预应力渡槽边界条件计算分析

□王 磊(黄河勘测规划设计有限公司)

□佟 帅(南水北调河南直管建管局)

文中选用的算例是南水北调中线工程黄河北段上的一座预应力排水渡槽，走向为东西方向。渡槽所处地域风压为0.4 kN/m2，空气温度每月最高约33.6℃，空气温度每月最低约-3.8℃，空气温度年平均为16.8℃。此处排水渡槽为单幅跨度约20.89m，为6.0m×5.15m矩形断面结构，受力边梁和受力中梁均为1.0m×1.2m，渡槽底板厚度0.6m，受力边墙厚度为0.7m，受力中墙厚度为0.8m。

1.太阳辐射强度考虑

1.1 太阳赤纬角

渡槽所受太阳辐射强度变化与其所在地区、时间、方位等都有十分重要的联系。

其计算公式为：

注：N取1（一月一日），按次序增加。

1.2 地方太阳时

在渡槽所受太阳辐射的计算中，地方太阳时是十分重要的参数；另外，在计算分析中一般采用地方气象站提供的太阳辐射资料基本使用地方太阳时。文中计算对象的地理位置为东经115°，北纬 39°。 计算公式如下：

Sd=S+[F-(120°-JD)×4]/60

注：S为小时数（北京时间）；F为分钟数（北京时间）；Sd为太阳时（计算对象所在区域）；JD为经度（计算对象所在区域）。

1.3 太阳时角

根据相关规范规定，地球自转速度为15°/h，零度为每天正午12时。

1.4 边界上太阳辐射强度的处理

由于自然条件的原因，对于太阳辐射渡槽存在向光和背光情况存在，渡槽的顶部、边墙、底板等均有不同的影响，渡槽的顶部、南边墙基本处于阳光的直射和散射的范围影响、散射影响，阳光的散射影响范围只有渡槽北边墙、中墙和南边墙，而渡槽的北边墙、中墙和底板上所受的太阳辐射应该针对太阳高度以及与渡槽的照射角度来计算。……