预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究.pdf

第29卷 第 1 期 2 0 1 2年 1月 长江科学 院 院报 J o u r n a l o f Y a n g t z e Ri v e r S c i e n t i fi c Re s e a r c h I n s t i t u t e V0 1 2 9 No 1 J a n 2 0 I 2 文章编号： 1 0 0 1 5 4 8 5 ( 2 0 1 2 ) O 1 0 0 4 4 0 5 预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究 李晓克。 张晓燕 。 张学朋。 赵顺波 ( 华北水利水电学院， 郑州4 5 0 0 1 1 ) 摘要： 结合南水北调中线工程左岸排水预应力混凝土渡槽结构设计， 针对渡槽太阳暴晒温差变化剧烈、 长年处于无 水状态、 洪水期过流历时短且流量变化大等特点， 提出了左岸排水预应力混凝土渡槽结构的设计思路。同时根据 三维有限元数值模拟计算结果 ， 对比分析各荷载工况下渡槽的受力分布规律， 进一步明确了温度效应已成为排水 渡槽结构设计中不可忽略的重要因素之一， 验证了渡槽设计思路的合理性、 有效性。研究成果对同类结构的设计 与施工具有重要的工程参考价值。 关键词： 左岸排水；渡槽设计 ； 预应力混凝土 ； 温度 中图分类号 ： T V 6 7 4 2 2 2 文献标 志码 ： A 南水北调中线工程沿线跨越众多河流与沟渠， 为解决主干渠左岸排水 问题， 设计 了大量的排水渡 槽 、 涵洞等水工建筑物 ， 预应力排水渡槽是其中主要 的输水结构形式之一l 】 J 。鉴 于北方 地区 四季降水 差异显著、 河流枯水期较长， 左岸排水渡槽将长年处 于无水状态， 洪水期过流历时短且流量变化大 ， 有别 于长期稳态输水的普通渡槽 ； 夏季遭受高温和太阳 暴晒， 排水渡槽向阳面和背阳面温差巨大， 引起的温 度应力将严重影响干涸状态下排水渡槽的正常使用 性能 ， 局部甚至会产生过大的温度裂缝 ， 这是左岸排 水渡槽特有运营环境决定的。左岸排水渡槽在设计 时既要考虑其作为预应力渡槽的一般性 ， 又要充分 考虑排水渡槽的特殊性。现结合南水北调中线左岸 排水工程矩形预应力混凝土渡槽的设计 ， 对其设计 思路进行探讨和分析， 开展三维有限元数值模拟， 明 确预应力排水渡槽结构的设计特点， 为今后左岸排 水预应力渡槽的合理设计与施工提供坚实的理论依 据。 1 基本参数 南水北调中线左岸排水渡槽， 设计过水能力小 至十几个流量、 大到接近 2 0 0 个流量； 渡槽槽身以多 侧墙或多纵梁预应力混凝土结构为主， 断面形式为 矩形， 槽数从 1 槽到5槽不等， 槽身总长度从 2 4 in 到 1 2 5 m不等； 排水能力为 5 O年一遇洪水设计和 2 0 0年一遇洪水校核。某左岸排水矩形 预应力混凝 土渡槽主跨2 0 in ， 一端铰接、 一段滚轴支撑约束， 结 构建筑物级别 I级 ， 结构安全 等级 I级， 5 0年一遇 设计洪水位3 9 5 m， 2 0 0年一遇校核洪水位4 2 5 m， 槽身裂缝控制等级为一般要求不出现裂缝的构件， 混凝土强度等级 C 5 0， 预应力钢筋采用 1 8 6 0级高强 低松弛钢绞线， 张拉控制应力 o r = 0 7 ( 为 钢绞线强度标准值 ) ， 渡槽具体结构尺寸如 图 1所 示， 横梁高0 6 i n 、 宽0 3 m、 相邻横梁间距2 3 m。 图1 渡槽横截面尺寸图 F i g 1 Cr o s s s e c t i o n o f t h e d r a i n a g e a q u e d u c t 2 设计思路 左岸排水预应力混凝土渡槽承受的荷载主要有 渡槽 自 重、 水重水压力和温度效应等。结构长期处 于无水即空槽状态 ， 无论是 5 0年一遇的设计洪水 ， 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 1 8 基金项目： 河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目( 2 0 0 6 0 9 0 ) 作者简介： 李晓克( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 河南许昌人， 副教授， 博士， 主要从事预应力砼结构理论研究， ( 电话) 1 3 7 8 3 6 3 8 5 8 1 ( 电子信箱) l i x k n c w u e d u c 1 。 第 1 期 李晓克 等 预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究 4 5 还是 2 0 0年一遇的校核洪水 ， 过水是短期 的、 临时 的。荷载效应长期组合 为 自重和预应力 的组合 ， 与 一 般输水渡槽相异( 表 1 ) 。荷载效应长期组合 的差 异导致渡槽结构应力分布和预应力钢筋配置差异 。 表 1 预应力排水渡槽和输水渡槽荷载组合对比表 Ta b l e 1 Co mp a r i s o n o f l o a d c o mb i n a t i o n s o f p r e s t r e s s e d d r a i n a g e a q u e d u c t a n d wa t e r d e l i v e r y a q u e d u c t 环境温度变化将引起排水渡槽整体温度场的不 均匀分布， 尤其夏季遭受高温和太阳暴晒时， 渡槽内 部各点温度变化更为复杂。结构温度改变将引起 复 杂的长期温度应力和短期温度应力。长期温度应力 是年温度变化造成的温度应力， 能使渡槽结构产生较 大的整体变形， 但年温度变化十分缓慢 ， 整个水工混 凝土排水渡槽结构温度变化均匀， 简支约束渡槽结构 长期温度应力小； 短期温度应力是指 日照温度变化引 起的温度应力和秋冬季急剧降温引起的温度应力， 渡 槽结构各表面温度变化大不相同， 渡槽边壁和底板温 度差很大 ， 从而形成较大的温差应力， 甚至达到或超 过混凝土轴心抗拉强度标准值 ， 造成渡槽混凝土表 面开裂。长期温度变化限值依据工程所在地长期温 度监测资料确定， 短期温度变化可依据 公路桥涵设 计通用规范 ( J T G D 6 0 2 0 0 4 ) 确定。考虑因季节更 替、 日 夜循环和太阳暴晒辐射等多种因素对渡槽温度 场的影响， 取预应力排水渡槽整体温升 2 0 ， 太阳辐 射表面混凝土温升最大值为2 5 ， 太阳最大辐射角 为 7 5 。 。 一 般来讲， 预应力排水渡槽的设计原则为 ： 预应力施工阶段渡槽混凝土承受的法向压应力不 应大于0 、 法向拉应力不应大于 ( 分别为 张拉预应力钢筋时混凝土的轴心抗压、 抗拉强度标准 值) ； 荷载效应标准组合下， 正截面混凝土法向应力 不应大于0 7 ( y为截面抵抗矩塑性系数 为混凝 土轴心抗拉强度标准值) ； 对于主要荷载均是长期 作用的情况， 构件抗裂验算边缘不宜出现拉应力； 各荷载效应组合作用下渡槽变形满足规范要求； 承载能力满足规范要求。 考虑到该矩形预应力混凝土渡槽采用单向预应 力 ， 对渡槽混凝土纵向应力可按上述原则 一 进行 控制， 对渡槽竖墙混凝土的竖向应力 、 底板和横梁混 凝土的横向应力则需进行限裂验算。抗裂验算时， 结 构构件受拉边缘的拉应力不应超过以混凝土拉应力 限制系数 控制的应力值 ， 对荷载效应的标准组合 ， 取为0 8 5 。 由于预应力排水渡槽 的主要作用是排泄洪水， 水 流携带泥沙对槽身混凝土有磨损 ， 排水渡槽底板厚 度 、 特别是保护层厚度不应取值过薄， 本渡槽底板厚 度取 4 0 o m m。 3 设计方法 3 1 内力计算 排水渡槽采用结构力学方法按平面问题分纵向、 横向单独进行内力计算。横向计算时， 横梁支承在侧 墙上， 横断面为加肋多支座矩形框架； 侧墙按一端 自 由、 一端固结的 T型梁计算 ， 用三边固结、 一边 自由的 板复核； 底板是支撑在横梁上的连续板； 纵向计算时， 侧墙以横向计算中求出的支座反力作为纵向荷载， 按 简支受弯构件计算 J 。获得渡槽结构内力后 ， 由承载 能力极限状态和正常使用极限状态设计要求， 可估算 预应力钢筋和非预应力钢筋的用量。常规 内力计算 无法考虑排水渡槽结构不均匀温度场的影响作用 ， 需 通过三维有限元校核后 ， 才能最终确定所使用的钢筋 用量。矩形预应力混凝土排水渡槽边墙纵向预应力 钢筋用量为 3 2根 1 5 2 4 ( 每束各 8根 1 5 2 4 ， 共 4 束) 、 中墙纵向预应力钢筋用量为4 5 根 1 5 2 4 ( 上3 束每束各7根 1 5 2 4 、 下 3 束每束各 8 根 1 5 2 4 共 6束) ， 预应力钢筋布置如图 2所示。 3 2有限元数值模拟 为确定排水渡槽在各荷载组合作用下的受力性 能和变形规律， 建立渡槽三维有限元数值模型如 图 3 所示 ， 采用 三维块 体元 S o l i d 4 5模 拟混凝 土槽 身、 空间杆件元 L i n k 8模拟预应力钢筋 ， 混凝土实体 与预应力钢筋单独建立数值模型。预应力钢筋单元 节点与混凝土实体单元间通过约束方程建立相互作 用 ， 即通过点( 混凝土单元 上的一个节点 ) 点( 预应 力钢筋上的一个节点) 自由度耦合来实现。该方法 考虑了曲线预应力钢筋对混凝土的作用效应， 同时 兼顾预应力钢筋在外荷载作用下 的应力增量 ， 可较 为真实、 准确地获得结构细部的受力特性 J 。 精确估算预应力钢筋沿程各种损失， 确定预应 力钢筋每个节点所在位置的有效预应力； 采用降温 长江科 学院院报 2 0 1 2年 蛆 1 图2 预应力筋布置图 F i g 2 L a y o u t o f p r e s t r e s s e d t e n d o n 图 3 排水渡槽三维有限元数值模型 F i g 3 Th r e e d i me n s i o n a l fi n i t e e l e me n t mo d e l o f d r a i n a g e a q u e d u c t 法通过专用程序施加预应力荷载 ； 混凝土单元采用 均化的钢筋混凝土折算弹性模量 J 。 通过三维有限元 ， 耦合不均匀温度场 ， 在明确排 水渡槽内力分布规律的基础上才可最终确定预应力 钢筋和非预应力钢筋的用量。 4 三维有限元数值分析 左岸排水预应力混凝土渡槽正常运营阶段荷载 组合包括长期组合 I 和短期组合 I ， I I ， I I I ( 表 1 ) ， 即 空槽无水工况、 设计水位工况 、 校核水位工况和空槽 无水温升工况 ， 其中空槽无水工况 、 设计水位工况和 校核水位工况下渡槽内力分布规律与常规普通渡槽 相似 ， 温降对渡槽 内力影响小 ， 不予考虑。 4 1 渡槽纵 向应力 无论是空槽无水工况还是设计水位、 校核水位 工况 ， 竖墙顶、 底面跨中均处于纵向受压状态且应力 数值不大( 见表 2 ) 。 空槽无水温升工况时渡槽向阳南边墙底面应力 分布极不均 ， 太 阳暴晒边纵向压应力大 ， 最大值可达 一 9 3 5 M P a ， 全跨平均 一 8 5 7 M P a ； 中线位置基本处 于受压状态， 全跨平均 一 0 5 6 M P a ； 背阳边跨中存在 纵 向 拉 应 力 ， 最 大 值 为 0 2 0 MP a ，全 跨 平 均 一 0 2 9 M P a ( 图4 ， 两端支座附近应力集中产生拉应 力) 。边墙顶面两端约束弱， 温度应力小； 向阳南边墙 上表面受竖肋约束 ， 太阳暴晒边纵向压应力 曲线呈波 浪形， 最大纵 向压应力为 一 6 7 2 MP a ； 中线位置变化 较均匀， 跨中达最大值纵 向压应力为 一 7 2 9 M P a ； 背 阳北边跨中纵向压应力为 一 6 7 4 MP a ， 与渡槽顶面均 匀遭受太阳暴晒温升对应， 该值和太阳暴晒边纵 向压 应力基本相等 ； 边墙上表面混凝土纵向应力横向分布 并不均匀 ， 与竖墙顶部翼缘厚度 、 温度变化梯度和温 差影响深度相关( 图 5 ) 。 距 固定支座端距离 m 图4 空槽无水温升向阳南边墙底面纵向应力 F i g 4 L o n g i t u d i n a l s t r e s s e s o n t h e b o t t o m s u rfa c e o f s o u t h s i d e wa l l e x p o s e d t o t h e s u n w i t h o u t wa t e r 整个向阳南边墙外侧暴晒面温升膨胀受压， 外 侧暴晒面沿竖 向自下而上混凝土纵 向压应力逐渐减 小 ； 向阳南边墙内侧非暴 晒面存在混凝 土纵 向拉应 力， 自下而上逐渐增大， 跨中大两端小， 混凝土最大 纵 向拉应力可达2 1 1 M P a 0 7 ， 其 中0 7 = 表 2 竖墙顶、 底面跨中纵向应力 T a b l e 2 Lo n g i t u d i n a l s t r e s s e s o n t h e mi d - s p a n o f t o p a n d b o t t o m s u rfa c e s o f wa l l M P a 第1期 李晓克 等 预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究 4 7 图 5 空槽无水温升向阳南边墙顶面纵 向应力 F i g 5 Lo n g i t u d i n a l s t r e s s e s o n t h e t o p s u r f a c e o f s o u t h s i d e wa l l e x p o s e d t o the s u n wi tho u t wa t e r 2 9 8 MP a 。中墙和背 阳北边墙纵 向应力较 向阳南 边墙均匀， 向阳南边墙受太阳暴晒影响最强烈。 空槽无水温升工况 时渡槽底 板上表面纵 向受 压 ， 跨中压应力较大， 两端约束较弱， 压应力较小 ； 最 大压应力 出现在跨 中位置 ， 其数值为 一1 0 1 3 M P a ； 渡槽底板下表面纵 向受拉 ， 在靠近两端位置 出现较 大 的拉 应 力 区域 ， 最 大拉 应 力 出现 在 距 离 端 部 4 0 m处 ， 数值为1 6 8 MP a 0 7 k 。 上述结果满足设计要求 ， 考虑温升与否对渡槽 的受力状态影响显著， 甚至已成为控制因素， 设计时 必须给予充分重视。 4 2 渡槽横向应力 空槽无水工况下 ， 渡槽边墙和中墙混凝土横向 拉 、 压应力数值均较小。渡槽底板上表面 、 横梁下表 面混凝土横 向拉应力 最大值仅 为0 8 4 MP a0 8 5 k，其中0 8 5 k =3 6 2 MP a ( 图 6 、 图 7 ) ； 设计水位 和校核水 位工况 下渡槽 横 向应 力变化 规律一 致 ， 距渡槽左侧面距离 m 图6 空槽无水渡槽底板上表面混凝土横向应力 Fi g 6 La t e r a l s t r e s s e s O H t h e u p p e r s u r f a c e o f aq ue duc t flo or wi th ou t wa t e r 距渡槽左侧面距离 m 注： 横梁编号自固定端支座到跨中依次增大。 图7 空槽无水渡槽横梁下表面混凝土横向应力 Fi g 7 La t e r a l s t r e s s e s on th e bo t t om s urfa c e of l at e r al b e a ms wi t h o u t wa t e r 渡槽 底 板 上 表 面 最 大 横 向拉 应 力 值 分 别 为 0 9 9 MP a 和1 2 3 MP a ， 校核水位工况渡槽底板上表 面混凝土横向应力如图 8 所示； 横梁下表面混凝土 在跨中区域存在较大横 向拉应力 ， 设计水位和校核 水位工况最大值均为2 4 3 MP a 0 8 5 ， 校核水位 工况渡槽横梁下表面横向应力如图9 所示。 图8 校核水位渡槽底板上表面混凝土横向应力 F i g 8 La t e r a l s t r e s s e s o n t h e u p p e r s u rfa c e o f a q u e d u c t flo o r a t c h e c k i n g wa t e r l e v e l 距疆槽左侧 面距离 m 注 ： 横梁编号 自固定端支座到跨 中依次增大。 图9 校核水位渡槽横梁下表面混凝土横向应力 Fi g 9 La t e r a l s t r e s s e s o n t h e b o t t o m s u rfa c e o f l a t e r a l b e a ms a t c h e c ki n g wa t e r l e v e l 空槽无水温升工况下 ， 渡槽边墙 及中墙横向拉 应力均不超过0 5 M P a 。底板上表 面横 向受 压 ， 在 渡槽两端 中墙 与底板交界处 均出现 了较大 的压应 力 ， 底板最大横 向压应力 为 一 8 9 5 MP a ； 底板下表 面横向受拉 ， 中墙与底板交界处拉应力较大 ， 两端因 横梁高大引起最大横向拉应力3 5 9 MP a O 8 5 ， 但该区域范围较小 ， 底板下表面跨 中平均横向拉应 力仅为1 5 8 M P a 。横梁靠边墙侧横向受压、 靠中墙 侧横向受拉 ， 最大横 向拉应力数值为2 6 5 MP a 。 太阳暴晒温升对渡槽混凝土横向应力影响同样 显著。 4 3 渡槽竖向应力 空槽无水工况下渡槽竖向应力值很小 ， 不超过 O 3 0 M P a 。设计水位和校 核水位工况 下边墙 内 侧与底板交接处出现较大的竖向拉应力， 其最大值 也仅分别为1 7 5 M P a 和1 9 3 M P a ， 小于O 8 5 k = 3 6 2 M P a ， 其他各个部位应力值均较小。空槽无水 温升工况下， 渡槽竖向拉应力与空槽无水工况相似， 均很小。 长江科学院院报 2 0 l 2年 4 4 渡槽位移 空槽无水 、 设计水位和校核水位工况下渡槽跨 中最大竖 向位移分别为向上0 2 8 m m、 向下1 0 8 mm 和向下1 1 5 mm； 空槽无水温升工况下渡槽结构 向 上反拱 ， 中墙位移较边墙略大 ， 最大竖向位移发生在 中墙 顶 部 向 阳侧 面 跨 中 位 置 ， 位 移 值 为 向 上 2 9 9 mm 。 5 结 论 ( 1 )针对排水渡槽常年处于无水状态 、 太 阳暴 晒温差变化剧烈 、 洪水期过流历时短且流量变化大 的特点 ， 提出了左岸排水预应 力混凝土渡槽结构考 虑环境温度变化的设计原则 ， 确定 了适用于排水渡 槽的设计思路 。明确了空槽状态即自重 +预应力 的 组合为预应力排水渡槽荷载长期效应组合。 ( 2 )太阳暴晒温升对预应力排水渡槽结构影响 显著， 边墙背阳面、 底板下表面以及横梁下表面混凝 土均产生 了混凝土拉应力 ， 受力状态呈现劣化趋势 ， 尤其渡槽 向阳南边墙 、 底板两端部位影响最为明显， 甚至有开裂的趋势 ， 太 阳暴晒温升对排水渡槽结构 来说已成为不可忽视的重要外部作用之一。 ( 3 )预应力排水渡槽可通过内力计算估算预应 力钢筋用量 ， 但不能有效保证 温度作用效应下工程 的安全性和耐久性能 ， 必须结 合三维有限元 温度场 耦合分析 ， 直至校核满足设计要求为止。 参考文献 ： 1 靳沾， 宋宝生， 王海英 南水北调中线京石段应急供 水工程 左岸排 水设计 J 水利水 电技术 ， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 5 ) ： 4 2 4 3 ， 4 5 ( J I N Z h a n ，S O N G B a o s h e n g ， W ANG Ha i y i n g De s i g n o f D r a i n a g e W o r k s o n L e f t B a n k o f E m e r g e n c y Wa t e r S u p p l y P r o j e c t ： Mi d - r o u t e o f S o u t h t o - N o r t h Wa t e r T r a n s f e r P r e c t J Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r E n g i n e e ri n g ， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 5 ) ： 4 2 4 3 ， 4 5 ( i n C h i n e s e ) ) J T G D 6 0 2 0 0 4 ， 公路桥涵设计通用规范 s 北京 ： 人 民交通出版社， 2 0 0 4 ( J T G D 6 02 0 0 4，G e n e r a l C o d e f o r D e s i g n o f H i g h w a y B ri d g e s a n d C u l v e r t s S B e i j i u g ： C h i n a C o m m u n i c a t i o n s P r e s s ， 2 0 0 4 ( i n C h i n e s e ) ) S L T 1 9 12 0 0 8 ， 水工混凝土结构设计规范 s 北 京： 中国水利水 电出版社 ， 2 0 0 8 ( S L T 1 9 12 0 0 8 ， D e s i g n C o d e f o r H y d r a u l i c C o n c r e t e S t r u c t u r e s S B e i j i n g ： C h i n a Wa t e r P o w e r P r e s s ， 2 0 0 8 ( i n C h i n e s e ) ) 季 日臣， 陈尧隆大型多纵梁矩形渡槽结构静力计算 方法研究 J 水力发电学报 ， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 5 ) ： 8 O一8 4 ( J I Ri c h e n，C HEN Ya o l o n g S t u d y o n S t a t i c S t r u c t u r al C a l - c u l a t i o n Me t h od s o f L a r g e Re c t a n g l e Aq u e d u c t wi t h L o n g i t u d i n a l B e a m s J J o u r n al o f H y d r o e l e c t ri c E n gin e e r - i n g ， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 5 ) ： 8 08 4 ( i n C h i n e s e ) ) 戴显荣， 蔡若红利用 A N S Y S 模拟分析预应力混凝土 J 浙江交通科技 ， 2 0 0 4 ， ( 2 ) ： 2 22 4 ( D A I X i a n r o n g， C AI Ru o - h o n g An aly z e P r e s t r e s s e d C o n c r e t e S t ruc t u r e U s i n g A N S Y S S o ft w a r e J J o u r n a l o f Z h e j i a n g T r a n s p o rt a t i o n S c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 4， ( 2 ) ： 2 2 2 4 ( i n C h i n e s e ) ) 赵顺波， 李晓克， 赵国藩预应力施工阶段混凝土压力 管道受力性能研究 J 水力发电学报， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 1 ) ： 3 6 4 1 ( Z H A O S h u n b o ，L I X i a o k e ，Z H A O G u o f a n S t u d y o n t h e P r o p e r t i e s o f P r e s t r e s s e d C o n c r e t e P e n s t o c k i n C o n s t ruc t i o n S t a g e J J o u r n a l o f H y d r o e l e c t ri c E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 1 ) ： 3 6 4 1 ( i n C h i n e s e ) ) ( 编辑 ： 刘运飞) Te mpe r a t u r e Effe c t o n Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e Dr a i n a g e Aq u e d u c t a n d I t s De s i g n Co n s i d e r a t i o ns L I Xi a o k e，ZHANG Xi a o y a n，ZHANG Xu e p e n g，ZHAO S h u n- b o ( N o r t h C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d H y d r o e l e c t r i c P o w e r ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 1 ， C h i n a ) Abs t r a c t： Th e p r e s t r e s s e d c o n c r e t e d r a i n a g e a qu e d uc t o n t h e l e ft b a n k o f t h e Mi d d l e Ro u t e o f S o u t h t o No r t h Wa t e r T r a n s f e r P r o j e c t w i l l h a v e 13 0 w a t e r t r a n s f e r r e d f o r a l mo s t a w h o l e y e a r w h i l e i n s h o rt fl o o d p e r i o d t h e f l o w c h a n g e s g r e a t l y I t w i l l a l s o s u f f e r f r o m d r a s t i c t e mp e r a t u r e d i f f e r e n c e b e t we e n t h e s u n n y s i d e a n d s h a d e s i d e i n s u mme r C o n s i d e r a t i o n s for t h e d e s i g n o f d r a i n a g e a q u e d u c t a r e p r e s e n t e d，a n d 3 - D fi n i t e e l e me n t c a l c u l a t i o n i s p e r f o r me d t o c o mp a r a t i v e l y a n a l y z e t h e s t r e s s e s a n d d i s p l a c e me n t s o f t h e a q u e d u c t u n d e r a l l l o a d c a s e s I t S c o n fi r me d t h a t t e m p e r a t u r e e f f e c t O i l p r e s t r e s s e d d r a i n a g e c o n c r e t e a q u e d u c t c o u l d n o t a f f o r d t o b e i g n o r e d w h e n d e s i g n i n g t h e a q u e - d u c t T h i s r e s e a r c h wo u l d b e r e f e r e n t i a l for t h e d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f s i mi l a r s t ruc t u r e s Ke y wo r d s ： d r a i n a g e w o r k s 0 1 3 t h e l e f t b a n k；a q u e d u c t d e s i g n ；p r e s t r e s s e d c o n c r e t e ；t e mp e r a t u r e 1 J 1J 1 J 1 J 1 J