省灌云監(jiān)獄（農(nóng)場）位于灌云縣境東部五圖河旁，東臨黃海，西連寧連、鹽宜人。該區(qū)屬暖溫帶季風性氣候，年平均氣溫15℃,年均降水量959.4毫米，年均日照2456.2小時，適合多種農(nóng)作物生長。多，動物稀少，風害肆虐，農(nóng)田水利設(shè)施較少。鹽業(yè)市場開放以來，鹽產(chǎn)品供大于求，價格一降再降，鹽業(yè)生產(chǎn)和鹽業(yè)市場疲軟，利民鹽場逐年下降，已經(jīng)失去資源利用率，經(jīng)監(jiān)獄管理局、國土部門、水利部門等多方面調(diào)研后，作出了“退善生態(tài)環(huán)境將起到積極的推動作用。通過復作，防洪、排澇、抗旱主干工程可以初具規(guī)模，部排灌設(shè)施進一步完善?？尚略鲰椖繀^(qū)雖已開挖了許多條河道和溝渠，但土地不平整，水利基礎(chǔ)設(shè)施較差，原有灌溉、排澇泵站裝機容量小，遠不能滿足項目去的灌溉、排澇要求、根據(jù)項目區(qū)的工程規(guī)劃，擬建6個泵站和2個排澇泵站，以提高灌溉，排澇標準，從根站中的一座，希望通過該泵站的建設(shè)在一定程度上改善項目區(qū)的灌溉條件。1.3.1泵站的設(shè)計流量根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)》（GB50288-99）,要求，泵站設(shè)計引水流量1.3.2水位組合水位資料河外河最高水位3.202.61最低水位0.100.30如下諸層：強度不均勻。粘土：黃褐色，土質(zhì)均勻，飽和，切面光滑，干強度中等，韌性中等，無搖震反應(yīng)，可塑。粘土夾粉細砂：黃褐色，土質(zhì)不均，層中見有粉細砂夾層，層厚多為1cm左右，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等，搖震反應(yīng)無，可塑。含砂粘土：黃褐色土質(zhì)不均，層中含較多中細砂顆粒，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等，搖震反應(yīng)無，可塑。震反應(yīng)，可塑。可塑。含砂粘土：黃褐色土質(zhì)不均，層中含較多中細砂顆粒，砂含量不均，且局部含沙量較高，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中-低等，搖震反應(yīng)緩慢，可塑。搖震反應(yīng)，可塑。含砂漿粘土：黃褐色，夾灰綠色，土質(zhì)不均，含較多鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)核直徑為2-5cm，大者達8cm，局部密集，切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應(yīng)，硬塑。粘土：黃褐色，夾灰綠色，土質(zhì)較均，切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應(yīng)，硬塑。粘土：黃褐色，土質(zhì)不均，層中含較多中細砂顆粒，切面稍有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應(yīng)，可塑。1.3.4水文地質(zhì)條件雨后，潛水位迅速升高，枯水季節(jié)，潛水位迅速下降，潛水地下水位埋藏較淺，埋深一般在高程1~2m之間，多為咸水。地下水補給與附近地表水，降水蒸發(fā)密切相關(guān)。淺層承壓水含水層頂板埋深一般50~100m,厚度30~40m，深層承壓水含水層頂板埋深一般90~120m，地下水資源量豐富，礦化度小于1g/L。1.3.5氣象資料該地區(qū)地處北亞熱帶和南暖溫帶交界區(qū)，受季風環(huán)流影響，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，多晴好天氣，四季分明，光照充足，雨水充沛，年平均氣溫14.10℃低溫。臺風和黃淮氣旋。大圍、長歷時的降雨，多有切變線和低溫連續(xù)出現(xiàn)所造來勢迅猛的特大暴雨。1.3.6地震烈度發(fā)育等綜合評價，場地屬于建筑抗震一般地段。查GB18306—2001“中國地震動擬建場區(qū)抗震烈度為6度。1.3.7建筑物等級2.1水泵選型水泵是水泵站的主要設(shè)備，它決定著其他設(shè)備式、尺寸。合理的選擇水泵對降低工程造價及運行管理費用都具有很大的意2.1.1水泵選型原則和步驟由于水泵的選型是動力機、傳動及輔助設(shè)備等配套設(shè)備選取、泵站工程建筑重視。2.1.1.1水泵選型的原則（1）充分滿足一定設(shè)計標準供排水及灌溉要求；時，揚程浪費較??；使工況點落在高效段，這樣既省動力又不易損壞機件；（5）泵站投資小，節(jié)省機電設(shè)備及土建投資費用；（6）結(jié)構(gòu)合理，便于安裝，運行、管理和維修方便。2.1.1.2水泵的選型步驟（1）根據(jù)供（灌）排水區(qū)的規(guī)劃要求，確定比較選擇。有了水泵的揚程，就可以根據(jù)水泵的性能表，水泵性能曲線，水泵型譜圖或從計算機數(shù)據(jù)庫中選型。過低；臺數(shù)過多，運行成本高，不便管理。量，效率是否符合要求。（6）對初選的水泵進行工況校核。先確定管路布置，計算管路性能曲線，是否安全運行。如果不滿足，須重新選泵或改變管路布置。2.1.2水泵選型資料根據(jù)資料給定的各個設(shè)計參數(shù)，確定各特征揚程：設(shè)計流量為Q=4m3/s設(shè)計凈揚程H設(shè)=HMAX外-H正常內(nèi)=2.61-1.56=1.05m最大揚程H=H-H=2.61-0.10=2.51mMAXMAX外MIN內(nèi)2.1.3水泵選型方案對于一般的中小型水泵和大中型水泵的選型比較，我們發(fā)現(xiàn)以往的常規(guī)方法計算的揚程往往偏高，通過大量的水泵試驗水泵性能曲線向左偏移2°~4°,但是高效區(qū)的揚程變化兩者基本一致。所以我們得出選型時水泵裝置揚程要向右偏移2°~4°,以這個為標準，選擇相應(yīng)的水泵。根據(jù)泵站設(shè)計流量Q=4m3/s，初步選擇水泵臺數(shù)為2臺和3臺兩種方案。（1）方案一：2臺由H=1.05m及單臺水泵流量Q4/2=2m3/s，參考《水泵及水泵站》，估葉片安裝角0°,其工作參數(shù)見表2-1。（2）方案2:3臺由H設(shè)=1.05m及單臺水泵流量Q2=4/3=1.33m3/s，參考《水泵及水泵站》，估算管路損失揚程為實際凈揚程的30%，即H=1.30*1.05=1.37。選擇800ZLB-100，葉片安裝角-4°,其工作參數(shù)見表2-1。表2-1水泵工作性能表型號葉片安裝量葉片安裝量程（r/min）角（l/s）（m）軸（KW）效率葉輪（mm）設(shè)計要求，在整個運行圍都能在高效區(qū)運行設(shè)計要求，在整個運行圍都能在高效區(qū)運行臺數(shù)需要3臺水泵，土建投資較多，管理人員和維修費用相對較多，因此對能源的消耗和運行費用比較大，但是方案一對流量的調(diào)節(jié)比較臺數(shù)用相對較多，因此對能源的消耗和運行費用比較大，但是方案一對流量的調(diào)節(jié)比較臺數(shù)nD值nD值符合要求結(jié)論綜合考慮，選用方案一Q=2m3/s）較優(yōu)，宜優(yōu)先考慮采用。電動機的選擇：確定水泵的配套功率時，必須按照水泵工作圍最大軸功率來計算。配套功率按下式計算：水泵的配套功率為K—動力機備用系數(shù)，按參考書《水泵與水泵站》表7-2選??；p—水泵效率；配套電動機選擇JSL-12-10(95KW)。3泵房布置3.1泵房平面布置筑造型應(yīng)該美觀。布置方式比較簡單、整齊美觀。各方案主機組布置圖如圖3-所1示。3.1.2配電設(shè)備布置配電柜為一端式布置，在泵房進線端建單獨的配電間。這種布置方式的優(yōu)點是機房跨度小，進出水側(cè)都可以開窗，有利于通風和采光。在水泵的工作走道一側(cè)設(shè)置電纜溝，以便電纜線的布置。配電間長度取6m。兩方案一致。3.1.3值班間布置值班間挨著配電間布置，寬取3m，長6m。3.2泵房平面尺寸確定寬度：B=b1+b2+b3b2—機組底座寬度；b3—墻體厚度。C1——進水池中墩厚度，取0.6m；C2——進水池邊墩厚度，取0.8m；n——主機臺數(shù)與引水間數(shù)目之和，本方案3；B——單個進水池寬度，2.4m。另設(shè)配電間和值班間因此泵房長度為10+9=19m根據(jù)起重機，電機的安裝圖等資料，得機房高度H計算式：H—泵房高度，m；因此計算得H=5.1m3.3泵房主要高程的確定（1）葉輪中心高程▽輪輪進min3式中：▽輪——葉輪中心高程（m▽進min——進水池最低水位（mh3——水泵葉輪中心淹沒深度（m取0故輪min3喇=輪-h2式中：▽喇——喇叭口管高程（mh2—為葉輪中心和喇叭管口的高程差，為0.45m。故喇輪2底=喇-h1式中：▽底——底板高程（m式中：▽梁——水泵梁頂高程（mh4——喇叭口到水泵座底面高程（m）,取1.27m。故梁喇4機=max+δ▽max——進水側(cè)最高水位（m所以不需加設(shè)中間軸承。機緣機+H4.1前池設(shè)計接段，即前池。其作用是為了保證水流在從引渠流向進水池的過程中能夠平順的擴散，為進水池提供良好的流態(tài)。前池分為正向進水前池和側(cè)向進水前池兩種類型。正向進水前池的水流與進水池流的方向一致，水流逐步擴散、流態(tài)平順且形式簡單、施工方便，應(yīng)優(yōu)先采用。側(cè)向進水前池的水流則與進水池水流方向正交或斜交，易形成回流或旋渦，流態(tài)分布不均勻，應(yīng)盡量避免采用，僅在地形條件比較狹窄、正向進水難以布置的情況下才考慮采用。本泵站采用正向進水前池。4.1.1前池尺寸的確定前池擴散角α是影響前池進水流態(tài)及其尺寸的主要因素，根據(jù)實際工程經(jīng)驗，前池擴散角的取值一般為20o~40o。本工程取α=30o。引渠末端寬度b=6m，進水流道總寬B=8.4m，故計算前池池長：取L=11m。4.1.2前池構(gòu)造），排至下游。前池底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚75cm。一般情況下，非粘性土地基上的濾層為三層，黏性土地基上的為二層，濾層厚度可采用20—30cm。本設(shè)計濾層由上至下設(shè)置為三層，第一層為碎石，厚20cm，第二層為瓜子片，厚10cm，第三層為中粗砂，厚10cm。4.2進水池設(shè)計所選立式軸流泵800ZLB-125喇,叭口直徑1.0m，以此尺寸來確定進水池各部分尺寸。取Z=0.7m由于在喇叭口后面加建一堵墻能起到改變流態(tài)的作用，使得后壁距為0h——設(shè)計水位時進水池水深（mK——秒換水系數(shù)，取K=35。則：為滿足檢修門槽，泵房布置等要求，并由實際情況得，取L=5m。的拍門及有關(guān)的尺寸小些，一般按照出水管管口的流速Vc=1.5～2.5m/s圍選取。根據(jù)上式計算結(jié)果結(jié)合實際情況，取Dc=0.9m。②淹沒深度Hs留有一定淹沒深度。g——重力加速度，取g=9.81N/kg；并根據(jù)水泵出水管的安裝情況。③池底至管口下緣距離P口與出水池池底應(yīng)留有一定的空間，同時要滿足泵站自引要求，取P=2.23m。式中，h超高——安全超高，泵站流量小于6m3/s，故取h超高=0.89m；▽max——出水池最高水位，2.61m；故▽池頂=▽max+h超高=2.61+0.89=3.50m。Ⅲ、出水池高度H池高=▽max-▽min=3.51.4）=4.9m。Dc——出水管出口直徑，Dc=1.2m；a——出水管邊緣至池壁或隔墩的距離。一般a=(0.5～1.0)Dc=(0.5～1.0)故B=(n-1)δ+n(Dc+2a)=8.2m取與進水池同寬8.4m。而限制旋滾發(fā)生在出水池以。因為出水池底高程與出水側(cè)干渠底高程同高，為-1.4m，故不需設(shè)臺坎。將m——臺坎坡度，m=hp/Lp，此處無坎，故m=0；當m=0時，α=7；EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(0),淹)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up2(5),max)由實際情況得，取L=4.5m順的過渡。根據(jù)試驗資料和工程實際經(jīng)驗，收縮角取α=50°。漸變段長度可按下式計算：2b——出水引河渠底寬度，為4.5m；故根據(jù)實際情況取3.5m5.1管路布置管路布置圖見圖5-1。圖5-1管路布置圖5.2管路阻力損失計算5.2.1局部阻力參數(shù)確定d——管道徑（mξ——管路局部阻力系數(shù)。5.2.2沿程阻力系數(shù)確定式中:S沿——管路沿程阻力參數(shù)（s2/m5n——管道粗糙系數(shù)，鋼管n=0.012；d——管道的徑（m部位喇叭口進口30o彎頭段60o彎頭段拍門（開啟60°)合計ξdS局表5-1局部阻力系數(shù)計算表ndL2S沿所以ΣS=0.0052+0.1066=0.1118s2/m5r凈攔r凈攔式中：Σh——管路水頭損失（mHr——水泵需要揚程（m水泵設(shè)計工況揚程計算表見5-382揚程H凈2822822811800將表5-3中的數(shù)據(jù)繪在800ZLB－125型軸流泵工作性能曲線上，得水泵裝置的工況點:Q單設(shè)=2.05m3/s，ηp=75%，H=1.8m。n=2，則Q總設(shè)=2×2.05=4.1m3/s﹥4m3/s，滿足流量要求，且此時流量－揚程處于高效區(qū)。軸功率：則根據(jù)參考書《水泵及水泵站》表7-2選取K=1.1故,配套電機功率為：在設(shè)計運行工況下，電動機不超載，滿足要求。水泵最高運行工況揚程計算表見表5-4。88揚程H凈Hr11工況點:Q單設(shè)=1.85m3/s，ηp=82.5%，H=3.05m。軸功率：則根據(jù)參考書《水泵及水泵站》表7-2選取K=1.1故,配套電機功率為：在最高運行工況下，電動機不超載，滿足要求。6附屬設(shè)備選擇及布置6.1通風布置窗，并保證足夠的開窗面積。6.2起重設(shè)備選擇的最大構(gòu)件為電動機。塞泵站進水口，影響水泵的性能，嚴重時可導致水泵停機，不能運行。為了攔截引水河道中的雜物，包括水草等，通常在水泵站的進水池處設(shè)置攔污柵。7.泵房穩(wěn)定計算計算取最大水位差情況，水位差組合為上游▽3.20m，下游▽0.30m。流的逸出點為止。分的建筑布置形式。最高運地下輪廓線如圖7-1所示圖7-1地下輪廓線防滲長度從1點為滲入點，以16點為滲出點開始計算起：L=0.49+0.3+0.15+0.4+0.57+5.9+0.57+0.4+0.2+0.4+0.5+11.2+0.5+0.4的滲徑系數(shù)為C=2~3，取C=3。根據(jù)《水工建筑物》防滲長度最小值按下式計算:由于L=22.38m>[L]=8.7m，所以防滲長度滿足要求。建期工況、設(shè)計運行工況和最高運行工況下的泵房穩(wěn)定。該泵站的機臺數(shù)為3臺以及引水間一間，將整個站房作為計算單元。穩(wěn)定計算包括完建期、運行期、校核期（最高運行工況）的抗滑穩(wěn)定安全為正方向，以泵房底板中心為基點。各工況的水位組合情況如表8-1所示。表8-1泵房穩(wěn)定計算水位組合表設(shè)計工況下游水位水頭差0自重包括站房底板、隔墩、后墻、水泵梁、電機梁、過墻梁均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，機房墻體采用普通磚砌墻，窗戶采用鋁合金、水泵、電機、起重機對底板中心的力矩：0高度到電機層樓板下端為4.7m。對地板中心矩：2×0.4×0.6×4.7×2×0.8×0.5×2×0.6×25×（0.34+7.5×0.5）=234.576KN.m(-)對地板中心矩：312.768KN.m(-))1)2)自重：))體積：)))對底板的中心距：63.75×0.75=47.8125kN.m(+))對底板中心距：18,、鋼閘門)))墻后無填土，所以無墻后土壓力將完建期泵房所受荷載匯總于表8-2。表8-2泵房荷載匯總表名名稱稱自自重6重土合計采用抗剪斷公式：下土層接觸面，摩擦系數(shù)f=0.3。水平力(KN)對底板中心的彎矩（水平力(KN)←→←→0滿足要求。②地基穩(wěn)定校核：地基應(yīng)力驗算：結(jié)論：在完建期工況下，泵站滿足整體穩(wěn)定性要求。8.2設(shè)計運行期穩(wěn)定校核水位組合下游水位1.56m；上游水位：2.61m荷載計算)對底板中心的力矩：水平水壓力對底板中心的力矩：泵房底板所承受的浮托力為：對底板中心的力矩：：：pgH8=9.8對底板中心矩：（5）水壓力計算：對底板中心的力矩：3運行期穩(wěn)定校核對底板中心的彎矩水平力（kN）（kN·m）名稱←→自重水重水壓力0合計2905.3866采用抗剪斷公式：下土層接觸面，f=0.3。（2）地基應(yīng)力驗算：抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)：滿足要求結(jié)論：在設(shè)計運行工況下，抗滑穩(wěn)定，地基平均應(yīng)力、不均勻系數(shù)、抗浮穩(wěn)定均滿足要求，泵站整體穩(wěn)定。8.3最高運行工況穩(wěn)定校核水位組合下游水位：0.1m；上游水位：2.61m荷載計算對底板中心的力矩：水平水壓力對底板中心的力矩：泵房底板所承受的浮托力為：對底板中心的力矩：3對底板中心距：（5）水壓力計算：對底板中心的力矩：對底板中心的彎矩垂直力（kN）水平力（kN）名稱自重水重水壓↓6（kN·m）58力力合計4880下土層接觸面，f=0.3。（2）地基應(yīng)力驗算：（1）抗浮穩(wěn)定校核：抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)：滿足要求結(jié)論：在最高運行工況下，抗滑穩(wěn)定，地基平均應(yīng)力、不均勻系數(shù)、抗浮穩(wěn)定均滿足要求，泵站整體穩(wěn)定。根據(jù)實際情況泵站兩端須設(shè)置連接建筑物，其組成部分有上、下游翼墻。連接建筑物的作用是：①擋住兩岸填土，保證河岸邊的翼墻有引導水流平順的進入進水池作用引起的滲透變形。力式擋土墻，靠自身的重力來維持穩(wěn)定。9.1下游翼墻設(shè)計9.1.1下游翼墻尺寸擬定見下圖9-1圖9-1下游翼墻斷面圖翼墻墻前水位即下游水位，取墻后水位高于墻前水位0.5m，豎向力以向下為設(shè)計運行工況最高運行工況w荷載計算墻前水位墻后水位表9-2翼墻自重匯總表翼墻自重計算表部位底板底板上土重重合計體積計算公式（0.5*0.7*0.4+0.4*5.3）重力0彎矩0墻后填土為粘壤土，具體性質(zhì)參數(shù)如地質(zhì)資料所示。按朗肯土壓力計算在墻踵垂直面上的土壓力。土壓力計算簡圖如圖9-所2示。圖9-2完建期土壓力計算簡圖YEQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up11(1),2)4）對前趾底力矩：③荷載匯總名稱自重合計水平力（kN）→←→對底板中心的彎矩(kN?m)足要求。地基應(yīng)力驗算：滿足要求。min9.1.2.2設(shè)計運行期穩(wěn)定校核)水(-)彎矩)浮彎矩:0彎矩墻后填土為黃色壤土或粘土夾砂姜，填土中有地下水，重度γ=19.66設(shè)計水位時▽地下水=1.0m，則H2=4.1m。2(454）對底板中心的力矩：⑥水壓力計算←對底板中心的力矩：⑦荷載匯總表9-4設(shè)計運行期荷載匯總表垂直力(kN)水平力(kN)對底板中心的彎矩(kN.m)荷載名稱自重7282.933870.67水重606.991092.58水壓力1196.04915.711068.331594.72合計7329.28587.691799.88⑵設(shè)計運行期穩(wěn)定校核抗滑穩(wěn)定校核：要求。地基應(yīng)力驗算：滿足要求。min抗浮穩(wěn)定校核：滿足要求。9.1.2.3最高運行期穩(wěn)定校核水位差與設(shè)計運行期相同故計算步驟是一樣的。因而也滿足要求。9.1.3下游翼墻結(jié)構(gòu)計算及配筋部分（支承形式可以視作為三邊固支一邊自由的雙向板）和大于1.5的B部分（支承形式可以視作兩端固支連續(xù)梁）。將其近似于看做三邊固定，一邊自由的雙向板計算，查《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》（中國水利水電）表18-2(l)三邊固定、一邊自由的板承受三角形分布荷載的矩形板計算系數(shù)表將各系數(shù)匯總于表9-5。的板）EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(0),0)m0xmxmym0m0注：ν=1/6，計算跨度l取自由邊長度。①完建期：20.12kP的a三角形荷載。荷載。在三角形分布荷載下，板的特征彎矩如表9-所6示。EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(0),0)彎矩M2=m×ql2-1.72m0xmxmym0m0②設(shè)計運行期：H2=4.01m、Z0=2.91m。w2故地下水位以下的立板受在三角形荷載下，板的特征彎矩如表9-所7示。EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(0),0)彎矩M2=m×ql2-3.251③最高運行期：m0xmxmym0m0水位差與設(shè)計運行期相同，故計算與設(shè)計運行工況相同在lx和ly方向分別取單位寬板條，按一般受彎構(gòu)件計算鋼筋用量。雙向板跨中兩個方向均需受力鋼筋，鋼筋是縱橫交叉配置的。因lx方向彎矩較大，所以最大彎矩出現(xiàn)在設(shè)計運行期的跨中彎矩Mmax=4.023k20b=y按最小配筋率配筋，查表選12200mmb=y按最小配筋率配筋，查表選12200mmb=y按最小配筋率配筋，查表選12200mmS=b=y地下水位以上與地下水位以下配筋一樣。9.1.3.2前趾結(jié)構(gòu)計算及配筋前趾按照懸臂板進行計算配筋，取單寬為一計算單元。①完建期：即地基反力故底板承受設(shè)計荷載值（向上）：②設(shè)計運行工況：即地基反力設(shè)計荷載值（向上）：③最高運行工況：與設(shè)計運行工況相同由以上計算可知，前趾的最危險時期是完建期工況，故前趾的配筋計算按照前趾底部固定端受拉2S=b=0.468，滿足要求。y按最小配筋率配筋，查表選14200mm(A9.1.3.3底板結(jié)構(gòu)計算及配筋底板計算同泵房底板，按三邊固支，一邊自由的雙向板計算。取單寬為一計算單元。①完建期：即地基反力故底板承受設(shè)計荷載值（向下）：②設(shè)計運行工況：即地基反力設(shè)計荷載值（向下）：③最高運行工況：與設(shè)計運行工況相同。由以上計算可知，底板的最危險時期是完建期工況，故底板的配筋計算按照查《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》（中國水利水電）表18-1(j)三邊固定、一邊自由的板承受均布荷載的矩形板計算系數(shù)表將各系數(shù)匯總于表10-10。EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(0),0)彎矩M2=m×ql2-9.6.1124.3621.699-9.658-8.003因lx方向彎矩較大，所以鋼筋排在外層，ly方向彎矩較小，鋼筋排在層。200S=b=yS=b=y扶壁與立板形成共同作用的整體結(jié)構(gòu)，可按“T承受水平土壓力和水壓力的作用，“T”型截面的高度沿墻高變化，墻身自重及引起的彎矩，故可按受彎構(gòu)件計算。（1）土壓力及水壓計算：對扶壁底端的彎矩設(shè)計值：對扶壁底端的彎矩設(shè)計值：對扶壁底端的彎矩設(shè)計值：(2)配筋計算①對1截面進行配筋計算確定翼緣計算寬度（按《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》表3-2翼緣實有寬度（3400mm）肋形梁故取b=3400mm。鑒別“T”形梁所屬情況：cff0f屬于第一種情況的“T”形梁（x≤h）按寬度為3400mm的單筋矩形截面計算：S=b=0.468，滿足要y按最小配筋率配筋，第一排選用422（As＝1520mm2第二排選用422（As＝1520mm22(在誤差圍)。②對2截面進行配筋計算確定翼緣計算寬度（按《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》表3-2翼緣實有寬度（3400mm）肋形梁f故取b=3400mm。鑒別“T”形梁所屬情況：cff0f屬于第一種情況的“T”形梁（x≤h）按寬度為3400mm的單筋矩形截面計算：S=b=要求。y按最小配筋率配筋，第一排選用420（As＝1256mm2第二排選用322（As＝1140mm22(在誤差圍)。③對3截面進行配筋計算確定翼緣計算寬度（按《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》表3-2翼緣實有寬度（3400mm）肋形梁鑒別“T”形梁所屬情況：cff0f屬于第一種情況的“T”形梁（x≤h）按寬度為3400mm的單筋矩形截面計算：S=b=用要求。y按最小配筋率配筋，第一排選用320（As＝942mm2第二排選用320（As＝942mm22。下游翼墻均采用斜降式翼墻，墻頂高程隨其向上、下游延伸而逐漸降低，這種翼墻工程量少，施工方便，但防滲效果校差。翼墻穩(wěn)定計算工況包括完建期、設(shè)計運行期工況和校核期工況三種工況。9.2.1設(shè)計資料墻頂高程為3.5m，河底高程為－1.4m；墻體采用重力式結(jié)構(gòu)，墻身用漿砌塊石砌筑，砂漿標號為C10，蓋頂砼為斷面Ⅱ填土面傾斜。9.2.1.1翼墻斷面的擬定重力式擋土墻斷面的擬定最好根據(jù)經(jīng)驗，先將墻的背坡比和趾高度為0.4m，墻踵高度為0.4m。斷面的尺寸見下圖9-3：圖9-3上游翼墻斷面圖9.2.1.2各項系數(shù)的推求壓力。D將粘聚力的作用概括進去，這樣做是近似的。定得來的。如圖9-4所示。圖9-4等值摩擦角計算圖根據(jù)朗肯理論，墻背土壓力為零處的深度為：由此得墻底的土壓力強度為：令粘性土的土壓力圖形面積與砂類土的土壓力圖形面積本題中墻背土壓力強度為零處的深度為：所以，等值摩擦角φ為：DD（2）計算庫倫主動土壓力系數(shù)Ka0根據(jù)下式計算庫倫主動土壓力系數(shù)K：a000根據(jù)下式計算超載系數(shù)K/：h2——墻后水位至翼墻底的距離。則，對墻身底面的超載系數(shù)對墻身底面的超載系數(shù)+1=1.0509.2.2作用荷載計算名稱墻身底板0.4×0.4×1×24.5總計作用力（kN）豎直水平（m）彎矩（kN·m）+-說明：豎直向作用力以豎直向下為正；水平向作用力以水平向左為正。9.2.2.2設(shè)計運行期豎直水平彎矩（kN·m）+-墻身自重水平作用力（kN）力臂名稱水平墻后水壓水平水平墻前水壓力墻前水重0.5×2.7+2×10×0.32×1.0.1×3.0×10×1.00.5×10×3.0×1.96×1.00.5×10×2.7+2×1.00.5×10×2.7+2×1.02.7×9.8×3.5×1.0總計說明：豎直向作用力以豎直向下為正；水平向作用力以水平向左為正。現(xiàn)列表計算這種情況下的荷載及其力矩。名稱墻身自重E水平E水平E水平作用力（kN）力臂彎矩（kN·m）豎直水平(+-墻水力后壓水平墻前水壓墻前水重0.1×3.8×10×1.04.2×9.8×3.5×1.0總計說明：豎直向作用力以豎直向下為正；水平向作用力以水平向左為正。底板處土層屬于第三層，淤泥，灰色，灰青色，土質(zhì)均勻，細膩，具腥臭味，飽和，切面有光澤，流塑狀。用剛體平衡公式來核算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：式中：f—翼墻基礎(chǔ)底面與地基之間摩擦系數(shù)，取f=0.25（1）完建期：滿足要求（2）設(shè)計運行期：滿足要求（3）校核期：滿足要求三種工況均滿足抗滑穩(wěn)定要求。抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)：V—揚壓力（kN）（1）完建期：（2）設(shè)計運行期：滿足抗浮穩(wěn)定要求。（3）校核期：滿足抗浮穩(wěn)定要求?？箖A覆穩(wěn)定安全系數(shù)：y0（1）完建期：滿足抗傾覆穩(wěn)定要求（2）設(shè)計運行期：滿足抗傾覆穩(wěn)定要求（3）校核期：滿足抗傾覆穩(wěn)定要求三種工況均能滿足抗傾覆穩(wěn)定要求?；讘?yīng)力：2（1）完建期：不滿足要求不均勻系數(shù)：滿足要求。（2）設(shè)計運行期：偏心距不滿足要求不均勻系數(shù)：滿足要求。（3）校核期：偏心距滿足要求不均勻系數(shù)：不滿足要求。min注樁來解決此問題，采用φ150的鉆孔灌注樁5根，具體見翼墻灌注樁布置圖9-5。圖9-5翼墻灌注樁布置圖下出水池的穩(wěn)定。潛水地下水位埋深較淺，一般在高程1.0～1.5m之間，取▽2.5m，回填土D因為出水池的形狀不規(guī)則（見下圖），故需計算出水池的形心軸圖10-1出水池底板形心計算圖軸：根據(jù)公式：A——各簡單圖形的面積；y、z——各簡單圖形的形心在zoy坐標中的坐標值。所以，組合圖形的形心為：由于該圖形關(guān)于y軸對稱，故z＝0，組合圖形的形心如圖12-1中O所’示。I=I+a2AyycII——簡單圖形對截面形心的慣性矩；A——簡單圖形的面積；a——簡單圖形形心軸至組合圖形形心軸的距離；I——組合圖形的慣性矩；yI——各簡單圖形對其截面形心的慣性矩。yi所以：y10.2作用荷載計算正常運行期：河水位▽1.56m，外河水位▽2.61m。校核期：河水位▽0.1m，外河水位▽2.51m。由于出水池側(cè)向的兩側(cè)所受力大小相同，方向相反，故可相互抵消。此處只考慮水流流向側(cè)的力，并進行穩(wěn)定計算。彎矩以順時針為正，以進水池底板型心為基點。圖10-2出水池平面簡圖（單位：cm）彎矩（KN.名稱重力（KN）力臂（m）m）邊墩底板邊墩底板便橋段邊墩細節(jié)合計底板進水池段減縮段便橋段啟閉機梁啟閉機閘門（1）完建期：2M=0力臂彎矩名稱重力（KN）（mKN.m）池段減縮4.5×（8.4×4.01-0.4×1）×9.8段5×4.01-0.4×3.5段便橋段段合計合計2G2校核期出水池水位與正常運用期相同，故：2G2水產(chǎn)生的水壓力，大小相等，方向相反，故不需計算。需計算的池水壓力，池算一半，然后乘以2倍。池外水壓力計算：p池內(nèi)=0M=0力值力臂彎矩荷載名稱荷載池水壓力池水壓力池外水壓力合計P=0.95KN(←)池內(nèi)外池內(nèi)外（KN）（m）校核期出水池水位與正常運用期相同，故：P=0.95KN(←)池內(nèi)外池內(nèi)外池壁豎直，故采用朗肯主動土壓力公式計算池壁所受的土壓力計算，即：K—靜止土壓力系數(shù)aγ—填土重度，kN/m3，此處取重度γ=18.0kN/m3粘聚力C＝6kN/m3，則aa2a土壓力分三部分計算E、E、E，則：2a22校核期出水池墻后地下水位(▽2.5m）與正常運用期相同由于底板的形狀不規(guī)則，故底板下的浮托力要分快計算，分塊的方法與前面計算形心的方法相同。（1）完建期：M=0（2）正常運行期：正常運行期：河水位▽1.56m，外河水位▽2.61m。M11=M13=（3）校核期：校核期：河水位▽0.1m，外河水位▽2.61m。M11=M13=（1）完建期：U2=0M=0（2）正常運行期：正常運行期：河水位▽1.1m，外河水位▽2.61m。（3）校核期：校核期：河水位▽0.1m，外河水位▽2.61m。將上述各荷載匯總列于表12-2、12-3、12-4。豎向力(↓、荷載名稱水平力(→、0水壓力合計000000豎向力(↓、荷載名稱水平力(→、豎向力(↓、荷載名稱水壓力合計豎向力(↓、荷載名稱水平力(→、水壓力合計底板處土層屬于第二層，淤泥，青灰色，飽和，流塑，細膩，土質(zhì)較均，底標高-14.40－-14.30米，強度較低。采用抗剪強度公式驗算泵房的抗滑穩(wěn)定是否滿足要求。根據(jù)[8可]知，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：式中：f—翼墻基礎(chǔ)底面與地基之間摩擦系數(shù)，取f=0.25ΣV—包括出水池自重、水重等垂直荷載以及基底面上揚壓力的總和滿足要求滿足要求滿足要求三種工況均能滿足抗滑穩(wěn)定要求?？垢》€(wěn)定安全系數(shù)：滿足要求滿足要求zG—作用于基底的所有鉛直方向作用力的總和，kN2y——橫截面上距離中性軸x處截面y處將產(chǎn)生最大pa，滿足要求。不均勻系數(shù)：滿足要求。min不均勻系數(shù)：滿足要求。滿足要求。不均勻系數(shù)：滿足要求。綜上，出水池穩(wěn)定滿足要求。水工建筑物級別為3級。水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級。水工混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件的類型為二類。對于泵房而言，計算方法有倒置梁法、反力直線法及彈性地基梁法等。泵站底板的計算。因此，現(xiàn)采用倒置梁法進行泵房底板結(jié)構(gòu)計算。各種時期（包括完建期、正常運行期、校核期）板條上所受均布荷載，然后按連續(xù)梁計算底板力。順水流方向直線分布，地基反力在垂直水流方向均勻分布，相鄰閘墩間無任何相連續(xù)梁的原理計算力并配置鋼筋。地基反荷載：按上述方法，本設(shè)計共3孔，因此為跨3連續(xù)梁側(cè)>1.5B的地方取單位寬度板條，進行力計算。在L=1.5B處地基反力為因此，地基反力P取進水側(cè)地基反力的平均值，即底板自重2）拉力區(qū)深度計算3）對底板中心的力矩：。因此，地基反力P取進水側(cè)地基反力的平均值，即底板自重水重滲滲透壓力q：滲25）對底板中心的力矩：水壓力：2對底板中心的力矩：綜上，則設(shè)計運行期的邊墩彎矩為在L=1.5B處地基反力為此，地基反力P取進水側(cè)地基反力的平均值。底板自重；水重滲滲透壓力q：滲所以總的均布荷載：kk2）H2=4.01m。5）對底板中心的力矩：水壓力：EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up11(1),2)EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up0(P),2)=EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up11(1),2)YwH2對底板中心的力矩：與設(shè)計運行工況相同。檢修時均認為是一孔檢修，同可分為邊孔檢修和中孔檢修。兩種檢修工況的地同。在L=1.5B處地基反力為因此，地基反力P取進水側(cè)地基反力的平均值，即兩種檢修工況下q自、q浮、q滲和P均相同，唯一不同的是水重q水的作用水重q水作用下產(chǎn)生的力。底板自重水對底板中心的力矩：EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up11(1),3)查“均布荷載作用下等跨連續(xù)板梁的跨中彎矩、支座彎矩計算系數(shù)表”況下跨中及支座彎矩，計算公式為M=αql2和M=αM。計算簡圖如下11-1所示。①完建期支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MMB支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MMB支座支座彎矩支座支座彎矩跨中彎矩位置邊跨一邊跨二邊跨二0跨中彎矩支座BC備注位置跨中彎矩支座BC備注位置邊跨一邊跨二00則根據(jù)連續(xù)梁的疊加原理得：支座彎矩期支座彎矩期合計MB支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MBMB支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MMB跨中彎矩支跨中彎矩支座位置備注支座位置矩邊跨一邊跨二邊跨一邊跨二跨中彎位置矩邊跨一33.1725邊跨二5支支備注則根據(jù)連續(xù)梁的疊加原理得：表11-10設(shè)計運行工況連續(xù)梁力計算表跨中彎矩設(shè)計合計跨中彎矩設(shè)計合計MM1B跨數(shù)跨數(shù)跨中彎矩支座彎矩MMB支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MMB跨中彎矩支跨中彎矩支座位置備注支座位置矩邊跨一邊跨二邊跨一邊跨二支支跨中彎支支備注位置備注座矩座邊跨一邊跨二邊跨一邊跨二表11-15最高運行工況連續(xù)梁力計算表跨中彎矩支座彎矩最高跨中彎矩支座彎矩MBMB合計5檢修期力計算簡圖如下11-所1示。圖11-1檢修期荷載作用示意圖1）邊孔檢修支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MMB支座彎矩跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)MBMB跨中彎矩位支支跨中彎矩位備注置置邊跨一邊跨二邊跨一邊跨二跨支支跨位置備注位置中彎矩邊跨一41.619中彎矩邊跨一41.619邊跨二3表11-20邊孔檢修期連續(xù)梁力計算表支座彎矩檢修期合計支座彎矩檢修期合計MMB跨中彎矩支座彎矩跨數(shù)M1MB跨數(shù)M1跨中彎矩支座彎矩MB位置跨中彎矩支支座彎矩備注座邊跨一邊跨二5位置跨中彎矩支座支座彎矩備注邊跨一邊跨二表11-25中孔檢修期連續(xù)梁力計算表跨中彎矩支座彎矩M1MB合計72.909-29.363綜合各工況，將力匯總于表11-26。11-26連續(xù)梁力匯總表跨中彎矩工況M1M1設(shè)計運行最高運行中孔檢修支座彎矩MM11.1.2配筋計算11.1.2.1倒置梁配筋按構(gòu)造配置鋼筋。20倒置梁的最大彎矩出現(xiàn)在邊孔檢修的跨中彎矩Mmax=72.9S=b=y查表選18220mm(As=1017mm2)。倒置梁的底層最大彎矩出現(xiàn)在邊孔檢修的支座彎矩Mmax=63.33kN.m滿足要求。y11.2后墻結(jié)構(gòu)設(shè)計及配筋11.2.1后墻受力分析后墻的結(jié)構(gòu)計算同底板的計算方法一樣。根據(jù)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)力及水壓力計算結(jié)果。取單位寬度計算。11.2.1.1各情況的荷載計算因為完建期沒有水，又無墻后土壓力，故水壓力，土壓力都為0此時，進水池中無水，作用于板上的荷載最大。彎矩M2=m×ql2m0m0x4mxmy7m0m011.2.2配筋計算在lx和ly方向分別取單位寬板條，按一般受彎構(gòu)件計算鋼筋用量。雙向板跨中兩個方向均需受力鋼筋，鋼筋是縱橫交叉配置的。因lx方向彎矩較大，所以鋼筋排在外層，ly方向彎矩較小，鋼筋排在層。①泵房側(cè)配筋：最大彎矩出現(xiàn)在檢修期的跨中彎矩Mmax=9.82kN.m200S=b=y按最小配筋率配筋，查表選18220mm(②出水池側(cè)配筋：S=b=A==EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(c),f)0y2.按最小配筋率配筋，查表選18220mm(①泵房側(cè)配筋：最大彎矩出現(xiàn)在檢修期的跨中彎矩Mmax=2.07kN.mS=b=y按最小配筋率配筋，查表選18220mm(②出水池側(cè)配筋：S=b=0.468，滿足要求。y按最小配筋率配筋，查表選蟲18220mm(A地下水位以上與地下水位以下配筋一樣。11.3中墩結(jié)構(gòu)設(shè)計及配筋11.3.1中墩受力分析中墩主要承受上部結(jié)構(gòu)重及自重，在檢修期還承受鄰孔的側(cè)向水壓力。因此中墩按偏心受壓受壓構(gòu)件設(shè)計，并按檢修工況進行計算配筋。計算單元取順水流向的單位長度。由結(jié)構(gòu)自重表可知泵房上部結(jié)構(gòu)自重為164.46kN，則中墩承重為164.46kN，則W2=164.46kN。對墩底彎矩：G11.3.2配筋計算選取中墩計算段視為一端固定，一端不移動的鉸，則計算長度EQ\*jc3\*hps34\o\al(\s\up0(/),y)由于在墩墻的結(jié)構(gòu)計算和配筋的過程中，應(yīng)考慮每一個進水池的檢修情況，故應(yīng)0由于檢修可能為兩側(cè)任一側(cè)，故采用對稱配筋。0min0和邊孔檢修工況，計算單元取順水流向的單位長度。由結(jié)構(gòu)自重表可知泵房上部結(jié)構(gòu)自重為164.46kN，則邊墩承重為164.46kN，則W2=164.46kN。對墩墻底部的力矩：a對墩墻底部的力矩：水壓力計算：對墩墻底部的力矩：由于檢修工況的荷載比完建期的荷載大故，按照檢修期的荷載進行結(jié)構(gòu)設(shè)計并配置鋼筋。G11.4.2配筋計算選取的邊墩計算段視為一端固定，一端不移動的鉸，則計算長度25混凝土（fc=11.9N/mm2Ⅱ級熱軋鋼筋（fy=fEQ\*jc3\*hps34\o\al(\s\up0(/),y)=300N/mm2結(jié)構(gòu)系數(shù)K=1.20。采用對稱配筋，取a=a'=45mm（三類環(huán)境），計算高度Ⅱ級鋼筋，查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》3-1得211.5電機梁結(jié)構(gòu)計算及配筋電機梁混凝土強度等級采C25，并選用Ⅱ級鋼筋，由《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》附錄二表1和表3查得材料強度設(shè)計值f=11.9N/mm2,f=1.27N/mm2,f=混凝土結(jié)構(gòu)學》查得荷載分項系數(shù)均采用此處確定值。11.5.2荷載分析梁承受的樓板重。q2=0kN/m標準值：q3=3kN/mEQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up2147483647(P),1)標準值：P=14.7kN1EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up2147483647(P),2)2EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up2147483647(P),3)P=7HD23式中：D——軸流泵葉輪直徑（mH——水泵工作過程中最大揚程（m）。311.5.3電機梁力計算電機梁的計算跨度0取下列計算的較小值：l0=l0=則電機梁的計算跨度l0=3.94m。在將電機梁視為簡支考慮時，最大彎矩和剪力為：EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up9(1),q)彎矩與剪力圖如下圖11-2、11-3所示。圖11-2彎矩圖（彎矩單位kN·m、長度單位cm）圖11-3剪力圖（剪力單位kN、長度單位cm）11.5.4電機梁配筋計算①正截面受彎承載力計算：該電機梁處于二類環(huán)境，混凝土保護層厚度c=30mm。截面尺寸b×h=300×400mm截面有效高度h0=h—a=400—40=360mm，b=y2滿足最小配筋率要求，同時為滿足構(gòu)造要求，在受壓區(qū)加設(shè)216鋼筋，考慮支11.6水泵梁結(jié)構(gòu)計算梁上所受均布荷載，然后將水泵梁按兩端固支計算水泵梁力。11.6.1荷載分析12可認為有一半重量作用于水泵梁，則標準值G2為：管取P=5.5kNx由于停機時水流倒沖所產(chǎn)生的力，該力使水泵梁產(chǎn)生側(cè)向彎曲?？趶綁簭娕c出水管斷面面積的乘積：21Q1、V1取正常流量的1.5倍：/s1α——出水管與水平線的夾角，α=0°沖擊力P的近似表達式為：x11.6.2水泵梁力計算水泵梁的計算跨度0取下列計算的較小值：l0=則水泵梁的計算跨度l0=2.52m?？缰袕澗貥藴手担篗中設(shè)計值：支座彎矩標準值：M支設(shè)計值：11.6.3配筋計算鋼筋fy=f=300N/mm2,K=1.20。①水泵梁底層鋼筋配筋b=y最小配筋率配筋，查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》附錄三表1②水泵梁面層鋼筋配筋y（As=402mm2滿足最小配筋率要求。則底層、面層均按最小配筋率配置鋼筋，即采用216（As=402mm2C25混凝土，c=30mm，同時滿足構(gòu)造要求。2、截面尺寸驗算：故截面尺寸滿足抗剪要求。3、驗算是否需進行斜截面受剪承載力計算：故不需進行斜截面抗剪配筋計算，根據(jù)鋼筋骨架的構(gòu)造要求配置箍筋。選用雙支箍筋，選用φ8@300mm，即Asv=101mm2，S=300mm，電機梁在構(gòu)造中部 1/2圍有集中荷載作用，故箍筋仍應(yīng)沿全長布置。箍筋的配筋率為：滿足箍筋最小配筋率要求。可將出水池隔墩和邊墻作為支座，出水池下層底板在垂直水流方向視為等跨連續(xù)梁看待。剪力系數(shù)β剪力系數(shù)β剪力跨中彎距支座彎矩88前端：2）正常運行期：前端：后端：3）校核期：前端：后端：前端：校核期時取得最大值q=47.80kN/m；后端：校核期時取得最大值q=48.16kN/m。對于等跨連續(xù)梁取l0=1.05lc。計算剪力時，取l0=ln。n0跨中彎矩：M=M=0.036l2支座彎矩：BD0ych0—截面有效高度，h0=h-a—縱向鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，熱軋Ⅱ級鋼筋，f=300MPayM—彎矩設(shè)計值，中小型泵站可按下式計算M、M—永久荷載、可變荷載產(chǎn)生彎矩的標準值此處，為簡化計算，取最大值，M=M取最大值作為配筋依據(jù)。底層鋼筋：滿足要求2最小配筋率配筋，則：2面層鋼筋：滿足要求2不滿足最小配筋率要求，故按最小配筋率配筋，則：，取最大值作為配筋依據(jù)。底層鋼筋：滿足要求不滿足最小配筋率要求，故按最小配筋率配筋，則：2面層鋼筋：b不滿足最小配筋率要求，故按最小配筋率配筋，則：，選用5φ16