8.3 结构设计计算基本规定

8.3.1 渠系建筑物的结构形式应根据地形、地质、水文气象、施工方法、环境保护、安全经济等条件，经技术经济比较后确定。通过城区、风景旅游区或重要的渠系建筑物，宜采用外形优美、与环境协调的结构形式。

8.3.2 渠系建筑物的结构除应满足强度、刚度和稳定要求外，尚应根据所在部位的气候、环境和工作条件等情况，分别满足防淤、防堵、抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗冲刷等要求。

8.3.3 渠系建筑物主要承载受力部位的混凝土强度等级不应低于C25，其伸缩缝处应设置便于更换的止水设施，也可采用两道以上不同形式的止水设施。

8.3.4 渠系建筑物上作用的永久荷载、可变荷载和偶然荷载应包含下列内容：

1 永久荷载：包括结构、上部填料和永久设备自重、土压力、泥沙压力、围岩压力、预应力、其他出现机会较多的荷载；

2 可变荷载：包括静水压力、扬压力、动水压力、漂浮物或船只撞击力、浪压力、外水压力、风压力、雪荷载、冰压力、土的冻胀力、人群荷载、车辆荷载、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力、混凝土收缩及徐变影响力、支座摩阻力、施工荷载、其他出现机会较多的荷载；

3 偶然荷载：包括校核水位的静水压力、地震荷载、其他出现机会较少的荷载。

8.3.5 动水压力、漂浮物或船只撞击力、支座摩阻力、温度荷载及风压力计算应符合本标准附录J的规定。其余荷载可按现行行业标准《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077的规定计算确定。

8.3.6 施工荷载应根据工程施工过程的实际情况确定。采用吊装时，应考虑施工设备的重量及吊装时的动力荷载。施工设备的静重量应按实际重量确定，其动力荷载应按施工设备及起吊构件的静重量乘以数值为1.1（手动）或1.3（机动）的动力系数计算。

8.3.7 荷载组合分为基本荷载组合和偶然荷载组合两类。设计时应按作用在渠系建筑物上的最不利荷载组合进行结构计算，尚应增加其他不利的荷载组合。

8.3.8 穿越填方渠道的管、涵等建筑物的变形应与渠道变形相协调，也可采取工程措施。

条文说明

8.3.1 采用外形优美的新结构需要额外的资金支持，故本条对使用范围做出了一定限制。

8.3.3 根据全国经验，使用强度等级为C25以上的混凝土所增加的投资有限，但混凝土的抗碳化能力有很大提高。在重要部位如渡槽槽身、倒虹吸管管壁、涵洞洞壁、隧洞混凝土衬砌等部位，止水发生破坏的可能性较大，采用两道不同形式止水的规定是确保建筑物安全正常运行的必要措施。

8.3.5 长期以来，渡槽的风压力一直参照现行行业标准《工业与民用建筑结构荷载规范》TJ 9及其以后的修订版给出的方法及公式进行计算。但渡槽和工业与民用建筑有较大区别，特别是风压力公式中的风载体型系数，工业与民用建筑不能完全概括渡槽的体型情况。近些年，同济大学土木工程防灾国家重点实验室根据水利工程中出现的渡槽风毁情况，对渡槽进行了风洞实验，提出并发表了有关研究成果，其风载体型系数u_s值见附录J.0.5表J.0.5-3中的槽身部分。该表中的排架、拱圈及槽墩的风载体型系数参考现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60定出，桁架部分则主要参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009定出。在计算排架或拱肋风压力时，是否考虑前肢（或肋）对后肢（或肋）的影响，视渡槽布置情况确定，为安全计通常不予考虑。表J.0.5-1的风振系数β_z取自现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60。对于重要的高排架梁式渡槽的抗风计算还应参考有关书籍进行。

温度荷载对大体积水工混凝土建筑物的影响一直受工程界重视，但对于渠系建筑物的影响则研究甚少。从国内已建渠系建筑物的情况看，如渡槽、倒虹吸管，基本上是无槽不裂、无管不裂，这与设计中未充分考虑温度应力有密切关系。由于渡槽、倒虹吸管长期经受持续变化的日温、日照辐射及槽、管内水温的影响，并在外表面与外界进行着持续复杂的热交换，产生了相当大的温度应力。温度变化主要来自两方面：一是施工期混凝土在凝固过程中发生的水化热引起混凝土体内温度发生变化；二是混凝土结构在运行期间，受周围介质温度变化而导致混凝土结构发生温度变化。为此，除应分析探索渡槽、倒虹吸管的温度应力计算方法之外，更加重要的是设计中必须采取遮阳、苫盖、埋藏等针对性强的保温措施，只有将温度变差降低到最低程度的前提下，才能有效防止因温度变化而引起的混凝土开裂。本标准附录J.0.4给出了渡槽及倒虹吸管温度荷载的计算方法，温度应力可由结构力学方法求得。

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