U形薄壳渡槽
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槽身为薄壳梁、具有U形过水断面的槽式渠系交叉建筑物。U形薄壳槽身可以置于空腹式拱上,也可作为简支或双悬臂梁置于排架或槽墩上,一般仅将后者称为U形薄壳渡槽。U形主要指半圆形加直段,也泛指半圆形、半椭圆形或抛物线形,在中国应用最广泛的是第一种形式。U形薄壳槽身由钢筋混凝土或钢丝网水泥制成。前者因具有实用、美观、便于吊装等优点,采用较多;后者由于刚度较小且耐久性差,采用不多。在U形槽身的支点处必须设置支承肋,肋的外侧常作成折线形,如图所示。为了改善槽身的横向受力状态,减少槽底横向弯矩,槽身顶部每隔1~2 m设置一根横向拉杆。为了加大跨度,减少排架或槽墩个数,U形槽身多采用底部加厚的窄深式断面,以增加槽身纵向刚度,减小纵、横向应力,并提高底部抗裂能力。拱式渡槽上的U形槽身,由于跨度较小,纵、横向应力不大,可采用底部不加厚的宽浅式断面。
U形薄壳槽身示意图
U形薄壳槽身计算方法随一节槽身跨度(l)对其宽度(d)的比值而异,当l/d≥3~4时,属长壳,可近似采用梁理论计算;当0.5~1<l/d<3~4时,属中长壳,按圆柱形壳理论计算。梁式渡槽的U形槽身一般l/d>3~4,可采用梁理论计算,即将槽壳简化为纵向与横向两个平面问题,纵向作为U形截面梁,横向作为带拉杆的U形框架计算。拱上的薄壳槽身一般属中长壳,应按后一种理论计算,即视槽壳为一薄壁空间体系,考虑纵、横向内力相互制约,用壳体理论计算法、有限单元法或有限条法进行计算。