水閘課程設(shè)計(jì)1

1、水工建筑課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：班 級(jí):姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師:目錄、 樞紐布置31.1防沙設(shè)施31.2引水渠的布置 3、水力計(jì)算 31閘孔設(shè)計(jì)32閘室結(jié)構(gòu)型式33堰型選擇及堰頂高程的確定 34孔口尺寸的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。三消能防沖設(shè)計(jì)63.1消力池的設(shè)計(jì)422海漫的設(shè)計(jì) 9423防沖槽的設(shè)計(jì) 10五、防滲排水設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1地下輪廓設(shè)計(jì) 105.1.1底板 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1.2鋪蓋 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1.3側(cè)向防滲 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1.4排水、止水 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1.5防滲長度驗(yàn)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2滲流計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.1地

2、下輪廓線的簡化錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.2確定地基的有效深度錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.3滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.4滲透壓力計(jì)算：錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.5抗?jié)B穩(wěn)定驗(yàn)算錯(cuò)誤！未定義書簽。六、閘室布置與穩(wěn)定計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1閘室結(jié)構(gòu)布置 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.1底板 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.2閘墩 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.3胸墻 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.4 工作橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.5檢修便橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1.6交通橋 錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2閘室穩(wěn)定計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.1荷載計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.2穩(wěn)定

3、計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。七、閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。7.1閘墩設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2底板結(jié)構(gòu)計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.1閘基的地基反力計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.2不平衡剪力及剪力分配 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.3板條上荷載的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.4彎矩計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.5配筋計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2.6裂縫校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。十一、總結(jié) 錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。一、樞紐布置大峽閘為無壩引水進(jìn)水閘。整個(gè)樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進(jìn)水閘等組成。 1防沙設(shè)施閘所在河流為少泥沙河道，故防沙要求不高，僅在引水口設(shè)攔沙坎一道即可

4、。攔沙坎高0.8m,底部高程2194.5m,頂高程2195.3m,迎水面直立，背流坡為1:1 的斜坡，2引水渠的布置勝利河河岸比較堅(jiān)穩(wěn)，引水渠可以盡量短(大約 65m，使大峽閘靠近勝利河 河岸。為了保證有較好的引水效果，引水角取 35，并將引水口布置在勝利河凹岸 頂點(diǎn)偏下游水深較大的地方。為了減輕引水口處的回流，使水流平順的進(jìn)入引水口， 引水口上、下游邊角修成圓弧形。引水渠在平面上布置成不對(duì)稱的向下游收縮的喇 叭狀。二、水力計(jì)算水力設(shè)計(jì)主要包括兩方面的內(nèi)容，即閘孔設(shè)計(jì)和消能設(shè)計(jì)。1閘孔設(shè)計(jì)閘孔設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：確定閘室結(jié)構(gòu)形式、選擇堰型、確定堰頂高程及孔口尺 寸。1.1閘室結(jié)構(gòu)形式該閘建在人工渠

5、道上，故宜采用開敞式閘室結(jié)構(gòu)。在運(yùn)行中，該閘的擋水位達(dá)2204.3m2204.7m,而泄水時(shí)上游水位為 2201.44m2201.83m,擋水位時(shí)上游最高水位比下游最高水位高出2.87m,故擬設(shè)設(shè)置胸腔代替閘門擋水，以減小閘門高度，減小作用在閘門上的水壓力，減小啟門力， 并降低工作橋的高度，從而減少工程費(fèi)用。綜上所述：該閘采用帶胸墻的開敞式閘室結(jié)構(gòu)。1.2堰型選擇及堰頂高程的確定該閘建在少泥沙的人工渠道上，宜采用結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，自由出流范圍較大 的平底板寬頂堰?？紤]到閘基持力層是堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土 ，土質(zhì)良好,承載能力大，并參 考該地區(qū)已建在工程的經(jīng)驗(yàn)，擬取閘底板頂面與團(tuán)結(jié)渠渠底齊平，高程為 2

6、194.5m。(1)初擬閘孔尺寸。該閘的孔口必須滿足引水灌溉和引水沖淤保港的要求。1)引水灌溉上游水深 H=2201.83-2194.5=7.33m下游水深ht=2201.78-2194.5=7.28m283引水流量Q=300m /s上游行近流速 V 0=Q/AA=(b+mH)H=(50+2 X 7.33) X 7.33=473.96m2V0=300/473.96=0.633 m 3. s2卄H0=H+a V0 /2g( 取 a =1.0)=7.33+0.63372 X 9.8=7.35mht /H q=7.28/7.35=0.990.8, 故屬淹沒出流查 SL265-2001 表 A- 0

7、1-2，淹沒系數(shù) c s=0.36L0；m“2gH3/23000.36 0.94 0.3852 9.81 7.353/2二 26.1m2)引水沖淤上游水深H=2201.44-2194.5=6.94m下游水深h=2201.38-2194.5=6.88m引水流量Q=100 m3s上游行近流速 V q=Q/AA=(b+mH)H=(50+2X 6.94) X 6.94=443.3 m2V 0 =Q/A=100/443.3=0.23m/s0.8,故屬淹沒出流。查 SL265-2001 表 A- 0 1-2，得淹沒系數(shù) c s=0.36LqQ；m . 2gH；/21000.36 0.94 0.385 ,

8、2 9.81 6.943/2= 9.5mB2V B01,引水灌溉情況是確定閘孔寸的控制情況，故閘孔凈寬Bq宜采用較大尺值 26.09m。尺擬將閘孔分為3孑L,取每孔凈寬為9.0m,則閘孔實(shí)際總凈寬為Bq=3X 9=27.0mo此時(shí)單寬流量q=230011.50m3/(s* m)，由地質(zhì)資料知閘地基處為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土,L026.09可取20-25m3/(s*m),故滿足要求我國大中型水閘單孔寬度一般采用8-12m,故單孔凈寬 I。=9m，n 二 L0/I0 =26.09/9 ： 3根據(jù)規(guī)范上游閘墩頭部均采用半圓形，下游閘墩頭部采用流線形，厚d =2m，邊墩取2m閘室總寬度為：L, =nl0 (n1

9、) d =3 9 2 2 = 31m渠道寬50.0m，閘室總寬度應(yīng)與渠道寬度相適應(yīng)，兩者的比值為31/50=0.62大于0.6, 符合要求。圖2-1閘孔布置圖(單位：m2.3水閘泄流能力驗(yàn)算(查閱水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SL265-2001)灌溉期過流驗(yàn)算：上游水位 2201.83m，下游水位2201.78m，流量300m3/s對(duì)于中孔：l0 =9m， d = 2mI|99；z =1-0.171(1)4；一=1-0.171 (1) 4= 0.970Io d d9 219 2對(duì)于邊孔：l。=9m，b. =(50-35)/2 7.3322.16m；b =1-o.171(1 -q|q 1bbIqbb-O.仃1

10、(1 _9 . 1 . 22.66) 9122.16 _ 0.910z(0.970 (3-1) 0.9103=0.95水閘泄流能力Q- fLq ,2gH =0.36 0.95 0.385 27 ,2 9.81 7.353/ 313.78m3/s大于300m3 /s滿足要求枯水期過流驗(yàn)算：上游水位 2201.44m，下游水位2201.38m，流量100m3/s對(duì)于中孔：I。=9m , d = 2m；z =1-0.171(1占l0l0d =571(1暑)4,992 =0.970對(duì)于邊孔：Io =9m ,0 =(50-35)/2 6.94 2 = 21.38m坯=10.仃1(1_d_)J id4 d

11、I。 bb I。 bb2 2= 1-0.171 (199 1 21.8899 1 21.38= 0.9100.970 (3 -1)0.9103= 0.95水閘泄流能力Q=. mL0 2gH(3/2 =0.36 0.95 0.385 272 9.81 6.943/2 = 287.90m3/s大于100m3 /s滿足要求。三消能防沖設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)包括消力池、海漫及防沖槽等三部分。3.1消力池的設(shè)計(jì)由于本閘所處渠道底部為粉質(zhì)粘土，抗沖刷能力較低，故采用底流式消能。3.1.2確定消能計(jì)算工況由第二計(jì)算已知，灌溉期和枯水期水位時(shí)閘門全開引水， 均為淹沒出流，無須消能。 當(dāng)引水流量為300m3 /s，上

12、游水位2204.7m,下游水位2201.78m時(shí)，為最不利的 工況，取該工況為計(jì)算工況。3.1.3計(jì)算工況時(shí)上下游水面連接形態(tài)的判別引水流量為300m3/s，上游水位2204.7m，下游水位2201.78m；上游水位 H =2204.7 -2194.5 = 10.2m，下游水位 hs =2201.78 - 2194.5 = 7.28m該工況情況下，關(guān)閘擋水，部分閘門不完全開啟，下游水位較低，閘孔射流速度大, 最容易造成渠道的沖刷。消力池設(shè)計(jì)采用挖深式消力池，消力池首端寬度采用閘孔總寬d =31m，末端寬度采用河底寬度b2 =50m。3.1.4為保證水閘安全運(yùn)行，可以規(guī)定閘門的操作規(guī)程，本設(shè)計(jì)按

13、閘孔對(duì)稱方式開啟運(yùn)行，分別為開啟3孔和中間1孑L當(dāng)閘門不完全開啟，閘孔射流速度較大，比閘門完全開啟時(shí)更容易引起渠床的沖刷, 取閘門相對(duì)開啟從0.1-0.65 (大于0.65屬于堰流)過水?dāng)嗝?A =(50 2 10.2) 10.2 = 718.08m2上游行近流速V。=Q 3000.418m/sA 718.0822v01.0 0.418仃近水頭 H0 = H - =10.210.21m2g2x9.81下游水深 ht =2201.78-2194.5 = 7.28m寬頂堰閘孔出流流量公式 Q二叫eB.2gH0 ,叫二；e/H/由相對(duì)開啟高度e/H決定，取1.00。hc。= ； e，假設(shè)水躍在最小收

14、縮斷面開始發(fā)生，由水閘設(shè)計(jì)規(guī)范可得:L2躍后水深hc02埠“囂7&25，根據(jù)hc02和ht的關(guān)系判別水躍形態(tài)計(jì)算表格如下：表3.1-1水躍形態(tài)計(jì)算表開啟 孔數(shù)n開啟 高度e相對(duì)開啟 高度e/H垂直收縮 系數(shù)閘孔流量 系數(shù)卩1泄流量Q單寬流量q收縮斷面 水深hco躍后水深 hco2下游水深:ht流態(tài)31.020.10.620.54232.247.740.633.737.28淹沒式32.040.20.620.52451.7315.06 1.264.957.28淹沒式33.060.30.630.51658.8521.96 1.915.707.28淹沒式33.570.350.630.50756.862

15、5.23 2.245.977.28淹沒式34.080.40.630.49853.0328.43 2.586.187.28淹沒式34.590.450.640.49946.2431.54 2.936.347.28淹沒式35.10.50.650.481034.93 34.50 3.：96.457.28淹沒式35.610.550.650.471119.75 37.32 3.(66.517.28淹沒式36.120.60.660.461201.22 40.04 4.()56.537.28淹沒式11.020.10.620.5477.417.740.633.737.28淹沒式12.040.20.620.521

16、50.5815.06 1.264.957.28淹沒式13.060.30.930.71306.5330.65 2.836.297.28淹沒式13.570.350.630.50252.2925.23 2.245.977.28淹沒式14.080.40.630.49284.3428.43 2.586.187.28淹沒式14.590.450.640.49315.4131.54 2.936.347.28淹沒式15.10.50.650.48344.9834.50 3.296.457.28淹沒式15.610.550.650.47373.2537.32 3.666.517.28淹沒式16.120.60.660.

17、46400.4140.04 4.056.537.28淹沒式3.1.5驗(yàn)算計(jì)算工況閘門全開自由堰流狀態(tài)下水躍形態(tài) 由迭代公式求收縮水深hci q忖 2g（H。 hci）q二300 =9.68m3/（s* m），即-1.00令h0 ;代入迭代公式可得:31h2 = 0.684m， h3 = 0.7081m， h4 = 0.7090m ， d = 0.7090m，由此可得hc = 0.709m假設(shè)水躍在最小收縮斷面發(fā)生，躍后水深hc02 : ht，故也發(fā)生淹沒式水躍結(jié)論由以上計(jì)算可知，上下游水位的連接形態(tài)為淹沒式水躍，這種情況對(duì)底部沖刷 不太嚴(yán)重，不需要修建消力池，但應(yīng)按要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的護(hù)坦。取池深

18、d=0.5m。 3.1.6護(hù)坦尺寸設(shè)計(jì)a）、閘門全開自由堰流狀態(tài)時(shí)消力池長度：根據(jù)前面的計(jì)算 ，以泄流量300m3 s作為確定消力池長度的計(jì)算依 據(jù)。略去行進(jìn)流速V0，貝:=q2/2g 2，q=7.61， =0.95:-=0.27hc =0.56hc =hL . 1 - 8q 3 -1 =4.32m2： ghc水躍長度 L j =6.9 ( hc - hc) =6.9 X( 4.32-0.56 ) =25.944m消力池與閘底板以1: 4的斜坡段相連接，Ls=dp=0.5 X 4=2.0m,則消力池長度Lsj為L SJ = L s + B LJ =2.0+0.75 X 25.944=21.45

19、8mB長度校正系數(shù)(0.70.8)b)、消力池底板厚度計(jì)算：t=K . q式中一K1消力池底板厚度計(jì)算系數(shù),可采用(0.150.20) K 1取0.175q = 300 =11.11m3 /(s* m) 27H=10.7-7.78=2.92mt=0.763m oB)閘孔按1孔和三孔對(duì)稱開啟時(shí)時(shí)躍前水深和躍后水深最大差值為 4.36m o以此為計(jì)算控制工況水躍長度 Lj =6.9 4.36 = 30.08m ;按規(guī)范取 一：=0.75考慮到閘底板的厚度，按規(guī)范取1.5m，護(hù)坦與閘底板用斜坡連接，坡度1: 4護(hù)坦長度 Lsj = LsLj =0.5 4 0.75 30.08 = 24.56m，取

20、25m護(hù)坦厚度t二kq H，k1取0.15，q = 24.4m3/(s*m)，H為上下游水位差t*. q H =0.1524.4、2.92 = 0.97m，取 t =1m綜合以上計(jì)算情況，可以確定護(hù)坦長度LSJ = 25m，護(hù)坦厚度t =1m3.2海漫的設(shè)計(jì)1)海漫的長度為：L 二 k2 . q HH=10.7 7.78=2.92m根據(jù)地質(zhì)資料渠床為粉質(zhì)粘土取 k20根據(jù)地質(zhì)資料渠床為粉質(zhì)粘土取k2 =10L =k2 q H -10.11.11. 2.92 -43.57m取海漫的長度為44.0m。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，海漫的起始段采用長為10米的水 平段，其頂面高程與護(hù)坦齊平，水平段后采用1:10

21、的斜坡，以使水流均勻擴(kuò)散；為保 護(hù)河床不受沖刷，海漫結(jié)構(gòu)采用干砌石海漫結(jié)構(gòu)。3.3防沖槽的設(shè)計(jì)水流經(jīng)過海漫后，盡管多余能量得到了進(jìn)一步消除，流速分布接近河床水流的正 常狀態(tài)，但在海漫末端仍有沖刷現(xiàn)象。為保證安全和節(jié)省工程量，在海漫末端設(shè)置 防沖槽。I海漫末端的河床沖刷深度按公式t” =1.1 q ,-tb。Jq為海漫末端單寬流量，取q二=11.11m3/(s* m)27Vo為土質(zhì)的不沖流速，取為1m/s；t為海漫末端河床水深，海漫前端水深為 2201.78 - 2194.5二7.28m，海漫10m水平段后有1:10的斜坡段，斜坡水平長度 44 -12 =3.2m則斜坡段在垂直向下降 3.2m，

22、即t =7.28+3.2 = 10.48mq1111t -1.1t=1.110.48 =1.64mV。1故取防沖槽深度為2m槽頂高程與海漫末端齊平，底寬取 5m上游邊坡系數(shù)為2, 下游邊坡系數(shù)為3。并在海漫末端預(yù)留足夠塊徑大于30cm的石塊，單寬拋石量V 二 At =3 2 =6m3( A 值按經(jīng)驗(yàn)取 2-4)四、地下輪廓設(shè)計(jì)對(duì)于黏土地基，通常不采用垂直板樁防滲。故地下輪廓主要包括底板，防滲鋪 蓋和板樁。按照防滲和排水相結(jié)合的原則，在上游側(cè)采用鋪蓋、板樁、齒墻等防滲 設(shè)施，延長滲徑，以減小作用在底板上的滲流壓力，降低閘基滲流的平均坡降；在 下游側(cè)設(shè)置排水反濾設(shè)施，如面層排水、排水孔排水或減壓井

23、與下游連通，使地基 滲水盡快排出，防止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。由于粘性土地基不易發(fā)生管涌破壞，底板與地基間的摩擦系數(shù)較小，在布置地 下輪廓時(shí)，主要考慮降低作用在底板上的滲流壓力。為此，在閘室上游設(shè)置水平防 滲，而將排水設(shè)施布置在護(hù)坦底板下。由于打樁可能破壞粘土天然結(jié)構(gòu)，故粘性土 地基不設(shè)板樁。4.1最小防滲長度的確定防滲長度應(yīng)滿足式L CH的要求。根據(jù)地基為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，滲徑系數(shù)C為43,取大值4,取校核情況上游水位2204.7m下游水位2201.0m。則上下游水位差H =2204.7 -2201.0 = 3.7m。于是 L = CH =4 3.7 = 14.8m。4.2 閘底板設(shè)計(jì)4.2

24、.1閘底板長度計(jì)算閘底板順?biāo)鞣较蜷L度，據(jù)閘基土為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，閘室底板取(2.5 4.0)H為安全起見取系數(shù)為4, H上下游最大水位差為3.7mL底=4.0 3.7 = 14.8m綜合考濾取上部結(jié)構(gòu)布置及地基承載力等要求，確定閘底板長15m，齒墻深取1m，在輪廓線上長度取2m，與底板聯(lián)成一體4.2.2閘底板厚度計(jì)算閘底板厚度t = (1/6 -1/8)1。( I。為閘孔凈寬，為9m)t =(9/6 -9/8)m，取 t = 1.5m4.2.3閘底板結(jié)構(gòu)底板結(jié)構(gòu)在垂直水流的長度上按經(jīng)驗(yàn)每 25m分段，每隔3m分橫縫，防止溫度 變形和不均勻沉降。4.3 .鋪蓋設(shè)計(jì)4.3.1鋪蓋材料選擇鋪蓋采用鋼

25、筋混凝土結(jié)構(gòu)，其長度一般為2 4倍閘上水頭或3 5倍上下游水位差，擬取15m鋪蓋厚度為0.4m。鋪蓋上游端設(shè)0.5m深的小齒墻，其頭部不再 設(shè)防沖槽。為了防止上游河床的沖刷，鋪蓋上游設(shè)塊石護(hù)底，厚0.3m，其下設(shè)0.2m 厚的砂石墊層。4.3.2鋪蓋尺寸確定鋪蓋長度L鋪(3-5)H , H為上下游最大水位差取 3.7m，因此L鋪=4 3.7 = 14.8m，取 L鋪=15m為方便施工，鋪蓋上游端設(shè)1m末端為2m的小齒墻，其頭部不再設(shè)置防沖槽，以便和底板連接。鋪蓋厚度為 0.5m，為了防止來自上游河床的沖刷，鋪蓋上游設(shè)塊石護(hù)底，厚0.3m，其下設(shè)0.2m厚的砂石墊層。校核地下輪廓線的長度：根據(jù)以

26、上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)際地下輪廓線長度L =15 15 = 30m14.8m，滿足要求。4.4側(cè)向防滲4.4.1上游翼墻設(shè)計(jì)上游翼墻除擋土外，最主要的作用是將上游來水平順導(dǎo)入閘室，其次配合鋪蓋其防滲的作用。其平面布置要與上游進(jìn)水條件和防滲設(shè)施相協(xié)調(diào)。順?biāo)髁飨虻拈L度應(yīng) 滿足水流要求，上游段插入岸坡，墻頂要超出最高水位0.5-1.0m，則上游翼墻頂部高程 H 上=2204.7 1.0 = 2205.7m4.4.2下游翼墻設(shè)計(jì)下游翼墻除擋土外，最主要的作用是引導(dǎo)出閘水流均勻擴(kuò)散，避免出現(xiàn)回流漩渦等不利流態(tài)。翼墻平均擴(kuò)散角采用7 -12。，順?biāo)髁飨虻耐队伴L度應(yīng)大于或等于護(hù)坦長度25m下游插入岸坡，墻頂一般

27、高出最高泄洪水位。則下游翼墻墻頂高程H 下-2201.78 1 -2202.78m4.4.3翼墻布置形式根據(jù)地基條件，翼墻采用曲線式，從邊墩開始向上游延伸鋪蓋的長度15m，向下游延伸護(hù)坦的長度25m后，上下游翼墻以圓弧的形式轉(zhuǎn)彎 90后與岸邊連接，使水 流條件和防滲效果好4.5排水止水設(shè)計(jì)4.5.1排水設(shè)計(jì)水平排水：水平排水采用反濾層排水，形成平鋪式。排水反濾層一般是由2-3層不同粒徑的砂和砂礫石組成的。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則 按滲流方向逐層增大。該水閘中的反濾層設(shè)計(jì)由碎石、中砂和細(xì)砂組成，其中上部 為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細(xì)砂。鉛

28、直排水：本水閘在護(hù)坦底板上設(shè)置三排排水孔，排距1.5m采用梅花形布置，孔徑取10cm,孔距為3m。側(cè)向排水：側(cè)向排水布置應(yīng)根據(jù)上、下游水位、墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位 變化等情況綜合考慮，并應(yīng)與閘基排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。4.5.2 止水設(shè)計(jì)凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直止水和水平止水兩種。前者設(shè)在閘墩中間、邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層 上的溫度沉陷縫、護(hù)坦與底板溫度沉陷縫、翼墻和護(hù)坦本身的溫度沉陷縫內(nèi)。在黏 土鋪蓋與閘底板沉陷縫中設(shè)置瀝青油毛氈止水。五、滲流計(jì)算閘底板的 滲透壓力計(jì)算采用改進(jìn)的阻力 系數(shù)法。地基土為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，厚

29、度為T = 2194.7 -2178.7 = 16 m,不透水厚度較大，所以應(yīng)計(jì)算有效深度TeLo =1515= 30m， So =1.5 1 = 2.5m， L / S = 30/ 2.5 = 12 _ 5計(jì)算深度Te =0.5L =0.5 30 =15m ：16m，故有效深度Te計(jì)算。5.1設(shè)計(jì)洪水位情況5.1.1滲流損失水頭計(jì)算設(shè)計(jì)情況下上游水位 2204.3m，下游水位2201.0m，水位差H = 3.3m 典型流端的阻力系數(shù)計(jì)算參照水工建筑物310頁表6-4。進(jìn)口處修正系數(shù) 1計(jì)算:21 - 12 埠2 2II 15=0.53 ： 1.00.059)口1：1 =1.21 ;T 21

30、S12()22 (0.059)| TTX = -1h1 =0.53 0.423 = 0.224m， g = 0.423 - 0.224 = 0.199mh2 h1，所以 hh =h2 m =0.959 0.199 = 1.158m出口處修正系數(shù) 計(jì)算:卩121 TIs12(t )22(t 0.059)= 1.21 -12(135)212 5(15+059)=0。3.0h9 二 12h9 =0.53 0.424 = 0.351m， h9 = 0.422 - 0.363 = 0.071mh h9，所以 h8, = h8 h9 =0.145 0.071 二 0.216m水頭損失列見表5.1-1編號(hào)名

31、稱Z計(jì)算公式SS1S2TLZhihi進(jìn)口段Z =1.5*(S/T)A1.5+0.441115.00.4670.423 0.224鋪蓋水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0113.5 151.0590.959 1.158齒墻垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)113.50.0770.070 0070齒墻水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0012.5 20.1600.145 0145齒墻垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)113.50.0770.070 0.070底板水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T1113.5 15

32、1.0070.912 0.912齒墻垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)113.50.0770.070 0070齒墻水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0012.5 20.1600.145 0216出口端Z =1.5*(S/T)A1.5+0.441115.00.4670.423 0422總和3.5523.216 3.287表5.1-1各段滲透壓力水頭損失（單位： m計(jì)算示意圖如圖5.1-1圖5.1-1水閘水頭損失計(jì)算圖（比例 1: 100 單位：m）水壓力沿閘基分布如圖5.1-2所示：圖5.1-2水閘滲透壓力分布圖（比例 1： 100單位：m）各點(diǎn)的滲透壓力值

33、列表5.1-2如下表5.1-2各角點(diǎn)的滲透壓力值（單位：m）H1h2H3H4H5H6H7H8H92.981.881.811.661.50.640.570.4205.1.2閘基滲透變形驗(yàn)算h 0 422出口處的逸出坡降J為J = 1_ 422 270.8 ,堅(jiān)硬粘土的出口段容許坡降為0.700.80，小于容許值，滿足要求。5.2校核洪水位情況5.2.1滲流損失水頭計(jì)算校核情況下上游水位 2204.7m，下游水位2201.0m，水位差H =3.7m 典型流端的阻力系數(shù)計(jì)算參照水工建筑物310頁表6-4進(jìn)口處修正系數(shù) +計(jì)算:1=匚21 _135112 (石)2 2 (亦 .059)=0.53 ：

34、1.0h/山=0.53 0.47 0.251m , 0 = 0.474 - 0.251 = 0.223mh2 hi，所以 h2 = h2 hi =1.0752 0.223 = 1.3082m出口處修正系數(shù) j計(jì)算：=1.211T| s12()22 ( 0.059)= 1.212 (35)2152 (25 0059)= 0b83c1.0h9 = 2h9 二 0.83 0.4739 二 0.393m , h 0.473 - 0.407 二 0.0809mh8 hg，所以 h8 二 h8 hg =0.1624 0.0809 = 0.2433m水頭損失列于表5.2-1表5.2-1水頭損失計(jì)算表（單位：

35、m）編號(hào)名稱z計(jì)算公式SS1 |S2T |LZ |hihL進(jìn)口段Z=1.5*(S/T)A1.5+0.4411150.46680.4739 0.379鋪蓋水平段Z=(L-0.7*(S1+S2)/T0113 151.11.1166 1.212齒墻垂直Z =2/3.14*In cot n/4*(1-S/T)1130.07730.0785 0.078齒墻水平Z=(L-0.7*(S1+S2)/T0c12 20.16670.16920.169齒墻垂直Z =2/3.14*In cot n/4*(1-S/T)1130.07730.07850.078底板水平段Z=(L-0.7*(S1+S2)/T1113 151

36、.0461.0619 1.061齒墻垂直Z =2/3.14*In cot n/4*(1-S/T)11130.07730.07850.078齒墻水平Z=(L-0.7*(S1+S2)/T0012 20.1660.16920.236出口端Z=1.5*(S/T)A1.5+0.4411150.46680.47390.407總和3.6453.7I 3.698水壓力沿閘基分布如圖5.2-2所示:n1TT- i 1 ：L s i =.a L -J! . 1n,；lfkJ!-丄r*1I5.2-2水閘滲透壓力分布圖（比例： i: loo單位：m各點(diǎn)的滲透壓力值列表5.2-2如下表5.2-2各角點(diǎn)的滲透壓力值（單位

37、：mH1H2H3H4H5H6H7H8H93.342.112.031.861.780.720.640.410523閘基滲透變形驗(yàn)算出口處的逸出坡降 J為J0.407二0.407 : 0.7 0.8，堅(jiān)硬粘土的出口段容許坡降為0.700.80，小于容許值,滿足要求。六、閘室結(jié)構(gòu)布置6.1閘室底板設(shè)計(jì)采用整體式平底板，閘底板高程定為L =15m，底板厚度1.5m。2194.5 m,和河底齊平，順?biāo)鞣较虻拈L度6.2閘墩的尺寸順?biāo)较虻拈L度取與底板相同，取15m閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚均為2m邊緣與岸墻合二為一，采用重力式結(jié)構(gòu)閘墩上游部分的頂部高程在泄洪時(shí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加安全超高；關(guān)門 時(shí)

38、應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加波浪計(jì)算高度加安全超高。設(shè)計(jì)洪水位的超高計(jì)算：1 =10.3+0.8+0.7=11.8m校核洪水位的超高計(jì)算：、2=10.7+0.5+0.5=11.7m取上述二者中的較大者，取為11.8m。所以定閘墩高度取 11。8m符合運(yùn)用條件。閘墩的厚度取2m上游半圓形，下游流線型。6.3胸墻結(jié)構(gòu)布置胸墻頂宜與閘頂齊平。閘前水位最大可達(dá)到10.2m,最低水位可達(dá)6.94m,為安全和節(jié)省投資起見，定閘門高為7.5m,胸墻底高程2194.5 - 7.5 = 2202m，定胸墻 高為4.3m，貝期匈墻頂部高程取2202 4.2206.3m，與閘頂齊平。由于該水閘孔口 凈寬9m故采用梁板式

39、胸墻，由墻板，頂梁，底梁組成；按規(guī)范墻板板厚取 12cm 頂梁梁高取(1/121/15)l0 = 0.75 0.6m，故頂梁梁高取為0.7m,梁寬取為50cm 底梁梁高取為1m梁寬70cm6.4 閘門和閘墩的布置閘門選露頂?shù)闹鄙介l門，根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SL265-2001閘頂?shù)母叨扔勺?高擋水位加0.30.5m的安全加高確定，由第二章閘孔設(shè)計(jì)可知取為 2206.0m。閘門 高度為7.5m，采用平面鋼閘門，閘門設(shè)置在閘墩中心靠向上游1.75m處，設(shè)有4.3m 高的胸墻。平面閘門的門槽設(shè)在閘墩水流平順的部位，深度為0.3m,門槽寬度取0.5m，寬深比1.67，閘墩門槽處最小厚度1.4m，符合規(guī)范

40、要求。檢修門槽深0.2m, 寬0.3m。檢修門槽與工作門槽之間的凈距取為2. 0m6.5 閘室分縫布置為了防止和減少由于地基不均勻沉降及溫度變化和混凝土干縮引起的底板斷 裂和裂縫，對(duì)于多孔水閘需要沿軸線設(shè)置永久縫，建在土基上的水閘，縫距不大于 35m,縫寬為2-3cm。整體式底板閘室沉陷縫，一般設(shè)在閘墩，一孔，兩孔或三孔一 聯(lián)為獨(dú)立單元。本次設(shè)計(jì)縫寬為20mm取一孔為一個(gè)獨(dú)立單元。為避免相鄰結(jié)構(gòu)由于荷載相差 懸殊產(chǎn)生不均勻沉降，也設(shè)結(jié)構(gòu)縫分開。永久縫和結(jié)構(gòu)縫間必須設(shè)止水，止水片設(shè) 在閘底板以下1m處。6.6工作橋和交通橋及檢修便橋6.6.1 工作橋工作橋的寬度不僅要滿足啟閉機(jī)布置的要求，且兩側(cè)

41、應(yīng)留有足夠的操作寬度。工作橋的具體尺寸見下圖；工作橋?yàn)榘辶菏浇Y(jié)構(gòu)預(yù)制裝配。工作橋設(shè)在實(shí)體架上，排架的厚度為5.0m，排架順?biāo)鞣较虻膶挾葹?.3m。排架頂部高度為 =門高+富裕高度=7.5+0.6=8.1m，如圖6.6-1所示。圖6.6-1工作橋結(jié)構(gòu)圖662檢修便橋?yàn)榱吮阌跈z修、觀測(cè)，在檢修門槽處設(shè)置有檢修便橋。橋?qū)?.5m。橋身結(jié)構(gòu)僅為兩根嵌置于閘墩內(nèi)的鋼筋混凝土簡支梁，梁高0.4m，寬0.25m。梁中間鋪設(shè)厚6cm的鋼筋混凝土板。6.6.3交通橋在工作橋的下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)，橋面總寬5.5m。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸見圖圖 6.6-2。圖6.6-2 交通橋斷面（單位：

42、cm）七閘室穩(wěn)定計(jì)算7.1荷載及其組合水閘承受的荷載主要有：自重、水重、水平靜水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、地震 等。荷載組合分基本組合和特殊組合?；窘M合按完建無水期和正常擋水期情況； 特殊組合按校核擋水期情況。完建期的荷載.完建期的荷載主要包括閘地板重力、G閘墩重力G閘、門重力G3、胸墻壁重力G工、作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力 G、公路橋 重力G和檢修便橋重力 G、取混凝土、鋼筋混凝土的容重為 25KN/m。設(shè)計(jì)洪水情 況下的荷載。在設(shè)計(jì)洪水情況下，閘室的荷載除此之外，還有閘室內(nèi)水的重力、水壓 力、揚(yáng)壓力等。校核洪水位情況的荷載。校核洪水位情況時(shí)的荷載與設(shè)計(jì)洪水位情 況的荷載計(jì)算方法相似。所不同的是水壓

43、力、揚(yáng)壓力是相應(yīng)校核水位以下的水壓力、 揚(yáng)壓力。7.2閘室抗滑穩(wěn)定計(jì)算和閘基應(yīng)力驗(yàn)算7.2.1 完建無水情況此時(shí)荷載主要是閘室及上部結(jié)構(gòu)自重，取中間一孔為一個(gè)獨(dú)立單元進(jìn)行計(jì)算。鋼筋混凝土容重取25kN /m3，混凝土容重取 24kN / m3，磚石容重取19kN /m3，水重取10kN /m3。底由公式二maxmin板順?biāo)鞣聪蜷L15.0m，垂直水流方向長 37.0m。底面積A =15 37 =555m2。力矩為對(duì)閘門maxmin查地質(zhì)資料和水工建筑物知，（取15次貫入擊數(shù)），平均應(yīng)力:19040.855519040.86 2326.35 35.98kPa 555 156 2326.35 32

44、.63kPa555555 15粘土不均勻系數(shù)容許值為2.0，地基容許承載力 為350kPa部位體積(m3 )自重(kN)力臂（m）力矩（kN.n)-/ +閘底板300r 750(0閘墩345862500交通橋25.46354.75|3016.25排架24.2580.821161.6工作橋15.238C276(檢修橋8.82205.55|廠 1221啟閉機(jī)估算自重1002| 20(閘門估算自重100(22000底板中心所取。計(jì)算結(jié)果見下表7.2-1表7.2-1完建無水情況荷載計(jì)算表W -乞衛(wèi) 計(jì)算最大及最小應(yīng)力，驗(yàn)算地基應(yīng)力A AB3598 32.63 =34.30kPa2_ 350kPa不均勻系數(shù):max-min3598 =1.102 ； - 2.032.63完建期的地基承載力滿足要求，地基不會(huì)發(fā)生不均勻沉陷。7.2.2正常擋水情況此時(shí)閘室荷載除了永久設(shè)備的自重，還包括水重、水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力等。正常擋水 情況為上游水位 2204.3m，下游水位