非均匀内水压力作用下的坝下箱涵结构计算

蔡勇斌，刘月琴，蔡勇平，蔡晓鸿

（1.江西省吉安市水利局，江西吉安343000；2.江西省吉安市水利水电规划设计院，江西吉安343000）

0 引言

箱涵是坝下涵管常见结构型式之一，坝下箱涵受土压力作用的内力与变位计算已有成熟的结构力学解法[1]，但坝下箱涵受非均匀内水压力作用，特别是侧墙受梯形荷载作用的内力与变位计算却鲜见介绍。本文依据弹性地基梁理论，将箱涵底板与顶板分别视为承受内水压力P1、P2作用的固端弹性地基梁，将箱涵侧墙视为底端承受内水压力P1、顶端承受内水压力P2梯形分布荷载作用的固端弹性地基梁，采用左手坐标系，按弹性地基梁初参数法与地下框架结构位移法弯矩与剪力正、负号匹配关系，建立了箱涵底板、顶板、侧墙载常数计算方法，给出了箱涵受非均匀内水压力作用时的内力与变位解析计算式。

1 坝下箱涵载常数

1.1 箱涵底板载常数

坝下箱涵底板可简化为受均布内水压力P1作用的两端固定弹性地基梁，采用左手直角坐标系，其计算简图见图1。

图1 坝下箱涵底板载常数计算简图Fig.1 Calculation diagram of load constants of the bottom plate

由弹性地基梁受均布荷载P1作用下的初参数变位解，且注意到箱涵底板左端A为初始截面，杆端弯矩MˉAB、MˉBA以顺时针方向为正，杆端剪力以指向地基方向（沿y轴方向）为正，于是箱涵底板挠度计算式为

β1为坝下箱涵底板特征系数k为坝下箱涵弹性抗力系数，若不计地基弹性抗力，则在计算时k可取很小值；E为坝下箱涵混凝土弹性模量；I1为坝下箱涵底板截面惯性矩。……