第八章渠系建筑物答案.docx

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第八章渠系建筑物答案

第八章 渠系建筑物答案

一、填空题

1.     渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：

控制建筑物、交叉建筑物、落差建筑物、 泄水 建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。

2.     渠道系统，一般由四 级固定渠道所组成。

各自的作用不同，其中：

干支   渠为输水渠道，斗农 渠为配水渠道。

3.     渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的断面尺寸 、确定渠道形状、结构以及渠道 空间位置。

4.     渠道的设计要求较多，如：

①有足够的输水能力，以满足灌区 的需要；②有足够的水位，以满足自流灌溉 的要求；③有适宜的流速，以满足不冲不淤 的需要；等等。

5.     渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：

即①地面高程线、②    渠道纵坡、③最高水位线、④正常水位线、⑤最低水位线和⑥  渠底线 。

6.   有坝取水枢纽，是指河道水量  较丰富 、但水位 较低 、不能满足 自流灌溉  要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。

7.   无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越平顺  、冲刷越 轻 、渠首的布置也就越困难。

8.   渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由槽身 、支撑结构和 基础及进出口建筑物部分组成。

9.     渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差较大，河道的岸坡 较陡，洪水流量较大 的情况。

10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：

梁式渡槽及拱式渡槽 两大类。

11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：

 简支梁 式、

  双悬臂梁 式和单悬臂梁  式三种形式。

12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为 等跨双悬臂     式和  等弯矩双悬臂 式两种形式，其中等跨双悬臂式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。

13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为 板拱 式渡槽、肋拱 式渡槽和 双曲拱式渡槽。

14. 渡槽的水力计算方法是：

当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于明渠均匀流，流量公式为Q=A﹡C

﹡

；当L＜（15～20）H时，其流量按淹没宽顶堰流公式计算。

15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按 满槽水情况设计；横向结构计算时，一般沿 槽长 方向取单位长度，按 平面   问题设计。

16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。

对于后者，主要包括：

单排架、 双排架、A字形排架、和组合式排架等。

17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为  刚性基础 、整体板基础 、钻孔桩以及沉井基础等。

18. 桥面是直接承受各种荷载的部分，桥面的构造主要包括：

行车道板 桥面铺装、人行道 、 栏杆、变形缝等。

19. 倒虹吸管一般由进口段、管身段、出口段三部分组成。

进口段主要包括：

  进水口、拦污栅、闸门、启闭机、进口渐变段、沉沙池等，设计要求为 具有平顺的轮廓，应满足稳定、防冲和防渗等要求 ；出口段主要设置有闸门和渐变段等。

20. 倒虹吸管的纵剖面布置形式，主要有以下几种：

 竖井式、斜管式、曲线式 、桥式倒虹等。

21. 倒虹吸管的管身埋设深度，对于跨河情况，管顶应在  冲刷线 以下0.5m；对于穿越公路情况，管顶应在路面以下  1.0m。

22. 渠系建筑物中，陡坡是指上游渠道水流沿陡槽槽身下泄到下游渠道的    落差建筑物。

二、名词解释

1．渠系建筑物

在灌排渠道上为了满足控制水流，分配水量，上下游连接和水流的交叉等要求而修建的水工建筑物。

2．渠道

属渠系建筑物。

灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。

干支渠主要起输水作用，称输水渠道，斗农渠主要起配水作用，称为配水渠道。

3．渡槽

输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。

4．跌水

在落差建筑物中水流呈自由抛射状态跌落于下游消力池的叫跌水。

可分为两种形式：

单级跌水，多级跌水。

5．陡坡

属于落差建筑物的一种，是水流受陡槽约束而仍沿槽身下泄的建筑，由进口连接段、控制堰口、陡坡段、消力池和出口连接段组成。

根据地形条件和落差大小，也可建成单级或多级。

6．倒虹吸

设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

7．双曲拱桥

是常见的桥梁之一，它由路面、主拱圈、拱上结构和墩台所组成。

8．桥面铺装层

在行程道板上面铺设，其作用在于防止车辆轮胎或履带对行车道板的直接磨损，此外对车的集中荷载还有扩散作用，常用5－8cm的混凝土、沥青混凝土或用15－20cm的碎石层做成，与连接道路路面一致。

9．等代荷载

为减少计算工作量，在同号影响线范围内假想布满一均布荷载q，并在某指定截面产生的弯矩或剪力值，与一行车辆荷载按最不利位置在桥上时对该截面产生的最大弯矩或剪力值相等，这一假想的均布荷载q则称等代荷载。

三、判断题

1.   渠系建筑物中，陡坡、跌水都是落差建筑物。

           （√）

2.   渠道的线路最好选择为直线，但是必须转弯时，对于不衬砌的渠道其转弯半径一定要比衬砌的渠道大。

（√）

3.   渠道设计的任务是：

选定渠道的路线，确定渠道的纵、横断面及渠道的构造，确定渠道的设计流量和糙率等。

     （×）

4.   位于弯道凹岸的取水枢纽，其位置应设在弯道的顶点处，以便于利用弯道环流作用，引取表层清水，防止泥沙进入渠道。

（×）

5.   河道中的取水枢纽当中，引水闸的引水角越小越好。

     （×）

6.   在双悬臂式梁式渡槽中，对于等弯矩式结构，由于跨中弯矩与支座弯矩相等，所以结构合理，配筋较少，较为经济。

（×）      

7.   梁式渡槽的槽身侧墙，在纵向起着梁的作用，所以，加高侧墙可以提高墙身的纵向承载能力。

（×）

8.   渡槽的整体板基础，一般为钢筋混凝土结构，对于变形有一定的抵抗能力，也称柔性基础。

  （√）

9.   在同样的条件下，铰结桥板比无横向联系的桥板受力条件要好。

（√）

10.   桥与渡槽的主要区别是：

在构造上，除桥面结构外，其余部分二者基本相似；在荷载上，桥除承受恒载外，还承受活载；在基础处理上，无冲刷问题。

                                                      （√）

11.   桥梁上的汽车制动力，是指车辆在刹车时，为克服车辆的惯性力而在路面与车辆之间所发生的滑动摩擦力。

（√）

12.   修建渡槽，比修建填方渠道的涵洞过流能力大，但是，比修建倒虹吸管水头损失也大。

（√）

13.   倒虹吸管的镇墩，一般采用混凝土或钢筋混凝土重力式结构形式，其位置不宜设置在倒虹吸管的转弯处。

    （×）

14.   倒虹吸管水力计算的任务是：

根据渠道水力要素和上游渠底高程，选定合理的管径，确定下游渠底高程和进出口的水面衔接形式。

                                                           （√）

15.   跌水一般由进口连接段、控制缺口、陡坡段、消力池和下游连接段组成。

                      （×）

16.   陡坡由进口连接段、控制缺口、跌水墙、消力池、出口连接建筑物组成。

 （×）                                        

四、选择题

1.    渡槽、倒虹吸和涵洞，属于（ C ）。

A、控制建筑物                 B、落差建筑物

C、交叉建筑物                 D、泄水建筑物

2.    跌水与陡坡，属于（ B ）。

A、控制建筑物                 B、落差建筑物

C、交叉建筑物                 D、泄水建筑物

3.    下列渠系建筑物中，属于控制建筑物的是（ A ）。

A、节制闸                     B、渡槽

C、跌水陡坡                   D、泄水闸

4.    为了满足防洪要求，获得发电、灌溉、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和支配水流，这些建筑物通称为（B  ）。

A、挡水建筑物                B、水利枢纽

C、大坝                      D、水工建筑物

5.    当上一级渠道的水量丰富、水位较高时，则其引水方式应采用（ A ）。

A、无坝取水                  B、有坝取水

C、蓄水取水                  D、抽水取水

6.    无坝引水枢纽的组成，不应包含（ B ）。

A、引水闸                    B、节制闸

C、冲沙闸                    D、排沙闸

7.      梁式渡槽的支承形式有墩式和排架式两种，排架式支承结构一般有（ A ）。

A、单排架、双排架、          B、U型排架、组合式排架

C、升卧式排架；              D、半地下式排架。

8.    渡槽的基础形式较多，属于刚性基础的形式为（ A ）。

A、混凝土基础                B、钢筋混凝土基础

C、钻孔桩基础                D、以上都是（A+B+C）

9.    道路与渠道相交叉，因高差较小（渠高路低），应采用（D  ）方案。

A、渡槽                     B、桥梁

C、涵洞                     D、倒虹吸

10.单级跌水的落差，一般不超过（  B  ）。

A、1米                     B、5米

C、3米                     D、10米

五、问答题

1．渠系建筑物有哪些特点？

1）数量多，分布广；2）单个建筑物工程量不大，但总体工程量大；3）同类建筑物的工作条件相似；4）布置上受地形影响较大，与群众的生产和生活关系密切。

2．倒虹吸管的适用条件主要是什么？

1）渠道跨越宽深河谷，修建渡槽，填方渠道或绕线方案困难或造价高时；

2）渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽、涵洞

3）修建填方渠道影响原有河道泄流等。

3．说明单级跌水有哪几部分组成？

各自的作用是什么？

单级跌水常由进口连接段、跌水口、消力池和出口连接段组成。

作用：

进口连接段：

使渠水平顺进入跌水口，使泄水有良好的水利条件。

跌水口：

控制缺口，是设计跌水和陡坡的关键。

消力池：

使下泄水流形成水跃，以消减水流能量。

出口连接段：

改善水利条件，防止水流对下游冲刷。

4．渡槽与填方渠道连接的方式有哪几种？

有两种：

1）斜坡式，他包含有刚性连接和柔性连接

       2）挡土墙式

5．根据跌差大小，跌水可分为哪几种类型？

跌水口的作用是什么？

根据跌差的大小，跌水可分为单级跌水和多级跌水两种形式。

一般单级跌水的跌差小于3~5m。

跌水口作用：

控制缺口，用以设计跌水和陡坡。

6．渠系建筑物的主要类型有哪些？

其作用是什么？

（1）控制建筑物：

用以调节水位和分配流量。

（2）交叉建筑物：

使渠道与山谷、河流、道路相交所修。

（3）落差建筑物：

避免渠道落差过于集中。

（4）泄水建筑物：

保护渠道及建筑物的安全或进行维修，用于放空渠水

（5）冲沙和沉沙建筑物：

防止和减小淤积。

（6）量水建筑物：

用以计量输配水量。

7．渠系建筑物的布置原则有哪些？

（1）其位置和形式，应根据渠系平面布置图，渠道纵横面图以及当地的具体条件，合理布局，使建筑物的位置和数量恰当，工程效益最大。

（2）满足渠道输水、配水、泄水和量水的需要，保证其安全运行，提高灌溉效益和灌水质量，最大限度地满足作物需水要求。

（3）尽量减少其数量，尽可能联合修建，形成枢纽，节约投资，便于管理。

（4）应便利交通，便利生产，为提高劳动效率和繁荣农村经济创造条件。

8．渠道设计的要求有哪些？

在设计时如何考虑？

设计要求：

有足够的输水能力以满足灌区需要；有足够的水位，以满足自流灌溉的需要；渠道流速要满足不冲、不淤的要求；边坡稳定，不坍塌，不滑坡；渗透损失小，灌溉水利用系数高；适当满足综合利用要求；工程量小，总投资少；施工容易，管理方便。

设计时根据灌溉水位要求确定渠道段面尺寸、形状、结构和空间位置，要遵循实用，安全和经济的原则。

9．梁式渡槽的支承形式有哪几种？

各有何优缺点？

适用条件是什么？

支承形式有槽墩式和排架式两种。

槽墩一般为重力墩，有实体和空心墩两种形式，实体墩构造简单，施工方便，但其重力大，用料多，要求地基承载力大，空心墩节省材料，与槽架比，可节省钢材，自身重力小，刚度大，适用于修建较高的槽墩，一般用浆砌石或混凝土建造。

槽架是钢筋混凝土排架结构，有单排架，双排架，A字形排架，组合式排架。

单排架体积小，重量轻；双排架为空间框架结构；A字形排架稳定性能好，适应高度大，但施工较复杂，造价较高，组合式槽架适用于跨越河道主槽部分。

10．试说明渡槽常用基础的种类及适用范围。

（1）刚性基础：

常用于重力式实体墩和空心墩基础，一般用浆砌石或混凝土建造。

（2）整体板基础：

钢筋混凝土梁板结构，其底面积大，可弹性变形，适应不均匀沉陷能力好，常用作排架基础。

（3）钻孔桩（井柱）基础：

适用于荷载大，承载能力低的基础。

（4）沉井基础：

也适用于荷载大，承载能力低的基础。

11．桥梁与渡槽相比，在构造上、荷载上的主要区别是什么？

渡槽主要是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。

由槽身、支撑结构、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，再传给地基。

而桥梁是渠道穿越公路或生产道路时，为了便利交通和农业生产而修建的，且由桥面直接承受各种荷载。

桥梁的荷载主要有：

恒荷载、车辆荷载、其他荷在及外力；而渡槽无车辆荷载。

12．桥面包括哪些部分？

交通桥的桥面铺装层有何作用？

桥面是直接承受各种荷载的部分，它主要包括行车道板，桥面铺装，人行道，栏杆，变形缝，排水设施等。

交通桥桥面铺装层作用：

防止车辆轮胎或履带对行车道板的直接损失，对车的集中荷载有扩扩散作用。

设计要求：

常用5~8cm的混凝土，沥青混凝土或用15~20cm厚的碎石层组成，要求与连接的道路路面尽量一致，以便于行车和养护。

13．如何考虑作用在桥梁上的荷载及其组合？

作用在桥梁上的荷载：

①恒载：

包括桥上部结构物自重及附属设备重，填土重及土压力等；②车辆荷载及其影响力：

包括车辆荷载及其产生的冲击力，制动力以及土侧压力等；③其他荷载及外力：

包括人群荷载、温度变化及混凝土收缩影响力、支座摩阻力、水的浮力、冰压力、漂浮物的撞击力以及施工荷载等。

荷载组合：

①主要荷载组合：

由恒荷载、车辆荷载、汽车荷载的冲击力、车辆荷载引起的土侧压力及人群荷载组成②附加荷载组合：

由恒荷载和平板挂车或履带车荷载组成；由主要荷载组合中的一种或几种荷载与可能同时作用的一种或几种荷载和外力组成。

14．若桥梁的计算荷载为汽－10级，其具体含义是什么？

其验算荷载用什么？

这是标准公路桥，汽-10级表示汽车型号，该车载重为100kN，计算时可用汽-10级，也可用汽车-10级的一辆车。

其验算荷载及横向和车队纵向排列。

15．等代荷载的作用是什么？

桥梁设计时，等代荷载可以减少计算的工作量，它是一种假想，即在同号影响线范围内假象布满一均布荷载q,此q在某指定截面产生的弯矩或剪力值，与一行车辆荷载按最不利位置在桥上时对该截面产生的最大弯矩或最大剪力值相等。

工程上常利用已计算编制的等代荷载来计算各级汽车车队产生的弯矩和剪力。

16．倒虹吸管的作用是什么？

比较渡槽与倒虹吸管的工作特点和适用条件。

设置在河道上，在渠道与河流、山河、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

与渡槽相比，它造价低，施工方便，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

适用条件：

①渠道跨越宽深河谷，修建渡槽，填方渠道或绕线方案困难或造价高时；②渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽，涵洞时；③修建填方渠道影响原有河道泄流等。

17．倒虹吸管的布置形式有哪几种？

各自的特点是什么？

（1）竖井式：

多用于压力水头较小穿越道路的倒虹吸，构造简单，管路短，水利条件差，施工容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

（2）斜管式：

多用于压力水头较小，穿越渠道，河流的情况，构造简单，施工方便，水利条件好。

（3）曲线式：

可现浇也可预制安装，管身常埋于地下，不易过深，适用于岸坡较缓情况。

（4）桥式倒虹吸：

当渠道通过较深的复式断面或榨深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减小水头损失，缩短管身长度，便于施工，可在深槽部位建桥，管道铺设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。

桥下应有足够的净空高度，以满足泄洪要求。

18．如何考虑作用在倒虹吸管上的荷载及其组合？

管身结构设计时，一般根据荷载大小分为若干段进行计算，50m以下压力水头的以10m高差为一级，50m以上以50m的高差为一级，对于中小型的，内水压力等荷载的变化范围不大时可不分段。

埋在河槽部分的管道，可能出现如下荷载组合：

①河道枯水时期管内正常输水，荷载有重力、土压力、内水压力及管内外温差等；②河道洪水期管内无水，作用荷载有管的重力、内水压力及管内外温度差等；

③管内正常输水，管外无水也无填土，荷载有管的重力、内水压力及管内外温度差等。

19．跌水与陡坡有何区别？

跌水是指在落差建筑物中水流呈自由抛射状态跌落于下游消力池的。

陡坡：

水流受陡槽约束而仍沿槽身下泄的。

20．跌水一般有几部分组成？

各部分作用是什么？

（1）进口连接段：

使水平顺进入跌水口，使泄水有良好的水利条件。

（2）跌水口：

控制缺口，设计陡坡和跌水的关键。

（3）跌水墙：

支撑作用。

（4）消力池：

使下泄水流形成水跃，以消减水流能量。

（5）出口连接段：

改善水利条件，防止水流对下游冲刷。