烏珠水閘設(shè)計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 計 算 書 項目名稱：黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程 設(shè)計階段：施工階段 審 核 日期 校 核 日期 計 算 日期 中山市水利水電勘測設(shè)計咨詢有限公司 2006 年 12 月 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 1基本資料 . 3 . 4 . 5 算采用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) . 5 . 5 . 6 . 6 2基本尺寸的擬定及復(fù)核 . 6 . 6 . 6 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 . 8 . 10 . 10 . 10 . 10 地震情況 . 10 . 11 . 11 流能力計算 . 11 . 12 4擋土墻穩(wěn)定計算 . 14 . 14 . 14 . 14 5樁基礎(chǔ)計算 . 14 . 14 . 15 . 16 . 17 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 3 附表 1 水閘閘室箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計計算稿 附表 2 水閘前后段 U 型槽結(jié)構(gòu)設(shè)計計算稿 附表 3 水閘內(nèi)、外河側(cè)懸臂式岸墻穩(wěn)定計算稿 附表 4 水閘閘室穩(wěn)定計算表 附表 5 水閘樁基礎(chǔ)處理計算表 附表 6 水閘滲流穩(wěn)定計算表 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 4 1 基本資料 構(gòu)及基本數(shù)據(jù) 烏珠水閘形式采用開敞式，結(jié)構(gòu) 采用砼整體箱涵式結(jié)構(gòu)。水閘為單孔，凈寬 3m，閘底板面高程 板厚 墻厚 閘室長 15m，閘室后段設(shè) 交通橋橋板采用 澆混凝土結(jié)構(gòu)。 水閘按 50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，建筑物級別為 3級。 根據(jù)水閘和河道的運行工況，對水閘的各種最不利運行工況確定如下： （ 1）外江設(shè)計洪（潮）水位 江可能的最高設(shè)計潮水位，此時閘頂高程不漫頂，向內(nèi)涌穩(wěn)定計算時的最不利水位，此時遭遇正常蓄水位 （ 2）外江控制平均低水位 常排洪情況下外江遭遇的計算水 位，消能計算時的最不利情況，考慮到 時內(nèi)涌水位為 （ 3）外江設(shè)計低水位 常運行情況下外江遭遇的最不利計算水位，向外江穩(wěn)定計算時的最不利水位，此時內(nèi)涌水位為 （ 4）排澇外江設(shè)計水位 內(nèi)涌設(shè)計洪水情況下外江遭遇多年平均高潮水位，此水位影響水閘的泄流能力，此時水閘閘室整體承受最大水壓力，水閘基礎(chǔ)平均基底應(yīng)力情況。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 5 水閘特征水位表 工程任務(wù) 特征指標(biāo) 水位值（ m） 備注 擋水 閘外設(shè)計洪潮水位 水位向內(nèi)穩(wěn)定最不利 閘內(nèi)水位 洪 閘內(nèi)河涌水位 水位消能最不利 閘外低潮平均水位 江頂托時最高排洪水位 水位平均應(yīng)力最不利 全系數(shù) 根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范： 3 級水閘基底面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值 基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值見下表。 荷載組合 抗滑安全系數(shù) 閘室基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值 基本 組合 蓄水工況 建工況 計擋潮 殊 組合 正常擋潮地震 算采用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) （ 1）水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范 077 2）水閘設(shè)計規(guī)范 65 3）水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 191（ 4）建筑抗震設(shè)計規(guī)范 1浪計算要素 計算風(fēng)速根據(jù)廣東省水利廳 2003年 7月編制的中山市水利工程防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)中“相應(yīng)年最高潮位日的最大風(fēng)速計算成果表”查得為 V=21m/s(P=2%)。 吹程在 1： 1000實測地形圖上量得 D=200 m; 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 6 閘前平均水深 質(zhì)資料 采用中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報告，因鉆孔 比較采用 層土層的設(shè)計參數(shù)如下： 樁基設(shè)計參數(shù)建議表 層序號 巖土層名稱 土 (巖 )層 容許承載力 f (鉆 (沖 )孔樁樁周土 (巖 )極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值 鉆 (沖 )孔樁極限端阻力 標(biāo)準(zhǔn)值 樁入土深度 (m) 15 30 2 淤泥質(zhì)土 70. 8 （ 2 淤泥 60 4 2 淤泥質(zhì)土 70 8 3 粘土 230 26 500 700 4 粗砂 800 80 800 1000 4 砂質(zhì)粘性土 1500 130 1200 1600 震設(shè)防烈度 根據(jù)廣東省地震烈度區(qū)劃圖，中山市屬 7 度地震基本烈度地區(qū)，故烏珠水閘工程地震烈度為 7度。 2 基本尺寸的擬定及復(fù)核 滲計算 徑復(fù)核 按圖擬定的水閘底板尺寸，根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 條表 閘閘基為淤泥，滲徑系數(shù)取 C=9則： 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 7 設(shè)計水位下要求 滲徑長度： L=C H=9 際滲徑長度： 27m L 滿足滲透穩(wěn)定要求。 流穩(wěn)定計算 水閘的滲流計算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行計算。 各段的水頭損失值按照下式計算 : 式中 :m); 分別計算各段的水頭損失得結(jié)果見滲透 壓力計算 滲流坡降值： J=H/L=6=根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 條取地基水平段和出口段允許滲流坡降值分別為 水閘閘基抗?jié)B穩(wěn)定滿足要求 水閘蓄水后，水流不僅通過地基向下游滲透，而且將繞過兩岸的連接建筑物向下游滲透。 因此兩岸連接建筑物也必須做相同長度的防滲措施，對兩側(cè)的填方土料必須按照防滲土料的要求選擇。 層設(shè)計 水閘閘室底板底部設(shè) 100厚 設(shè)專門的濾層。內(nèi)涌 ，從下至上依次為反濾土工布一層、中粗砂 15050 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 8 滲帷幕及排水孔設(shè)計 根據(jù)地質(zhì)資料，該閘址處的地基為淤泥和考慮到水閘閘址處交通條件，閘室基礎(chǔ)處理采用 400設(shè)專門的防滲措施 ,兩端設(shè)齒墻不設(shè)排水孔。內(nèi)河涌梅花型布置，縱橫間距均為 1m。 久縫止水設(shè)計 根據(jù)工程實際 ,永久縫采用塑料止水接縫板并設(shè)止水銅片，塑料止水接縫板滿足行業(yè)的有關(guān)質(zhì)量要求。 頂高程 浪要素 采用水閘設(shè)計規(guī)范推薦的蒲田試驗站公式計 算風(fēng)浪要素：設(shè)計工況的設(shè)計 潮水位為 應(yīng)設(shè)計最大風(fēng)速為 1m/s；風(fēng)區(qū)長度取 200m。 風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深取 頂高程確定 閘頂高程按水閘設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)公式進(jìn)行計算。 0 )()( 222 22 式中： Z 閘頂高程（ m）； 計算潮水位（ m）； A 安全超高（ m）； 平均波高（ m）； m/s）； 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 9 D 風(fēng)區(qū)長度（ m）； 風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深（ m）； 平均波周期（ s）； 平均波周長（ m）； H 閘深水深（ m）； 相應(yīng)于波列累積頻率 m）； 波浪中心線超出計算水位的高度（ m）。 具體計算如表： 閘頂高程計算表 序號 項目名稱 單位 設(shè)計工況 一、 波浪要素計算 1 計算風(fēng)速 v0 m/s 21 2 風(fēng)區(qū)長度 D m 200 3 風(fēng)區(qū)平均水深 Hm m 4 閘前水深 H m 5 重力加速度 g m/ 平均波高 hm m 7 平均波周期 Tm s 8 假定平均波長 L m 9 計算平均波長 Lm m 二、 波高計算 1 水閘級別 3 2 波列累積頻率 5% 3 m 4 hp/ 5 累積頻率 p=5%的波高 hp=hp/hm*hm m 6 波浪中心線超出設(shè)計水位的高度 hz m 三、 閘頂高程計算 1 設(shè)計洪 (潮 )水位 (P=2%)/歷史最高水位 m 2 安全加高 A（ m） m 計算閘頂超高 y=hp+ m 4 計算閘頂高程 m 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 10 根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 條規(guī)定，擋水時，水閘閘頂高程不應(yīng)低于正常水位（或最高擋水位）加波浪計算高度與相應(yīng)安全超高之和；位 于防洪（擋潮）堤上的水閘，其閘頂高程不得低于防洪（擋潮）堤堤頂高程。另外根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活要求 ,則本次設(shè)計的閘室頂高程取 閉室 初定閘門頂超高為 閘門頂高程 =門 =m,則啟閉工作平臺頂面高程為 室穩(wěn)定計算 閘室穩(wěn)定計算采用 子表格進(jìn)行計算。 對于砼預(yù)制管樁地基，在各種荷載組合工況下，基底應(yīng)力穩(wěn)定計算應(yīng)滿足下列要求： 在各種計算情況下： P P P 基本組 合 殊組合 完建情況 水閘初建成尚未放水時。 按各部分荷載對閘底板形心軸（垂直水流方向）產(chǎn)生的彎矩計算，詳見表，計算結(jié)果顯示，該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。 水閘建成放水后，遇設(shè)計洪水位 按各部分荷載對閘底板形心軸（垂直水流方向）產(chǎn)生的彎矩計算，詳見表，計算結(jié)果顯示，該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。 地震情況 水閘建成放水后，遇外江正常 水位 應(yīng)內(nèi)涌水位 ，遭遇地震情況。此時地震慣性力代表值根據(jù)水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范 定，采用進(jìn)行擬靜力法計算。 根據(jù)水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（ :一般情況 , 水工建筑物可只考慮水平向地震作用；第 般情況下，水工建筑物抗震計算應(yīng)考慮的地震作用力：建筑物自重和其上的荷重所產(chǎn)生的地震慣性力、地震動土壓力、水平向地需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 11 震動水壓力（考慮到在正常運行期閘門全開，故在計算時不予考慮） 沿建筑物高度作用于各質(zhì)點的水平向地震慣性力代表值： F=g ; 式中： 與設(shè)計烈度相對應(yīng)的水平向設(shè)計地震加速度代表值，取 0.1 g； 地震作用效應(yīng)折減系數(shù) ,取 集中在質(zhì)點 質(zhì)點 g 重力加速度。 按各部分荷載對閘底板形心軸（垂直水流方向）產(chǎn)生的彎矩計算，詳見 算結(jié)果顯示，該荷載組合情況下閘室滿足穩(wěn)定要求。 上述計算結(jié)果顯示，閘室在各種荷載組合工況下均滿足穩(wěn)定要求，但地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力，不 滿足地基承載力要求，應(yīng)進(jìn)行地基處理，詳見樁基礎(chǔ)計算相關(guān)內(nèi)容。 河涌過流能力計算 水閘設(shè)計排水標(biāo)準(zhǔn)為 10年一遇最大 24小時暴雨產(chǎn)生的洪峰流量遇外江平均高潮位可以及時排出。閘內(nèi)最高控制水位為 基）。水閘過流按平底閘，高淹沒堰流計算 ,具體計算見下表： 式中各符號的含義及計算過程見表。 內(nèi)河涌水力計算 序號 項目 單位 計算 備注 1 設(shè)計水深 h m 2 渠底寬 m 16 3 邊坡系數(shù) m 4 過水?dāng)嗝婷娣e A= bh+ 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 12 5 濕周 X=b+2h(1+.5 m 6 水力半徑 R=A/X m 7 渠道糙率 n 8 謝才系數(shù) C=(.5 m/s 12 計算流量 Q=Av m3/s 由內(nèi)河涌過流能力驗算水閘的過流能力。 水閘過流能力計算 序號 符號 項目名稱 單位 計算 備注 1 Q 設(shè)計流量 m3/s 2 孔總凈寬 m 3 3 B 上游河道總寬 m 16 4 H 上 游堰上水深 m 5 h 上下游水位差 m 6 游堰上水深 m 7 游行近流速 +g m 9 0 淹沒度判別 10 0 綜合流量系數(shù) 11 Q 計算流量 Q= 0g(1/2 m3/s 經(jīng)計算， 圍內(nèi)遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為 10 年一遇最大 24 小時暴雨時，產(chǎn)生的洪峰流量遇外江平均高潮位時可以由本水閘及時排出。且水閘總凈寬與內(nèi)河涌之比為 在合理范圍之內(nèi)，故水閘總凈寬取 閘消能計算 由于水閘的主要功能為排澇兼顧擋水 ,考慮到內(nèi)河涌涌容比較小且堤內(nèi)的用水量比較小 ,在取水時水閘內(nèi)外側(cè)水頭差比較小 ,因此消能設(shè)施的設(shè)置主要是由排澇工況決 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 13 定的 2 22203 式 )181(2 32 計算。式中： q 過閘單寬流量 (m2/s)。 水流動能校正系數(shù)，取 流速系數(shù)，取 收縮水深 (m)。 躍后水深 (m)。 由底板算起的總勢能。 計算結(jié)果如下： 由計算結(jié)果得水閘在泄流時產(chǎn)生不必修建消力池 ,考慮到水閘的閘基為淤泥的允許流速較低和水閘的上下游連接 ,因此在水閘上下游分別布置 6 型槽。 由于水閘外江河床為淤泥，排澇時水流經(jīng) 對河床造成沖刷。因此還需設(shè)置海漫，其長度按水閘設(shè)計規(guī)范中式 計算 ， 式中： 海漫長度 (m)。 海漫長度計算系數(shù)，按規(guī)范取 10。 水閘下游的單寬流量 (m2/s)。 H / 閘孔泄水時的上下游水位差 (m)。 由此計算得時 取 13m 即：水閘內(nèi)外江側(cè)采用鋼筋砼 U 型槽長為 6河再設(shè)置 10河側(cè)海漫長度滿足要求。 水閘設(shè)計規(guī)范中 式 計算， 式中： q(m2/s) 閘內(nèi)水位（ m） 閘外水位（ m） m） （ m） m） 是否修建消能設(shè)施 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 14 海漫末端的單寬流量 (m2/s)。 河床土質(zhì)允許不沖流速（ m/s），由水力學(xué)得 s。 海漫末端河床水深（ m）。 將各數(shù)值代入上式得 不需要設(shè)置防沖槽。 4 擋土墻穩(wěn)定計算 墻計算工況 （ 1）非常工況：完建期擋墻內(nèi)外側(cè)水位均為 （ 2）設(shè)計工況一：水位驟降期擋墻內(nèi)側(cè)水位為 墻外側(cè)水位為 （ 1）非常工況：完建期擋墻內(nèi)外側(cè)水位均為 （ 2）設(shè)計工況一：水位驟降期擋墻內(nèi)側(cè)水位為 墻外側(cè)水 墻計算 懸臂式擋土墻的結(jié)構(gòu)計算，采用北京理正軟件進(jìn)行計算 ,計算結(jié)果另附。 論 上述計算結(jié)果顯示，擋土墻在各種荷載組合工況下均滿足穩(wěn)定要求，但地基應(yīng)力最大值大于淤泥層地基承載力，不滿足地基承載力要求，應(yīng)進(jìn)行地基處理，擬采用松樁基礎(chǔ)，并假定地基復(fù)核地基承載力為 65 5 樁基礎(chǔ)計算 預(yù)應(yīng)力管樁方案 由前面穩(wěn)定計算結(jié)果可知，在各種荷載組合下，閘室底板地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力（ f=故需進(jìn)行地基處理，以提高地基承載力，滿足閘室上部荷載要需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 15 求。 根據(jù)中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報告，結(jié)合重建水閘位置，以 用 00砼預(yù)應(yīng)力管樁，樁基布置形式按矩形布置，共 2 行 8 列共計 16 根；對于閘室前后連接的 U 型槽為防止與閘室產(chǎn)生過大沉降差，分別布設(shè) 2行 4列直徑為 400計 16根。 預(yù)應(yīng)力管樁承載力計算 1、單樁豎向承載力計算 各樁豎向設(shè)計值按下式計算： 2N M y y iN 閘室底板底面總豎向力 (M 閘室底板底面總力矩 (m) 第 n 樁的總根數(shù) 第 m 2由前面穩(wěn)定計算得知完建期水閘基底應(yīng)力最大，故按完建期工況下計算單樁豎向力設(shè)計值。布置樁 2 8=16 根，經(jīng)計算單樁最大設(shè)計值為 按端承加摩擦型樁進(jìn)行樁設(shè)計，根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 計算公式為： Ra=u 中 單樁豎向承載力特征值 ,樁身周長， m; 第 樁穿越第 i 層土的厚度， m。 極端阻力特征值， 樁端面積， 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 16 經(jīng)計算，樁長 18m，單樁豎向承載力設(shè)計值為 足要求（詳見 2、單樁水平向承載力計算 根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 計算單樁豎向承載力設(shè)計值，計算公式為： 式中 樁身抗彎剛度 0a 樁頂容許水平位移 x 樁頂水平位移系數(shù) 將樁長 18下表） 項次 樁基水平承載力計算 單位 結(jié)果 1 樁身混凝土 6性模量 E0 2 樁身截面慣性矩 I0 3 樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù) m kN/4 樁身的計算寬度 b0 m 5 樁的水平變形系數(shù) 6 樁頂允許水平位移 m 7 樁頂水平位移系數(shù) x 8 單樁水平承載力特征值 Rh 15 單樁水平作用力設(shè)計值 H 16 H 滿足 預(yù)應(yīng)力樁樁頂?shù)牡装宓氖軟_切承載力計算 根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 計算樁基水平向承載力設(shè)計值，計算公式為： 0 l 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 17 式中 作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計值 ,承臺混凝土抗拉強度設(shè)計值 ,沖切破 壞錐體上一半有效高度處的周長 ,m; 沖切破壞錐體的有效高度 ,m; 沖切系數(shù) ; 沖切比 ; 作用于柱（墻）底的豎向荷載設(shè)計值 , 作用于沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁的凈反力設(shè)計值之和， 考慮到水閘和 型槽側(cè)墻上（荷載主要集中在其上或通過其傳遞），故不需要進(jìn)行底板的受沖切驗算。 木樁方案 由前面穩(wěn)定計算結(jié)果可知，在各種荷載組合下，擋墻底板地基應(yīng)力均大于淤泥層地基承載力（ f=故需進(jìn)行地基處理，以提高地基承載力，滿足擋墻 上部荷載要求。 根據(jù)中山市黃圃鎮(zhèn)三鄉(xiāng)圍烏珠水閘重建工程巖土工程勘察報告，結(jié)合水閘位置，以 用松木樁，尾徑不少于 80 （ 1）單樁豎向承載力計算 按摩擦型樁進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 條計算單樁豎向承載力設(shè)計值： Ra=u 中 單樁豎向承載力特征值 ,u 樁身周長， m; 極側(cè)第 樁穿越第 i 層土的厚度， m。 將各參數(shù)代入計算得 Q=*6= 2） 復(fù)合地基承載力計算 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 18 由于松木樁間距為 每平方米上布設(shè) 4 根松木樁 ,對松木樁的承載力和地基允許承載力進(jìn)行相加得復(fù)合地基承載力 R=40+4*取 R 70足理正擋墻計算中假定的地基承載力 60 附表一 ： 閘室箱涵結(jié)構(gòu)計算 計算條件 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 19 縱筋級別 : 筋級別 : 筋間距 : 200(配筋計算時 35(支座彎矩調(diào)整系數(shù) : 中彎矩調(diào)整系數(shù) : 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 20 執(zhí)行規(guī)范 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 計算結(jié)果 單位： 鋼混構(gòu)件寬 (B) 混構(gòu)件高 (H) 材截面積 (A) *102 鋼材慣性矩 (I) *104 鋼材彈性模量 (*108 kN/m2 彎矩 力 筋 mm*荷載工況組合 系數(shù) 工況號 : 1 況號