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“南水北调大型渡槽结构优化设计及动力分析”通过专家验收
可为南水北调工程节省资金数亿元
发布时间:2007-08-15 03:43  作者:王怀民 蒋明  来源:珞珈新闻网  阅读:
    世界上最大的渡槽是什么样子?谁能设计出世界最大的渡槽?武汉大学水电学院王长德教授和他的课题组可以给出答案。8日,王长德告诉记者,他主持完成的南水北调工程建设重大关键技术研究及应用中的“大型渡槽结构优化设计及动力分析”项目通过专家评审,他提出的南水北调中线干渠渡槽结构形式和设计理论得到了肯定和运用,并被指“多项成果具有创新性”。
    南水北调工程,是目前世界上输水距离最长的工程,它从根本上缓解了我国北方地区严重缺水的局面,是实现我国国民经济和社会可持续发展的重大战略性工程设施。    
    王长德告诉记者,渡槽是用钢筋水泥搭建的引水桥梁,主要用于引水跨越途中的山谷和江河。南水北调中线从湖北丹江口到北京,全长1200余公里,而水面落差不到100米。因落差小,传统设计的渡槽水速很慢,因此渡槽体形(宽度)巨大。体形越大导致槽底承重越大。
    当渡槽宽度较大时,传统渡槽采用底纵梁式,即除侧壁外,在底部设纵梁支撑渡槽和水的重量。就象一个三间房的教室,每间房之间必须建造粗大的横梁作支撑。这种方式的弊端是单槽宽度大、底板厚度大、跨越能力小,建材不能充分发挥潜能,也不利于检修。据了解,传统底纵梁式渡槽跨度一般在15米左右,由于跨度小,河道中墩架林立,不利于行洪。
    王长德等从90年代起,同河北省水利水电第二设计院联合攻关,结合河北省洺河渡槽,反其道而行之,取消渡槽底部的纵梁,而将纵梁叠加放置在渡槽底板之上,形成多厢互联的多厢梁式结构。并将预应力技术应用于这种结构,解决了结构抗裂及大跨度问题。洺河的这种“多厢梁式渡槽”为三个7米宽、8米高的厢体并连,单跨跨度不小于40米,每米渡槽水载荷达150余吨,相当于每米宽的渡槽上跑100多辆小轿车,这个菏载是武汉长江二桥每米荷载的30余倍。底纵梁改变为多厢梁,其原理就像悬空平放的书垂直加压很易变形,但竖放时却难以压垮。这一小小的改变,材料不变,使得槽底的承重能力呈几何级数提高。
    “这样的渡槽,将在中线有40余座凌空飞架,有的渡槽规模更大”。据悉,王长德设计的干线上的渡槽均是世界流量和体形最大的渡槽,尚无设计先例。
    此项目评审会会集了国内水利界及南水北调领域的顶级专家,包括国务院南水北调工程建设委员会专家委员会副主任高安泽,中国工程院院士陈厚群、朱伯芳、曹楚生等。专家组认为,“大型渡槽结构优化设计及动力分析”项目紧密结合南水北调中线大型渡槽工程进行,技术线路正确,多项成果具有创新性,可对工程设计、施工和运行管理提供科学支撑,有助于提高南水北调中线工程建设的技术和经济效益。据王长德测算,大型渡槽建设可为南水北调工程节省资金数亿元。
    据了解,王长德是国家南水北调工程论证工作委员会专家组成员,十届全国政协委员,曾任武汉大学设计研究总院院长等职,享受国务院政府特殊津贴。王长德从1992年开始参与南水北调工程项目研究,到目前为止,他已主持或参与南水北调中的8项工程项目,并为这些项目提供了主要的技术支持。其中,在中线总干渠水力设计参数论证、总干渠设计优化、总干渠巨型渡槽结构型式、总干渠运行控制方式等方面,作了一些填补国内空白的工作,并被邀为南水北调工程论证工作委员会专家组成员。
    最近,王长德和他的课题组还将主持十一五国家科技支撑项目“大流量预应力渡槽设计和施工技术研究”项目及承担十一五国家科技支撑计划项目中线工程输水能力与冰害防治技术研究中总干渠自动控制方面的研究工作。王长德说,“这些项目都是我们通过竞标获得的,在竞标中,我们的技术远远领先,有的甚至达到了国际水平。”

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