南水北调中线工程从长江支流汉江丹江口水库引水,经湖北、河南、河北输水到北京、天津,总干线全长1267km。沿线交叉建筑物根据地形地质条件采用渡槽、涵洞、倒虹吸等型式。其中倒虹吸结构占了很大的比例,仅河北省境内大型的渠道倒虹吸建筑物就有14座,尽管数量众多,但是结构形式单一,所有的倒虹吸结构均采用箱涵,其他的结构形式由于设计理论和技术难度得不到应用。本文就是基于改善倒虹吸结构的受力条件,对圆形倒虹吸结构做初步的研究,而单环预应力结构已经比较成熟,但连体的环形预应力管道还是一个空白,为满足大流量、低水头损失的输水等功能,本课题对该形式的结构进行了研究。主要研究过程结合李阳河倒虹吸工程进行。穿李阳河倒虹吸工程是南水北调中线工程总干渠河北省南段大型河渠交叉建筑物之一,拟建于河北省内丘县城西约1.0km的李阳河西支、北支交汇处。本文主要提出了预应力连体圆形方案。由于该方案结构复杂,没有成熟的计算公式,也没有可以借鉴的理论分析,所以采用有限元数值模拟来研究。通过对各方案进行数值模拟,首先,得出可行性结论;然后对推荐的方案进行详细的研究,在满足使用要求的各种荷载工况的条件下,确定该结构合理的壁厚、管间距离、底座厚度、钢绞线布置等具体的参数。研究成果一方面对工程进行了优化,另一方面也填补了倒虹吸结构的空白。为以后的工程选型提供了参考。