9.3 结构形式和构造
9.3.1 渡槽结构形式应根据渡槽级别、规模、地形、地质、地震、建筑材料、施工方法、环境条件、工期造价及运行管理要求等因素，因地制宜，经技术经济比较后确定。常用的梁式、拱式、桁架式、拱梁组合式、斜拉式及落地式等结构形式分别适用于下列条件：
1 地形开阔平坦，槽高不大，地质条件较差以及大型渡槽宜首选梁式渡槽。
2 窄深山谷地形，两岸地质条件良好，场地稳定，承载力较好，有施工场地时，宜采用单跨拱式或大跨度斜拉式渡槽。
3 槽高较大，地基良好或便于处理，施工场地开阔，宜采用桁架式或拱式渡槽。
4 水流湍急，通航放木，冰情严重河（渠）道上的渡槽，宜采用单跨跨度的结构形式。
5 多跨度的渡槽宜采用相同的结构形式和单跨跨度。槽址条件复杂时，采用的结构形式和单跨跨度不宜超过3种。
9.3.2 经技术经济比较后，可选用部分预应力或全预应力、单向或多向预应力混凝土结构。
9.3.3 槽身横断面应符合下列规定：
1 槽身横断面的常用形式有矩形和U形两种，应根据设计流量、运行要求及建筑材料条件等经技术经济比较后确定。矩形横断面槽身包括有、无拉杆侧墙式、肋板式、多纵梁式、箱式以及多箱梁式。
2 梁式渡槽矩形和箱形槽身的深宽比宜采用0.6～0.8，不兼作纵梁受力或因特殊要求而加宽的矩形槽身不受此限制。箱式横断面在加大水面以上的通气面积不应小于15％和0.4m以上的通气净空高度。
3 槽身侧墙顶端厚度不宜小于12cm，侧墙底部厚度由计算确定。矩形槽身高度与槽壁厚度之比宜为12～16，肋板式矩形槽身高度与槽壁厚度之比宜采用18～21，槽身高度与槽壁厚度之比大于15的U形槽身应论证槽身的稳定性。
4 梁式渡槽U形槽身的深宽比宜采用0.7～0.9，拱式渡槽U形槽身的深宽比可减小。U形槽身的槽壁顶端应加大形成顶梁，顶梁面积（不含槽壁厚）宜为槽身横断面的15％～18％。跨宽比大于或等于4的U形槽槽底弧形段宜加厚。U形槽身两端应设置端肋，端肋外形轮廓宜为倒梯形或折线形。
5 槽身拉杆间距应与槽身侧墙的刚度和计算方法相适应。
6 3级及3级以上的渡槽可采用双槽或多槽式布置。
7 位于寒冷和严寒地区、三～五类环境条件的渡槽不宜采用薄壁结构形式。
9.3.4 钢筋混凝土结构的简支梁式槽身单跨跨度宜采用8m～15m，双悬臂梁式槽身分节长度宜采用15m～30m。预应力混凝土结构大型渡槽槽身宜采用简支梁式，其单跨跨度宜采用25m～50m。槽身距地面高度较大、地基条件较好或基础施工困难的宜选用以上3种槽身跨度的上限值。
9.3.5 拱式渡槽与工主拱圈的结构形式有板拱、肋拱、箱形拱等，应根据渡槽规模、拱圈跨度、建筑材料以及施工方法等因素合理选用，并应符合下列规定：
1 主拱圈跨度宜采用30m～40m。其矢跨比宜选用以下值：板拱、肋拱1/6～1/3，箱形拱、刚架拱1/10-1/6，桁架拱1/8～1/4。
2 主拱圈宽度宜与槽身结构宽度相同。主拱圈宽度与跨度之比不宜小于1/20，对大跨度小流量的拱式渡槽，亦不宜小于1/30。单拱跨度小于或等于40m时宜采用等截面主拱圈，大于40m时应采用从拱顶至拱脚逐渐加大截面高度的变截面主拱圈。
3 主拱圈的拱轴线应与渡槽正常运用期荷载产生的压力线接近，在拱圈截面上不宜出现拉应力和不均匀的压应力。
4 主拱圈的拱顶宜略低于或接触槽身底面。
5 板拱主拱圈可采用实体式或空箱式横截面。空箱式板拱主拱圈的顶、底板及两侧腹板厚度应根据结构计算和施工条件确定，箱腹挖空面积宜为箱体全截面的50％～70％。
6 肋拱式拱圈可采用无铰、两铰或三铰的分离式肋拱结构，肋拱横截面可采用矩形、工字形或箱形。矩形截面肋拱的拱顶厚度宜为拱跨的1/60～1/40，截面高度与宽度之比宜为1.5～2.5。拱肋之间沿纵向每隔一定距离，以及在拱肋上设有排架和设铰断面处，应设置与拱肋刚性连接的横系梁。横系梁截面的最小边长不应小于其长度的1/15。拱肋上排架间距可采用3m～6m或拱肋宽度的15倍。
7 横墙腹拱式空腹拱渡槽的腹拱跨径宜为主拱圈跨径的1/15～1/8，主拱圈跨径大时取较小值。腹拱可采用等厚度圆弧拱或半圆拱。浆砌石腹拱厚度不宜小于30cm，混凝土腹拱厚度不宜小于15cm。
8 实腹拱的拱上结构两端与槽台之间应设置竖向变形缝，主拱圈跨度较大时，拱顶位置应加设竖向变形缝，多跨实腹拱式渡槽的槽墩顶部的上部结构应设竖向变形缝。空腹式渡槽与墩台相邻的腹孔应采用三铰拱，其他腹拱宜采用三铰拱或两铰拱。铰所在断面的上部结构均应设置竖向变形缝。
9 无铰拱的主拱圈与墩台之间应采用刚性连接，未经妥善处理的软土地基上不宜采用无铰拱结构。
10 严寒地区拱式渡槽的主拱圈应采用较大的矢跨比和较小的拱轴系数，拱上建筑及构造措施应能适应较大的温度变形要求。
9.3.6 梁式及拱式桁架渡槽应符合下列规定：
1 梁式桁架宜取高跨比为1/10～1/5、桁架节间距为3m～6m。
2 上承梁式桁架的高跨比宜为1/6～1/3，其竖杆位置应使各节间的槽身纵向弯矩值接近且间距不宜小于5m。下承梁式桁架的上弦拱轴线宜采用二次抛物线（或采用折线拱或平行弦桁架），其高跨比宜为1/10～1/5。
3 桁架拱拱形弦杆的轴线宜采用二次抛物线或悬链线。桁架节间距宜为跨度的1/15-1/10，桁架拱片各杆截面宽度宜为20cm～50cm。上承拱式桁架的下弦杆截面高度宜为跨度的1/85～1/70，下弦杆与上弦杆的刚度比宜大于6，腹杆与上弦杆的刚度比宜小于1。复拱式拱桁架上、下弦杆的刚度比宜采用3～4，竖杆截面宽度宜小于或等于下弦杆的截面高度。中承式及下承式桁架拱的杆件尺寸也可按本条规定确定。
4 各榀桁架片之间应采用横向联系杆刚性连接成整体结构。
9.3.7 排架、槽墩或墩台等下部支承结构应符合下列规定：
1 排架高度小于20m时宜采用单排架，20m～35m时宜采用双排架。A字形排架宜在顺槽向或横槽向一个方向上布置。受水流冲击的排架下部应采用重力式实体墩（混合式墩架）或全部重力墩。作用于排架的竖向荷载应通过排架立柱组合中心，排架柱底部与基础或重力墩之间宜采用固接方式，有特殊要求时可采用铰接方式连接。
2 重力式槽墩的墩高为8m～15m时宜采用浆砌石或混凝土实体墩，墩高为15m～40m时宜采用混凝土或钢筋混凝土空心重力墩。钢筋混凝土空心重力墩的墩壁厚度不应小于30cm，混凝土空心重力墩的墩壁厚度不应小于50cm。空心墩墩帽下应设置实体过渡段，空心墩内应视应力分布情况沿高度方向每隔2.5m～4.0m设置水平状钢筋混凝土横隔板或横梁，或设置直立的纵向隔板。
3 多跨连拱式渡槽每隔3跨～5跨应设置一个加强墩。两侧拱跨对称的拱式渡槽混凝土中墩墩顶厚度宜为拱跨的1/25～1/15，浆砌石中墩墩顶厚度宜为拱跨的1/20～1/10，且不应小于80cm。当槽墩两侧拱跨不对称时，应根据地基和墩体受力条件调整槽墩两侧拱脚（及墩顶）高程和拱矢跨比。
多跨简支式渡槽每隔7跨～10跨应设置一个加强墩（重力式或双排架）。
4 槽台应根据地质和槽台高度等条件分别选用轻型、重力式、U形、箱形或桩板组合等结构形式，其布置应满足稳定、地基承载力及沉降要求。轻型槽台和重力式槽台高度不宜大于5m，台身背面应设置集水反滤系统和减压排水孔。台背填土应提出设计密实度要求，其表面应采取排水和防冲蚀措施。
9.3.8 简支梁式槽身的支座形式宜取高程较低端为固定支座，另一端为活动支座。对于多跨简支梁式槽身，各跨的固定支座与活动支座应相间排列。同座渡槽墩（架）顶部同一侧的支座形式应相同。中、小型渡槽的固定支座宜用平面钢板支座或板式橡胶支座，活动支座宜用切线钢板支座或滑动板式橡胶支座。大型渡槽固定支座宜用盆式橡胶支座，活动支座宜用单向或多向盆式橡胶活动支座。
9.3.1 渡槽结构形式的选择主要是选定槽跨段各组成部分（槽身、支承结构及基础等）的结构形式、材料和跨度。
梁式、拱式及桁架式渡槽是较常用的渡槽形式。斜拉式渡槽是以墩台、塔架为支承，用高强缆索将梁以弹性支承形式吊挂在塔架上的输水结构。斜拉结构较早地用于桥梁，20世纪80年代在渡槽中引入了这一结构形式。20世纪80年代末在渡槽工程建设中应用了拱梁组合式这一新型结构形式，拱梁组合式是用槽身作为桁架拱的上弦杆，和竖杆（排架）、下弦杆（拱）组成整体，联合作用、共同受力。π形拱渡槽是最简单的拱梁组合式渡槽，即用两根斜杆代替竖杆和下弦杆，与槽身组成联合受力的π形刚架。
对于大型、特大型渡槽，其荷载特别大，纵向支承以梁式为主。地形、地质条件对渡槽结构形式选择起重要作用。如地形平坦、槽高不大，宜采用梁式渡槽；对窄深的山谷地形，如两岸地质条件较好，宜建大跨度拱式渡槽；又如对跨越河流的渡槽，如河道水深流急、槽底距河床高度大，而滩地部分的槽底距地面高度不大，则可在河槽部分采用拱式或其他形式的大跨度渡槽，在滩地则采用梁式、桁架式或中、小跨度拱式渡槽等。建筑材料有时对确定渡槽类型起重要作用，应贯彻就地取材和因材设计的原则。施工方法还应根据渡槽规模、可使用的经费、施工场地和交通运输条件、施工进度要求等，综合分析比较后选定。
9.3.2 目前，在大、中型渡槽工程中，越来越多地采用了预应力钢筋混凝土结构，该结构可以显著地提高渡槽的承载力及抗拉能力以减少裂缝、减轻自重、加大跨度。根据槽身在使用阶段的受力状态，可在槽身纵向，或纵、横两向，或纵、横、竖三向施加预应力。施加预应力方法有先张法和后张法，渡槽工程多用后张法。但采用预应力需增加机具设备，施工方法也较复杂，相应地也增加了投资，应针对每一工程的具体情况经技术经济比较论证后选定。
9.3.3 中、小型渡槽槽身横断面采用的是单槽的矩形或U形断面形式，当跨度及槽身荷载较大时，为减小槽壁厚度可于槽身横向加肋或槽底设置纵梁。多厢互联式矩形槽是近年来为适应如南水北调这样一些过水流量大的特大型渡槽的需要而发展起来的一种形式。其特点是，在槽中加设纵向隔墙，将输水结构与承重结构相结合，承载力大大增加，并可提高渡槽的纵向跨越能力，减少下部支承结构的工程量，但分槽不宜过多。U形渡槽若采用多槽互联，仅在直壁段互联，节省材料有限，但施工复杂，故采用多个单槽形式更合适。
对于跨宽比大于或等于4的梁式U形槽身，槽底弧形段常加厚是用以加大槽身纵向刚度并便于布置纵向钢筋。但对于跨宽比小于4的U形槽身，计算研究表明，横向应力是控制条件，底部若加厚，反而使横向应力状态恶化。
9.3.4 梁式渡槽纵向结构形式除简支梁式、双悬臂梁式外，还有单悬臂及连续梁式。单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进、出口建筑物连接时采用。连续梁式槽身虽较简支梁式槽身受力条件好，但各支点较难保证连续梁式的支承要求，因而对地基要求高，故采用较少。规范中给出简支梁式和双悬臂梁式的常用跨度及每节长度范围仅是统计的一般情况。大型渡槽采用预应力结构后，其跨越能力大大提高，采用较大的跨度较为经济，而且外形协调、美观。在同样槽身断面尺寸条件下，如何结合支承方式，进行经济跨度的选择是需要研究解决的问题。
9.3.5 跨度、矢高、拱宽及拱脚高程是主拱圈（也是拱式渡槽）的基本尺寸，一经选定，主拱圈的应力及稳定便基本定局。矢跨比的选定将影响到拱圈的力学特性、拱圈的变形、稳定及施工难易等一系列问题，过大或过小均不利。规范中给出的矢跨比的选用范围是根据实践经验得出的，可供参考。
宽跨比对主拱圈的横向稳定性影响很大，为了满足横向稳定，一般要求宽跨比大于1/20。但该值并不能确切表明主拱圈的横向稳定性，我国一些大跨度渡槽，宽跨比虽小于1/20，但拱在横向仍是稳定的。反之，如果拱结构的刚度和整体性差，宽跨比虽大于1/20，拱在横向仍可能是不稳定的。为了有效地增强这类大跨度、小宽跨比渡槽的侧向稳定性，近些年，我国先后修建了一批拱体变宽、造型新颖、布局轻巧的板拱及肋拱，其跨径在80m～100m以上，最小宽跨比达1/50～1/40，取得了良好效果。合理选择主拱圈拱轴线形式是减小拱圈内最大压应力，减小甚至避免出现拉应力的重要措施。一般小跨度拱式渡槽的主拱圈可采用圆弧拱；跨度较大的实腹式和横墙腹拱式拱上结构下面的主拱圈宜采用悬链线拱；跨度较大的排架式拱上结构下面的主拱圈常采用二次抛物线拱或高次抛物线拱。
9.3.6 梁式桁架是指在铅直荷载作用下，支承点只产生竖向反力的桁架，其作用与梁同，称梁式桁架。有简支和双悬臂两种形式。桁架梁式渡槽与梁式桁架不同的是，以矩形截面槽身的侧墙和1/2槽底板（呈L形）取代梁式桁架的下弦杆或上弦杆而成，取代下弦杆的称下承梁式桁架渡槽，取代上弦杆的称上承梁式桁架渡槽。
拱式桁架渡槽由于兼备桁架和拱结构的有利因素，故能充分发挥材料的受力性能，其主要缺点是杆件较纤细，制作较复杂，对混凝土浇筑和施工吊运要求较高。但由于其优点较多，如果在承受拉力的弦杆（如下承拱式桁架的下弦杆）再结合施加预应力，则其优点更为突出，故在一些流量较大的渡槽中采用较多。目前，南水北调工程中的一些特大型渡槽在方案比较中也采用了桁架拱渡槽。
9.3.7 混合式墩架不仅用于跨越河流的渡槽，当槽高较大，用加大立柱截面尺寸以满足稳定要求不经济时，或位于两岸山坡上的排架，为了防止排架立柱因承受土压力而断裂时，均宜采用下部为重力墩，上部为排架的混合式墩架。这时，重力墩以上的排架高度由柱的稳定（纵向弯曲）计算决定。
桩柱式槽架的桩柱在横槽向可以是单根、双根或多根，在柱顶浇筑盖梁，其上搁置槽身。槽架高度大于6m时，两柱间应设置横梁。
对于两种跨度不等的不对称槽墩，应采取措施来改善墩体及其地基受力条件，满足稳定和强度要求。一般采取的措施是，跨度大的一侧宜采用较大的矢跨比和较轻的拱上结构并降低拱脚高程；跨度小的一侧则采用较小的矢跨比和较重的拱上结构并抬高拱脚高程。
在实际工程中，多跨拱式渡槽每隔3跨～5跨应设加强墩，有的小型多跨连拱渡槽，甚至连续十余跨才设一个，常用的加强墩有重力式、柱墩式和桁架式等结构形式。
