泗源溝節(jié)制閘設計

1、畢 業(yè) 設 計課題名稱： 泗源溝節(jié)制閘設計 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師（簽名）_ 2016年3月6日教研室主任（簽名）_ 2016年3月6日 2016年03月6日泗源溝節(jié)制閘設計摘要 節(jié)制閘主要起到的是泄洪排澇的作用，本設計是泗源溝節(jié)制閘的設計， 泗源溝節(jié)制閘位于儀征市城區(qū)東門，儀揚何下游距長江口約6公里處，該閘擔負儀征市30萬畝和邗江縣部分農(nóng)田的引、排、灌任務，為揚州儀征地區(qū)的抗旱、排澇以及揚州地區(qū)的防洪起著重要的作用。關鍵字：節(jié)制閘；閘墩；排澇Abstract Sluice mainly played the role of flood, the design is

2、Si source channel sluice design and Si source channel sluice in Yizheng City East Gate, Yang instrument where downstream from the Yangtze River mouth is about 6 kilometers, the gate shoulder Yizheng City 30 million mu and Hanjiang County portion of agricultural land diversion and drainage, irrigatio

3、n task, plays an important role in the Yangzhou Yizheng Area of drought, drainage and Yangzhou area of flood control.Keywords: sluice pier; drainage;目 錄第一章 基本資料1第一節(jié) 工程概況1第二節(jié) 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)1第三節(jié) 水文資料2第二章 樞紐位置選定與總體布置4第一節(jié) 樞紐位置的選定4第二節(jié) 樞紐的型式選定5第三節(jié) 攔河建筑物的型式5第四節(jié) 樞紐防沙措施6第五節(jié) 樞紐建筑物組成及基本設計參數(shù)與設計條件7第三章 節(jié)制閘設計10第一節(jié) 閘孔設計

4、10第二節(jié) 節(jié)制閘消能防沖設計13第四章 節(jié)制閘結(jié)構(gòu)布置21第五章 節(jié)制閘的防滲排水設計26第一節(jié) 地下輪廓線設計26第二節(jié)滲透計算26第六章 節(jié)制閘穩(wěn)定、地基應力計算28第一節(jié) 概述28第二節(jié) 正常擋水時抗滑穩(wěn)定及地基應力計算28參 考 資 料33后記34 第一章 基本資料第一節(jié) 工程概況1、原始參數(shù)1）閘孔設計水位流量組合排港期：閘上水位5.15m,闡下水位4.88m,排費流量480m3/s.2）消能設計水位流量組合正向設計：排澇期閘上水位5.50m,閘下水位2.8m,始流量Q=480m3/s。反向設計：引水期閘上水位4.0m,閘下水位5.75m,始流置Q=100m3/s,3）穩(wěn)定計算水位

5、流量組合正向設計：閘上水位4.70m,閘下水位V0:00m。正向校核：閘上水位4.70m,閑下水位-0.36m。反向設計：閘上水位4.50m,閘下水位8.0m反向校核：閘上水位4.60m,閘下水位8.20m畢業(yè)設計論文代做平臺 580畢業(yè)設計網(wǎng) 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 QQ34496499744）交通橋按公路II級，橋面凈寬8.0m,擬采用鋼筋混凝土鉸接板橋。5）上下游河道斷面為底寬40m，邊坡1:4河底高程-1.5m(以上閘上為內(nèi)河方向，閘下為長江方向），長江堤頂高程V8.Om,內(nèi)河堤頂高程5.5m。第二節(jié) 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)在推薦渠首處,河道順直,河床寬270米左右,

6、河床部分均為礫質(zhì)粗砂,右30米內(nèi),由上到下可分為:礫砂含卵石，厚4.711.9米；礫質(zhì)粗砂含礫石及土，厚618米；以下為粗砂含土。河床兩岸灘地表層為松散粉砂及中砂覆蓋，厚2.44.5米，其下仍為礫質(zhì)粗砂。地下水埋深分布隨地形變化，一般在2.5米左右，風積沙丘附近較深，大于3.5米；洼地較淺，約1.5米，因土透水性較強，地下水位變化受河道水位影響，豐水期河水補給地下水，水位較高，枯水期地下水補給河水，水位較低。第三節(jié) 水文資料一、道處河道水位流量關系，見表1-1。二、泥沙資料：根據(jù)現(xiàn)有泥沙資料估算，灌溉保證率7%的推移質(zhì)（dcp=1.0mm）來量為16.735萬立方米/年，洪水期推移質(zhì)（dcp=

7、5.0mm，dmax=610mm）來量：W10%=85800m3,W2%=1727000 m3.。設計中必須考慮沖砂問題。 （表1-1）設計頻率（%）流量（mp/s）上游水位(m)下游水位(m)0.15000.038.3537.8414020.037.7437.3853320.037.2636.98102800.036.8436.63252015.036.1035.9875400.033.9033.7585287.033.5633.54三、氣象資料：1、降雨：年平均降雨量729mm，大部分集中在7、8月份，占全年降雨量的48.8%。水稻生長期59月上旬，降雨量552.5mm，占全年降雨量的75

8、.5%。平均月雨量最大者為7、8兩個月，均為160mm以上，最小者為12、1、2月，不足10mm。2、風速：年平均風速4.1m/s，各月平均風速以35月為大，極端最大風速發(fā)生于1954年4月22日，達29.7m/s，汛期最大風速21.0m/s，多年平均最大風速8.4m/s。3、氣溫：根據(jù)19051955年資料統(tǒng)計，年平均氣溫7.5°C,7月份最高,月平均氣溫24.8°C,1月份氣溫最低,月平均氣溫-12.8°C,月平均最高氣溫為7月,達30.2°C,月平均最低氣溫為1月份,達-18.6°C。4、凍層深度：1.5m。四、補充資料： 1、進水閘后引

9、水干渠底部高程33.1m，邊坡1：1.75，干渠底寬26.0m，縱坡1:3500； 2、最大引水流量78m3/s,閘下相應水位35.8m。兩岸引水量相同，引水條件相似； 3、節(jié)制閘上交通橋按二級公路橋設計，橋面寬按雙車道考慮（凈寬7.0m,總寬9.0m）； 4、本樞紐為二等工程，樞紐中主要建筑物為2級建筑物，次要建筑物為3級，臨時建筑物為4級；設計洪水標準為100年一遇，校核洪水標準為1000年一遇； 5、節(jié)制閘閘址下游河道流量水位關系。第二章 樞紐位置選定與總體布置第一節(jié) 樞紐位置的選定一、主要考慮的問題：從兩岸引水的角度看：本樞紐的作用是給兩個灌區(qū)供水，灌溉面積接近，引水流量相等，均為78

10、m3/s，為滿足兩灌區(qū)的用水要求，需兩岸引水。從防洪的角度看：樞紐位于東明市附近，為市區(qū)安全，樞紐建成后壅水不能過高，否則會影響市區(qū)防洪安全或加強防洪負擔。從經(jīng)濟性角度看：永清公路在樞紐附近，跨過清河，為了節(jié)省造價，把橋建在閘上。二、樞紐位置選定的基本原則：根據(jù)河流的河勢情況，最大限度滿足上面所述的基本要求，綜合考慮二者。從兩岸引水角度來看，樞紐應選擇在以下地方：1、 河流順直、穩(wěn)定；2、 主河槽較窄、兩岸陡；3、 水流在兩岸靠岸。從河道地形上看：把東陵以上、西蘇堡壘以下排除，從李官堡與漠家堡之間來考慮，現(xiàn)分析如下：1、東陵以上屬山谷河道，樞紐布置不便，而且距灌區(qū)較遠，因此引渠較長，所以排除在

11、此修建樞紐。 2、西蘇堡以上河道彎曲，不便于兩岸引水且河流水位低，可控制的灌溉的面積小，做有壩建筑物或攔河建筑物工程量大，所以排除在此處建樞紐。據(jù)以上分析，樞紐的位置應選在東陵與西蘇堡之間的河道上。在東陵與西蘇堡之間有以下三處可選：1、 渾家堡段屬彎道段，也不適宜建兩岸取水樞紐，所以排除在此建樞紐。2、 樞紐的位置應在李官堡與漠家堡之間選擇，因素比較如下：（1） 李官堡：a、順直段長1.5km,河道穩(wěn)定；b、河寬400420m；c、河底高程34.2m。（2） 漠家堡：a、河道順直段長2.5km，河道穩(wěn)定，且從1911年至今尚無變化；b、主河槽寬270300m；c、河底高程32.0m。比較上述因

12、素：從兩岸引水而言，順直段越長，越有利，主河槽寬度越小，水流兩側(cè)靠岸的程度較好；從河底高程角度而言，河底高程越低，在河流同樣來水的情況下，對上游的水位壅高越小，對市區(qū)的防洪越有利。綜合上述因素，選擇漠家堡處河段作為樞紐位置。節(jié)制閘的軸線見地形圖。第二節(jié) 樞紐的型式選定一、從運用的要求考慮：本樞紐為東明、東光兩灌區(qū)供水，每側(cè)引水流量均為78m3/s，引水保證率P=75%。根據(jù)灌區(qū)的水利計算，要求進水閘出水口處水位為35.8m。二、從河道來水情況考慮：對應于P=75%的情況來看，河流來水量Q=400m3/s ,大于78×2=156m3/s。因此，流量上滿足要求。三、從河流的水位上看：對應

13、于P=75%的情況來看：河道水位33.9m小于引水水位，不能滿足自流引水的要求，需建立攔河建筑物壅高水位。綜上所述，本樞紐應采用有壩引水樞紐。第三節(jié) 攔河建筑物的型式對于有壩取水樞紐，攔河建筑物有兩種型式：（1）壅水壩 （2）攔河壩下面對這兩種型式作技術(shù)與經(jīng)濟比較而定。一、壅水壩：（一）從技術(shù)上來看：壩位于河中央，兩端須設沖沙閘，沖沙閘的作用是為進水閘定期沖沙。壅水壩易引起以下幾方面不利因素：1、壩前淤沙往往嚴重，而不易沖走，甚至會淤平壩頂，容易引起河流上游主流擺動，使一側(cè)取水口被堵，不能夠正常引水。2、洪水期不能夠通過閘門來調(diào)節(jié)上游的壅水水位，因此對市區(qū)防洪不利。3、要下泄同樣的洪水流量，由

14、于堰頂高于河床，所以泄水時比設泄洪閘需要的過水寬度大，壩長大，工程量大，相應的防滲措施、防沖消能措施也會增加。（二）從經(jīng)濟（施工）上來看：壩的施工比閘的施工簡單些，但工程量可能會大些，但不需要年運行費用。二、節(jié)制閘：（一）從技術(shù)性上看：1、枯水期可以觀察閘前壅水及調(diào)節(jié)水位，滿足引水要求。2、洪水期，可以開閘泄洪，且通過泄洪來沖刷閘前淤沙，也可穩(wěn)定主河槽 。3、由于閘底板高程低于壅水壩壩頂高程，所以泄洪的單寬流量大，過水寬度可以小些，閘長可以小于壩長。（二）從經(jīng)濟性上看：1、過水寬度小，可能會省一些工程量，但建筑物的高度會大一些；2、對于泄水閘會增加每年的運行管理費用。綜合上述因素，從保證引水、

15、防洪、沖沙、泄洪等方面考慮，攔河建筑物選用節(jié)制閘。第四節(jié) 樞紐防沙措施一、來沙情況：根據(jù)資料，引水時，即P=75%時，河流推移質(zhì)（dcp=1.0mm）來沙量為16.735萬m3/年，洪水期推移質(zhì)（dcp=5.0mm，dmax=610mm）來沙量分別是W10%=85.8萬m3，W2%=172.7萬m3，所以樞紐需要設防沙措施。二、防沙設施型式：根據(jù)工程經(jīng)驗，樞紐內(nèi)防沙設施有兩種形式：沉沙槽 沖沙廊道下面對以上兩種情況分析如下：1、對于沉沙槽，它屬于定期沖沙，運用于山區(qū)及平原河道，應用較廣。2、對于沖沙廊道，它屬于連續(xù)沖沙，沖沙時用水量大，適用于沖積形河道，不適宜于推移質(zhì)較多的山谷河道。由于東陵以

16、前屬山谷河道，推移質(zhì)多，且沖沙廊道結(jié)構(gòu)復雜，所以采用沉沙槽式的防沙設施。第五節(jié) 樞紐建筑物組成及基本設計參數(shù)與設計條件一、樞紐建筑物的組成：綜合前面數(shù)節(jié)內(nèi)容，主樞紐包含建筑物有：節(jié)制閘、進水閘（兩個）、沉沙槽（兩個）、沖沙槽（兩個）。二、建筑工的基本設計參數(shù)和設計條件：1、進水閘、引水率：u=Qs1/Qs2|p=75%=78×2/400=39%、引水角：即進水口的水流方向與河道主流的夾角,一般=30°60， 合適，可以減免入口處水流產(chǎn)生的橫向環(huán)流。本樞紐的=30°。根據(jù)印度的經(jīng)驗，引水口邊緣與節(jié)制閘夾角=105°110°時，防沙入渠效果最好。本

17、樞紐取=103°。、進水閘上、下游水位有以下四種情況：a、正常引水時，下35.8m，引取Q=78m3/s，閘上、下游水位差H=0.2m，所以上游水位上=36.0m。b、c、當遭遇設計設計洪水和校核洪水時，進水閘關閉不引水，節(jié)制閘開啟泄洪，特征水位如下：畢業(yè)設計論文代做平臺 580畢業(yè)設計網(wǎng) 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 QQ3449649974設計洪水上=37.74m, 下=渠底=33.1m校核洪水上=38.35m, 下=33.1m、對于進水閘消能防沖設計不利情況的水位：考慮到水閘可能在來水量較大的豐水年引水，來水的頻率1%P75%，但為不常遇到情況，對灌區(qū)引水。此時

18、，上游水位較高，下游水位可能較低或水位與渠底齊平，對于進水閘的消能防沖是不利的。本設計取P=10%作為消能防沖的設計條件。此時，上=河|P=10%=36.1m，下取最不利情況，即下游無水時， 下=渠底=33.1m。綜合上述四種特征水位：a作為閘孔尺寸設計的條件；bc作為閘頂高程設計條件；下=渠底=33.1m作為進水閘消能防沖設計條件。、閘底板的形式與高程：a、底板形式：采用平底板（寬頂堰），它的優(yōu)點是洪水泄水穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，施工方便。b、底板高程：取與進水口攔河壩齊平，對于多泥沙的大、中河流，壩頂應比設計水位下的河底平均高程高出1m至2m（或取沉沙槽水深的1/3），本樞紐取1.1m,所以：壩頂

19、=進閘底=32.0+1.1=33.1m、閘孔形式：因為閘前水位變化幅度較大，引水=36.0m，最高=校核=38.35m。為了降低閘門高度及啟閉設備容量，孔口設胸墻，墻底高程應高出引水水位(36.0m)，取36.2m，墻頂高程與閘頂高程齊平，取39.5m。2、節(jié)制閘:、底板形式與底板高程:a、底板形式:因為河道縱坡較小,宜采用平底板,且有利于加快排沙與泄洪。b、底板高程：取與河床平均高程齊平，即攔底=32.0m。c、孔口形式：為了加快泄洪，減少洪水期對上游水位的壅高，采用開敞式（不設胸墻）。、對節(jié)制閘有以下六種特征水位：A、正常引水時：上=36.0m, 下=|Q=78×2=33.6mB

20、、通過設計流量Q=4020m3/s, 下=37.74m, 下=37.78m,C、通過校核流量Q=5000m3/s, 下=38.35m, 下=37.78m,D、進水閘全部檢修，P=75%相應Q=400m3/s,全部由節(jié)制閘下泄，相應上、下游水位為：上=36.0m, 下始=|Q=2440m3/s=33.6m。E、在引水期遇到校核洪水，進水閘關閉，節(jié)制閘泄洪，上、下游水位為：上=38.35m, 下=33.6m.F、在引水期遇到設計洪水時，進水閘關閉，節(jié)制閘泄洪，上、下游水位為：上=37.74m, 下=33.6m。綜合上述六種特征水位：（1）A作為門高設計條件；（2）B、C作為閘孔寬度和閘頂高程設計條

21、件；（3）D、E、F作為防沖消能設計條件。、節(jié)制閘適宜寬度：根據(jù)水閘設計規(guī)范（SD133-84）編制說明，節(jié)制閘閘孔寬度B閘與河道寬度B河適宜的比值B閘/B河=0.85。（當B河200m時）所以節(jié)制閘適宜寬度B閘=0.85×(270300)=230m255m。、容許過閘的單寬流量q：q根據(jù)河床地質(zhì)情況確定，河床面以下4.711.9m屬礫沙含卵石，11.9m以下屬于礫質(zhì)粗砂含礫石及土，厚18m，根據(jù)以上地質(zhì)情況，q=2030m3/s.m。、交通橋：按二級公路的標準設計，凈寬不小于7.0m，設計驗算荷載汽車-20。驗算荷載掛車-100。3沖沙閘：、閘孔寬度取1/31/10或1/51/20

22、的寬，與沖沙槽末端寬度相同。、沖沙閘的特征水位：取沖沙時的水位，沖沙方式采用節(jié)制閘進水閘及另一側(cè)的沖沙閘全部關閉，對應P=75%的流量Q=400m3/s全由一個沖沙槽下泄。上=36.0m, 下= |Q=244m3/s=33.6m,以上述的條件作為沖沙閘消能防沖的設計條件。4防洪墻：上游防洪墻：為1001000年一遇洪水時，樞紐不被淹沒，進水閘上游胸墻與永清公路基構(gòu)上游防洪堤，堤頂高程應滿足以下兩點要求：與堤頂防洪高程協(xié)調(diào)一致；樞紐不被洪水淹沒。所以堤頂高程取為39.5m.。下游防洪堤：由進水閘背水一側(cè)及沖沙槽下游胸墻構(gòu)成，堤頂高程應使樞紐不被淹沒的條件是： 堤頂=38.5m比 校下=37.87

23、m高出0.63m。第三章 節(jié)制閘設計主要內(nèi)容：閘孔設計、消能防沖設計、防滲排水設計、閘室布置、閘室穩(wěn)定計算、兩岸連接建筑物計算。第一節(jié) 閘孔設計主要內(nèi)容：閘孔寬度、閘孔高度、閘門計算一、閘孔的形式1、孔口采用開敞式，不設胸墻。2、底板采用平底板（無坎寬頂堰），底板=32.0m。二、閘孔寬度（一）凈寬nb：1、設計條件：要求樞紐通過：Q設=4020m3/s(設計洪水流量)；Q校=5000m3/s(校核洪水流量)。2、計算公式：采用淹沒寬頂堰公式：Q=mb2gH03/23、計算孔寬nb:R=A/X=(285+2×5.74) ×5.74/(285+2×5.74×

24、;1+22)=5.48 C=1/nR1/6=1/0.0225×5.481/6=59V=CRJ=59×5.48×1/2000=3.04m3/sht =37.38-32.0=5.38mH=37.74-32.0=5.74m所以H0=0.87查得=0.93則：nb=Q/m2gH03/2 =4020/0.93×0.385×0.9×2×9.8×6.213/2 =4020/22.08=182.06m式中：m：無側(cè)面收縮的流量系數(shù)，取0.385。：側(cè)收縮系數(shù)。取0.9：淹沒系數(shù)。取0.93即nb 取190m。因為n=20，所以b=

25、190/20=9.5m4、分縫分孔確定閘墩的形狀與厚度：分孔：取20孔，每孔寬9.5m。墩厚：兩邊墩取1.0m，縫墩取1.6m，中墩取1.2m。墩形：中墩采用半圓形，邊墩采用方形。因孔寬9.5m，且平面閘門的水壓力較大，會相應增加啟閉機容量，所以采用弧形閘門。采用兩孔一聯(lián)為節(jié)制閘的形式，兩孔一聯(lián)和一單孔為沖沙閘的形式，因兩孔一聯(lián)，其結(jié)構(gòu)布置勻稱，基底壓力偏心距小，整體性、抗震性均較好，可以有效減少不均勻沉降，且砼鋪蓋長度為2030m，如果用三孔一聯(lián)，砼鋪蓋長度已接近30m，鋪蓋過長會降低單位長度的防滲效果，所以綜合上述因素，采用兩孔一聯(lián)。5、求：實=1-0.2(n-1)0+kH0/nb =1-

26、0.2×(20-1)×0.66+0.7×6.21/182.06 =1-0.2×13.24×0.034 =0.916、驗算實際過流能力：Q=實mnb2gH03/2 =0.91×0.385×0.93×190/2×9.8×6.213/2=4241m3/s4241m3/s4020m3/s滿足要求7、驗算校核情況下過流能力：ht=37.87-32=5.87mH=38.35-32=6.35mK=A/x=(285+2×6.38)×6.38/（285+2×6.38×1+2

27、2）=6.06C=1/nR1/6=1/0.0225×6.061/6=60V=CRJ=60×6.06×(1/2000)=3.3m3/sH0=H+V2/2g=6.35+3.32/2×9.8=6.91m由ht/H0=5.87/6.91=0.85查出=0.96Q=實mnb2gH03/2 =0.91×0.385×0.96×1902×9.8×6.913/2 =5138m3/s5138m3/s5000m3/s滿足要求（二）、每孔寬度：B孔=nb+10×1.6+9×1.2 =190+16+10.8 =

28、216.8m（三）、驗算閘孔寬及河寬比：據(jù)水閘設計規(guī)范SD133-84知：B河200mB孔/B河=216.8/285=0.760.85B孔=216.8285×0.850.85為經(jīng)驗值 驗算結(jié)果接近它就認為滿足要求。（四）、驗算過閘單寬流量q：據(jù)水利計算手冊查得q =25m3/s.m通過設計流量時：q=Q設/B孔=4020/216.8=18.54m3/s.m25m3/s.m通過校核流量時：q= Q校/B孔=5000/216.8=23.06m3/s.m25m3/s.m滿足要求三、閘頂高程：根據(jù)規(guī)范，閘頂高程應滿足下列兩種情況：泄水時：頂=設計洪水+A設 =37.74+1.0 =38.74

29、m 頂=校核洪水+A校 =38.37+0.7 =39.08m所以，應取頂=39.08m考慮，樞紐防洪應該和兩岸頂一致，也可取為39.5m。閘孔高度=39.5-32=7.5m.四、閘門高度由于閘門作用是在枯水期壅高水位供進水閘取水，所以頂應不低于36.0m，為了防止水流漫過閘頂，銹蝕閘門結(jié)構(gòu)，門頂高程應該高于36.0m。所以：門頂=36.0+d浪 =36.0+0.5 =36.5m第二節(jié) 節(jié)制閘消能防沖設計消能的方式與簡單的設計內(nèi)容：方式：根據(jù)資料，河床抗沖能力較差，所以采用底流消能，消能工的形式采用挖深式消力池。設計內(nèi)容：池深d、池長LK、護坦厚t、海漫長L漫、防沖槽W、兩岸護坡護底及構(gòu)造設計。

30、二、閘門的開啟運用方式及操作規(guī)程1、運用方式：對于20孔水閘有多種運用方式。如：各孔同步均勻分級開啟，隔孔對稱均勻分級開啟等。2、規(guī)程應遵守：對稱性（指孔數(shù)、開度、對稱性）、均勻性、分級開啟（指每級開度一般不超過半米，與流量等因素有關）。三、消能防沖設計條件：（d、LK、t、L漫、tp等不利情況的確定）。（一）池深d:1、不利情況:按照水利學水躍理論，閘下泄Q產(chǎn)生遠驅(qū)水躍，需設d，當hc-ht差最大時，d 最大，最不利，所以d的設計條件指hc-ht最大時。2、設計要求：對于最不利情況設計d，使下泄水流過池內(nèi)發(fā)生稍淹淹沒沒水躍，使初始水面銜接滿足：hc''=(d+ht+z)/ h

31、c''=1.051.1 z與池內(nèi)水量有關系。式中：hc''躍后水深。hc下游水深。d池深。淹沒安全系數(shù)。z消力池出口處水面落差。（二）池長LK：1、不利利情況：挖池深d以后，按1:31:4邊坡與底板連接，據(jù)實驗結(jié)果，池內(nèi)水躍始斷面在斜坡末端，池內(nèi)水躍長度是自由水躍長度的0.70.8倍。LK=（34）d+(0.70.8)Lj所以，最不利的情況是自由水躍Lj最大時。2、計算公式：Lj=6.9(hc-hc)式中：Lj自由水躍 hc收縮水深根據(jù)經(jīng)驗，當通過最大流量時，Lj最大。（三）護坦厚t：1計算公式： 按抗沖要求t=kqH式中：k經(jīng)驗系數(shù)，取0.1750.2 q入消

32、力池單寬流量H上、下游水位差 2不利情況：qH最大時是最不利的情況。（四）海漫長L漫1計算公式：按抗沖要求： L漫=K qH 式中：k海漫長度計算的經(jīng)驗系數(shù)，取12。q出池的單寬流量。H上、下游水位差。2不利情況：qH最大時是最不利的情況。（五）沖刷坑深：1計算公式：tp=1.1q/V 式中：q出池的單寬流量。V下游河床流量，取0.8m/s-1.0m/s . 2.不利情況: q最大時是最不利的情況.四、d、Lk、L 漫、t等不利情況與水閘計算工況及閘門開啟方式之間的關系.（一）關系： 1d、Lk、L 漫、t等不利情況可能發(fā)生在某一種工況下，某一種閘門的開啟方式下的某一個開度下。 2d、Lk、L

33、 漫、t等不利情況沒有同步性，d最不利不一定就是Lk、L 漫、t等的最不利情況。（二）計算內(nèi)容： 應該是對于每一種的閘門開啟方式下的每一個開度進行計算，對最不利情況進行計算。五本設計采用計算工況及閘門開啟方式：本設計只對于一種工況及一種閘門開啟方式來計算。1 計算工況：選校核洪水對應的上游水位上=38.38m.下始=33.6m.閘門的初始開度:e0=0.3m Q=uenb2gH02.閘門的開啟方式:各孔閘門是同步分級均勻開啟,每級開度可以取e0=0.3m0.5m。六、計算公式：（一）求各開度下的流量：1孔流：e/H0.65 Q= uenb2gH0式中：u流量系數(shù). 淹沒系數(shù). e開度. nb凈

34、寬. H0堰頂全水頭.hthc(淹沒出流). hthc(自由出流) =1.2.堰流: e/H0.65 Q=mnb2gH03/2 式中: 側(cè)面收縮系數(shù). m無側(cè)面收縮的流量系數(shù). 淹沒系數(shù). nb凈寬. H0流速水頭.ht0.8H（自由出流） ht0.8H(淹沒出流)（二）單寬流量q:1. 入池流量q: q=Q/B孔2出池流量q:q=Q/B河寬（三）求躍前躍后水深：1 躍前水深：hc=e式中：垂直收縮系數(shù). e開度.2.躍后水深： hc=hc1+8aq2/ghc3-1/2式中：q入池流量 hc躍前水深(四)臨界水深hk: hk=3q2/g(五)求下游水深ht: 先求出流量模數(shù)：k0=Q/i再求出

35、B河2.67/nk0.推出ht.(六)自由水躍Lj: Lj=6.9(hc-hc)(七)護坦厚t: t=kqH 式中:k經(jīng)驗系數(shù)，取0.175-0.20.(中小型取小值). q入池單寬流量. H上、下游水位差.（八）求海漫L漫 L漫=KqH式中：K海漫長度計算系數(shù)，取12。 q出池單寬流量。（九）沖刷坑深度tp: tp=1.1q/v 式中： q出池單寬流量。 v河渠土壤允許平均流速，取1.0m/s.七、計算方法和步驟 1、可以列表來計算不利情況。（見表3-1）表3-1Qmax=5000m3/s (hc-ht) max=1.337m Ljmax=23.58m tmax=0.747m L漫max41

36、.783m tpmax=19.25m2.根據(jù)下列不利情況d、Lk、t等八、計算結(jié)果：由表3-1知： tmax=0.747m 取 tmax=0.7m tpmax=19.25m 取tpmax=19mLjmax=23.58m 取 Ljmax=24mL漫max41.783m 取 L漫max42m (hc-ht) max=1.337m 取(hc-ht) max=1.34m所對應的hc=40417m ht=2.81m q=7.843m3/s.九、求池深d: 由表3-1知：Htmax/Hkmax由水力學附錄表查得 d=0.92m十、求池長Lk: Lk=(34)d+(0.70.8) Ljmax =3×

37、;0.92+0.7×24 =19.56m十一、布置海漫： 1海漫的作用：海漫能夠削減水流剩余流量，使水流均勻地擴散，調(diào)整流速分布，減小底部沖刷。 2海漫布置： 海漫的布置一般接消力池，前面宜設置510m有水平段。（取10m）。首端適當加厚，為了加大水深減小流速，接水平段向下游砌筑1：10的斜坡，海漫全長42m.3.構(gòu)造設計：（見圖3-1）使用材料：水平段的流速較大，沖刷能力強，故水平段采用漿砌石砌筑，斜坡段采用干砌石砌筑。厚度0.30.5m 取0.4m墊層：為了改善地基應力和排水能力，采用碎石墊層1015m, 取10cm.圖3-1 海鰻構(gòu)造4.兩岸的護坡材料，厚度、墊層都與

38、河底海漫相同，護坡頂伸到岸坡內(nèi)0.5m，護坡底做齒墻。十二、沖刷坑從槽頂算起沖坑深：t沖=t沖max-htht由表3-1所對應的t沖max得出：ht=5.87m=L海漫/10=42/10=4.2mht=5.87+4.2=10.07mt=19.25-10.07=9.18m十三、沖坑上游需要堆石面積：W石=t沖2+（mt沖）2式中：m沖刷坑上游邊坡系數(shù)，取3。 護坡堆石厚，取0.5m。 W石=0.59.182+(3×9.18)2 =0.5×29.03 =14.51m2十四、防沖槽（見圖3-2） 設h槽=12m， 取h槽=2m b槽=（12）h槽， 取b槽=1×2=2m

39、 上游坡度：m1=23，取2。下游坡度：m2=3 W槽=（2×2+4+3×2）+4/2×2=18m2 W槽=18m2W石=14.51m2滿足要求。圖3-2防沖槽十五、構(gòu)造要求（一）消力池：1、材料：采用砼C152、分縫：順水方向分縫，縫距2030m，位置不可在孔內(nèi)。3、排水：護坦上設排水孔，直徑510cm，間距12m，交錯布置，成梅花狀布置。（取7cm，取2m），下游設反濾層，粒徑510cm，厚0.5m。4、尾水坎：高程：=32m或=32.5m 厚度：與護坦末端相同或稍薄。（二）、防沖槽： 內(nèi)設堆石，粒徑2030cm。（三）、護坡海漫防沖槽段內(nèi)的護坡與底相同，槽末

40、以后護坡長(46)H.。第四章 節(jié)制閘結(jié)構(gòu)布置一、閘門（一）型式尺寸1、型式：因為跨度大于810米，所以采用雙主橫梁式弧形鋼閘門。2、尺寸：寬×高=9.5×4.5m（二）面板支承結(jié)構(gòu)：支臂、肢桿二支，支承右橫梁，底梁距閘底處等于0.10.2倍的門高（取0.9m），頂橫梁距閘頂處等于0.4倍的門高（取1.8m），吊耳在底橫梁處。（三）支鉸高程：取高于下游最高水位約0.5m。37.74+0.5=38.24m（四）支臂長度：取1.11.5倍門高。此處為8m。（五）牛腿尺寸：寬：0.50.7m,取0.6m。 長：0.81.0m,取1.0m。 斜率為：12.513.5,取13.5。（

41、六）支臂與門面板連接：采用斜撐式連接，懸臂長為b/5，取1.9m。（七）支撐鉸：支撐鉸采用圓錐鉸。（八）弧門自重：B10m, G=kc×kbH0.42B0.33Hs式中：B孔口寬度。B=9.5m. H孔口高度。H=39.5-32=7.5m. HS設計水頭。HS=38.35-32=6.35m. KC材料系數(shù)。普通低碳鋼KC=1.0，低合金KC=0.8.此處KC=1.0 Kb孔口寬度系數(shù)。5mB10m，Kb取0.472。 G=KCKbH0.42B0.33Hs =1.0×0.472×7.50.42×9.50.33×6.35 =14.67噸（九）止水布

42、置：1、側(cè)止水：采用P型橡皮止水，止水擠壓寬b=610cm。長為面板弧曲線長，個數(shù)2個。2、底止水：采用膠木，橡皮均可。長度等于閘門的寬度。二、啟閉機：取3倍的門重。（主要參數(shù)見表4-1，4-2，圖4-1）FQ=3×14.67=44.01噸表4-1啟閉機型號啟閉力（噸）啟閉高度H（m）主要尺寸（mm）ABCEHGIJMNQPG-2×402×4091682892.51801322302000125420601300800表4-2啟閉機型號吊點中距L(m)滾筒直徑(mm)機重（不含電器設備）地腳螺栓作用力(kg)QPQ-2×403.1m96006.17/6.

43、65M24×600Q1Q2Q3Q49028110761491316653二、閘墩（一）、墩頭形狀、厚度見第三章第一節(jié)。（二）、閘門布置：1、工作閘門2、檢修閘門：平面疊梁式閘門。3、兩門間距：1.52.0m.（三）、檢修橋：寬1.52.0m.（四）墩長：要滿足布置檢修橋、工作橋（3 5m）、交通橋（9 m）要求。（五）、墩頂高程：1、檢修橋：39.5 m2、工作橋：要滿足兩項要求：閘門全開，底緣高出上游最高洪水r+超高（0.1 0.2）；閘門全開，頂緣要低于工作橋縱梁底部0.5 1 m。3、交通橋：39.5m。也可放低一點。三、工作橋（一）總長：L總=nb+dz+df+2dB =19

44、0+9×1.2+10×1.6+2×1 =218.8m（二）工作橋跨度：1、中孔：L0=2b+dz+df =2×9.5+1.2+1.6 =21.8m2、邊孔：L0=b+dB+df/2 =9.5+1+1.6/2 =11.3m（二）橋結(jié)構(gòu)型式：由于L0810m，所以采用梁式雙T型式。（四）尺寸：1、寬度：一般為35m，取4.5m。 2、高度：hL=(1/81/10)L0=11.2m ， 取1.0m。（五）橋面高程：43.0+1+0.2=44.2m四、交通橋（一）寬、長及L0同工作橋。（二）結(jié)構(gòu)型式：5T型梁式橋，縱梁門間距是1.52.0m，取1.6m。（三）高

45、度：h交=（1/81/10）L0=1.31.5 取h交=1.5m（四）人行道：單側(cè)寬0.8m，欄桿0.2cm，高出行車道0.2m，欄桿高1.0m。（五）路面：高鋪裝，砼采用C20，厚68 cm，取8 cm。（六）橫坡：i=1.5 2.0，取i=2。（七）縱坡：i=2.0 3.0，取i=3。兩側(cè)在行車道邊緣每隔10 m設排水孔。五、便橋（一）總長：跨度同工作橋。（二）結(jié)構(gòu)型式：雙T型梁式橋。（三）橋高：h便=(1/8 1/10)L0=1.1 1.4m，取h便=1.2m（四）橋面高程：39.5+h+鋪層厚，碎石厚0.1m 則：橋面=39.5+1.2+0.1=40.7m（五）鋪層：碎石，厚0.1m。

46、（六）欄桿：高取1.0m。六、底板（一）結(jié)構(gòu)型式：整體式平底板。（二）底板厚：t=(1/5 1/8)b=1.2 1.9m，取1.5m。第五章 節(jié)制閘的防滲排水設計第一節(jié) 地下輪廓線設計一、設計要求：地下輪廓線長滿足L1-14CH其中：C粗砂。取C=4.5。 H最大的水位差。（指閘上、下游）取引水時H=36-32=4.0mCH=4.5×4=18 mL1-14=1+0.5×2+0.7×4+13+1+1×2+15+2=37.8m L1-14=37.8CH=18m 滿足設計要求。二、型式1、材料：鋼砼鋪蓋。 鋪蓋+底板防滲2、尺寸：長：（2 4）H ，H=4.0

47、m，取長=16 m 齒墻為（0.8 1.0）m，取1.0m，底板長取18 m3、墊層：采用砼C5，鋪蓋與底板各設10 cm。第二節(jié)滲透計算一、內(nèi)容：1、底板下滲透壓力分布圖形。 2、形驗算溢出坡降小于允許坡降值。 3、驗算JxJx二、方法：采用直線法。三、計算步驟：1、先作滲壓水頭分布圖。 2、底板下的滲透壓力分布圖。 3、J出=h13/h13-14J出 =0.21/2=0.11J出=0.45 4、Jx=H/L1-14Jx =4.0/37.8=0.11Jx=0.17 尺寸合理，滿足要求。 第六章 節(jié)制閘穩(wěn)定、地基應力計算第一節(jié) 概述一、設計內(nèi)容：抗滑穩(wěn)定與地基應力的驗算。二、工況：正常擋水期（

48、屬于基本組合）。三、計算單元：1、順水方向：長18m。 2、垂直方向：寬21.8m。四、公式：1、抗滑：K=fW/PK 式中：f砼與粗砂，取0.5。 2、地基應力：maxmin= W/BL+(-)6M0/BL2 （平均應力） 五、控制標準：1、抗滑：K=1.25(級基本組合) 2、=100150KN/m2，=2，屬中等密實粗砂粒基。（屬基本組合）第二節(jié) 正常擋水時抗滑穩(wěn)定及地基應力計算一、荷載：1、結(jié)構(gòu)自重：底板：W1=(1.6+1.2+2×9.5) ×1.5×18×25=14715KN閘墩：W2=7.5×(0.8+1.2+0.8) ×

49、;18×25=9450KNW2=3.5×4.5×(0.8+1.2+0.8) ×25=1102.5KN門重：G1=14.67×9.8×2=288KN工作橋重：W4=(0.1+0.2) ×0.5+0.15×1.3×21.8×25×2=718.7KN啟閉機：G2=6.65×9.8×2=130.34KN交通橋：W5=(0.1+0.2) ×1.725+0.3×1.58×21.58×25×2=1080.7KN2、水平荷載：上游水壓力：P1=1×H12B /2 =1×9.8×42×21.8/2=174.4KN P2=1×H22B/2=1×&#