Page 30 - 水利学报2021年第52卷第11期

（3）截面设计。求得内力 M 、 N 和 V 后，根据规范要求 ［19］ ，按正截面受弯承载力，斜截面受剪
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i
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承载力和局部受压承载力计算分别选配基础梁的受力纵筋和箍筋。
4 工程算例

4.1 工程概况 某泥石流沟，100 年一遇泥石流容重 1.53 g·cm ，泥石流峰值流量为 58.7 m·s ，一
3
-3
-1
次泥石流总量为 31 100 m ，一次固体物质总量为 12 700 m ，沟床宽 10 m，沟床上部为泥石流堆积
3
3
物的块石土，呈稍密状，该层厚约 3 ~ 10 m，下部为石英砂岩，块石土和砂岩为持力层，岩土参数，
见表 1。
表 1 岩土参数
岩土名称 状态 天然容重/（kN·m ） 内摩擦角/（°） 变形模量/MPa 承载力特征值/kPa
-3
碎石土 稍密 22.0 35 24 230
4.2 设计计算及结果分析

（1）初设参数选取。拟建新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝跨度为 10 m，高度 6 m，竖杆水平间距
1000 mm，竖杆长 800 mm，外径 300 mm，厚度取 10 mm，立柱截面选用 800 mm×800 mm，牛腿宽
800 mm，厚 400 mm，基础梁截面宽 1000 mm、高 1500 mm，设置 4 根竖向预应力锚杆，水平间距为
2.5 m。混凝土采用 C35，钢筋采用 HRB400 级钢筋，钢材选用 Q235，张弦梁结构矢高和垂度均取 1 m，
张弦梁选用 I56c号钢，张拉索采用高强预应力钢丝束 ∅5 × 301 ，撑杆 9根，外径 150 mm，厚度取 6 mm。
（2）计算软件开发及应用。为方便新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的工程应用，基于结构内力计
算理论，利用 Python 语言和 Qt Designer 软件，开发了界面友好、操作简单和实用的设计计算软件。
①计算软件主界面和具体模块如图 17 和图 18 所示。
新型格栅坝计算
整体结构 构件设计 荷载布置 前处理 后处理

图 17 计算软件主界面 图 18 计算软件具体模块界面
②输入参数为泥石流荷载，如图 19 所示。结果输出为构件的内力，如图 20 所示。

新型格栅坝计算
整体结构 构件设计 荷载布置 前处理 后处理
竖杆 撑杆 张弦梁 张拉索 牛腿 立柱 基础梁 锚杆
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48 48.94 4
.
46 46.0 . 0
0 0.04 4 40 40
0
.
20 20
.
0
轴力/kN 轴力/kN 0 0.02 2 0 0 0.1 . 1 0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 . 8 剪力/kN 剪力/kN 0 0 0 0.1 . 1 0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 . 8
.
0
0 0.00
0
.
6
0
.
0
5
6
7
.
0
.
0
4
.
0
5
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0
2
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0
3
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2
0
7
0
.
.
0
.
4
.
0
3
2
.
- -0.02 2 位置/m - -20 0 位置/m
0
0
4
- -0.04 4 - -40 0 - -46.0 . 0
.
0
6
0
4
.
8
4
9
- -48.94 4
轴力图 剪力图
0.0
均布荷载 集中荷载 确认 绘图 2.5 0 0.1 . 1 0 0.2 . 2 0 0.3 . 3 0 0.4 . 4 0 0.5 . 5 0 0.6 . 6 0 0.7 . 7 0 0.8 . 8
5.0
0 荷载范围 1 荷载位置 0.5 .7.5 位置/m
说明 弯矩/kN · m 10.0
7.341 荷载两端大小 7.341 荷载大小 92 荷载范围：限定于0.1， 12.5
为相对位置 15.0 18 18.99 9
9
.
荷载方向 0 荷载方向 0 荷载方向：限定输入角度， 17.5
以垂直向上为0，向右
为正，向左为负 弯矩图
图 19 计算软件数据输入界面 图 20 计算软件结果输出界面
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