竹制渡槽支承系统结构设计与优化

靳帮虎 宋飞越 陈海金

（武汉华夏理工学院土木建筑工程学院， 湖北 武汉 430000）

0 引言

渡槽是输水工程中常见的一种结构，尤其在地形复杂地区，它可以有效减小地形对输水的限制。仅在南水北调中线总干渠修建的大型或特大型渡槽有近50 座，渡槽输水流量巨大，输水自重接近甚至大于渡槽结构自重；输水流速快，如刁河渡槽设计流量为610m3/s，加大流量达720m3/s[1]。由此产生一些新的结构形式及设计分析方法，对现有结构设计理论提出了挑战，因此对渡槽结构问题研究具有十分重要的现实意义。

国外已有相关文献对渡槽结构的抗震计算和设计进行研究[2-3]。国内得益于南水北调等水利工程的实施，国内学者做了大量的研究。陈文义[4]、王长德[5]赵顺波[6-7]等对渡槽结构形式选型及其静力计算方法进行了研究。李遇春[8]王博[9]等对渡槽抗震计算理论、动力分析做了研究。李正农[10]等对渡槽风载体型系数、风振计算方法等做了研究。但研究多为采用数值模拟或理论分析，实际测试试验较少，对结构优化分析研究也较少。为此本文以第十一届全国大学生结构设计竞赛为背景，通过实际模型加载测试和Midas 模拟分析，研究支承系统结构设计与优化问题。

1 赛题解读及设计要求分析

赛题输水装置主要由足够容积的水桶,水泵（0.75kW）,进水管，出水管，输水管等组成。通过水桶底部的电子秤来称量水重计算输水损失。于是考虑上下折返线路、顺向输水、逆向输水三种方案。由于支承结构模型的数量与总重的关系采用反向输水。……