斜拉式渡槽 以墩台、塔架为支承,用固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身的槽式渠系交叉建筑物。斜拉式渡槽由进口段、出口段、槽身、斜拉索、塔架及塔墩(或承台)等部分组成。进、出口段与一般渡槽相同。斜拉索上端锚固于塔架上,下端锚固于槽身侧墙上,槽身纵向受力状况相当于弹性支承的连续梁,故可加大跨度,减少槽墩个数,节约工程量。为充分发挥斜拉索的作用,改善主梁受力条件,施工中需对斜拉索施加预应力,使主梁及塔架的内力和变位比较均匀。斜拉渡槽各组成部分的形式很多,构成多种结构造型。塔架有独塔、双塔、多塔之分,双塔采用较多。斜拉索可布置成竖琴形、扇形、辐射形等,其中以扇形较为通用。塔、梁、墩的连接形式有塔墩固结支承体系、悬浮体系、塔梁固结体系等,其中以塔墩固结悬浮体系采用较多。槽身的建筑材料可为钢筋混凝土、预应力混凝土、薄钢板及聚乙烯塑料板等。斜拉渡槽可根据索、梁、塔、墩的受力特点选择不同的材料,以充分发挥材料的特性。斜拉渡槽跨越能力比拱式渡槽大,适用于各种流量、跨度及地基条件。在大流量、大跨度及深河谷的情况下,其优越性更为突出。但施工中要求准确控制索拉力及塔架、主梁的变位,有一定难度。
世界上最早的斜拉输水结构是西班牙的坦佩尔渡槽,主跨(两塔架间距)60.3m,于1926年建成。中国从20世纪80年代以后,斜拉式渡槽迅速兴起,在陕西、吉林、北京、内蒙古等省(自治区、直辖市)已建成斜拉式渡槽20余座,其中北京市军都山斜拉式渡槽最具代表性(见图)。该渡槽跨越二道河、京张公路和大秦铁路,属双塔塔墩固结悬浮体系,斜拉索布置成扇形,渡槽全长276.1m,主跨126m,塔高25m,墩高27.4m,设计流量5m3/s,由于河床覆盖层深,采用钢筋混凝土灌注桩承台基础,渡槽于1987年12月建成。
北京市军都山斜拉式渡槽布置示意图(单位:m)
1—斜拉索;2—槽身;3—塔架;4—塔墩;5—托板;
6—输水隧洞;7—砌石渠道;8—灌注桩承台基础