1、知識是人類進步的階梯水閘設(shè)計說明書SLUICE DESIGN SPECIFICATION設(shè)計題目：水閘工程學(xué)院名稱：專業(yè)名稱： 水利水電工程班級名稱：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：教師職稱：年 月曰目 錄,、設(shè)計任務(wù) 1:、設(shè)計基本資料 12.1 概述12.1.1 防洪 22.1.2 灌溉 22.1.3 引水沖淤 22.2 規(guī)劃數(shù)據(jù)22.2.1 孔口設(shè)計水位、流量 32.2.2 閘室穩(wěn)定計算水位組合 32.2.3 消能防沖設(shè)計水位組合 32.3 地質(zhì)資料42.3.2閘基土工試驗資料 42.4閘的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)4知識是人類進步的階梯2.5其它有關(guān)資料42.5.1 閘上交通 42.5.2 三材 52.5.3

2、 地震資料 52.5.4 風(fēng)速資料 5三、 樞紐布置 53.1 防沙設(shè)施63.2 引水渠的布置63.3 進水閘布置63.3.1 閘室段布置 63.3.2 上游連接段布置 73.3.3 下游連接段布置 7四、水力計算 84.1 閘孔設(shè)計 84.1.1 閘室結(jié)構(gòu)形式 84.1.2 堰型選擇及堰頂高程的確定 84.1.3 孔口尺寸的確定 84.2 消能防沖設(shè)計 84.2.1 消力池的設(shè)計 84.2.2 海漫的設(shè)計 13五、防滲排水設(shè)計 145.1 地下輪廓設(shè)計 145.1.1 底板 145.1.2 鋪蓋 155.1.3 側(cè)向防滲 155.1.4 排水、止水 155.1.5 防滲長度驗算 155.2

3、滲流計算 165.2.1 地下輪廓線的簡化 165.2.2 確定地基的有效深度 165.2.3 滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計算 175.2.4 滲透壓力計算： 145.2.5 抗?jié)B穩(wěn)定驗算 20六、 閘室布置與穩(wěn)定計算 176.1 閘室結(jié)構(gòu)布置 216.1.1 底板 216.1.2 閘墩 216.1.3 胸墻 176.1.4 工作橋 176.1.5 檢修便橋 186.1.6 交通橋 186.2閘室穩(wěn)定計算 19知識是人類進步的階梯6.2.1 荷載計算 196.2.2 穩(wěn)定計算 32七、閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計 277.1 閘墩設(shè)計 277.2 底板結(jié)構(gòu)計算 287.2.1 閘基的地基反力計算 287.2.

4、2 不平衡剪力及剪力分配 397.2.3 板條上荷載的計算 417.2.4 彎矩計算 437.2.5 配筋計算 367.2.6 裂縫校核 37八、兩岸連接建筑物 37九、水閘細部構(gòu)造設(shè)計 38十、基礎(chǔ)處理 38H-一、總結(jié) 38參考文獻 40水閘課程設(shè)計計算說明書1、設(shè)計任務(wù)興化閘為無壩引水進水閘，該樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進水閘組成，本 次設(shè)計主要任務(wù)是確定興化閘的型式、尺寸及樞紐布置方案；并進行水力計算、防 滲排水設(shè)計、閘室布置與穩(wěn)定計算、閘室底板結(jié)構(gòu)設(shè)計等，繪出樞紐平面布置圖及 上下游立視圖。2、設(shè)計基本資料2.1 概述興化閘建在興化鎮(zhèn)以北的興化渠上，閘址地理位置見圖 防洪、灌溉和引

5、水沖淤。/ 、一7.0北.J1.0 X/2-2-1。該閘的主要作用有至大成港 上人成港 .閘管所興化閘興化河興 化鎮(zhèn)圖2-2-1閘址位置示意圖（單位：m）1.1.1 防洪當(dāng)興化河水位較高時，關(guān)閘擋水，以防止興化河水入侵興化渠下游兩岸農(nóng)田，保 護下游的農(nóng)田和村鎮(zhèn)。1.1.2 灌溉 灌溉期引興化河水北調(diào)，以灌溉興化渠兩岸的農(nóng)田1.1.3 引水沖淤 在枯水季節(jié)，引興化河水北上至下游的大成港，以沖淤保港。2.2 規(guī)劃數(shù)據(jù)興化渠為人工渠道，其剖面尺寸如圖 2-2所示。渠底高程為0.5m ,底寬50.0m ,兩岸邊坡均為1:2。該閘的主要設(shè)計組合有以下幾方面：711.8XZ0.550.0圖2-2 興化渠剖

6、面示意圖(單位：m)2.2.1 孔口設(shè)計水位、流量根據(jù)規(guī)劃要求，在灌溉期由興化閘自流引興化河水灌溉，引水流量為300m3/s ,此時閘上游水位為7.83m ,閘下游水位為7.78m ;在冬季枯水季節(jié)由興化閘自流引水 送至下游大成港沖淤保港，引水流量為100m3/s，此時相應(yīng)的閘上游水位為7.44m , 下游為7.38m。2.2.2 閘室穩(wěn)定計算水位組合(1)設(shè)計情況：上游水位10.3m ,浪高0.8m ,下游水位7.0m。(2)校核情況：上游水位10.7m ,浪高0.5m ,下游水位7.0m。2.2.3 消能防沖設(shè)計水位組合(1)消能防沖的不利水位組合：引水流量為300m3/s，相應(yīng)的上游水位

7、10.7m, 下游水位為7.78m。(2)下游水位流量關(guān)系下游水位流量關(guān)系見表2-2-1。表2-2-1下游水位流量關(guān)系Q (m 3/s)0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0H 下(m)7.07.207.387.547.667.747.78知識是人類進步的階梯2.3 地質(zhì)資料2.3.1 閘基土質(zhì)分布情況根據(jù)鉆探報告，閘基土質(zhì)分布情況見表2-3-1表2-3-1閘基土層分布層序高程（m）土質(zhì)情況標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)（擊）I11.75 2.40重粉質(zhì)壤土913R2.40 0.7散粉質(zhì)壤土8m0.7 -16.7堅硬粉質(zhì)粘土（局部含鐵鉆結(jié)核）15 212.3.2 閘基土工試驗資料根據(jù)土

8、工試驗資料，閘基持力層為堅硬粉質(zhì)粘土，其內(nèi)摩擦角小=190 ,凝聚力C=60.0Kpa ;天然孔隙比e=0.69 ,天然容重丫 =20.3KN/m3 ,比重G=2.74 ,變形 模量E0=4.0 X104KPa；建閘所用回填土為砂壤土，其內(nèi)摩擦角小 =260 ,凝聚力 C=0 ,天然容重丫=18KN/m3 ;混凝土的彈性模量 Eh=2.3 X107KPa。2.4 閘的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范SL265-2001 ,興化閘按田級建筑物設(shè)計。2.5 其它有關(guān)資料2.5.1 閘上交通根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ú块T建議，閘上交通橋為單車道公路橋，按汽 -10設(shè)計，履帶-50校 核。橋面凈寬為4.5m，總寬5.5m

9、,采用板梁式結(jié)構(gòu)，見圖2-5-1 ,每米橋長約重80KNHI 10.015.0450.0IH15.010.0110.010.015.055.070.0 45.0137.5045.0137.5045.070.0550.0圖2-5-1交通橋剖面圖（單位：cm）2.5.2 該地區(qū)“三材”供應(yīng)充足。閘門采用平面鋼閘門，尺寸自定，由于廠設(shè)計加 工制造。2.5.3 該地區(qū)地震烈度設(shè)計為6度，故可不考慮地震影響2.5.4 該地區(qū)風(fēng)速資料不全，在進行浪壓力設(shè)計時，建議取 Ll=10hl計算。3、樞紐布置興化閘為無壩引水進水閘。整個樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進水閘等組成。3.1 防沙設(shè)施 閘所在河流為少泥沙河

10、道，故防沙要求不高，僅在引水口設(shè)攔沙坎一道即可。攔沙坎高0.8m ,底部高程0.5m ,頂高程1.3m ,迎水面直立，背流坡為1:1的斜坡,V門I - I 剖面3.2 引水渠的布置興化河河岸比較堅穩(wěn)，引水渠可以盡量短（大約65m ）,使興化閘靠近興化河河岸。為了保證有較好的引水效果，引水角取 35。，并將引水口布置在興化河凹岸頂點偏 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稱的向下游收縮的喇叭狀， 見圖3-1。3.3 進水閘布置進水閘（興化閘）為帶胸墻的開敞式水閘。共 5孔，每孔凈寬5.0m o胸墻底部高 程為

11、8.1m ,閘頂高程為11.8m，閘門頂高程為8.3m。3.3.1 閘室段布置閘底板為倒n型鋼筋混凝平底板，縫設(shè)在底板中央。底板頂面高程為0.5m,厚1.0m, 其順?biāo)鞣较蜷L16m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L和底板相等，中墩厚 1.1m ,邊墩與岸墻結(jié) 合布置，為重力式邊墻，既擋水，又擋土，墻后填土高程為11.8m。閘墩上設(shè)有工作門槽和檢修門槽。檢修門槽距閘墩上游邊緣1.7m ,工作門槽距閘墩上游邊緣5.29 ,胸墻與檢修門槽之間凈距為2.59。知識是人類進步的階梯閘門采用平面滾輪鋼閘門，尺寸為4.8m X7.8m。啟閉設(shè)備選用QPQ-2 X25卷揚式 啟閉機。工作橋支承為實體排架，

12、由閘墩縮窄而成。其順?biāo)鏖L 2.3m ,厚0.5m, 底面高程11.8m ,頂面高程16.5m ,排架上設(shè)有活動門槽。公路橋設(shè)在下游側(cè)，為板梁式結(jié)構(gòu)，具總寬為5.5m o公路橋支承在排架上，排架底部高程8.5m。3.3.2 上游連接段布置鋪蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具順?biāo)鞣较蜷L 20m,厚0.4m。鋪蓋上游為塊石護底，一 直護至引水口。上游翼墻為漿砌石重力式反翼墻，迎水面直立，墻背為1:0.5的斜坡，收縮角為15° 圓弧半徑為6.6m。墻頂高程為11.0m ,其上設(shè)0.85m高的混凝土擋浪板。墻后填 土高程為10.8m。翼墻底板為0.6m厚的鋼筋混凝土板，前趾長1.2m，后趾長0.2m

13、0 翼墻上游與鋪蓋頭部齊平。翼墻上游為干砌塊石護坡，每隔12m設(shè)一道漿砌石格燒。塊石底部設(shè) 15cm的砂 墊層。護坡一直延伸到興化渠的入口處。3.3.3 下游連接段布置閘室下游采用挖深式消力池。其長為 23m,深為0.5m。消力池的底板為鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)，其厚度為0.7m。消力池與閘室連接處有1m寬的小平臺，后以1:4的斜坡 連接。消力池底板下按過濾的要求鋪蓋鋪設(shè)厚0.3m的砂、碎石墊層，既起反濾、過渡作用，又起排水作用。海漫長26m ,水平設(shè)置。前10m為漿砌塊石，后16m為干砌塊石，并每隔8m 設(shè)一道漿砌石格境。海漫末端設(shè)一構(gòu)造防沖槽。具深為 1.0m ,邊坡為1:2。槽內(nèi)填 以塊石。由于

14、土質(zhì)條件較好，防沖槽下游不再設(shè)護底。下游翼墻亦為漿砌石重力式反翼墻。迎水面直立，墻背坡度為1:0.5,其擴散角為10° ,圓弧半徑為4.8m。墻頂高程為8.5m,其上設(shè)高0.8m的擋浪板，墻后填土 高程為8.0m。下游翼墻底板亦厚0.6m鋼筋混凝土板，具前趾長 1.2m ,后趾長 0.2m。翼墻下游端與消力池末端齊平。下游亦采用干砌塊石護坡，護坡至 9.8m高程處。每隔8m設(shè)一道漿砌石格境。護 坡延伸至與防沖槽下游端部齊平。4、水力計算水力設(shè)計主要包括兩方面的內(nèi)容，即閘孔設(shè)計和消能設(shè)計。4.1 閘孔設(shè)計 閘孔設(shè)計的主要任務(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4.1.1

15、 閘室結(jié)構(gòu)形式 該閘建在人工渠道上，故宜采用開敞式閘室結(jié)構(gòu)。在運行中，該閘的擋水位達 10.3m10.7m,而泄水時上游水位為 7.44m7.83m, 擋水位時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，從而減少工程費用。綜上所述：該閘采用帶胸墻的開敞式閘室結(jié)構(gòu)。4.1.2 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，擬取閘底板頂面與興

16、化渠渠底齊平，高程為 0.5m。4.1.3 孔口尺寸的確定(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=7.83-0.5=7.33m下游水深hs=7.78-0.5=7.28m引水流量Q=300m 31s上游行近流速 V0=Q/AA=(b+mH)H=(50+2X7.33) X7.33=473.96m23 'V=300/473.96=0.633 m sH0=H+ aV02/2g(取 a=1.0)=7.33+0.6332/2 X9.8=7.35mhS /h0=7.28/7.4=0.99>0.8, 故屬淹沒出流。查 SL265-2001 表 A

17、 0 1-2 ,淹沒系數(shù) S=0.36由寬頂堰淹沒出流公式3QsmBo.2gHoE對無坎寬頂堰，取m=0.385 ,假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)=0.96 ,則B01 Q ( sm2gHo2)_300=30.36 0.385 0.96.2 9817.352=25.54m2)引水沖淤保港上游水深H=7.44-0.5=6.94m下游水深h=7.38-0.5=6.88m引水流量Q=100 m s上游行近流速 V0=Q/AA=(b+mH)H=(50+2X6.94) X6.94=443.3 m %V 0 =Q/A=100/443.3=0.23m/s<0.5m/s, 可以忽略不計，則 H0 =H=6.94m 。h

18、S /H0=6.88/6.94=0.99>0.8,故屬淹沒出流。查SL265-2001 表A 0 1-2 ,得淹沒系數(shù)s=0.36同樣取m=0.385 ,假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)=0.96 ,則得QB02=3sm . 2gH0210030.36 0.385 0.962 9.81 6.942=9.24m比較1）、2）的計算結(jié)果，B02< B01 ,可見引水灌溉情況是確定閘孔尺寸的控制情況，故閘孔凈寬B0宜采用較大值25.54m擬將閘孔分為 5孔，取每孔凈寬為5.0m,則閘孔實際總凈寬為B0=5 X5.0=25.0m由于閘基土質(zhì)條件較好，不僅承載能力較大，而且堅硬、緊密。為了減少閘孔 總寬度，節(jié)

19、省工作量，閘底板宜采用整體式平底板。擬將分縫設(shè)在各孔底板的中間 位置，形成倒n型底板。中墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚 1.1m ,墩頭、墩尾均采用半 圓形，半徑為0.55m。(2)復(fù)核過閘流量。根據(jù)初擬的閘孔尺寸，對于中孔，b0=5.0m , bs=b0+ =5.0+1.1=6.1m, b0/bs=5.0/6.1=0.820,查 SL265-2001 表，得 z 0.971對于邊孔，b0=5.0m , bs=40.26m , bo/bs=1.12, 查 SL265-2001 表，得 b 0.909，則(z(N 1)b). N=(0.971 X(5-1)+0.909)/5=0.960根據(jù)SL265-

20、2001 表，對無坎寬頂堰，取 m=0.385 ,則 3 QsmBc. 2gHg23=0.36 X0.385 X0.959 X25 X.2 9.81 7.35萬=293.3 m 3 sX100%=2.24%<5%實際過流能力滿足引水灌溉的設(shè)計要求。因止匕，該閘的孔口尺寸確定為：共分5孔，每孔凈寬5.0m ,2個中墩各厚1.1m , 閘孔總凈寬為25.0m，閘室總寬度為29.4m。4.2消能防沖設(shè)計消能防沖設(shè)計包括消力池、海漫及防沖槽等三部分。4.2.1 消力池的設(shè)計1)上下游水位連接形態(tài)的判別，閘門從關(guān)閉狀態(tài)到泄流量為300 m 7s往是分級 開啟的。為了節(jié)省計算工作量，閘門的開度擬分三

21、級，流量50 m 3/s;待下游的水位穩(wěn) 定后，增大開度至150 m3/s,待下游的水位穩(wěn)定后，增大開度至300 m 3/s。?當(dāng)泄流量為50m3/s時：上游水深 H=10.7-0.5=10.2m;下游水深可采用前一級開度（即Q=0）時的下游水深t=7.0-0.5=6.5m;上游行進流速 V0 = Q=50/718.1=0.069m/s（V0 <0.5m/s）,可以忽略不A計。假設(shè)閘門的開度e=0.45m. =0.45/10.2=0.044<0.65,為孔流。查水H力學(xué)（河海大學(xué)出版社），由表10.7 （采用插值法）：0.6110.613 0.6110.0440.05 0得=0.6

22、12 ,貝hc= e=0.612 X0.45=0.2754mhc =hc- 18q31 =1.332m2ghc3hc <t=6.5m,故為淹沒出流。由（t - hc ）/（H- hc ）=0.583,查 SL265-2001 表 A 0 3-2 （采用插值法），得孔流淹沒系數(shù)/=0.53 ,所以有Q ' 1eB0,2gH。內(nèi)=0.6-0.176 e H =0.592式中（11 孔流流量系數(shù)。因止匕 Q=0.53 X0.592 X0.45 X25 X、2""981 10.2 =49.95 m3/s該值與要求的流量50m3/s十分的接近，才所假定的閘門開度e=0.

23、45正確。此時，躍后水深1.332<t=6.5m,故發(fā)生淹沒水躍。以同樣的步驟可求得泄水量150 m3/s、300 m 3/s時的閘門開度、躍后水深，并可判別不同泄水量時的水面連接情況，結(jié)果列如下表：表4-2水面連接計算序號Q(m 3/s)E(m)/hcmh(m)t(m)水面連接情況150.00.450.6120.2751.3326.50淹沒水躍2150.01.350.6170.8332.1426.70淹沒水躍3300.03.000.6251.8752.5557.04淹沒水躍2)消力池的設(shè)計a)、消力池池深：由表4-2可見，在消能計算中，躍后水深均小于相應(yīng)的下游 水深，出閘水流已發(fā)生了淹

24、沒水躍，故從理論上講可以不必建消力池。但是為了穩(wěn) 定水躍，通常需建一構(gòu)造消力池。取池深 d=0.5m ob)、消力池長度：根據(jù)前面的計算，以泄流量300 m 3/s作為確定消力池長度的計算依據(jù)。略去行進流速 V0,則：To= H+d=10.2+0.5=10.7m=q 2/2g 2, q=10.20 ,=0.95=5.88hc=0.778qq3 1 =4.88m ghc水躍長度 Lj=6.9 (hc -hc) =6.9 X (4.88-0.77 ) =28.4m消力池與閘底板以1 : 4的斜坡段相連接，LS=dp=0.5 X4=2.0m,則消力池長度Lsj為Lsj= L s+ bl J =2.0

25、+0.75 X28.4=23.3mB一長度校正系數(shù)(0.70.8)取消力池長度為21.5m。c)、消力池底板厚度計算：t=K 1、q式中一Ki消力池底板厚度計算系數(shù)，可采用(0.150.20)Ki取0.175Q=300/ (25+4.4 ) =10.2 m3/(s m)H=10.7-7.78=2.92mt=0.73m由于消力池的池底板厚范圍(0.51.2)所以取消力池的池底板厚為0.8m,前后等厚。在消力池底板的后半部設(shè)排水孔，孔徑10cm,間距2m ,呈梅花行布置，孔內(nèi) 填以砂，碎石。消力池與閘底板連接處留有1米的平臺，以便更好地促成出閘水流在 池中產(chǎn)生水躍。消力池在平面上呈擴散狀，擴散角度

26、10°。4.2.2 海漫的設(shè)計1)海漫的長度為：L p = K s 1* qq=300/ 25.0+4.4+tg10 ° 依3+1) X2 =7.92 m3/(s m)H=10.7 - 7.78=2.92mKs為海漫長度計算系數(shù)，取Ks為7.0Lp= 7.0.7.92 2.92 =25.75m p取海漫的長度為26.0m。2)海漫的布置和結(jié)構(gòu)。由于下游水深較大，為了節(jié)省開挖量，海漫布置成水平的. 海漫使用厚度40cm的塊石材料，前10m用漿砌塊石，后16m采用干砌塊石。漿砌 塊石海漫上社排水孔，干砌塊石上社漿砌塊石格梗，格梗斷面尺寸為40cm X60cm。 海漫底部鋪設(shè)15

27、cm厚的砂粒墊層。4.2.3 防沖槽的設(shè)計1)海漫末端河床沖刷深度為d 1.1( hs ) Vo海漫末端的平均寬度B =1/2(50+50+2X2X7.04)=64.08mQ =300/64.08=4.68 m3, (s m)對比較緊密的黏土地基，且水深大于 3m , v 0可取為1.1m/s, hs =7.04m,則:d =1.1 468 7.04 =-2.36m1.1d <0,表示海漫出口不形成沖刷坑，理論上可以不建防沖槽。但為了保護海漫 頭部，故在海漫末端一防沖槽。2）防沖槽的構(gòu)造。防沖槽為到梯形斷面（見圖4-2-1 ）。其底寬1.0m,深1.0m , 邊坡1 : 2,槽中拋以塊石

28、。綜上所列其布置圖如下圖4-2-1 :圖4-2-1 消力池、海漫、防沖槽布置（單位：cm）5、防滲排水設(shè)計5.1 地下輪廓設(shè)計對于黏土地基，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。5.1.1 底板底板既是閘室的基礎(chǔ)，又兼有防滲、防沖刷的作用。它既要滿足上部結(jié)構(gòu)布置的 要求，又要滿足穩(wěn)定及本身的結(jié)構(gòu)強度等要求。1）底板順?biāo)鞣较虻拈L度L。為了滿足上部結(jié)構(gòu)布置的要求 ,必須大于交通橋 寬、工作橋?qū)?、工作便橋?qū)捈捌渲g間隔的總和，即 L約為12.0m。從穩(wěn)定和地基承載力的要求考慮，L可按經(jīng)驗公式估算L= （H+2h+a ） （1+0.1 AH）K因為 H=10.2m,2h=

29、0.5m,a=0.5m, AH=3.7m,K=1.0,則L=15.34m綜上所述，取底板順?biāo)鞣较蜷L度 L為16m2）底板厚度d。根據(jù)經(jīng)驗，底板厚度為（1/5 1/7 ）單孔凈跨，初擬d=1.0m3）底板構(gòu)造。底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，混凝土為150#。上下游兩端各設(shè)0.5m深的齒墻嵌入地基。底版分縫中設(shè)以“ V”型銅止水片。5.1.2 鋪蓋鋪蓋采用鋼筋混凝土結(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20m ,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)塊石護底，厚 0.3m ,其下 設(shè)0.2m厚的砂石墊層。

30、5.1.3 側(cè)向防滲側(cè)向防滲主要靠上游翼墻和邊墩。上游翼為曲面式反翼墻，收縮角取15 ,延伸至鋪蓋頭部以半徑為6.6m的圓弧插入岸坡。5.1.4 排水、止水為了減小作用于閘底板上的壓力，在整個消力池底板下部設(shè)砂礫石排水，其首 部緊抵閘底板下游齒墻。閘底板與鋪蓋、鋪蓋與上游翼墻、上游翼墻與邊墻之間的 永久性縫中，均設(shè)以銅片止水。閘底板與消力池、消力池與下游翼墻、下游翼墻與 邊墩之間的永久性分縫，雖然沒有防滲要求，但為了防止閘基土與墻后填土被水流 帶出，縫中鋪貼瀝青油毛氈。5.1.5 防滲長度驗算1）閘基防滲長度。必須的防滲長度為L=C HH=3.7m。當(dāng)反濾有效時，C=3 ;當(dāng)反濾失效時，C=4

31、。因此L=11.1 14.8m實際閘基防滲長度L =0.4+0.5+0.7+19+1.1+1.0+0.7+13+0.7+1.0+0.5=38.6mL >L ,滿足要求。2）繞流防滲長度。必須的防滲長度為L=C HH=3.7m,C=7（回填土為砂土，且無反濾），因此L=25.9m實際防滲長度L =20 +16=36.7mcos15L >L,滿足防滲要求其地下輪廓布置見下圖5-1-1 :5.2滲流計算圖5-1-1地下輪廓布置（單位：m）采用改進阻力系數(shù)法進行滲流計算5.2.1 地下輪廓線的簡化為了便于計算，將復(fù)雜的地下輪廓進行簡化。由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒墻均淺，簡化后的形式如

32、下圖 5-2-1 :圖5-2-1地下輪廓簡化圖（單位：m）5.2.2 確定地基的有效深度根據(jù)鉆探資料，閘基透水層深度很大。故在滲流計算中必須取一有效深度，代 替實際深度。由地下輪廓線簡化圖知：地下輪廓的水平投影長度L=16+20=36m; 地下輪廓故地基的有效深度 Te=0.5的垂直投影長度 S0=1.3m 。 L0/ So=36/1.3=27.7>5,知識是人類進步的階梯Lo=18 m（圖 5-2-1）。5.2.3 滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計算過地下輪廓的角點、尖點，將滲流區(qū)域分成十個典型段。1、8段為進出口段,3、6、二段為內(nèi)部水平段，2、4、5、7則為內(nèi)部垂直段。表5-2-1各流

33、段阻力系數(shù)為七流段阻力系數(shù)為己段號ST進口段和出口段§=1.5 (S) 3/2+0.44110.417.90. 44680.517.40.448內(nèi)部垂直段=lnctg (1 )4 T20.518.00. 02841.118.00. 06150.517.40. 02970.517.40. 029內(nèi)部水平段,L 0.7(S S2)3Si=0.5S2=1.1T=18.0L=20.01.0492=T6Si=0.5S2=0.5T=17.4L=16.00.8798則雪 & =2.969 i= 15.2.4 滲透壓力計算：1）設(shè)計洪水位時： H=10.3-7.0=3.3m。根據(jù)水流的連續(xù)條

34、件，經(jīng)過各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等。a）任一流段的水頭損失h i =也匕則h2 =0.03mh3 =1.16mh4 =0.07mh5 =0.03mh6 =0.98mh7 =0.03mh8 =0.50mb)進出口段進行必要的修正：進出口修正系數(shù)1為1=1.21- 1T 2 S12( )2 2 (0.059)T TT=18.0mT=17.9mS=0.4m則 1=0.34<1.0應(yīng)予修正 h1 = 1h1=0.17m進口段水頭損失的修正量為Ah=0.50 -0.17=0.33修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移給相鄰各段h 2 =0.03+0.03=0.06h 3 =1.16+ (0.33 0.03) =1.46m

35、同樣對出口段修正如下12=1.21-T 2 S12(T)2 2 (- 0.059)T=17.4mT=17.4mS=0.5m則 2=0.396<1.0,故亦需修正。出口段的水頭損失修正為h8 =2h8=0.20m修正量 Ah=0.50 -0.20=0.30mh 7 =0.03+0.03=0.06mh 6=0.98+(0.30 0.03)=1.25mc)計算各角隅點的滲壓水頭：由上游出口段開始，逐次向下游從作用水頭值A(chǔ)h中相繼減去各分段的水頭損失值，即可求得各角隅點的滲壓水頭值H1 = 3.3mH2 = 3.3-h1=3.3-0.17=3.13mH3 = H2- h2m=3.13-0.06=

36、3.07mH4 = H3- h3m=3.07-1.46=1.61mH5 = H4- h4m=1.61-0.07=1.54mH6 = H5- h5m=1.54-0.03=1.51mH7 = H6- h6m=1.51-1.25=0.26mH8 = H7- h7m=0.26-0.06=0.20mH9 = H8- h8m=0.20-0.20=0.00md）作出滲透壓力分布圖：根據(jù)以上算得滲壓水頭值，并認為沿水平段水頭損 失呈線形變化，則其滲透壓力分布圖，如圖 5-2-2:圖5-2-2設(shè)計洪水位是滲透壓力分布圖（單位：m）單位寬度底板所受滲透壓力：Pi= ：（ H6+ H 7）X16 X1=14.16t

37、=138.77 KN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：P2 = - （ H3+ H 4）X20 X1=46.8t=458.64 KN 22）同樣的步驟可計算出校核情況下的滲透壓力分布，即AH=4.7-1.0=3.7mH1 =3.70mH2 =3.51mH3 =3.45mH4 =1.81mH5 =1.74mH6 =1.70mH7 =0.30mH8 =0.22mH9 =0.00m根據(jù)以上計算作出滲透壓力分布圖，如圖5-2-3 :圖5-2-3校核洪水位是滲透壓力分布圖(單位：m)單位寬度底板所受滲透壓力： 11Pi= -( H 6+ H 7)X16 X1= 1 X(1.70+0.30) X16 X1=16.

38、0t=156.8 KN22單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：Y 1,1P2= -( H3+ H 4)X20 X1= - X(3.45+1.81) X20 X1=52.6t=515.48 KN5.2.5抗?jié)B穩(wěn)定驗算閘底板水平段的平均滲透坡降和出口處的平均逸出坡降閘底板水平段的平均滲透坡降為h6Jx =Lx1.40 0=0.088 <Jx=0.4 0.516滲流出口處的平均逸出坡降J0為)h 0.22Jq=工=0.44 <Jq=0.70 0.80S 0.5閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。6、閘室布置與穩(wěn)定計算6.1 閘室結(jié)構(gòu)布置閘室結(jié)構(gòu)布置主要包括底板、閘墩、閘門、工作橋和交通橋等部分結(jié)構(gòu)的布置

39、 和尺寸的擬定。6.1.1 底板底板的結(jié)構(gòu)、布置、構(gòu)造與上面的相同。6.1.2 閘墩順?biāo)较虻拈L度取與底板相同，取 16m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚均 為1.1m。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應(yīng)高于設(shè)計或校核洪水位加安全超高；關(guān)門 時應(yīng)高于設(shè)計或校核洪水位加波浪計算高度加安全超高。設(shè)計洪水位的超高計算：1 =10.3+0.8+0.7=11.8m校核洪水位的超高計算：2=10.7+0.5+0.5=11.7m取上述二者中的較大者，取為11.8m。閘墩下游部分的高度只要比下游最高水位適當(dāng)高些，不影響泄流即可。可大大 低于上游部分的高度，而其上設(shè)有排架擱置公路

40、橋。初擬定閘墩下游部分頂部高程 為8.5m ,其上設(shè)3根0.7m X0.67m，高1.8m 的柱子，柱頂設(shè) 0.7m X0.7m ,長 4.7m的小橫梁，梁頂高程即為8.5+1.8+0.7=11.0 。下游閘墩上擱置公路橋，橋面 圖程為11.8m ,與兩岸大堤齊平。閘墩上設(shè)檢修門槽和工作門槽，檢修門槽在上游，槽深為 0.3m ,寬0.2m ,工 作槽槽深為0.3m ,寬0.6m。具體位置見圖。閘墩上下游均為半圓形，其半徑為 0.55m 06.1.3 胸墻為了保證啟吊閘門的鋼絲繩不浸在水中，胸墻設(shè)在工作閘門的上游側(cè)。胸墻頂與閘墩上游部分頂部同高取11.8m。胸墻底部高程應(yīng)以不影響引水為準(zhǔn)。zb=

41、堰頂高程+堰頂下游水深+ =0.5+7.0+0.3=7.8 m ,取胸墻底部高程為1.1.1 則胸墻高度為3.7m。胸墻采用鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)，簡支于閘墩上。上梁尺寸為0.3m X0.5m,下梁尺寸為0.4m X0.8m ,板厚20cm 。下梁下端的上游面做成圓弧形，以利過水。W6-1-1門上耐力作用圖6.1.4 工作橋1）啟閉機選型。閘門采用平面滾輪鋼閘門， 為滑動式，門頂高程應(yīng)高出胸墻0.2m ,即其高程 為8.3m，門高7.8m，門寬5.4m。根據(jù)經(jīng)驗公 式：G=0.073K iK2K3A0.93Hs0.79初估閘門自重。 A=42.12m 2;Hs=10.2m ;對于工作閘門，Ki=

42、1.0 , H/B=7.8/5.6=1.4,1<H/B <2, K2=1.0；H s=10.2<60m , K3=1.0。則門重 G=14.87t=145.7KN,取門自重G=200KN。初擬啟門力Fq= （0.1-0.2）P+1.2G ,閉門力Fw （0.1-0.2） P-0.9G 。其中G為閘門自重，P為作用在門上的總水壓力，不計浪壓力的影響，作用在每米寬門上游面的水壓力，作用在每米寬門 上游面的水壓力和門上總的水壓力為：P 上=1/2 X9.8 X(2.6+10.2) X7.6=476.7kN;P 下=1/2 X6.5X6.5 X9.8=207.0kN ,P= (P上-

43、P下) X5.0=1363.5kNFq=0.10 X1363.5+1.2 X200=376.4kNFw=0.10 X1363.5-0.9 X200=-43.65kNFw>0 ,表示閘門不能靠自重關(guān)閉，需加壓 10kN重塊幫助關(guān)閉。則閘門自重 為G=200+10=210KN根據(jù)計算所需的啟門力FQ=376.4kN，初選雙調(diào)點手搖電動兩用卷揚式啟閉機（上海重型機械廠產(chǎn)品）QPQ-2 X25。其機架外輪廓寬J=1962mm 。構(gòu)造。（見圖6-1-2 ）工作5 E-1-1工雅學(xué)結(jié)整期2）工作橋的尺寸及橋的寬度不僅要滿足啟閉機布置的要求，且兩側(cè)應(yīng)留有足夠的操作寬度。B=啟閉機寬度+2 X欄桿柱寬+

44、2 X欄桿外富裕寬度=1.962+2 X 0.8+2 X 0.15+2 X 0.05=3.962m 。故取工作橋凈寬4.0m。工作橋為板梁式結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配。兩根主 梁高0.8m ,寬0.35m ,中間活動鋪板厚6cm。為了保證啟閉機的機腳螺栓安置在 主梁上，主梁間的凈距為1.5m。在啟閉機機腳處螺栓處設(shè)兩根橫梁。其寬 30cm , 高 50cm。工作橋設(shè)在實體排架上，排架的厚度即閘墩門槽處的頸厚為 50cm ,排架順?biāo)?方向的寬度為2.3m o排架的高程為：胸墻壁底緣高程+門高+富裕高度 =8.1+7.8+0.6=16.5m。在工作橋的下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面總寬為

45、 4.0m。6.1.5 檢修便橋為了便于檢修、觀測、在檢修門槽處設(shè)置有檢修便橋。橋?qū)?1.5m。橋身 結(jié)構(gòu)僅為兩根嵌置于閘墩內(nèi)的鋼筋混凝土簡支輛。梁高 40cm ,寬25cm。梁中間 鋪設(shè)厚6cm的鋼筋混凝土板。6.1.6 交通橋在工作橋餓下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面 總寬5.5m。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸見本章第一節(jié)。6.2閘室穩(wěn)定計算取中間的一個獨立的閘室單元分析，閘室結(jié)構(gòu)布置見圖6-2-1 :D 11$0II察圖6-2-1閘室結(jié)構(gòu)布置圖（單位：m）6.2.1 荷載計算1）完建期的荷載.完建期的荷載主要包括閘地板重力 Gi、閘墩重力G2、閘門 重力G3、胸墻壁重力G4、工作

46、橋及啟閉機設(shè)備重力 G5、公路橋重力G6和檢修便 橋重力G7、取混凝土、鋼筋混凝土的容重為 25KN/m 3。底板重力為：Gi=16 X1.0X12.2 X25+1/2 義（1+1.5） X0.5 X12.2 X25 X2 =5261.3KN閘墩重力：每個中墩重G2 = (0.5 X3.14 X0.552 X11.3 X25) + (0.5 X3.14 X0.552 X8.0X25) +(4.2 X1.1 X11.3 X25)+(2.3 X1.1 X11.3 X25)+ (2.3X4.7 X25) + (8.4X1.1 X8X 25) + (3X0.67 X0.7 X1.8X25) + (4.

47、7 X0.7X0.7X25) -(2 X0.3 X0.2 X11.3 X25)-(2 X0.3 X0.6 X11.3 X25)=4217.6KN每個閘室單元有兩個中墩，則：G2=2G 2 =8435.2KN閘門重力為：G3=200 X2=400.0KN胸墻重力為：G4=0.3 X0.5X10X25+0.4 X0.8 X10 X25+0.2 X(3.7-0.4-0.3) X10 X25=267.5KN工作橋及啟閉機設(shè)備重力如下工作橋重力：G5 =2 X0.92 X0.35 X12.2 X25+0.5 X(0.08+0.12) X0.9 X12.2 X2 X 25+0.15 X 0.12 X 12

48、.2 X 2 X 25+0.06 X 1.3 X 12.2 X 25=286.1KN考慮到欄桿及橫梁重力等，?。篏5=350.0KNQPQ 2X2 5啟閉機機身重40.7KN混凝土及電機重，每臺啟閉機重 48.0KN, 啟閉機重力 '' G 5=2 X48.0KN=96.0KN ' G5= G 5+ G 5=350.0+96.0=446KN公路橋重力：公路橋每米重約80KN,考慮到欄桿重，則公路橋重為：G6=80 X12.2+50=1026.0KN檢修便橋重力：G7=0.25 X0.4 X10.0 X25 X2+0.06 X1.5 X10 X25=72.5KN考慮到欄桿

49、及橫梁重力等，取：G7=135.0KN完建情況下作用荷載和力矩計算見下表6-2-1 :表6-2-1完建情況下作用荷載和力矩計算表（對底板上端B點求力矩）部位重力(KN)力臂（m）力矩(KN m)/底板5261.38.042090.4閘墩(1)268.40.3285.89(2)2542.62.656737.91496.25.908827.6(4)3938.011.2544302.5(5)190.015.682979.2工作閘門400.05.792316.0工作橋350.05.902065.0啟閉機96.05.90566.40公路橋1026.012.2512568.5檢修便橋135.01.8024

50、3.0胸墻267.54.791281.3合62）設(shè)計洪水情況下的荷載。在設(shè)計洪水情況下，閘室的荷載除此之外，還有閘室內(nèi)水的重力、水壓力、揚壓力等。閘室內(nèi)水重：Wi=4.69 X9.8X10 X9.8+7.6 X0.8 X10 X9.8+6.5 X10 X9.91 X9.8=4504.3+595.8+6312.7 =1141.8 KN水平水壓力:首先計算波浪要素。有設(shè)計資料知:則上游波浪線壅高為：_ 2九h小2 ttH.h0-cthh0LiLiht=0.8m , Li/h i=10 ,上游 H =9.8m ,200.8小2冗 9.8 c”cth =0.25m波浪破碎的臨

51、界水深:HjL|nLi2, hi4冗Ll2冗hlHj色 in8。2 / 0.84 冗8.02 冗 0.80.94m可見，上游平均水深大于Li/2,且大于Hj,故為深水波。因此：P1=0.5 X 4 X 9.8 X (4+0.25+0.8) X 12.2+0.5 X 6 X 9.8 乂 (4+10) X12.2=1207.6+5021.5=6229.1 KN (f)P2=0.5 X9.8 X(8.33+9.75) X1.5 X12.2=1610.6 KN (一)P3=0.5 X7.5 X73.5 X9.8 X12.2=3452.9 KN(一)P4=0.5 X9.8 X(7.5+8.44) X0.7 X15.2=586.7 KN(一)浮托力:F=7.7 X9.8 X16 X12.2+2 X0.5 X(1.0+1.5) X0.5 X9.8 X12.2=148