第与第1 1时段上游增加的容积时段上游增加的容积492492m m3 3基本相等，基本相等，因此第因此第1 1时段末的上游水深即为时段末的上

49、游水深即为0.107m0.107m。/s)1315.8(m3600)0(021)tq(q21321731.)484.2(m1315.81800)tq(q21-)tQ(Q2132121)492(m0492VV312第四章第四章 渡渡 槽槽其余个时段的计算均与上述步骤相同。其余个时段的计算均与上述步骤相同。 上游水深的计算需上游水深的计算需试算确定。试算确定。 表表5 5 调洪演算结果比较调洪演算结果比较3 3种不同槽宽调洪演算的计算结果表明：槽宽种不同槽宽调洪演算的计算结果表明：槽宽B=3.5mB=3.5m时的上时的上游最大水深为游最大水深为4.154m4.154m，较上游最大允许淹没水深，较上

50、游最大允许淹没水深4.0m4.0m超过超过0.0.154m154m，不能满足允许淹没水深要求；槽宽，不能满足允许淹没水深要求；槽宽B=4.5mB=4.5m时的上游最时的上游最大淹没水深为大淹没水深为3.755m3.755m，较上游最大允许淹没水深，较上游最大允许淹没水深4.0m4.0m低低0.240.245m5m，表明槽宽还可适当减小；槽宽，表明槽宽还可适当减小；槽宽B=4.0mB=4.0m时的上游最大水深时的上游最大水深为为4.058m4.058m，基本与上游最大允许淹没水深，基本与上游最大允许淹没水深4.0m4.0m相等。相等。槽宽（槽宽（m m）洪峰流量洪峰流量Q Q（m m3 3/s/