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その構造であれば温度変化によるひび割れよりも荷重による接合部のひび割れが懸念されます。
桁の収縮は無収縮モルタルの中ですべるだけなのであまり考慮しなくていいと思います。
で、接合部のひび割れですが、規模が小さいのでそこまで意識しなくていいというのが自分の考えです。
要するにストラット付きU型水路なので、両端固定で普通に設置したらいいのではないでしょうか。
H鋼にしっかり防錆処理(塗装?)していれば大丈夫だと思います。
あるいはH鋼撤去して水路用のプレキャスト床版をかけるか。
そっちの方がいいような気がします。