水閘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、第一節(jié)設(shè)計(jì)基本資料前進(jìn)閘建在前進(jìn)以北的紅旗渠上，閘址地理位置見(jiàn)圖一所示。該閘的主要作用是：（1）防洪。當(dāng)勝利河水位較高時(shí)，關(guān)閘擋水，以防止勝利河的高水入侵紅旗渠 下游兩岸的低田保護(hù)下游的農(nóng)田和村鎮(zhèn)。（2）灌溉。灌溉期引勝利河水北調(diào)，以灌溉紅旗渠兩岸的農(nóng)田。（3）弓冰沖淤。在枯水季節(jié)，弓冰北上至下游的紅星港，以沖淤保港。圖一閘址位置示意圖規(guī)劃數(shù)據(jù)紅旗渠為人工渠道，其斷面尺寸如圖二所示。渠底高程為-5.5m，底寬50m,兩岸邊坡均為1:2。該閘的主要設(shè)計(jì)水位組合有以下幾方面。圖二二紅旗渠斷面示意圖（單位：）”障我鬲燕註：21：2 /1、孔口設(shè)計(jì)水位、流量-5.5I50.0-H7s，。此時(shí)相應(yīng)的水位

2、為：閘上游水位為1.83 m;閘下游水位為1.78 m根據(jù)規(guī)劃要求，在灌溉期前進(jìn)閘自流引勝利河水灌灌，引水流量為300冬春枯水季節(jié)，由前進(jìn)閘自流引水送至下游的紅星港沖淤保港，引水流量為100 m3/s此時(shí)相應(yīng)的水位為：閘上游水位為1.44 m;閘下游水位為1.38。2、閘身穩(wěn)定計(jì)算水位組合（1）設(shè)計(jì)情況：上游水位4.3 m，浪高0.8 m;下游水位1.0 m。（2）校核情況：上游水位4.7 m，浪高0.5 m;下游水位1.0 m。3、消能防沖設(shè)計(jì)水位組合根據(jù)分析，消能防沖的不利水位組合是：引水流量為300 m/s，相應(yīng)的上游水位為4.70 m，下游水位為1.78 m。4、下游水位流量關(guān)系下游水

3、位流量關(guān)系見(jiàn)表（1）表（1）下游水位流量關(guān)系、閘基分布情況根據(jù)鉆探報(bào)告，閘基土質(zhì)分布情況見(jiàn)表（2）質(zhì)資料3Q(m/s)0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0H下（m1.01.201.381.541.661.741.78地1表（2）閘基土層分布層序高程（m）土質(zhì)概況標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)（擊）I5.75/3.60重粉質(zhì)壤土913n-3.60/5.30松散粉質(zhì)土8堅(jiān)硬粉質(zhì)土出-5.30-21.30（局部含鐵錳結(jié)1521核）2、閘基土工試驗(yàn)資料根據(jù)土工試驗(yàn)資料，閘基持力層堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)為：凝聚力kN/ m三、閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SD133-84（以下簡(jiǎn)稱SD133

4、-84），前進(jìn)閘按川能建筑物設(shè)計(jì)。c=60.0Kpa;內(nèi)摩擦角=19;天然孔隙比e=0.69;天然容重丫=20.3kN/ m建閘所用回填土為砂壤土，其內(nèi)摩擦角=26,凝四、其它有關(guān)資料1）閘上有交通要求。根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ú块T的建議，閘上交通橋?yàn)閱诬嚨拦窐?，按?10設(shè)計(jì)，履帶-50校核。橋面凈寬為4.5m，總寬為5.5m，采用板梁式結(jié) 構(gòu)，見(jiàn)圖三每米橋長(zhǎng)約重80kN。（2） 該專區(qū)“三材”供應(yīng)充足。閘門采用平面鋼閘門，尺寸自定，由工廠設(shè) 計(jì)、加工制造。（3）該地區(qū)地震設(shè)計(jì)烈度為6度，故可不考慮地震的影響。（4）該地區(qū)風(fēng)速資料不全，在進(jìn)行浪壓力計(jì)算時(shí)，建議取消2L/2hi=10計(jì)算。圖三交通斷面圖

5、（單位：cm）第二節(jié) 樞紐布置前進(jìn)閘為無(wú)壩引水進(jìn)水閘，整個(gè)樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進(jìn)水閘等到組成。一、防沙設(shè)施閘所在河流為少泥沙河道，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-5.5m，頂高程式-4.7m,迎水面直立，背流坡為1:1的斜坡，其斷面圖示四紅旗渠二、引水渠的布置；1-勝利利河勝利河河岸比較堅(jiān)穩(wěn)，引水渠可以盡量短（大約】65制面，使前進(jìn)閘靠近勝利河道凹岸頂點(diǎn)偏下游水深較大的地方。為了減輕引水口處和回流，使水流平順地進(jìn)入 引水口，引水口的上下游邊角修成圓弧形。引水渠在平面上布置成不對(duì)稱地向下游 收縮的喇叭狀，見(jiàn)圖四三、水閘進(jìn)水閘（前進(jìn)閘）為帶胸墻的幵敞

6、式水閘。共3孔。每孔凈寬闊8.5m。胸墻底部高程為2.1m。閘頂高程為5.8m，閘門高程為2.3m.1、閘室段 河底板為倒n型鋼筋混凝土平底板，縫設(shè)在底板中央。底板頂面高程為河岸。為了保證有較好的引水效果，弓冰角取得35。，并將引水口布置在勝利河彎5 15四樞紐布置圖十前進(jìn)閘引水渠攔沙坎-4.7匸-5.5-5.5m，厚0.2m。其順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)16m閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)與底板相等，中墩厚取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5.8m。閘墩上設(shè)有工作門槽和檢修門槽。檢修閘門槽距閘墩上游邊緣1.7m,工作門槽距閘墩上游邊緣5.49，胸墻與檢修門槽

7、之間的凈距離為2.79m。閘門采用平面滾輪鋼閘門，尺寸為6.7mx7.8m。啟閉設(shè)備選用QPQ-2X 25卷 揚(yáng)機(jī)啟閉機(jī)。工作橋支承為實(shí)體排架，由閘墩縮窄而成。其順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)2.3m,厚0.5m，頂面高和5.8m,頂面高程10.5m,排架上設(shè)有活動(dòng)門槽。公路橋設(shè)在下游側(cè)，為板梁式結(jié)構(gòu)，其總寬為5.5m,公路橋支承在排架上，排 架底部高程為2。5m。2、上游段鋪蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其順?biāo)较蜷L(zhǎng)20m,厚0.4m。鋪蓋上游為塊石護(hù)底， 一直護(hù)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5.0m，其上設(shè)有0.8m高的混凝土擋

8、浪 板。墻后填土高程為4.8m。翼墻底板為0.6m厚的鋼筋混凝土板，前趾長(zhǎng)0.2m，翼墻上游與鋪蓋頭部齊平。翼墻壁上面為干砌塊石護(hù)坡，每隔壁12m設(shè)一道漿砌石格埂。塊石底部設(shè)防15 cm的砂墊層。護(hù)坡一直延伸到紅旗渠的入口處。3、下游段閘室下游采用挖渠式消力池。其長(zhǎng)為21.5m,深為0.5m。消力池的底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其厚為0.7 m。消力池與閘室連接處有1 m寬的小平臺(tái)，后以1:4的 斜坡連接。消力池底板下按反濾的要求鋪設(shè)厚0.3 m的砂、碎石墊層、既起反濾、 過(guò)渡作用，又起排水作用。海漫長(zhǎng)期24 m水平設(shè)置。前8 m為漿砌塊石，后16 m為干砌塊石，并每隔8 m設(shè)一道漿砌石格埂，海漫末

9、端設(shè)一構(gòu)造防沖槽。其深為1.0 m,邊坡為1:2。槽內(nèi)填以塊石。由于土質(zhì)條件較好，防沖槽下游不再設(shè)護(hù)底。下游翼墻亦為漿砌石重力式反翼墻。其迎水面直立，墻背坡度為1：0.5，其 擴(kuò)散角為10，圓弧半徑為4.8 m墻頂高程為2.5 m,其上設(shè)高0.8 m的擋浪板， 墻后填土高程為2.0 m。下游翼墻底板亦為厚0.6 m鋼筋混凝土板，其前趾長(zhǎng)1.2 m,后趾長(zhǎng)0.2 m。翼墻下游端與消力池末端齊平。下游亦采用干砌石護(hù)坡，護(hù)坡至少3.8 m高程處。每隔8 m設(shè)一道漿砌石略埂。護(hù)坡延伸至與防沖槽下游端部齊平。前進(jìn)閘總體布置見(jiàn)大圖第三節(jié) 水力設(shè)計(jì)水力設(shè)計(jì)主要包括兩方面的內(nèi)容,既閘孔設(shè)計(jì)和消能防沖設(shè)計(jì).一、

10、 閘孔設(shè)計(jì)閘孔設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是: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.1、 閘室結(jié)構(gòu)形式該閘建在人工渠道上，故 宜采用開(kāi)敞式閘室結(jié)構(gòu)。在運(yùn)行中,該閘的擋水位達(dá)4.34.7m，而泄水時(shí)上游水位1.441.83m，擋水 時(shí)上游最高水位比泄水時(shí)上游最高水位高出2.87m，故擬設(shè)置胸墻代替閘門擋水，以減少門高。減少作用在閘門上的水壓力，減少啟門力，并降低工作橋的高度，從 而節(jié)省工程費(fèi)用。綜上所述，該閘采用帶胸墻的開(kāi)敞式閘室結(jié)構(gòu)。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(jiǎn)單，施工方便，自由出流范圍 較大的平底寬頂堰?？紤]到閘基持力層是堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土（局部含鐵錳結(jié)核

11、），土質(zhì)良好， 承載能力大，并參考該地區(qū)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，高程可以擬定為3、孔口尺寸的確定（1）初擬閘孔尺寸，該閘的孔口尺寸必須滿足引水灌溉和引水沖淤保港的要求。31）引水灌溉:上游水深H=1.83+5.5=7.33m下游水深h=1.78+5.5=7.28m引水流量Q=300 m3/s上游行近流速V0=Q/A由寬頂堰沒(méi)出流公式對(duì)無(wú)坎寬頂堰，取m=0.385,假設(shè)收縮系數(shù)=0.96，則3A=(b+mH)H =(50+2X7.33)X7.33=473.96 m /sHa=H+av2/2g(取a=1.0)=7.33+0.633 72X9.8=7.35mhs/H=7.28/7.35=0.990.8，故屬

12、淹沒(méi)出流。-5.5m。hs 0.4Ha)=0.3563000.356 0.385 0.96、2 9.817.353/2=25.83m2）引水沖淤保港上游水位H=1.44+5.5=6.94m下游水位hs=1.38+5.5=6.88m3引水流量Q=100 m /sA=(b+mH)H=(50+ 2X6.94)X6.94=443.3mV0二Q/A=100/443.3=0.23m/s0.8，亦屬淹沒(méi)出流。同樣得m=0.385，并假定=0.96，則得比較1）、2）的計(jì)算結(jié)果，B02Bo1，可見(jiàn)引水灌溉情況是確定閘孔尺寸的控制情況，故閘孔寬凈Bo宜采用較大值25.83mhs 0.4Ho)=0.342Bo2=

13、Q =_ 1002sm.2gHo30.342 0.385 0.96、2 9.81=9.769m.6.943擬將閘孔分為3孔，去每孔凈寬為8.5m,貝V閘孔實(shí)際總凈寬為Bo=8.5X3=25.5m,由于閘基土質(zhì)條件較好，不僅承載能力較大，而且堅(jiān)硬.緊密。為了減小閘孔總寬度，節(jié)省工程量，閘底板宜采用整體式平板，擬將分縫設(shè)在各孔底版的中間位 置，形成倒n型底版。中墩采用鋼筋混泥土結(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(guò)閘流量。根據(jù)初擬的閘孔尺寸，對(duì)于中孔,bo=8.5m，bs= bo+=8.5+1.1=9.6m，bo/bs=8.5/9.6=0.885,查SD133-8

14、4 2-2,z0.981 。對(duì)于邊孔，bo=8.5mbs=34.31m，bo/bs=0.19，查SD133-84附表22,得b=0.909，則N 1b b=0.981 (3 1) 0.909N30.957根據(jù)SD133-84附表2-1,對(duì)于無(wú)坎平底寬頂堰，m=0.385,則=300.19m3/s實(shí)際過(guò)流能力滿足引水灌溉的設(shè)計(jì)要求。同樣，可以驗(yàn)證初擬的閘孔尺寸亦符合引水沖淤保港的要求。因此，該閘的孔口尺寸確定為：共分3孔，每孔凈寬8.5m,4個(gè)中墩各厚1.1m,閘空總凈寬為25.5m,閘室總寬度為27.7m消能防沖設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)包括消力池、海漫及防沖槽等三部分1、消力池的設(shè)計(jì)（1） 上下游水面

15、連接形態(tài)的判別，閘門從關(guān)閉狀態(tài)到泄流量為300 m/s往往是分級(jí)幵啟的。為了節(jié)省計(jì)算工作量，閘門的幵度擬分三級(jí)。化一級(jí)泄流量50mi/s;待下游水位穩(wěn)定后，增大幵度到期150 m3/s;待下游水位穩(wěn)定后，再增大幵度至少300 m3/s。當(dāng)泄流量為50 m3/s時(shí)：上游水深H=5.5+4.7=10.2 m；Q=0時(shí)的下游水深t=5.5+1.0=6.5 m;上游行進(jìn)流速V0=Q=50= 0.069m/s(v0.5m/s),可以忽略不計(jì)A718.1假設(shè)閘門的幵度e=0.45 m。-0.033 0.65,為孔流。查水力學(xué)（華東水H利學(xué)院編）表3-17得垂直收縮系數(shù)=0.0619hc=&e=0.

16、619X0.45=0.279m=1.41mh；6.5m,故為淹沒(méi)出流。下游水深可采用前一級(jí)幵度（即由t hc空1410.579查SD133-84附表2-6得孔流淹沒(méi)系數(shù)0.53,H hc10.2 1.41因此有：式中i-孔流流量系數(shù)。因此匕Q 0.54 0.592 0.45 25.52 9.81 10.2 51.89m3/s3該值與要求的流量50 m/s十分的接近，才所假定的閘門幵度e=0.45正確。此時(shí)，躍后水深1.23L,滿足要求。（2）繞流防滲長(zhǎng)度。必須的防滲長(zhǎng)度為L(zhǎng)=CAHAH=3.7m,C=7（回填土為壤土，且無(wú)反濾），因此L=25.9m實(shí)際防滲長(zhǎng)度LL,滿足防滲要求其地下輪廓布置見(jiàn)

17、圖o圖地下輪廓布置圖二、滲流計(jì)算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算。1、地下輪廓線的簡(jiǎn)化為了便于計(jì)算，將復(fù)雜的地下輪廓進(jìn)行簡(jiǎn)化。由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒-5.5墻均較淺，可以將它們簡(jiǎn)化成短板樁（圖）o6.0 1-64208+八/ 1 地下輪廓簡(jiǎn)化78f9一-6.5I8n皿1V12、1確定地基的有效深 Y 度八 7 / 7-1*. 1 I 7 /” I20.016.0根據(jù)鉆探資料，閘基透水層深度很大。故在滲流計(jì)算中必須取一有效深度， 代替實(shí)際深度。由地下輪廓線簡(jiǎn)化圖知：地下輪廓的水平投影長(zhǎng)度L0=16+2O=36m地下輪廓的垂直投影長(zhǎng)度S=1.70.4=1.3moLO/SO=36/1.3=2

18、7.75，故地基的有效深度Te=O.5Lo=18m（圖）。3、滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算過(guò)地下輪廓的角點(diǎn)、尖點(diǎn)，將滲流區(qū)域分成八個(gè)典型段。I、啞段為進(jìn)出口段，u、w、v、四段為內(nèi)部垂直段，川 、切 則為內(nèi)部水平段（1）進(jìn)口段阻力系數(shù)為S=0.4m,T=17.9m（2）內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)為S=0.5m, T=18.0m（3）內(nèi)部水平段阻力系數(shù)L=20.0m,S1=0.5m,S2=1.3m,T=18.0m（4）內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)為S=1.3m,T=18m（5）內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)為S=0.5m,T=17.2m（6）內(nèi)部水平段阻力系數(shù)為L(zhǎng)=16.0m,S1=0.5m,S2=0.5m,T=17.2m

19、（7）內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)為S=0.5m,T=17.2m(8)出口段S=0.7m,T=17.4m8則i2.988i 14、滲透壓力計(jì)算：(1)設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：H=4.3-1.0=3.3m。根據(jù)水流的連續(xù)條件，經(jīng)過(guò)各流段的單寬滲透流量均應(yīng)相等。1)所以任一流段的水頭損失hi=匚丄i，則hi=0.441X3.3/2.988=0.49m hh5=0.029X3.3/2.988=0.03m hh7=0.029X3.3/2.988=0.03mh2)進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)口處修正系數(shù)1為T1=18.0mT2=17.9mS=0.4m則1=0.341.0應(yīng)予修正h1=p1h1=0.34X0.49=0.17m2

20、=0.028X3.3/2.988=0.03mh3=0.1.041X3.3/2.988=1.15mh4=0.072X3.3/2.988=0.08m6=0.890X3.3/2.988=0.99m8=0.890X3.3/2.988=0.50mH8=H7-h7、=0.30-0.06=0.24m H9=H8-h8=0.24-0.24=0. 0m進(jìn)口段后的水頭損失的修正量h=hi-hi=0.49-0.17=0.32m該修正量轉(zhuǎn)移給其它的相鄰各段， 則 同理出口段的修正為：T1=17.2m,T2=17.4m S=0.7m則B2=0.4751.0亦需修正出口段的水頭損失修正為：h8=B2h8=0.475X0.

21、50=0.24m修正量 h=0.50-0.24=0.26m該修正量轉(zhuǎn)移給其它的相鄰各段，則3）計(jì)算各角隅點(diǎn)的滲壓水頭：由上游出口段開(kāi)始，逐次向下游從作用水頭值厶H中相繼減去各分段的水頭損失值，即可求得各角隅點(diǎn)的滲壓水頭值H1=3.3mH2=H1-h1=3.3-0.17=3.13m H3=H2-h2、=3.13-0.06=3.07mH=H3-h3、=3.07-1.44 =1.63mH5二Hkh4、=1.63-0.08=1.55mH6=H5-h5、=1.55-0.03=1.52mH7二Hkh6、=1.52-1.22=0.30mH8=H7-h7、=0.30-0.06=0.24m H9=H8-h8=0

22、.24-0.24=0. 0m4）作出滲透壓力分布圖：根據(jù)以上算得滲壓水頭值，并認(rèn)為沿水平段水頭損失呈線形變化，則其滲透壓力分布圖，如圖九H/=0.30m圖!九益 設(shè)計(jì)洪水位滲透壓力分布圖H3=3.07m單位寬度底板所所）受滲透壓力: 單位寬鋪蓋所受的滲透壓力:（2）同樣的步驟可計(jì)算出校核的滲透壓力分布，即H=4.7-1.0=3.7mHi=3.7mH2=3.51mHb=3.44mH4=1.83mHs=1.74mH6=1.70mHz=0.34mH8=0.27mHs=0.00m根據(jù)以上計(jì)算作出滲透壓力分布圖，如圖十圖十校核洪水位滲透壓力分布圖單位寬度底板所受滲透壓力：?jiǎn)挝粚掍伾w所受的滲透壓力5、閘底

23、板水平段的平均滲透坡降和出口處的平均逸出坡降H9=0.0m閘底板水平段的平均滲透坡降為滲流出口處的平均逸出坡降J0為閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。第五節(jié) 閘室布置與穩(wěn)定計(jì)算一、 閘室結(jié)構(gòu)布置閘室結(jié)構(gòu)布置主要包括底板、 閘墩、胸腔、 閘門、工作橋和交通橋等部分結(jié)構(gòu) 的布置和尺寸的擬定。1、底板底板的結(jié)構(gòu)、布置 、構(gòu)造在第四節(jié)已作了介紹，這里不再重復(fù)。2、閘墩順?biāo)较虻拈L(zhǎng)度取與底板相同，為16m閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚均為1.1m。邊墩與岸墻合二為一，采用重力式結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)洪水位的超高計(jì)算：=4.3+0.8+0.7=5.8較核洪水位的超高計(jì)算：=4.7+0.5+0.5=5.7m取兩者中較大的一個(gè)

24、，故取5.8m.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)有排架擱置公路橋。初定閘墩下游部分頂部高程為2.5m，其上放3根柱子(0.7mx0.67m,h=1.8m),柱頂設(shè)小橫梁(0.7mx0.7m,L=4.7m),梁頂?shù)母叱虨?.5+1.8+0.7=5.0m。梁上擱置公路橋，橋面咼程為5.80m，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。工作門槽槽深為0.3m,寬0.6m。 具體位置見(jiàn)圖十三。 閘墩上下游均為半圓形， 其半 徑為R=0.55m.3、胸墻為了避免啟吊閘門的鋼絲繩浸在水里，胸墻設(shè)

25、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為5.8m。胸墻底部高程式應(yīng)以不影響引水下端的上游面做成圓弧形，便于過(guò)水4、工作橋：(1)啟閉機(jī)選型。閘門采滾輪鋼閘門，為潛孔式。門頂應(yīng)墻底緣0.2m，即其高程為2.3m，2.3+5.5=7.8m，門寬為8.5+2*0.2=8.9m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式G 0.073K1K2K3A0.93H 丁9初估閘為準(zhǔn)。ZB二堰頂咼程+堰頂下游水深+3為2.1m,則胸墻高度為5.8-2.1=3.7m支于閘墩上=-5.5+7.28+0.3=2.08m胸墻采用的是鋼筋混凝土。胸墻的底部咼程式土板梁式結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)上梁尺寸為0.3mX0.5m,下游尺寸為0.4mX0.8m,板厚

26、20 cm。下梁S5.84.7/25.5kPa用平面vZ1-:二.3高出胸S0L./尸/-A.一門咼廠AL/ -A一- P-5.5100.0kPa63.7kPa門自重。其中:A=69.42仃；Ki=1.0; H/B=7.8/9.1=0.857,1VH/B2,K2=1.0; Hs=10.2m60m, (=1.0。 則門自重G=0.073X1.0X1.0X1.0X69.420.93X10.20.79=23.59t=231.1kN則取G=250KN根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，初估啟門力FQ=（0.10.2）P+1.2G，閉門力Fv=（0.10.2）P-0.9G.其中G為閘門自重，P為作用在門上的總水壓力（如圖十一

27、）。不計(jì) 浪壓力的影響，作用在每米寬門上游面的水壓力P上=0.5X9.8X（2.6+10.2）X7.6=476.7KN;作用在每米寬門下游面的水壓力P下=0.5X8.5X8.5X9.8=207.0KN，則門上總的水壓力為P=P上X8.5 -P下X8.5=2292.45KNFQ=0.10X2292.45+1.2X250.0=529.2KNFw=0.10X2292.45 -0.9X250.0= -4.25KNFw 0，表示閘門能靠自重關(guān)閉，不需加壓重塊幫助關(guān)閉。根據(jù)計(jì)算所需的啟門力FQ= 5 2 9 . 2 k N，初選雙吊點(diǎn)手搖電動(dòng)兩用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)（上海重型機(jī)械廠產(chǎn)品）QPQ2X25。其中機(jī)架外

28、輪廓寬J=1962mm（2）工作橋的尺寸及構(gòu)造。工作橋的寬度不僅要滿足啟閉機(jī)布置的要求，且兩側(cè)應(yīng)留有足夠的操作寬度。B二啟閉機(jī)寬度+2X欄桿柱寬+2X欄桿外富裕寬度=2X0.8+2X0.05+1.962=3.962m。故取工作橋凈寬4.0m。工作橋?yàn)榘辶菏浇Y(jié)構(gòu)，預(yù)制 裝配。兩根主圖十二工作橋結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）圖十一門上的水壓力圖梁高0.8m寬0.35m,中間活動(dòng)鋪板厚6cm。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖十二。為了保證啟閉機(jī)的機(jī)腳螺栓安置在主梁上，主梁間的凈距為1.5m。在啟閉機(jī)機(jī)腳處螺栓處設(shè)兩根橫梁。其寬30cm,高50cm。工作橋設(shè)在實(shí)體排架上，排架的厚度閘墩門槽處的頸厚即為50cm,排架順?biāo)较虻膶挾葹?

29、.3m。排架的高程為二胸墻壁底緣高程+門高+富裕高度=2.1+7.8+0.6=10.5m。5、 檢修便橋?yàn)榱诉M(jìn)行檢修、觀測(cè)，在檢修門槽處設(shè)置檢修便橋。橋?qū)?.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(jiǎn)支梁。梁高40cm,寬25cm。梁中間鋪設(shè)有厚6cm的鋼筋混凝土板。6、 交通橋在工作橋的下游側(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5.5m。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸見(jiàn)第一節(jié)。二、 閘室穩(wěn)定計(jì)算取中間的一個(gè)獨(dú)立的閘室單元分析，閘室結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)圖十三圖十三閘室結(jié)構(gòu)布置圖（單位：cm）1、 荷載(1)完建期的荷載。完建期的荷載主要包括閘底板重力G、閘墩重力G、閘門重力G、胸墻壁重力G、工作橋

30、及啟閉機(jī)設(shè)備重力G、公路橋重力G6和檢修便橋重力G。取混凝土、鋼筋混凝土的容重為25KN/mo底板重力為：1G=16X1.2X19.2X25+丄X(1+1.5)X0.5X19.2X25X2=9816.0KN2閘墩重力：每個(gè)中墩重1212G二丄X3.14X0.552X11.3X25+1X3.14X0.552X8.0X25+4.2X1.1X2211.3X25-2X0.2X0.3X11.3X25+2.3X1.1X11.3X25-2X0.3X0.6X11.3X25+2.3X0.5X4.7X25+8.4X1.1X8X25+3X0.67X0.7X1.8X25+0.7X0.7X4.7X25=134.2+95

31、.0+1271.3+748.1+1968.9=4217.6KN每個(gè)閘室單元有兩個(gè)中墩，則閘門重力為:G3=250.0X2=500.0kN胸墻重力為:G=0.3X0.5X17X25+0.4X0.8X17X25+0.2X(3.70.40.3)X17X25=454.75KN工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力如下 工作橋重力:G5=2X0.92X0.35X19.2X25+0.5X(0.08+0.12) X0.9X19.2X2X25+0.15X0.12X19.2X2X25+0.06X1.3X19.2X25=450.24KN考慮到欄桿及橫梁重力等，取G5=500.0kNQPQX2 25啟閉機(jī)機(jī)身重40 . 7kN，考

32、慮到機(jī)架混凝土及電機(jī)重，每臺(tái)啟閉機(jī)重48.0kN，啟閉機(jī)重力G5”=2X48.0=96.0kNG5=G5G5”=356.496.0=506KN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=80X19.250=1586.0KN檢修便橋重力:G7=0.25X0.4X17X25X20.06X1.5X17X25=123.85kN考慮到欄桿重力，取G=180kN完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算見(jiàn)表（4）表（4）完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算表（對(duì)底板上游端B點(diǎn)求矩）部位重力（KN力臂（m）力矩（KN - m）底板9816.08.078528閘墩（1）268.40.3285.9（2）254

33、2.62.656737.9（3）1496.25.98827.6（4）3938.011.2544302.5（5）190.015.682979.2閘門500.05.792895工作橋500.05.902950啟閉機(jī)96.05.90566.4公路橋1586.012.2519428.5檢修便橋180.01.80324胸墻454.754.792178.3合計(jì)21567.95147855.5(2)設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載。在設(shè)計(jì)洪水位下，閘室的荷載除此之外，還有 閘室內(nèi)水的重力、浪壓力、水壓力、揚(yáng)壓力等。閘室內(nèi)水重:W1=4.69X9.8X17X9.8+7.6X0.8X17X9.8+6.5X17X9.91X9

34、.8=19401.7kN水平水壓力:首先要計(jì)算波浪要素。由基本資料知：hi=0.8m,Li/h1=10,上游 H 9.8m,則上游波浪中心線的壅高為設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載和力矩計(jì)算見(jiàn)圖十四及表（5）波浪破碎的臨界水深可見(jiàn)，由于上游平均水深大于L/2,且大于H，故判斷為深水波。Pi=0.5X4X9.8X(4+0.25+0.8)X19.2+0.5X(4X9.8+10X9.8)19.2=9803.1KN(T)R=0.5(8.33X9.8+9.75X9.8)X1.5X19.2=2551.4KN(T)R=0.5X7.5X73.5X19.2=5292KN(J)F4=0.5X(7.5X9.8+8.44X9.8

35、X0.7X19.2=1049.7KN(J)浮托力1F 7.7 9.8 16 19.22 -(1.0 1.5)0.5 9.8 19.223416.5kN(f)2滲透壓力1U 0.30 9.8 16 19.2 1.22 9.8 16 19.22739.6kN(f)2X6X圖設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載圖表（5）設(shè)計(jì)洪水情況下荷載和力矩計(jì)算（對(duì)B點(diǎn)取距）荷載名稱豎向力（KN水平力（KN）力臂(m)力矩（kNXm）備注閘室結(jié)2156716980表(A構(gòu)重力.953.3(4)1900.9174459.18.7上游水7902.432164壓力7.07.02551.01862.4.735529316934下游水2.

36、2.4壓力1049.70.34356.9浮托23416818733力.5.0.2滲透壓903.28.07225.6力1836.59788.4.3307657217994水重力.3.35.7101255155.9.09710731.511.1118583.14096926156123546343630022163合計(jì).7.1.51.796.914813.6(J)6012.8 (I141372.1()(3)校核洪水位情況的荷載。校核洪水位情況時(shí)的荷載與設(shè)計(jì)洪水位情況的 荷載計(jì)算方法相似。所不同的是浪壓力、水壓力、揚(yáng)壓力是相應(yīng)校核水位以下的浪 壓力、水壓力、揚(yáng)壓力。閘室內(nèi)的水重力PV= 4.69X1

37、0.2X17X9.8+7.6X0.8X17X9.8+6.5X17X9.91X9.8=7969.8+1012.9+10731.5=19714.2KN水平水壓力首先要計(jì)算波浪要素。在校核水位下，hi=0.5m,Li=5.0,ho=O.16m,Hj=0.59m, H 上 10.2m,故為深水波，則Pi=0.5X2.5X9.8 X( 2.5+0.16+0.5)X19.2+0.5X(2.5+10.4) X9.8X7.9X19.2=743.210330.9=10330.9KN ()P2=0.5X(8.53+9.94)X9.8X1.5X19.2=2606.5KN ()P3=0.5X7.5X7.5X9.8X1

38、9.2=5292KN(J)F4=0.5X(7.5+8.47) X9.8X0.7X79.2=1051.7KN(J)浮托力F =7.7X9.8X16X19.22X0.5X(1.01.5)X0.5X9.8X19.2=23181.3235.2=23416.4KN(f)滲透壓力U =0.34X9.8X16X19.20.5X1.36X9.8X16X19.2=3070.8KN(f)校核洪水位情況下的荷載和力矩計(jì)算見(jiàn)圖十五，表（6）表（6）校核洪水情況下荷載和力矩計(jì)算（對(duì)B點(diǎn)取距）荷載名稱豎向力（KN水平力 (KN力臂(m)力矩（KNX m）閘室結(jié)構(gòu)重力21567.9169803.3.表(4)743.210.

39、57766.4上游水9587.444486壓力7.64.92606.01902.5.737529316934下游水2.2.4壓力1051.70.34357.6浮托23416818733力.5.021023.88188.滲透壓6.00力2047.5109112.33.67969218729水重力.8.35.0101255155.9.09710731.511.1118583.14128226487129376343664222694合計(jì).2.3.43.77.12.614794.9(J)6593.7 (I139484.5()圖十五校核洪水位情況下的荷載圖2、穩(wěn)定計(jì)算(1)完建期閘室基底壓力計(jì)算由表(

40、4)可知，G 21567.95kN，M 1698033kN m，另外，B=16m A=16X19.2=307.2m2,則地基承載力驗(yàn)算。由上可知持力層為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，N3.5=1521擊，查表得容許地基承載力P 350kPa。因?yàn)榛A(chǔ)的寬度遠(yuǎn)大于3.0m，故地基容許承載力應(yīng)修正其中：B=8m;D=1.5m;為了安全起見(jiàn)，取 mB0.2，mD1.0;R P，故地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計(jì)算。由上可知基地壓力不均勻系數(shù)滿足要求（2）設(shè)計(jì)洪水情況，閘室地基壓力計(jì)算。由表（5）可知:G 14813.6kN；M 141372.0kN m則地基承載力驗(yàn)算地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)為根據(jù)SD133-

41、84附錄的規(guī)定，對(duì)于地基較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單中型水閘，n的采用值可適當(dāng)?shù)脑龃?。本閘閘基的地質(zhì)情況非常的好，n可采用3.0，在校核洪水位情況下，n可采用3.5。故基底壓力不均勻系數(shù)不滿足要求。應(yīng)延伸鋪蓋長(zhǎng)度或 重新布置閘室結(jié)構(gòu)。閘室的抗滑穩(wěn)定分析：臨界壓應(yīng)力其中A=1.75;Y=10.09kN/m3; B=16;=19 ; c=60kPa（G 1）1 U（2.74 1）9.810.6910.09 kN m3（浮容重）Pkp=258.6kPaPmax=76.07kPa，故閘室不會(huì)發(fā)生深層滑動(dòng)，僅需作表層抗滑穩(wěn)定分析。其中:0取 0.917.1 ,Co取-C20.0Kpa。由于本閘齒墻較淺，可取3A=30

42、7.2m2，貝V故閘室的抗滑穩(wěn)定也滿足要求。(3)校核洪水情況閘室基底壓力計(jì)算。由表(6)可知道，G 14794.9kN;M 139484.5kN mH 6593.7kN，則地基承載力驗(yàn)算地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計(jì)算故基底壓力不均勻系數(shù)滿足要求。閘室抗滑穩(wěn)定分析。顯然，PmaxPkp，不必驗(yàn)算深層抗滑穩(wěn)定性，僅需驗(yàn)證表層抗滑穩(wěn)定性，即故閘室的抗滑穩(wěn)定也滿足要求。根據(jù)SD133-84附錄第四段，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于10的粘性土等地基上的水閘，可不計(jì)算地基的沉降。用同樣的方法和步驟，可以分析邊孔閘室的各種穩(wěn)定條件也是能滿足要求的第六節(jié)閘室底板結(jié)構(gòu)設(shè)一、邊墻設(shè)計(jì)由于閘基土質(zhì)條件較好，承載力較大，

43、邊墩與岸墻合二為一，既擋土，又擋水,以節(jié)省工程量。1、邊墻斷面擬定4.25m，后趾長(zhǎng)0.2m。邊墻的斷面形狀及尺寸見(jiàn)圖十六六邊墻結(jié)構(gòu)圖墻身用75號(hào)水泥砂漿漿砌塊石砌砌筑而成。門槽前后局部范圍內(nèi)為鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)，底板混凝土標(biāo)號(hào)與閘底板混凝土標(biāo)號(hào)相同均為150#。2、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算完建期未放水，墻后回填土到頂，土壓力較大，而墻前無(wú)水壓力，此時(shí)墻底截面上的彎距最大，故此種情況是墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算的最不利情況。取單寬墻段進(jìn)行邊墻為重力式結(jié)構(gòu)，頂部高程為底咼程為-5.5m,底板底面咼程為頂垂直寬0.8m,高0.8m，（對(duì)應(yīng)公路橋 垂直段部分厚0.3m，以便留出0.5m寬 橋。但這一差異對(duì)整個(gè)邊墻而言是

44、十 在計(jì)算中可忽略這一差異，而認(rèn)為邊5.8一一5.0i：.55.8m，墻壁-6.7m。墻部分，墻頂 放置交通 分微小的故 墻自上游到下游斷面形狀一樣）。墻背坡度為1:0.5。邊墻壁的前趾也是閘室底板，長(zhǎng)工4.25r0.85.250.2- T-W -6.7計(jì)算。（1）荷載計(jì)算。墻后等代荷載：公路橋的荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽-10，履帶-50。完建期內(nèi)尚未放水時(shí)，一般禁止車輛通行，但為了安全起見(jiàn)，設(shè)計(jì)中仍以履帶-50計(jì)算 墻后的等代荷載均布土層厚度h其中丫一砂壤土容重，丫=18kN/m3。取h=0.15m,墻身重力（漿砌石的容重取為23 KN/m3）墻身重力：G=11.3X0.8X1.0X23+0.5X10.

45、5X5.25X1.0X23=207.9+634.0=841.9KN底板重力：G2=10.5X0.7X1.0X250.5X（4.755.25X0.5X1.0X250.5X（0.61.1）X0.X1.0X25=183.7562.510.625=256.9kN上部結(jié)構(gòu)重力：G3=（胸墻重力檢修便橋重力啟閉機(jī)重力工作橋排架重力公路橋重力）/16=（113.74512524135.1396.5）/16=52.5kN土壓力：墻后回填土為砂土，且墻背較陡，可以近似地按朗金理論計(jì)算墻后壓力。垂直土壓力為W=5.25X0.95X1.0X18+0.2X0.95X1.0X18=89.8+3.4=93.2KNW=0.5X5.25X10.5X1.0X18=496.1KNW=10.5X0.2X1.0X18=37.8KN水平土壓力(2)墻底截面強(qiáng)度的驗(yàn)算對(duì)墻壁底截面A點(diǎn)求合力G G1G3W13.4 W2=841.9+52.5+89.8+496.1=1480.3kN(J)M=207.9X0.4+634X(0.8+5.25/3)+52.5X0.25+89.8X(0.8+5.25/2)+496.1X(0.8+2X5.25)113X11.9448.2X3211.3/3=2398.3kN.m截面上的最大彎曲拉應(yīng)力為96.