水閘畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀摘要關(guān)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(xiàn)工程規(guī)劃，在江蘇省江水北調(diào)工程的基礎(chǔ)上擴(kuò)大規(guī)模并向北延伸，從長(zhǎng)江干流下游的三江營(yíng)和高港兩個(gè)引水口門(mén)引水，利用京杭大運(yùn)河以及與其平行的三陽(yáng)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(kù)，經(jīng)新擴(kuò)建泵站逐級(jí)提水進(jìn)入東平湖后，分水兩路，一路向北穿過(guò)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(xiàn)接引黃濟(jì)青渠道，向山東半島供水。從長(zhǎng)江至東平湖需設(shè)13個(gè)梯級(jí)抽水泵站，總揚(yáng)程65m。泗洪站是其中第四梯級(jí)的一部分，主要作用是向北調(diào)水，地方排澇和航運(yùn)。進(jìn)水擋洪閘位于泵站下游引河上，底板垂

2、直水流向中心線(xiàn)距泵站底板中心線(xiàn)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(xiàn)距泵站底板中心線(xiàn)275m。徐洪河節(jié)制閘具有北調(diào)時(shí)擋水、汛期排澇、擋洪功能。1.1.1 建筑物級(jí)別徐洪河節(jié)制閘按1級(jí)水工建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。1.1.2 孔口設(shè)計(jì)水位閘孔設(shè)計(jì)水位流量組合見(jiàn)表1-1。表1.1 孔口設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)15.6015.45125217.6017.3023551.1.3 消能防沖設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)水位組合見(jiàn)表1-2。表1.2 消能防沖設(shè)計(jì)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(jì)算15.5011.9012521.1.4閘室穩(wěn)定計(jì)算閘室穩(wěn)定計(jì)算水位組合見(jiàn)表1-3。表1.3 閘室穩(wěn)定計(jì)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(shè)計(jì)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(jié)快剪指標(biāo)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(jié)快剪指標(biāo)為=18，C=68kPa，中偏低壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度較高，第6層密實(shí)中粗砂，第7層棕紅色硬塑粉質(zhì)粘土，低壓

4、縮性，力學(xué)強(qiáng)度很高，基礎(chǔ)范圍內(nèi)無(wú)軟弱土層。墻后回填土指標(biāo)，水下=28，C值不計(jì)，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(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），工程場(chǎng)地的地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。相應(yīng)地震烈度為度。1.1.7其他資料閘址處多年平均最大風(fēng)速V10=16m/s，吹程D=1km。交通橋按公路二級(jí)設(shè)計(jì)，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(shè)平臺(tái)，上下游平臺(tái)高程分別為16.0m、14.0m。胸墻底緣高程16.0m。2閘孔設(shè)計(jì)2.1 閘孔形式的確定開(kāi)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(kāi)敞式水閘。平原地區(qū)大都采用寬頂堰，由于寬頂堰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)水位閘孔設(shè)計(jì)水位流量組合見(jiàn)表2-1。表2.1 孔口設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(kāi)度e=8m。為堰流。第一種設(shè)計(jì)情況渠道斷面面積： m2m/s計(jì)入行進(jìn)流速的上游水深：m高淹沒(méi)度根據(jù)水閘設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)情況渠道斷面面積： m2m/s高淹沒(méi)度根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL 265-2001表A.0.2得=0.967校核閘孔實(shí)際過(guò)流能力 m3/s 滿(mǎn)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(shè)在底板中間。閘室總凈寬：m閘孔構(gòu)造尺寸見(jiàn)圖2-1圖2.1 閘孔構(gòu)造尺寸圖 單位（m）3消能防沖設(shè)計(jì)3.1消能防沖水位組合消能防沖設(shè)計(jì)水位組合見(jiàn)表3-1。表3-1 消能防沖設(shè)計(jì)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(jì)算15.5011.9012523.2消力池計(jì)算3.2.1 消力池深度計(jì)算消力池計(jì)算示意圖見(jiàn)圖3-1圖3-1 消能計(jì)算簡(jiǎn)圖消力池池深計(jì)算步驟如下先假定d=0.5m渠道斷面面積： m2m/smm:假設(shè)的消力池深度（m）：由效力池底板面算起的總勢(shì)能（m）m m3/s 取0.95, =1計(jì)算得=1.23m

8、 ：收縮水深（m） ：共軛水深（m）計(jì)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(jìn)行試算得,繼續(xù)進(jìn)行試算將代入上式進(jìn)行試算得,確定消力池深度為1.1m。3.2.2 消力池長(zhǎng)度計(jì)算消力池可按下式進(jìn)行計(jì)算：，其中：消力池長(zhǎng)度（m） 消力池斜坡水平投影長(zhǎng)度（m）,?。?4）d 水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，可采取0.70.8 水躍長(zhǎng)度（m） 消力池厚度確定情況下對(duì)應(yīng)流量的躍后、躍前水深。mm根據(jù)以上計(jì)算，消力池長(zhǎng)度取23.5m(包括1m平臺(tái))。3.2.3 消力池底板厚度計(jì)算消力池底板厚度可以根據(jù)抗沖和抗浮要求計(jì)算，取兩個(gè)計(jì)算結(jié)果的大值

9、。但本水閘的消力池起始端設(shè)置反濾層，可以不需進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，因此只需根據(jù)抗沖要求計(jì)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(jì)算其中：消力池底板計(jì)算系數(shù)，可采用0.1750.20，取=0.18 確定池深時(shí)的過(guò)閘單寬流量 閘孔泄水時(shí)的上下游水位差m根據(jù)以上計(jì)算，消力池底板厚度為0.9m。3.2.4 消力池的構(gòu)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(hù)坦底部的滲透壓力，可在護(hù)坦下設(shè)鉛直排水孔，并在護(hù)坦底部鋪設(shè)反濾層，排水孔設(shè)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?cái)U(kuò)散角設(shè)置為10，則消力池末端寬度為100.7m。消力池構(gòu)造尺寸見(jiàn)圖3-2。圖3-2 消力池尺寸示意圖（單位：高程m；長(zhǎng)度cm）3.3海漫設(shè)計(jì)3.3.1 海漫長(zhǎng)度計(jì)算根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng),且消能擴(kuò)散良好時(shí)，海漫的長(zhǎng)度按計(jì)算。其中：海漫長(zhǎng)度計(jì)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(shí)上下游水位差m2/sm根據(jù)以上計(jì)算，海漫長(zhǎng)度取58.3m3.3.2 海漫構(gòu)造在海漫的起始段為15m長(zhǎng)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(hù)，海漫厚度取為0.4m，下鋪設(shè)20cm的墊層，10c

11、m的碎石，10cm的細(xì)砂。3.4確定防沖槽深度根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001），海漫末端的河床沖刷深度按公式計(jì)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(dāng)1.52.0m時(shí)。若太大，開(kāi)挖困難。底寬=（12），上游邊坡1:21:4，下游邊坡根據(jù)開(kāi)挖情況而定。具體計(jì)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(jì)算4.1滲流計(jì)算水位組合滲流計(jì)算水位組合見(jiàn)表4-1。表4-1 閘室穩(wěn)定計(jì)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(shè)

12、計(jì)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(xiàn)布置（1）鋪蓋的長(zhǎng)度一般?。?5），=5m,故鋪蓋的長(zhǎng)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?biāo)鞣较蛟O(shè)置永久縫。（2）底板長(zhǎng)度的初估：滿(mǎn)足閘室上部結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(zhǎng)度驗(yàn)算4.3.1 防滲長(zhǎng)度確定由公式：，式中：閘基防滲長(zhǎng)度；上下游水位差； 允許滲徑系數(shù)，取值可查水閘設(shè)計(jì)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(xiàn)布置由于持力層為輕粉質(zhì)壤土，地下輪廓線(xiàn)布置只考慮水平防滲設(shè)施，由底板和鋪蓋作為防滲設(shè)備。實(shí)際地下輪廓線(xiàn)布置見(jiàn)圖4-1圖4-1 水閘地下輪廓線(xiàn)布置圖（單位：長(zhǎng)度mm，高程m）由上圖4-1可知，m因?yàn)?，所以防滲長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。4.4閘基滲流計(jì)算4.4.1 滲流典型段劃分根據(jù)地下輪廓的特點(diǎn)和水閘

14、設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001），本設(shè)計(jì)采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算，將圖4.1簡(jiǎn)化得到地下輪廓線(xiàn)，流段劃分見(jiàn)圖4-2圖4-2 地下輪廓簡(jiǎn)化、分段布置圖4.4.2 地基有效深度計(jì)算地下輪廓線(xiàn)水平投影長(zhǎng)度：m地下輪廓線(xiàn)垂直投影長(zhǎng)度， m因?yàn)樗詍。閘基土質(zhì)均勻，相對(duì)不透水成無(wú)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(jì)算根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001，各典型流段阻力系數(shù)可按下列公式計(jì)算。（1）進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(hào)段 別（m）（m）（m）進(jìn)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(jì)算（1）各典型段滲壓水頭損失按公式計(jì)算，其中設(shè)計(jì)情況m，地震期校核情況，擋洪期校核情況，具體計(jì)算見(jiàn)表4.3。表4.3 各區(qū)段滲壓水頭損失計(jì)算表分段編號(hào)合計(jì)設(shè)計(jì)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(duì)進(jìn)出口進(jìn)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(cè)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(jìn)口處： 出口處：表4.4 進(jìn)出口水頭損失修正表設(shè)計(jì)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)算見(jiàn)表4-5。表4.5 滲壓水頭損失修正表分段編號(hào)合計(jì)

18、設(shè)計(jì)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(diǎn)處滲壓水頭計(jì)算表4.6 各角點(diǎn)滲壓水頭計(jì)算匯總表設(shè)計(jì)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(jiàn)圖4-3。圖4-3(a) 設(shè)計(jì)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(yàn)算滲透坡降根據(jù)水閘設(shè)計(jì)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(zhǎng)度； 允許水平坡降。由水閘設(shè)計(jì)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(jì)算表計(jì)算情況出口坡降閘室段水平坡降鋪蓋段水平坡降設(shè)計(jì)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(mǎn)足要求，不會(huì)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(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式的不同，主要分為平底板及低堰式兩種。本次設(shè)計(jì)閘室底板采用整體式平底板。（3）長(zhǎng)度：根據(jù)前面設(shè)計(jì)，閘底板順?biāo)鏖L(zhǎng)度為20.0m。（4）厚度：根據(jù)前面設(shè)計(jì)，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(zhǎng)防滲長(zhǎng)度。（6）底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。5.2閘墩布置5.2.1 閘墩順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度閘墩長(zhǎng)度應(yīng)能滿(mǎn)足過(guò)閘水流平順、側(cè)向收縮小，過(guò)流能力大的要

22、求，上游墩頭采用半圓形，閘墩長(zhǎng)度取決于上部結(jié)構(gòu)布置及閘孔形式，一般與底板同長(zhǎng)或者稍短一些，本次設(shè)計(jì)取與閘底板同長(zhǎng)為20m。5.2.2 閘墩厚度閘墩厚度：閘墩厚度必須滿(mǎn)足穩(wěn)定要求和強(qiáng)度要求，中墩厚度為1.0m，邊墩厚度為1.0m。平面閘門(mén)槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門(mén)的尺寸確定，檢修門(mén)槽深0.2m，寬0.3m，主門(mén)槽深0.30m，寬0.5m。檢修門(mén)槽和工作門(mén)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(jiàn)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(jì)算：閘墩頂部高度=設(shè)計(jì)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(jì)算浪高采用莆田試驗(yàn)站公式及計(jì)算。式中：平均波高；計(jì)算風(fēng)速；風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，取1km；風(fēng)區(qū)內(nèi)平均水深； 平均波周期；計(jì)算風(fēng)速=16m/s。浪高計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5.1。表5.1 浪高計(jì)算表工況設(shè)計(jì)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(jí)別為3級(jí)，故對(duì)應(yīng)的波列累積頻率取1%。（2）、計(jì)算波浪長(zhǎng)度由公式： 試算出；計(jì)算結(jié)果如下設(shè)計(jì)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(jì)算波浪中心至靜水面。表5.2 波浪中心至靜水面計(jì)算表工況設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)情況：a=0.7m；校核與地震情況：a=0.5m高程匯總：設(shè)計(jì)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(mén)布置（1）閘門(mén)形式和高度本設(shè)計(jì)水閘閘室設(shè)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(shè)一根中梁，中梁尺寸為m。工作閘門(mén)采用平面鋼閘門(mén)，雙吊點(diǎn)，滾輪支承。本設(shè)計(jì)工作閘門(mén)采用潛孔式平面鋼閘門(mén)，閘門(mén)的頂部應(yīng)在胸墻以上有0.3m0.5m的安全超高。故閘門(mén)高程=16+0.5=16.5m。檢修閘門(mén)采用疊梁式閘門(mén)，門(mén)槽深0.2m，寬0.3m。（2）閘門(mén)重量的估算t閘門(mén)自重kN（3）估算閘門(mén)啟閉所需的啟門(mén)力和

26、閉門(mén)力 根據(jù)水工設(shè)計(jì)手冊(cè)中的近似公式：平面閘門(mén)總水平壓力：kN閉門(mén)力: kN故給閘門(mén)加重35kN。 閘門(mén)能夠依靠自重關(guān)閉。啟門(mén)力: kN 5.4啟閉設(shè)備的選定由計(jì)算出的啟門(mén)力、閉門(mén)力、啟閉機(jī)選用雙吊點(diǎn)式卷?yè)P(yáng)機(jī)，型號(hào)為QPQ-2250kN。啟閉機(jī)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(shè)的橋。工作橋設(shè)置高程與閘門(mén)的尺寸及形式有關(guān)。由于是平面的閘門(mén)，采用固定式卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)，閘門(mén)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(shè)計(jì)規(guī)范，工作橋設(shè)在工作閘門(mén)的正上方，用排架支承工作橋。（2）工作橋高度視閘門(mén)形式，閘孔水面線(xiàn)而定，對(duì)于平面閘門(mén)采用固定式啟閉機(jī)

27、時(shí)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(jié)構(gòu)，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(gòu)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(chē)輛和人通行。交通橋采用實(shí)心板，板厚0.4m，橋面設(shè)鋪裝層，鋪裝層的厚度為(58)cm，將交通橋凈寬定為7m，兩側(cè)設(shè)1.0m寬人行道，故交通橋的總寬度為9.0m。交通橋?yàn)镃25鋼筋混凝土實(shí)心

28、板結(jié)構(gòu)，主筋采用HRB400，按公路II級(jí)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5-3。圖5-3 交通橋結(jié)構(gòu)圖5.7檢修橋本工程設(shè)置檢修橋，目的是為了在閘門(mén)檢修時(shí)期放下檢修門(mén)，擋住上游來(lái)水，把閘門(mén)吊出閘室進(jìn)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(xiàn)每隔一定距離在順流向設(shè)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(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直和水平兩種，前者設(shè)在邊墩與岸墻間以及上下游翼墻；后者設(shè)在鋪蓋與底板。5.9閘室結(jié)構(gòu)布置圖閘室結(jié)構(gòu)

29、布置圖見(jiàn)圖5-5圖5-5 閘室結(jié)構(gòu)布置圖5.10閘室穩(wěn)定分析水閘在使用過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種不利情況，完建無(wú)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(shè)計(jì)穩(wěn)定計(jì)算需要考慮完建期、設(shè)計(jì)水位組合、校核水位組合和地震情況，本次設(shè)計(jì)地震烈度為，因此需要考慮地震情況。完建無(wú)水期和設(shè)計(jì)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(jiàn)表5-3。表5.3 閘室穩(wěn)定計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)算情況見(jiàn)表

30、5.4。表5.4 荷載組合表荷載組合計(jì)算情況荷載自重水重靜水壓力揚(yáng)壓力浪壓力地震力基本組合完建期 設(shè)計(jì)水位特殊組合擋洪情況地震情況5.10閘室結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算取三孔整體作為計(jì)算對(duì)象，底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度20.0m，底板計(jì)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(jì)算如下。（1）閘室自重計(jì)算取混凝土重度為25kN/m3，閘室結(jié)構(gòu)自重具體計(jì)算見(jiàn)表5.5。表5.5閘室自重計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)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(mén)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(jī)119.663.90466.67交通橋2677.504.00-10710.00檢修橋127.57.5956.25合計(jì)46252.243786.07（2）水重計(jì)算水重計(jì)算成果見(jiàn)表5-6表5.6水重計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)針為正）計(jì)算情況算式自重（kN）力臂（m)力矩（KNm)設(shè)計(jì)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(jì)算該水閘的底板高程為8.00m，底板底面高程為6.50m，計(jì)算寬度為25.5m。具體計(jì)算見(jiàn)表5.7。表5.7浮托力計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)針為正）計(jì)算情況算式浮托力(kN)力臂(m)力矩（kNm)設(shè)計(jì)情況2116500地震情況6706500擋洪情況5431500（4）滲透壓力計(jì)算滲透壓力分布圖見(jiàn)圖4-3，根據(jù)滲透壓力分布圖計(jì)算閘底板的滲透壓力，該水閘的計(jì)算寬度為25.5m。滲透壓力的具體計(jì)算見(jiàn)表5.8。表5

33、.8滲透壓力計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)針為正）計(jì)算情況算 式滲透壓力 (kN)力臂(m)力矩(kNm)設(shè)計(jì)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(jì)算上、下游水平水壓力與上下游水位有關(guān)，其大小分布見(jiàn)圖5-6、圖5-7和圖5-8。具體計(jì)算見(jiàn)表5.9。水平水壓力的分布圖如下：圖5-6 設(shè)計(jì)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(jì)算時(shí)，

34、閘室段與上下游消力池間需設(shè)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(yáng)壓力計(jì)算，滲流區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)的水壓力強(qiáng)度等于該點(diǎn)的浮托力與滲透壓強(qiáng)之和。表5.9水平水壓力計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)針為正）計(jì)算情況算式水平水壓力(kN)力臂(m)力矩(kNm)設(shè)計(jì)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(jì)算工程場(chǎng)地的地震動(dòng)峰值加速度為015g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)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(jì)算層重量。 水平向地震系數(shù)與設(shè)計(jì)烈度有關(guān)。 綜合影響系數(shù)，取0.25。水平地震慣性力計(jì)算見(jiàn)表5-10表5.10地震慣性力計(jì)算表（以底板底面中心點(diǎn)為矩心, 力矩以逆時(shí)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(mén)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(jī)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(jì)46252.24-18003.90（7）浪壓力計(jì)算根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001有計(jì)算公式：（）臨界水深：。（）當(dāng)且

37、時(shí)，為深水波，此時(shí)單位長(zhǎng)度上的浪壓力為：，其中：H擋水建筑物迎水面的水深。（）當(dāng)且時(shí)，為淺水波，此時(shí)單位長(zhǎng)度上的浪壓力為：； 其中：建筑物底面處的剩余浪壓力強(qiáng)度，kN/m2。波浪要素計(jì)算成果見(jiàn)表5-11表5.11波浪要素計(jì)算表計(jì)算情況(m)(m)波型設(shè)計(jì)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(jì)算成果見(jiàn)表5.12。表5.12波浪壓力計(jì)算表計(jì)算情況算 式浪壓力(kN)力矩(kNm)設(shè)計(jì)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(jì)算情況荷載名稱(chēng)豎向力(kN)水平力(kN)力矩(kNm)設(shè)計(jì)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(jì)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