4.水力设计问题

　　水力设计是渠倒虹设计的基础，也是渠倒虹设计是否经济合理的关键。为了对渠倒虹的水力学问题进行研究，对水力设计的计算公式、各种设计参数进行论证，河南院与郑州工业大学进行了淇河渠倒虹水力学模型试验研究。为了试验成果准确可靠，整体正态模型比尺为1：20，并严格做到边界几何相似及模型糙率相似，上、下游渠道及渐变段内共设26个测压管，渠倒虹管身共设54个测压管，监测各断面上各流量级时测压管水头变化，从而推算各部分水头损失系数。

　　合理选择各项水头损失系数，是水力设计准确的关键。各局部水头损失系数是在试验的基础上选取的，进、出口渐变段局部水头损失系数分别取0.12和0.25，管身段进出口弯道水头损失系数取0.1，闸门槽水头损失系数取0.05.

　　5.结构设计问题

　　为了分析特大型倒虹的结构受力状态，我院与郑州工业大学联合进行了以淇河渠倒虹为典型的结构试验研究，按1：50比例进行电测模型试验，按1：100比例进行光弹模型试验，联合开发了《智能化倒虹吸框架结构分析专用程序》，对淇河渠倒虹进行了二维有限元和三维有限元的计算。各种方法的计算结果与试验成果相互印证，认为在初步设计阶段采用《智能化倒虹吸框架结构分析专用程序》满足结构的计算精度。该程序模型为取倒虹吸管横剖面，沿倒虹轴线取单位长作为搁置在地基上的静力平衡框架，地基反力假定按直线分布，地基摩擦力沿渠倒虹吸底面均匀分布。程序采用结构力学方法对构件进行计算。

　　通过程序对渠倒虹结构进行优化设计，使得在安全的前提下工程量最省。

　　6.结语及今后工作意见

　　淇河渠倒虹设计作为典型渠倒虹设计在长江委举行的研讨会交流，得到与会同志的好评;淇河渠倒虹水力学模型试验研究获得河南省科技进步二等奖，许多项试验内容填补了大型渠倒虹试验的空白;颍河渠倒虹典型设计在专家论证会也得到广泛的好评。河南院承担的南水北调渠倒虹共37座，通过对渠倒虹的优化设计，能够使一等工程做到一流设计，合理投资。

　　在初步设计阶段，对渠倒虹的设计方法进行大量的调研工作，作了多项模型试验，一些重大技术问题已基本解决，但有些问题仍需进一步的研究和探讨。

　　(1)河道冲刷计算：经过计算发现，理论计算成果与实际调查的河道冲刷有一定的差别，而河道的冲刷深度直接决定管顶埋深和河道整治，对建筑物的工程量及投资影响甚大，应当做动床模型试验。

　　(2)预应力钢筋混凝土的应用：作为地下大型工程，倒虹使用普通钢筋混凝土，国内的施工经验和技术已较为成熟。根据调研的成果，预应力钢筋混凝土在地下大型倒虹的应用还较少。作为今后的发展方向，倒虹预应力技术的应用还需要进行深入的研究和试验。

　　(3)三维有限元计算：在结构计算方面，作为初步设计阶段，结构力学的计算方法是可行的，在下一阶段或较为复杂的倒虹，就应进行三维有限元分析计算，应当编制倒虹三维有限元计算的专用程序。

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