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文檔簡介
1、淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀摘要關鍵詞: 前言1工程概況1.1 基本資料根據(jù)南水北調(diào)東線工程規(guī)劃,在江蘇省江水北調(diào)工程的基礎上擴大規(guī)模并向北延伸,從長江干流下游的三江營和高港兩個引水口門引水,利用京杭大運河以及與其平行的三陽河、潼河、金寶航道、徐紅河等河道輸水,連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖作為調(diào)蓄水庫,經(jīng)新擴建泵站逐級提水進入東平湖后,分水兩路,一路向北穿過黃河后自流到天津;另一路向東經(jīng)新辟的山東半島輸水干線接引黃濟青渠道,向山東半島供水。從長江至東平湖需設13個梯級抽水泵站,總揚程65m。泗洪站是其中第四梯級的一部分,主要作用是向北調(diào)水,地方排澇和航運。進水擋洪閘位于泵站下游引河上,底板垂
2、直水流向中心線距泵站底板中心線450m。擋洪閘具有正向引水、清污、擋洪、反向排澇功能,徐洪河節(jié)制閘位于徐洪河上,與泵站并列布置,底板中心線距泵站底板中心線275m。徐洪河節(jié)制閘具有北調(diào)時擋水、汛期排澇、擋洪功能。1.1.1 建筑物級別徐洪河節(jié)制閘按1級水工建筑物標準設計。1.1.2 孔口設計水位閘孔設計水位流量組合見表1-1。表1.1 孔口設計水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)流量(m3/s)閘孔設計15.6015.45125217.6017.3023551.1.3 消能防沖設計消能防沖設計水位組合見表1-2。表1.2 消能防沖設計水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)流量
3、(m3/s)消能計算15.5011.9012521.1.4閘室穩(wěn)定計算閘室穩(wěn)定計算水位組合見表1-3。表1.3 閘室穩(wěn)定計算水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)基本組合完建期7.007.00設計15.5010.50特殊組合校核(地震期)20.0019.50校核(擋洪期)15.6017.001.1.5地質(zhì)資料節(jié)制閘底板落在第4-2層輕粉質(zhì)壤土上,第4-2層土固結快剪指標為=17,C=21kPa,中等壓縮性,第4-2層土為良好的地基持力層。其下臥層第5層為黃色硬塑粘土,該層土固結快剪指標為=18,C=68kPa,中偏低壓縮性,力學強度較高,第6層密實中粗砂,第7層棕紅色硬塑粉質(zhì)粘土,低壓
4、縮性,力學強度很高,基礎范圍內(nèi)無軟弱土層。墻后回填土指標,水下=28,C值不計,水上=30,天然密度=18kN/m3,浮密度=10kN/m3,飽和密度m=20kN/m3。1.1.6地震資料根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001),工程場地的地震動峰值加速度為0.15g,地震動反應譜特征周期為0.35s。相應地震烈度為度。1.1.7其他資料閘址處多年平均最大風速V10=16m/s,吹程D=1km。交通橋按公路二級設計,橋面凈寬7.0m,擬采用鋼筋混凝土鉸接板橋。節(jié)制閘徐洪河河底高程8.0m,底寬102m,堤頂高程約21.2m,節(jié)制閘上下游引河河底高程為7.0m,底寬114m,兩岸邊坡
5、均為1:3,節(jié)制閘上下游引河河堤堤頂高程均為21.2m,河坡中間設平臺,上下游平臺高程分別為16.0m、14.0m。胸墻底緣高程16.0m。2閘孔設計2.1 閘孔形式的確定開敞式水閘可以大量引水,迅速泄水,又能通暢地排走冰塊或其他漂浮物,而涵洞式水閘常修建在挖方較深的渠道中及填土較高的河堤下,所以采用開敞式水閘。平原地區(qū)大都采用寬頂堰,由于寬頂堰結構簡單,施工方便,自由泄流的范圍比較大,泄流能力比較穩(wěn)定,利于排泄冰塊等漂浮物,故采用寬頂堰。2.2孔口設計水位閘孔設計水位流量組合見表2-1。表2.1 孔口設計水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)流量(m3/s)閘孔設計15.6015.4
6、5125217.6017.3023552.3閘底板高程的確定由于上下游水深較深,該水閘宜選用較大的單寬流量,所以可降低閘底板高程,使閘底板高程與河底同高,即閘底板高程為8.0m。2.4閘孔寬度的確定胸墻底緣高程16.0m,閘孔開度e=8m。為堰流。第一種設計情況渠道斷面面積: m2m/s計入行進流速的上游水深:m高淹沒度根據(jù)水閘設計規(guī)范SL 265-2001表A.0.2得=0.979采用堰流公式m取B0=82.5m,取11孔,每孔凈寬7.5m。第二種設計情況渠道斷面面積: m2m/s高淹沒度根據(jù)水閘設計規(guī)范SL 265-2001表A.0.2得=0.967校核閘孔實際過流能力 m3/s 滿足要求
7、取邊墩厚度為1m,中墩厚度為1m,由于地基較好,可將沉降縫設在底板中間。閘室總凈寬:m閘孔構造尺寸見圖2-1圖2.1 閘孔構造尺寸圖 單位(m)3消能防沖設計3.1消能防沖水位組合消能防沖設計水位組合見表3-1。表3-1 消能防沖設計水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)流量(m3/s)消能計算15.5011.9012523.2消力池計算3.2.1 消力池深度計算消力池計算示意圖見圖3-1圖3-1 消能計算簡圖消力池池深計算步驟如下先假定d=0.5m渠道斷面面積: m2m/smm:假設的消力池深度(m):由效力池底板面算起的總勢能(m)m m3/s 取0.95, =1計算得=1.23m
8、 :收縮水深(m) :共軛水深(m)計算得=4.93m 由于m :出池落差(m) :出池河床水深(m)m :消力池深度(m) 取1.05 需重新試算將代入上式進行試算得,繼續(xù)進行試算將代入上式進行試算得,確定消力池深度為1.1m。3.2.2 消力池長度計算消力池可按下式進行計算:,其中:消力池長度(m) 消力池斜坡水平投影長度(m),?。?4)d 水躍長度校正系數(shù),可采取0.70.8 水躍長度(m) 消力池厚度確定情況下對應流量的躍后、躍前水深。mm根據(jù)以上計算,消力池長度取23.5m(包括1m平臺)。3.2.3 消力池底板厚度計算消力池底板厚度可以根據(jù)抗沖和抗浮要求計算,取兩個計算結果的大值
9、。但本水閘的消力池起始端設置反濾層,可以不需進行抗浮驗算,因此只需根據(jù)抗沖要求計算消力池底板厚度。根據(jù)抗沖要求,消力池底板始端厚度按下式計算其中:消力池底板計算系數(shù),可采用0.1750.20,取=0.18 確定池深時的過閘單寬流量 閘孔泄水時的上下游水位差m根據(jù)以上計算,消力池底板厚度為0.9m。3.2.4 消力池的構造本次工程采用下挖式消力池,為了便于施工,消力池底板做成等厚,為了降低護坦底部的滲透壓力,可在護坦下設鉛直排水孔,并在護坦底部鋪設反濾層,排水孔設在水平底板的后半部,排水孔直徑為10cm,間距為2.0m,呈梅花形布置。反濾層厚為30cm,分三層,從上到下依次為10cm碎石,10c
10、m中砂,10cm粗砂。消力池首端寬度為92.5m,消力池擴散角設置為10,則消力池末端寬度為100.7m。消力池構造尺寸見圖3-2。圖3-2 消力池尺寸示意圖(單位:高程m;長度cm)3.3海漫設計3.3.1 海漫長度計算根據(jù)水閘設計規(guī)范,當,且消能擴散良好時,海漫的長度按計算。其中:海漫長度計算系數(shù),由于河床土質(zhì)為輕粉質(zhì)壤土,所以取為12; 消力池末端單寬流量; 閘孔泄水時上下游水位差m2/sm根據(jù)以上計算,海漫長度取58.3m3.3.2 海漫構造在海漫的起始段為15m長的漿砌石水平段,后43.3m為干砌石段,海漫用混凝土組成的框格分段維護,海漫厚度取為0.4m,下鋪設20cm的墊層,10c
11、m的碎石,10cm的細砂。3.4確定防沖槽深度根據(jù)水閘設計規(guī)范(SL265-2001),海漫末端的河床沖刷深度按公式計算:其中:海漫末端單寬流量; 河床土質(zhì)允許的不沖流速;防沖槽深度。其中:由堰頂算起的下游水深(m); 防沖槽深度。一般=1.5-2.0m,即當1.52.0m時。若太大,開挖困難。底寬=(12),上游邊坡1:21:4,下游邊坡根據(jù)開挖情況而定。具體計算如下 m2/smm防沖槽深度取2m,底寬為4m,上下游邊坡1: 3。4閘基滲流計算4.1滲流計算水位組合滲流計算水位組合見表4-1。表4-1 閘室穩(wěn)定計算水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)基本組合完建期7.007.00設
12、計15.5010.50特殊組合校核(地震期)20.0019.50校核(擋洪期)15.6017.004.2地下輪廓線布置(1)鋪蓋的長度一般?。?5),=5m,故鋪蓋的長度取25m,并且采用混凝土鋪蓋。鋪蓋的最小厚度不宜小于0.4m,這里取0.8m。鋪蓋在順水流方向設置永久縫。(2)底板長度的初估:滿足閘室上部結構布置的要求: =+交通橋的寬度取9m;工作橋的寬度取3.6m;工作便橋的寬度取1.0m,則=13.6m。L約為最大水深的1.52.5倍,則為(1830)m。L約為上下游最大水位差的1.54.5倍,則為(7.522.5)m。綜上底板的長度取20m。(4)底板的厚度取1/51/7的閘孔凈寬
13、,閘孔凈寬為7.5m,則底板厚度取1.5m。(5)齒墻深度取為0.1m,寬度取為1m,坡度采用1:1。4.3防滲長度驗算4.3.1 防滲長度確定由公式:,式中:閘基防滲長度;上下游水位差; 允許滲徑系數(shù),取值可查水閘設計規(guī)范SL 265-2001,地基土為輕粉質(zhì)壤土,故 =7。取m, m。4.3.2 地下輪廓線布置由于持力層為輕粉質(zhì)壤土,地下輪廓線布置只考慮水平防滲設施,由底板和鋪蓋作為防滲設備。實際地下輪廓線布置見圖4-1圖4-1 水閘地下輪廓線布置圖(單位:長度mm,高程m)由上圖4-1可知,m因為,所以防滲長度滿足要求。4.4閘基滲流計算4.4.1 滲流典型段劃分根據(jù)地下輪廓的特點和水閘
14、設計規(guī)范(SL265-2001),本設計采用改進阻力系數(shù)法進行滲流計算,將圖4.1簡化得到地下輪廓線,流段劃分見圖4-2圖4-2 地下輪廓簡化、分段布置圖4.4.2 地基有效深度計算地下輪廓線水平投影長度:m地下輪廓線垂直投影長度, m因為所以m。閘基土質(zhì)均勻,相對不透水成無限深,故閘基滲流的影響范圍以有效深度控制。4.4.3 典型段的阻力系數(shù)計算根據(jù)水閘設計規(guī)范SL265-2001,各典型流段阻力系數(shù)可按下列公式計算。(1)進口段和出口段 (2)內(nèi)部垂直段 (3)水平段 其中: 齒墻入土深度 地基透水層深度 進出口段阻力系數(shù) 內(nèi)部垂直段阻力系數(shù) 水平段的阻力系數(shù) 進出口段齒墻的入土深度,m。
15、表4.2 各滲流區(qū)段幾何參數(shù)和阻力系數(shù)表段號段 別(m)(m)(m)進口段1.322.50.462內(nèi)部垂直段0.521.70.023內(nèi)部水平段0.51.721.725.01.081內(nèi)部垂直段1.721.70.079內(nèi)部垂直段1210.048內(nèi)部水平段112120.00.886內(nèi)部垂直段1210.048出口段1.321.30.4643.0914.4.4 滲流水頭計算(1)各典型段滲壓水頭損失按公式計算,其中設計情況m,地震期校核情況,擋洪期校核情況,具體計算見表4.3。表4.3 各區(qū)段滲壓水頭損失計算表分段編號合計設計0.4620.0231.0810.0790.0480.8860.0480.46
16、43.0910.7470.0371.7490.1280.0781.4330.0780.7515.000地震0.4620.0231.0810.0790.0480.8860.0480.4643.0910.0750.0040.1750.0130.0080.1430.0080.0750.500校核0.4620.0231.0810.0790.0480.8860.0480.4643.0910.2090.0100.4900.0360.0220.4010.0220.2101.400(2)對進出口進行修正:阻力修正系數(shù): ;是底板埋深與板樁入土深度之和;是板樁另一側地基透水層深度;是地基透水層深度;出口段修正后
17、的水頭損失值:;修正后水頭損失的減小值:。進口處: 出口處:表4.4 進出口水頭損失修正表設計進口段1.322.521.70.560.7470.4180.3294.58出口段1.321.3210.60.7510.4510.3003.95地震進口段1.322.521.70.560.0750.0420.0334.59出口段1.321.3210.60.0750.0450.0303.95校核進口段1.322.521.70.560.2090.1170.0924.59出口段1.321.3210.60.2100.1260.0843.95滲壓水頭損失修正計算見表4-5。表4.5 滲壓水頭損失修正表分段編號合計
18、設計修正前0.7470.0371.7490.1280.0781.4330.0780.7515.000修正后0.4180.3661.7490.1280.0781.4330.3780.4515.000地震修正前0.0750.0040.1750.0130.0080.1430.0080.0750.500修正后0.0420.0370.1750.0130.0080.1430.0380.0450.500校核修正前0.2090.0100.4900.0360.0220.4010.0220.2101.400修正后0.1170.1020.4900.0360.0220.4010.1060.1261.4004.4.5
19、各滲流角點處滲壓水頭計算表4.6 各角點滲壓水頭計算匯總表設計5.0004.5824.2162.4672.3392.2610.8280.4500地震0.5000.4580.4210.2460.2330.2250.0820.0440擋洪1.4001.2831.1810.6910.6550.6330.2320.1260閘室滲透壓力分布圖見圖4-3。圖4-3(a) 設計情況下滲透壓力分布圖圖4-3(b) 地震期校核情況下滲透壓力分布圖圖4-3(c) 擋洪期校核情況下滲透壓力分布圖4.4.6 驗算滲透坡降根據(jù)水閘設計規(guī)范(SL265-2001)出口坡降: ,式中: 出口段修正后的水頭損失值; 底板埋深
20、與板樁入土深度之和; 允許出口坡降。水平坡降:,式中: 水平段水頭損失值; 水平段長度; 允許水平坡降。由水閘設計規(guī)范(SL265-2001)表6.0.4查得出口段允許滲透坡降為0.5,水平段允許滲透坡降0.25。表4.7 出口坡降及水平坡降計算表計算情況出口坡降閘室段水平坡降鋪蓋段水平坡降設計情況0.4511.31.749251.433200.350.0720.070地震情況0.0451.30.175250.143200.030.0070.007擋洪情況0.1261.30.490250.401200.100.0200.020由表4.6可知:滲流出口穩(wěn)定,均滿足要求,不會發(fā)生滲透變形。5閘室布
21、置及穩(wěn)定分析5.1底板布置(1)作用:閘底板是閘室的基礎,承受閘室及上部結構的全部荷載,并較均勻地傳給地基,還有防沖,防滲等作用。(2)形式:按底板與閘墩連接方式的不同,底板可分為整體式及分離式兩種;按底板結構形式的不同,主要分為平底板及低堰式兩種。本次設計閘室底板采用整體式平底板。(3)長度:根據(jù)前面設計,閘底板順水流長度為20.0m。(4)厚度:根據(jù)前面設計,閘底板厚度為1.5m。(5)底板齒墻深為0.1m,寬度為1m,齒墻可以增加閘室穩(wěn)定性和加長防滲長度。(6)底板混凝土強度等級為C25。5.2閘墩布置5.2.1 閘墩順水流方向長度閘墩長度應能滿足過閘水流平順、側向收縮小,過流能力大的要
22、求,上游墩頭采用半圓形,閘墩長度取決于上部結構布置及閘孔形式,一般與底板同長或者稍短一些,本次設計取與閘底板同長為20m。5.2.2 閘墩厚度閘墩厚度:閘墩厚度必須滿足穩(wěn)定要求和強度要求,中墩厚度為1.0m,邊墩厚度為1.0m。平面閘門槽尺寸應根據(jù)閘門的尺寸確定,檢修門槽深0.2m,寬0.3m,主門槽深0.30m,寬0.5m。檢修門槽和工作門槽之間留2.0m的凈距,以便工作人員檢修。閘墩具體尺寸布置圖見圖5.1圖5-1 閘墩尺寸布置圖5.2.3 閘墩高度閘墩頂部高程按下式計算:閘墩頂部高度=設計上游水深+浪高+波浪中心至靜水面+安全超高 或 閘墩頂部高度=校核上游水深+浪高+波浪中心至靜水面+
23、安全超高 或閘墩頂部高度=地震上游水深+浪高+波浪中心至靜水面+安全超高取三者中的最大值。(1)、計算浪高采用莆田試驗站公式及計算。式中:平均波高;計算風速;風區(qū)長度,取1km;風區(qū)內(nèi)平均水深; 平均波周期;計算風速=16m/s。浪高計算結果見表5.1。表5.1 浪高計算表工況設計情況16.07.510000.2362.1562.370.559地震情況16.012.010000.2382.1662.390.569擋洪情況16.09.010000.2372.1602.340.555注:由于水閘的級別為3級,故對應的波列累積頻率取1%。(2)、計算波浪長度由公式: 試算出;計算結果如下設計情況:m
24、地震期校核:m擋洪期校核:m(3)、波浪中心至靜水面的距離由公式:計算波浪中心至靜水面。表5.2 波浪中心至靜水面計算表工況設計情況0.5597.57.4040.133地震情況0.569127.4730.136擋洪情況0.55597.4360.130安全超高:設計情況:a=0.7m;校核與地震情況:a=0.5m高程匯總:設計情況:閘墩頂部高度=15.5+0.559+0.133+0.7=16.90m地震情況:閘墩頂部高度=20+0.569+0.136+0.5=21.2m擋洪情況:閘墩頂部高度=15.6+0.559+0.132+0.5=16.8m因此,取閘頂高程=21.2m,閘墩高度=13.2m。
25、5.3閘門布置(1)閘門形式和高度本設計水閘閘室設板梁式胸墻,胸墻頂宜與閘頂齊平,胸墻底高程為16m。板梁式胸墻板厚度取0.3m,頂梁高度一般不小于閘孔寬度的,取頂梁高度為0.6m,頂梁尺寸為m。底梁高度則不小于孔跨的,取底梁高度為1m,底梁尺寸為m。胸墻高度為5.2m,在頂?shù)琢旱闹虚g加設一根中梁,中梁尺寸為m。工作閘門采用平面鋼閘門,雙吊點,滾輪支承。本設計工作閘門采用潛孔式平面鋼閘門,閘門的頂部應在胸墻以上有0.3m0.5m的安全超高。故閘門高程=16+0.5=16.5m。檢修閘門采用疊梁式閘門,門槽深0.2m,寬0.3m。(2)閘門重量的估算t閘門自重kN(3)估算閘門啟閉所需的啟門力和
26、閉門力 根據(jù)水工設計手冊中的近似公式:平面閘門總水平壓力:kN閉門力: kN故給閘門加重35kN。 閘門能夠依靠自重關閉。啟門力: kN 5.4啟閉設備的選定由計算出的啟門力、閉門力、啟閉機選用雙吊點式卷揚機,型號為QPQ-2250kN。啟閉機自重4.07t。5.5工作橋的布置(1)工作橋是為了安裝和便于工作人員操作而設的橋。工作橋設置高程與閘門的尺寸及形式有關。由于是平面的閘門,采用固定式卷揚啟閉機,閘門提升后不能影響泄放最大流量,并留有一定的富裕度。根據(jù)工作需要和設計規(guī)范,工作橋設在工作閘門的正上方,用排架支承工作橋。(2)工作橋高度視閘門形式,閘孔水面線而定,對于平面閘門采用固定式啟閉機
27、時工作橋橫梁底緣高程與胸墻底緣高程的差值m。工作橋橫梁底部高程為27m。工作橋采用裝配式結構,將橋面置于兩根縱梁上。工作橋總寬為3600mm。工作橋的縱梁高取為800mm,縱梁寬是高的1/21/3取300;工作橋橫梁高為縱梁的2/33/4,取600mm,寬度為高度的1/31/2,取250mm,鋪板厚度為100mm工作橋尺寸布置圖如圖5-2圖5-2 工作橋構造圖5.6交通橋的布置交通橋的作用是連接兩岸交通,供車輛和人通行。交通橋采用實心板,板厚0.4m,橋面設鋪裝層,鋪裝層的厚度為(58)cm,將交通橋凈寬定為7m,兩側設1.0m寬人行道,故交通橋的總寬度為9.0m。交通橋為C25鋼筋混凝土實心
28、板結構,主筋采用HRB400,按公路II級設計。結構圖見圖5-3。圖5-3 交通橋結構圖5.7檢修橋本工程設置檢修橋,目的是為了在閘門檢修時期放下檢修門,擋住上游來水,把閘門吊出閘室進行檢修。工作便橋?qū)挾热?.0m,厚度取0.2m。5.8分縫與止水閘室沿軸線每隔一定距離在順流向設置分縫,以免閘室因不均勻沉陷及溫度變化產(chǎn)生裂縫??p間距一般取為1530m,縫寬2.02.5cm。本水閘為十一孔,故需分縫,將縫分在底板上,如圖5-4所示。圖5-4 底板分縫示意圖凡是有防滲要求的縫,都應設止水設備。止水分鉛直和水平兩種,前者設在邊墩與岸墻間以及上下游翼墻;后者設在鋪蓋與底板。5.9閘室結構布置圖閘室結構
29、布置圖見圖5-5圖5-5 閘室結構布置圖5.10閘室穩(wěn)定分析水閘在使用過程中,可能會出現(xiàn)各種不利情況,完建無水期是水閘建好尚未投入使用之前,豎向荷載最大,容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷。本次設計穩(wěn)定計算需要考慮完建期、設計水位組合、校核水位組合和地震情況,本次設計地震烈度為,因此需要考慮地震情況。完建無水期和設計水位組合為基本荷載組合,校核水位情況和地震水位情況為特殊組合,具體見表5-3。表5.3 閘室穩(wěn)定計算水位組合表控制情況閘上水位(m)閘下水位(m)基本組合完建期7.007.00設計15.5010.50特殊組合校核(地震期)20.0019.50校核(擋洪期)15.6017.00荷載計算情況見表
30、5.4。表5.4 荷載組合表荷載組合計算情況荷載自重水重靜水壓力揚壓力浪壓力地震力基本組合完建期 設計水位特殊組合擋洪情況地震情況5.10閘室結構荷載計算取三孔整體作為計算對象,底板順水流方向長度20.0m,底板計算寬度25.5m。閘室荷載主要有閘室自重、水重、浮托力、滲透壓力、水平水壓力和地震力。具體荷載計算如下。(1)閘室自重計算取混凝土重度為25kN/m3,閘室結構自重具體計算見表5.5。表5.5閘室自重計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)部位算式自重(kN)力臂(m)力矩(kNm)閘底板21037.500.000.00閘墩19171.740.000.00閘門615.00
31、3.952429.25胸墻978.954.804698.00排架408.963.901594.94工作橋1115.633.904350.96啟閉機119.663.90466.67交通橋2677.504.00-10710.00檢修橋127.57.5956.25合計46252.243786.07(2)水重計算水重計算成果見表5-6表5.6水重計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)計算情況算式自重(kN)力臂(m)力矩(KNm)設計情況上游水重9787.507.1069491.25下游水重7706.253.15-24274.69地震情況上游水重15660.007.10111186.00
32、下游水重35448.753.15-111663.56擋洪情況上游水重9918.007.1070417.80下游水重27742.503.15-87388.88(3)浮托力計算該水閘的底板高程為8.00m,底板底面高程為6.50m,計算寬度為25.5m。具體計算見表5.7。表5.7浮托力計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)計算情況算式浮托力(kN)力臂(m)力矩(kNm)設計情況2116500地震情況6706500擋洪情況5431500(4)滲透壓力計算滲透壓力分布圖見圖4-3,根據(jù)滲透壓力分布圖計算閘底板的滲透壓力,該水閘的計算寬度為25.5m。滲透壓力的具體計算見表5.8。表5
33、.8滲透壓力計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)計算情況算 式滲透壓力 (kN)力臂(m)力矩(kNm)設計情況7876.951.55-12209.27地震情況782.851.55-1213.42擋洪情況4773.60.874153.03(5)水平水壓力計算上、下游水平水壓力與上下游水位有關,其大小分布見圖5-6、圖5-7和圖5-8。具體計算見表5.9。水平水壓力的分布圖如下:圖5-6 設計情況水平水壓力分布圖(單位:高程:m,尺寸:m)圖5-7 地震情況水平水壓力分布圖(單位:高程:m,尺寸:m)圖5-8 擋洪情況水平水壓力分布圖(單位:高程:m,尺寸:m)水平水壓力計算時,
34、閘室段與上下游消力池間需設水平止水,止水片以上的水平水壓力按靜水壓力分布考慮,止水片以下縫內(nèi)的水平水壓力按揚壓力計算,滲流區(qū)內(nèi)任一點的水壓力強度等于該點的浮托力與滲透壓強之和。表5.9水平水壓力計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)計算情況算式水平水壓力(kN)力臂(m)力矩(kNm)設計上游止水以上7757.103.80-29476.98止水以下3514.100.04-140.56下游3187.500.672135.60地震上游止水以上19289.485.3-102234.24止水以下7369.020.07-515.83下游24990.003.6791713.30擋洪上游止水以
35、上7957.282.63-20927.65止水以下6205.780.06-372.35下游16861.882.8347719.12(6)地震慣性力計算工程場地的地震動峰值加速度為015g,地震動反應譜特征周期為0.35s,相應地震烈度為度,考慮水平地震慣性力。水平地震慣性力式中地震加速度分布系數(shù)。 閘室某計算層重量。 水平向地震系數(shù)與設計烈度有關。 綜合影響系數(shù),取0.25。水平地震慣性力計算見表5-10表5.10地震慣性力計算表(以底板底面中心點為矩心, 力矩以逆時針為正)部位 (kN)(kN)力臂(m)力矩(kNm)閘底板21037.501.00788.900.75-591.68閘墩191
36、71.741.501078.418.10-8735.12閘門615.001.5034.595.75-198.89胸墻978.751.5055.0512.30-677.12排架408.963.0046.0117.55-807.48工作橋1115.634.00167.3420.75-3472.31啟閉機119.664.0017.9521.60-387.72檢修橋127.52.009.5614.80-141.49交通橋2677.52.00200.8114.90-2992.07合計46252.24-18003.90(7)浪壓力計算根據(jù)水閘設計規(guī)范SL265-2001有計算公式:()臨界水深:。()當且
37、時,為深水波,此時單位長度上的浪壓力為:,其中:H擋水建筑物迎水面的水深。()當且時,為淺水波,此時單位長度上的浪壓力為:; 其中:建筑物底面處的剩余浪壓力強度,kN/m2。波浪要素計算成果見表5-11表5.11波浪要素計算表計算情況(m)(m)波型設計情況0.5592.1567.4040.1337.5深水波地震情況0.5692.1667.4730.13612.0深水波擋洪情況0.5552.1607.4360.1309.0深水波浪壓力計算成果見表5.12。表5.12波浪壓力計算表計算情況算 式浪壓力(kN)力矩(kNm)設計情況326.63-2612.64校核情況335.86-4210.63地
38、震情況324.723082.55(8)閘室荷載匯總將上述閘室荷載匯總于表5-13表5.13閘室荷載匯總表計算情況荷載名稱豎向力(kN)水平力(kN)力矩(kNm)設計情況閘室自重46252.243786.07水重上游9787.5069691.25下游7706.25-24274.69浮托力-21165.000.00滲透壓力-7876.95-12209.27水平水壓力上游止水以上7757.10-29476.98止水以下3514.10-140.56下游-3187.52135.63浪壓力326.63-2612.64合計34704.048410.336898.81地震情況閘室自重46252.243786.07水重上游15660.00111186.00下游35448.75-111663.56浮托力-67065.000.00滲透壓力-782.85-1213.42水平水壓力上游止水以上19289.48-102234.24止水以下7369.02-515.83下游-24990.0091713.30浪壓力335.86-4210
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