输水桥

槽式输水建筑物

渠道跨越河道、山谷的输水桥，用于灌溉、排泄山洪等。结构与桥梁相似，由输水的水厢(槽身)和支承水厢的支承排架或支承拱结构等组成。

渡槽

又称输水桥。为克服天然障碍而修建的槽式输水建筑物。当渠道与河流、沟谷、洼地或道路相交时、允许平直穿越时采用，用以衔接两端渠道。由输水槽身、槽墩或槽架及进出口渐变段组成。槽身断面主要有矩形、U形。常用木料、石料、混凝土或钢筋混凝土等建造。槽身断面比渠道小，槽底有一定纵坡。水流通过渡槽的水头损失(上下游水面降落)应较小。通过河流时，应考虑过船高度，并架设在最高洪水位以上，以免阻滞洪水或被洪水冲坏。

嘎尔输水桥

又称尼姆 (Nimes)水槽，也叫嘎尔渡槽。位于法国跨嘎尔河，用于向尼姆城供水的渡槽。桥长 275m，高48. 8m，由上下三层石灰石拱券组成。下层6个拱，中层11个拱，上层36个拱支承着输水槽。下层是人行桥，上层小拱平均跨径4.8m，墩厚与拱跨比1/5。水槽宽1.22m，高1.45m，顶面覆盖石板。拱石用铁箍相连。桥始建于公元前19年。历经修缮，公元1855年至1859年照原样修复，作为文物保存。

沿革

世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。公元前700余年，亚美尼亚已有渡槽。公元前703年，亚述国一西拿基立下令建一条483公里长的渡槽引水到国都尼尼微。渡槽建在石墙上，跨越泽温的山谷。石墙宽21米，高9米，共用了200多万块石头。渡槽下有5个小桥拱，让溪水流过。

古希腊的许多城市建有良好的渡槽，但古罗马人最为认真，把供水系统看作是公共卫生设施的重要部分。罗马第一条供水渡槽是建于公元前312年的阿庇渡槽；第十条也是最后一条则是公元226年建成的阿历山大渡槽；最长最壮观的是建于公元前114年的马西亚渡槽，虽然水源离罗马仅37公里，但渡槽本身长达92公里。这是因为渡槽要保持一定坡度，依地形蜿蜒曲折地修建。

中国修建渡槽也有悠久的历史。古代人们凿木为槽，引水跨越河谷、洼地。据记载，西汉时修渠所建渡槽称为“飞渠”。中华人民共和国成立初期所建渡槽多采用木、砌石及钢筋混凝土等材料，槽身过水断面多为矩形，支撑结构多为重力式槽墩，跨度和流量一般不大，施工方法多为现场浇筑。20世纪60年代以后，施工方法向预制装配化发展。各种类型的排架结构、空心墩、钢筋混凝土U形薄壳渡槽及预应力混凝土渡槽相继出现。随着大型灌区工程的发展，又促使采用各种拱式与梁式结构渡槽以适应大流量、大跨度、便于预制吊装等要求，并且开始应用跨越能力大的斜拉结构形式。

许多水利工程、引水工程等大量地使用着渡槽，创造出很多富有特色的新式渡槽、现代化渡槽。二十世纪中期的中国，由于水利设施落后，直接影响了农村的发展。为了摆脱这种困境，引水灌溉就成为一项突出的民生工程。渡槽作为一种水利设施，就在这种背景下在全国各地开始大规模兴建，它见证了近代中国农业、水利发展的起承转合。

南水北调工程中，40余座引水跨越山谷和江河的渡槽，将成为世界最大的引水渡槽。日前，由武汉大学王长德教授带头的该项目通过专家评审，成功解决了在我国建设世界最大渡槽的技术难关。

渡槽有悠久的历史。公元前690年,在今苏联的戈梅利河向特比图河引水，曾架设一座拱形渡槽，长274.3m、高9.1m，并用砂浆勾缝防渗。公元前19年在今法国境内修建了蓬迪加尔渡槽。该渡槽长274m、高49m,为块石干砌拱形结构。中国最古老的渡槽，距今已有2000余年。早期修建的渡槽多为木石结构。20世纪30年代出现了钢筋混凝土渡槽。60年代以后，随着大型灌区工程的发展，各种轻型结构渡槽、大跨度拱式渡槽被广泛采用，预制装配式施工方法也得到推广。结构形式优选理论、新型材料、电子计算机技术及先进施工技术等已开始应用。

结构

渡槽由进出口段、槽身、支承结构和基础等部分组成。

①进出口：包括进出口渐变段、与两岸渠道连接的槽台、挡土墙等。其作用是使槽内水流与渠道水流平顺衔接，减小水头损失并防止冲刷。

②槽身:主要起输水作用,对于梁式、拱上结构为排架式的拱式渡槽，槽身还起纵向梁的作用。槽身横断面形式有矩形、梯形、U形、半椭圆形和抛物线形等,常用矩形与 U形。横断面的形式与尺寸主要根据水力计算、材料、施工方法及支承结构形式等条件选定。也有的渡槽将槽身与支承结构结合为一体。

③支承结构：其作用是将支承结构以上的荷载通过它传给基础，再传至地基。按支承结构形式的不同,可将渡槽分为梁式、拱式、梁型桁架式及桁架拱（或梁）式以及斜拉式等。梁式渡槽的支承结构有重力式槽墩、钢筋混凝土排架（图a）及桩柱式排架等。拱式渡槽的支承结构由墩台、主拱圈及拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈，再由主拱圈传给墩台。根据拱上结构形式的不同，拱式渡槽又可分为实腹式及空腹式两类。桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同，可分为上承式、下承式、中承式和复拱式四种。斜拉式渡槽支承结构由塔架与塔墩（或承台）组成，并由固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身。

④基础：为渡槽下部结构，其作用是将渡槽全部重量传给地基。

箱形输水桥

混凝土箱形桥身在太阳照射下，其向阳的外表面温度变化较大，而背阳的外表面温度变化甚小，桥身的内表面与水流接触，内表面温度接近于水温，基本保持恒定，从而在结构中产生较大的温度梯度，即沿横截面高度方向及板厚方向各纤维层的温度是不同的。由于材料热胀冷缩的性质，势必产生温度变形，当变形受到结构内部纤维约束和超静定约束时，结构会在横向和纵向产生相当大的温度应力。混凝土箱形输水桥在内外温差模式的选取方面，各国规范的规定有所不同。如果温度梯度模式选用不当，即使增大温度设计值，也不能保证结构的抗裂性。输水桥与箱梁桥的温度边界条件有很大的不同，输水桥内为流动的水体，在夏季其水温明显低于日平均气温，因此输水桥身中的内外温差比普通箱梁桥的内外温差大很多。

温度场计算分析

箱形输水桥的日照温度分布比较复杂，呈现外高内低的趋势。从箱形桥身的温度分布来看，顶板温度变化最剧烈，腹板次之，底板最小。

温度应力计算分析

截面宽度方向最大拉应力出现在顶板下缘，截面高度方向最大拉应力出现在腹板内壁处，截面桥身长度方向最大拉应力出现在腹板内壁角隅处。由此可知: 日照温差作用下混凝土箱形输水桥身内将产生可观的温度拉应力，其值已超过混凝土的抗拉设计强度。所以，在箱形输水桥结构设计中对日照温差作用下的温度应力必须予以重视，在设计中应配置适当的温度钢筋。

连续梁箱形输水桥

（1）将日照温差应力分成自约束应力和外约束应力两部分。针对连续箱形输水桥温度边界特点，提出了二次曲线日照温度梯度模式，并根据温度自约束应力的平衡特点，导出了自约束应力的计算公式；按照等效线性化的原则，给出了非线性温差作用下输水桥温度次应力的计算方法和相应的基本公式，该方法与力法结果一致，均能满足设计的精度要求。

（2）设计预应力混凝土连续箱形输水桥时，应考虑日照温度作用在效应组合中的影响，并特别注意中跨截面和支座附近截面抗裂性的验算。

（3）合理选取日照温度梯度模式和内外温差值是箱形输水桥温度应力计算的关键，目前仍缺少这方面的实测试验数据。所以，有必要进行进一步的研究，得到更准确的计算结果。

加固

（1）采用水泥深层搅拌粉喷桩加固地基，机械化程度高，施工速度快，可使用几台设备同时作业，缩短了施工工期。

（2）采用水泥深层搅拌粉喷桩加固地基，基于水泥土的一系列物理化学反应，改变了原状土的结构，使土颗粒重新排列，重新固结成水泥土，硬结成具有整体性、水稳性和强度较高的水泥土拌合柱体，从而大大提高地基土的承载力。

（3）由于粉喷桩是就地搅拌加固地基，使软土不向侧向挤压，因此对邻近已有建筑物影响很小。

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