工程復(fù)核計(jì)算

1、2 基本資料2.1 建筑物等級(jí)根據(jù)水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000，李家橋攔河閘工程建筑物等級(jí)為級(jí)。2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)該閘設(shè)計(jì)防洪流量658立米/秒，閘上設(shè)計(jì)防洪水位21.49/21.32米（黃海高程，下同），設(shè)計(jì)排澇流量429立米/秒，閘上設(shè)計(jì)排澇水位20.17米，正常擋水位20.05米。2.3 工程地質(zhì)情況根據(jù)山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院革命委員會(huì)1970年7月的工程地質(zhì)說明及地質(zhì)剖面圖，李家橋閘處的工程地質(zhì)情況如下：閘基地址勘探鉆孔3個(gè)，取土孔1個(gè)。各地層地質(zhì)情況如下：層 亞粘土。位于高程15.5019.00m，褐色。層 淤泥質(zhì)亞粘土。位于高程12.0015.50m，灰色，可塑、

2、軟塑及流塑，夾腐殖質(zhì)，由左岸到右岸含沙量逐漸增多。亞粘土。位于高程11.0013.00m，灰色與灰褐色，可塑、軟塑及流塑。粉砂。位于高程9.5011.70m，黃褐與灰色，夾土質(zhì)及細(xì)粒。亞粘土。位于高程8.3010.80m，灰與灰褐色，硬塑、軟塑及流塑，夾雜粉粒、砂及少量水貝殼。粉細(xì)砂。位于高程6.609.20m，灰與灰褐色，夾雜中粒及泥隔。亞粘土。位于高程3.708.70m，灰褐與黃褐色，夾雜粉粒及砂隔，含水分少可塑或硬塑。粉細(xì)砂。位于高程1.004.50m，灰與黃褐色，夾雜中粒，局部夾雜少量土質(zhì)。粘土。位于高程0.003.10m，灰色與灰褐色，可塑，夾少量水姜石。地基土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表2

3、-1。層號(hào)土壤名稱含水量干容重濕容重塑性指數(shù)壓縮系數(shù)抗剪強(qiáng)度貫入擊數(shù)承載力P摩阻力T%g/cm3g/cm3g/cmCt/m2t/m2亞粘土淤泥質(zhì)亞粘土381.311.80160.0450.2242.52.51亞粘土792粉砂10103亞粘土321.451.920.0290.284.7442粉細(xì)砂15154亞粘土241.561.970.0230.1530.1115175粉細(xì)砂22256粘土91352.4 地震設(shè)防烈度根據(jù)中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（1990），設(shè)計(jì)地震烈度為6度。2.5 安全檢測(cè)中的有關(guān)資料1、混凝土碳化嚴(yán)重，測(cè)點(diǎn)最大碳化深度40mm，而之相對(duì)應(yīng)構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度為5.0cm，實(shí)際

4、厚度很不均勻，最薄處僅2-3cm，混凝土碳化深度的發(fā)展直接影響結(jié)構(gòu)耐久性，已引起鋼筋銹脹、砼產(chǎn)生順筋裂縫，甚至多處砼保護(hù)層脫落。2、閘墩、機(jī)架橋墩施工時(shí)采用劣質(zhì)模板，支模時(shí)加固不牢、密封不嚴(yán)，鋼筋保護(hù)層未采取適當(dāng)措施控制，造成砼表面蜂窩、麻面、空洞嚴(yán)重，鋼筋保護(hù)層厚度亦不均勻，甚至存在多處主筋裸露，露筋已嚴(yán)重銹蝕。3、閘基滲流絕對(duì)異常值達(dá)46mv，系滲流已產(chǎn)生滲透變形的反映，閘底板斷裂，護(hù)坡塌陷均是證明。滲流變形對(duì)閘室安全已構(gòu)成嚴(yán)重威脅。4、啟閉機(jī)型式老化，運(yùn)行年限超期，效率低，耗能高，抽檢的大多指標(biāo)不合格，存在較多安全問題，已不能安全運(yùn)行。5、上游連接段護(hù)砌長(zhǎng)度不夠，且無翼墻，不能有效的防滲

5、和護(hù)土。6、機(jī)架橋橋側(cè)面、欄桿砼脫落、露筋、鋼筋銹蝕嚴(yán)重，處于頻危狀態(tài)，應(yīng)盡快出現(xiàn)加固。7、測(cè)濾管堵塞和失效，亦無觀測(cè)資料。2.6 安全鑒定依據(jù)（1）水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001 ）（2）水閘安全鑒定規(guī)定（SL214-98）（3）水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5073-2000）（4）水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T5077-1996）（5）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）（6）馬頰河李家橋閘竣工圖，平原縣李家橋建閘指揮部， 1970.11（7）馬頰河李家橋攔河閘施工圖設(shè)計(jì)說明書，魯北根治海河指揮部，1970.12（8）馬頰河李家橋閘立案報(bào)告，德州地區(qū)革命委員會(huì)水利局，197

6、4.11（9）山東省德州市馬頰河李家橋攔河閘工程現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告，德州市水利勘察設(shè)計(jì)研究院， 2009.2（10）山東省德州市馬頰河李家橋攔河閘工程現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)報(bào)告，德州市水利勘察設(shè)計(jì)研究院， 2009.23 復(fù)核計(jì)算成果及分析評(píng)價(jià)3.1 復(fù)核計(jì)算目的通過對(duì)有關(guān)項(xiàng)目的復(fù)核計(jì)算分析，評(píng)估工程質(zhì)量狀況和安全運(yùn)用程度，提出對(duì)工程進(jìn)行技術(shù)改造、加固、更新和管理運(yùn)用的建議。3.2 復(fù)核計(jì)算內(nèi)容本次復(fù)核分析計(jì)算內(nèi)容包括以下6項(xiàng)： 水閘過流能力復(fù)核計(jì)算； 水閘消能防沖復(fù)核計(jì)算； 水閘滲流復(fù)核計(jì)算； 閘室穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算； 閘室結(jié)構(gòu)安全復(fù)核； 閘門結(jié)構(gòu)安全復(fù)核；3.3 水閘過流能力復(fù)核3.3.1 計(jì)算公式閘底坎為

7、平頂堰時(shí)，閘孔出流和堰流判別公式： 為閘孔出流 為堰流式中 閘門開度（m）；從堰頂算起的閘前水深（m）。過閘流態(tài)按下列公式判斷： 為自由出流 為淹沒出流式中 閘底板以上的下游水深（m）；計(jì)入行近流速的上游堰上總水頭（m）。堰流時(shí)流量計(jì)算公式式中 過閘流量（m3/s）；閘孔凈寬（m）；流量系數(shù)；堰流淹沒系數(shù)；堰流側(cè)收縮系數(shù)。對(duì)多孔閘，可按下式計(jì)算；式中 中閘孔側(cè)收縮系數(shù)； 邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)； 閘孔數(shù)?？琢鲿r(shí)流量計(jì)算公式式中 孔口高寬（m）； 孔流流量系數(shù)； 淹沒系數(shù) 計(jì)算工況本閘設(shè)計(jì)防洪水位21.32m，設(shè)計(jì)防洪流量658m3/s。由于河道淤積，本次復(fù)核考慮以下兩種計(jì)算情況：(1) 河道清淤，按

8、原設(shè)計(jì)計(jì)算；(2) 河道按現(xiàn)狀淤積，不清淤。按平均淤積厚度1.5m考慮。 復(fù)核計(jì)算(1) 清淤，按設(shè)計(jì)復(fù)核設(shè)計(jì)閘底板高程15.55m，7孔，每孔凈寬10m，閘門高5.50m，閘孔凈寬70.00m。過流能力采用上述公式復(fù)核如下：為堰流。過閘流態(tài)判別：在設(shè)計(jì)流量658m3/s 時(shí)，取行進(jìn)流速為1.5m/s，則：=5.86m=5.66m，=0.966，為淹沒出流。=0.53=0.982 =0.922 =0.973=0.385=872 m3/s因此，按設(shè)計(jì)情況，過流能力滿足要求。(2) 不清淤，按平均淤積厚度1.5m考慮。因河道淤積，過水?dāng)嗝鏈p小，近似取行近流速=1.5m/s，故=4.36m=4.16

9、m，=0.954，=0.62其它數(shù)據(jù)同上。=655m3/s因此，按現(xiàn)狀淤積不清淤，過流能力不能滿足要求。 復(fù)核結(jié)論按設(shè)計(jì)情況，過流能力滿足要求；如果按現(xiàn)狀淤積不清淤，過流能力不能滿足要求。3.4 消能防沖復(fù)核計(jì)算 消能防沖計(jì)算條件閘上游水位為21.32m，過閘流量為658m3/s。 消能防沖復(fù)核計(jì)算躍前水深： 躍后水深： 上兩式中：以躍前斷面處消能池底水平面為基準(zhǔn)面的水閘上游總水頭； 躍前斷面處的單寬流量， （其中閘孔凈寬，為過流量）； （其中為流速系數(shù)，取0.95）；下游消力池底板高程為15.55m，閘孔總凈寬為70m。代入有關(guān)數(shù)據(jù)得：躍后水深 3.8m。而下游消力池處水深5.5m。故消能防

10、沖滿足要求。3.5 滲流復(fù)核計(jì)算3.5 1 閘基滲流復(fù)核3.5.1.1 閘基防滲長(zhǎng)度復(fù)核按水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001），防滲長(zhǎng)度按下式驗(yàn)算：式中 地下輪廓線長(zhǎng)度；允許滲徑系數(shù)，取=3.5；上下游水位差。因此，要求的防滲長(zhǎng)度=3.5*5.77=20.2m. 實(shí)際防滲長(zhǎng)度=10+0.8+12.5=23.3m>20.2m故防滲長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求。3.5.1.2 閘基抗?jié)B穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算(1) 計(jì)算方法采用水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）推薦的改進(jìn)阻力系數(shù)法。(2) 計(jì)算公式a. 地基有效深度的計(jì)算當(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)，式中 地基有效深度（m）；地下輪廓的水平投影長(zhǎng)度（m）；地下輪廓的垂直投影長(zhǎng)

11、度（m）。如果計(jì)算值小于地基實(shí)際深度，應(yīng)采用值進(jìn)行滲流計(jì)算；如果計(jì)算值大于地基實(shí)際深度，應(yīng)按地基實(shí)際深度進(jìn)行滲流計(jì)算；b分段阻力系數(shù)的計(jì)算(1) 進(jìn)、出口段阻力系數(shù)可按下式計(jì)算：式中 進(jìn)、出口段阻力系數(shù)；板樁或齒墻的入土深度（m）；地基透水層深度(m)。(2) 內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)可按下式計(jì)算：式中 內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。(3) 水平段的阻力系數(shù)可按下式計(jì)算：式中 水平段的阻力系數(shù)；、進(jìn)口段和出口段板樁或齒墻的入土深度（m）。c各分段水頭損失值的計(jì)算各分段水頭損失值可按下式計(jì)算，式中 ，各分段的水頭損失值； ，各分段的阻力系數(shù)。以直線連接各分段計(jì)算點(diǎn)的水頭值，即得滲透壓力圖。d進(jìn)出口段水頭損失

12、值的修正進(jìn)出口段水頭損失可按下式修正：式中 按公式計(jì)算的水頭損失值( m)； 修正后的水頭損失值( m)； 阻力修正系數(shù)，可按下式計(jì)算：式中 底板埋深與板樁入土深度之和(m)； 板樁另一側(cè)地基透水層深度(m)。e出口段滲流坡降值的計(jì)算：式中 出口段滲流坡降值。（3）復(fù)核計(jì)算結(jié)果1. 計(jì)算條件閘上水位21.05m，閘下水位15.55m；計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-5-1。圖3-5-1 滲流計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位m）2. 計(jì)算方法采用改進(jìn)阻力系數(shù)法。地基計(jì)算深度：因水平投影L0=22.5m，鉛直投影S0=1.8m，故有效深度=0.5L0=11.25m 根據(jù)地質(zhì)資料， 取透水層深度為12m，故有效深度11.25m。各段

13、阻力系數(shù)計(jì)算公式：進(jìn)口段(1-2)x1-2=1.5()1.5+0.441水平段(2-3)垂直段(3-4)水平段(4-5)垂直段(5-6) 水平段(6-7)垂直段(7-8) 水平段(8-9)出口段(9-10) 進(jìn)出口水頭損失修正：3計(jì)算結(jié)果閘基滲流計(jì)算見表3-5-1。表3-5-1 各段水頭損失計(jì)算表計(jì)算條件各段水頭損失滲透坡降h1-2h2-3H3-4h4-5h5-6h6-7H7-8h8-9h9-10水平段最大值出口段最高擋水位0.811.60.1270.080.081.7560.080.080.8850.160.739各角隅點(diǎn)的水頭見表3-5-2。表3-5-2 閘室段各角隅點(diǎn)水頭計(jì)算表點(diǎn) 號(hào)12

14、3456789最高擋水位4.693.092.9632.8032.8011.0470.9670.8870.002根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范，允許滲透坡降，水平段J=0.30.4 出口段J= 0. 60.7。因此，出口段實(shí)際滲透坡降大于允許滲透坡降。.3 閘基滲流復(fù)核結(jié)論根據(jù)以上復(fù)核計(jì)算，閘基滲流穩(wěn)定基本滿足規(guī)范要求，但出口段滲透坡降值大于允許滲透坡降，不滿足要求。3.6 閘室穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算 計(jì)算要求及公式按水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）的要求，閘室穩(wěn)定應(yīng)滿足下列要求：(1) 各種計(jì)算情況下要求閘室平均基底壓力不大于地基容許承載力；(2) 基底壓力的最大值與最小值之比不大于規(guī)定的容許值，最大地基應(yīng)力不超

15、過地基允許應(yīng)力的1.2倍；(3) 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于規(guī)定的容許值。具體計(jì)算公式如下：.1 地基應(yīng)力當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況對(duì)稱，按下式計(jì)算式中 閘室基底壓力的最大值或最小值（kN/m2）；作用在閘室上的全部豎向荷載（kN）；作用在閘室上的全部豎向荷載和水平荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面垂直水流方向的形心軸的力矩（kN·m）；閘室基礎(chǔ)底面面積（m2）；閘室基礎(chǔ)底面垂直水流方向的形心軸的截面矩（m3）。當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況不對(duì)稱，按下式計(jì)算式中 、作用在閘室上的全部豎向荷載和水平荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面形心軸、的力矩（kN·m）；、閘室基礎(chǔ)底面對(duì)于形心軸、的截面矩（m3）。.2 應(yīng)力不均勻系數(shù)根據(jù)規(guī)范

16、，應(yīng)力不均勻系數(shù)，在基本組合時(shí)2.00，在特殊組合時(shí)2.50，對(duì)地震區(qū)的水閘，上述數(shù)值可適當(dāng)增大，故取地震時(shí)3.00。.3 抗滑穩(wěn)定式中 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 基礎(chǔ)底面與地基土之間的摩擦系數(shù)；作用在閘室上的全部水平荷載。 復(fù)核計(jì)算結(jié)果.1 計(jì)算工況及荷載組合本次復(fù)核考慮四種工況：1) 完建期；2）上游正常水位20.05m，下游水位15.55m；3）上游最高擋水位21.05m，下游水位15.55m；荷載組合見表3-5-1。表3-5-1 荷載組合表荷載組合主要考慮情況荷 載備注自重靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力浪壓力土壓力基本組合完建期ÖÖ正常運(yùn)用ÖÖÖ&#

17、214;正常擋水位特殊組合非常運(yùn)用ÖÖÖÖ最高擋水位.1中墩穩(wěn)定復(fù)核(1) 荷載計(jì)算(單位：力：kN，力矩：kN.m)1) 完建期承臺(tái)自重W1=14´1.3+(0.5+0.75)×0.5×0.5×2=2917.88閘墩W2=(3.14×0.32) ×0.5+0.2×1.2×(21.82-15.55)+1.2×1.2×(23.35-15.55)×25+(0.72+1.68+0.6+0.9+0.6)+(0.72+1.68+0.6)×(17.

18、05-15.55) ×0.5×1.2×25+3×1.2×(20.35-17.05) ×25+8×(22.45-20.35) ×0.5×25+1.14×1.2×(23.35-22.45) ×25=2106.875排架W3=1.58×25=39.44機(jī)架橋 W4=(0.8+1.4) ×0.75×0.5+(0.25×1.4)×10.8×25+4.6×9.8=362.33機(jī)架橋面板 W5=1.4×0.15

19、×10.08×25=56.7交通橋 W6=245.276+5.5×0.75×1-1.35×0.35×25+1.05×0.25×2×25×3.14×0.52+405.9=752.8閘門 W7=5.5×10×0.72×7.8×9.8+111=3138.0242)正常運(yùn)用期僅列出不同于完建期的荷載水重：W8=6.2×8-0.423.14×2-0.62×3.14××1.2×4.5×9.

20、8=2044水平水壓力：H=1/2´4.52´11.2´9.8=1111.32揚(yáng)壓力：U=1/2´(2.62+0.29) ´14´6.2´9.8=1235.98人群荷載：3´5´10=150汽車荷載：1503) 最高水位時(shí)：水重：W9=6.2×8-0.423.14×2-0.62×3.14××1.2×5.5×9.8=2498水平水壓力 H=1/2´5.52´11.2´9.8=1660.1揚(yáng)壓力 U=1/2&#

21、180;(3.2+0.35) ´14´6.2´9.8=1509.89人群荷載：3´5´10=150汽車荷載：150 (2) 基底應(yīng)力計(jì)算1) 完建期完建期荷載計(jì)算匯總見表3-5-2表3-5-2 完建期荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73138.0241.364116.75合 計(jì)8314.25

22、6363.813387.6偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù)2) 正常運(yùn)用期正常運(yùn)用期荷載計(jì)算匯總見表3-5-3表3-5-3 正常水位荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73138.0241.364116.75人群和汽車F3004.51350水平水壓力H1111.322.152389.34揚(yáng)壓力U-1235.981.872311.28水重W8204

23、448176合 計(jì)9422.271111.3211064.4212913偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù)3) 最高水位時(shí)最高水位時(shí)荷載計(jì)算匯總見表3-5-4。表3-5-4 最高水位荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73138.0241.364116.75人群和汽車F3004.51350水平水壓力H1660.12.484117揚(yáng)壓力U-1509.

24、891.872823.49水重W82498.349993.2合 計(jì)9602.661660.113304.2914730.8偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù) (3) 抗滑穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算公式： 對(duì)粘性土，取f=0.25。根據(jù)以上荷載計(jì)算結(jié)果，有正常水位時(shí)， 最高水位時(shí)， (4)計(jì)算成果表各種工況下閘基應(yīng)力與穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見表3-5-5、抗滑穩(wěn)定計(jì)算見表3-5-6表3-5-5 中墩閘基應(yīng)力與穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表計(jì)算工況安全系數(shù)地基應(yīng)力（kN/m2）不均勻系數(shù)備注最大值最小值平均值完建期110.7380.8595.791.37正常水位2.46117.8899.21108.551.19最高水位1.69117.711

25、03.55110.631.14表3-5-6 中墩抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表運(yùn)用情況F/F'H /HK/K'正常運(yùn)用2736.62/2146.521111.32/1111.322.46/1.93校核運(yùn)用2799.73/2154.751660.1/1660.11.69/1.30.2 邊墩穩(wěn)定復(fù)核根據(jù)邊墩受力情況，可按順?biāo)鞣较蚝痛怪彼鞣较蚍謩e計(jì)算。但由于在垂直水流方向，刺墻與閘門對(duì)邊墩的受力幾乎相同，這樣刺墻與閘門在垂直水流方向的受力和彎矩相互抵消，故不考慮邊墩在垂直水流方向的穩(wěn)定問題。所以邊墩的穩(wěn)定計(jì)算可參照中墩穩(wěn)定計(jì)算進(jìn)行。 (1) 荷載計(jì)算(單位：力：kN，力矩：kN.m)1) 完

26、建期承臺(tái)自重W1=14´1.3+(0.5+0.75)×0.5×0.5×2=2917.88閘墩W2=(3.14×0.32) ×0.5+0.2×1.2×(21.82-15.55)+1.2×1.2×(23.35-15.55)×25+(0.72+1.68+0.6+0.9+0.6)+(0.72+1.68+0.6)×(17.05-15.55) ×0.5×1.2×25+3×1.2×(20.35-17.05) ×25+8×

27、(22.45-20.35) ×0.5×25+1.14×1.2×(23.35-22.45) ×25=2106.875排架W3=1.58×25=39.44機(jī)架橋 W4=(0.8+1.4) ×0.75×0.5+(0.25×1.4)×10.8×25+4.6×9.8=362.33機(jī)架橋面板 W5=1.4×0.15×10.08×25=56.7交通橋 W6=245.276+5.5×0.75×1-1.35×0.35×25+

28、1.05×0.25×2×25×3.14×0.52+405.9=752.8閘門 W7=5.5×10×0.72×7.8×9.8+55=3082.024刺墻 G刺=2.5×6.27×0.5×25=195.92)正常運(yùn)用期僅列出不同于完建期的荷載水重：W8=6.2×8-0.423.14×2-0.62×3.14××1.2×4.5×9.8=2044水平水壓力：H=1/2´4.52´11.2´

29、;9.8=1111.32揚(yáng)壓力：U=1/2´(2.62+0.29) ´14´6.2´9.8=1235.98人群荷載：3´5´10=150汽車荷載：1503) 最高水位時(shí)：水重：W9=6.2×8-0.423.14×2-0.62×3.14××1.2×5.5×9.8=2498水平水壓力 H=1/2´5.52´11.2´9.8=1660.1揚(yáng)壓力 U=1/2´(3.2+0.35) ´14´6.2´9.8=

30、1509.89人群荷載：3´5´10=150汽車荷載：150 (2) 基底應(yīng)力計(jì)算1) 完建期完建期荷載計(jì)算匯總見表3-5-7表3-5-7 完建期荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73082.0241.364116.75刺墻G刺195.90合 計(jì)84556363.813387.6偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù)2) 正常運(yùn)用

31、期正常運(yùn)用期荷載計(jì)算匯總見表3-5-8表3-5-8正常水位荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73082.0241.364116.75刺墻G刺195.90人群和汽車F3004.51350水平水壓力H1111.322.152389.34揚(yáng)壓力U-1235.981.872311.28水重W8204448176合 計(jì)9563.171111.32110

32、64.4212913偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù)3) 最高水位時(shí)最高水位時(shí)荷載計(jì)算匯總見表3-5-9。表3-5-9最高水位荷載計(jì)算匯總表荷載項(xiàng)目垂直力水平力力臂彎 矩+-承臺(tái)自重W12917.8800閘墩自重W22106.8752.51834.44排架自重W339.440.935.50機(jī)架橋自重W4362.330.9326.1機(jī)架橋面板W556.70.951.03交通橋W6752.84.53387.6閘門重W73082.0241.364116.75刺墻G刺195.90人群和汽車F3004.51350水平水壓力H1660.12.484117揚(yáng)壓力U-1509.891.872823.49水重W8

33、2498.349993.2合 計(jì)9743.561660.113304.2914730.8偏心距地基應(yīng)力：地基不均勻系數(shù) (3) 抗滑穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算公式： 對(duì)粘性土，取f=0.25。根據(jù)以上荷載計(jì)算結(jié)果，有正常水位時(shí)， 最高水位時(shí)， (4)計(jì)算成果表各種工況下閘基應(yīng)力與穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見表3-5-10、3-5-11表3-5-10 邊墩閘基應(yīng)力與穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表計(jì)算工況安全系數(shù)地基應(yīng)力（kN/m2）不均勻系數(shù)備注最大值最小值平均值完建期112.0282.8097.411.35正常水位2.46118.98101.36110.171.17最高水位1.69118.99105.52112.261.13表3-5-1

34、1 邊墩抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表運(yùn)用情況F/F'H /HK/K'正常運(yùn)用2736.62/2146.521111.32/1111.322.46/1.93校核運(yùn)用2799.73/2154.751660.1/1660.11.69/1.30成果分析 (1) 計(jì)算成果表明，不同運(yùn)用工況時(shí)，閘室平均基底壓力在80.85118.99kN/m2 之間，小于地基允許承載力，最大地基應(yīng)力亦未超過地基允許承載力。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，地基承載力滿足要求。(2) 各種條件下，地基應(yīng)力不均勻系數(shù)均小于規(guī)范允許值，滿足要求。(3) 不同運(yùn)用工況時(shí)，閘室段的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定值，滿足要求。3.7 閘室結(jié)構(gòu)安全

35、復(fù)核根據(jù)本閘的現(xiàn)狀調(diào)查分析報(bào)告和安全檢測(cè)報(bào)告，對(duì)閘室小底板、排架、機(jī)架橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全復(fù)核。3.7.1 復(fù)核參考資料李家橋閘設(shè)計(jì)資料及竣工圖 水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5077-1997）水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T5057-1996）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）3.7.2 計(jì)算參數(shù)及指標(biāo) 計(jì)算參數(shù)正常運(yùn)用水位 20.05m最高水位 21.05m 采用指標(biāo)材料容重：鋼筋混凝土=25kN/m3，濕容重= 18.5kN/m3。填土內(nèi)摩擦角水上=12°，水下=10°。浮容重=10 kN/m3，飽和容重=20 kN/m3，C

36、15混凝土：=7.5N/mm2，=2.20×104 N/mm2鋼筋：級(jí)，=210 N/mm2，=210 N/mm2機(jī)架橋計(jì)算 在機(jī)架橋受力中，主梁起到了至關(guān)重要的作用，所以分析機(jī)架橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力情況主要是分析機(jī)架橋主梁的內(nèi)力。1、基礎(chǔ)資料： b=250mm h=1000mm 上翼緣實(shí)有寬度啟門力2×250KN 人群荷載 3.0KN/m2啟閉機(jī)重量：G=4.6×10=46KN 采用C25（）及級(jí)鋼筋（）3級(jí)水工建筑物的安全級(jí)別為級(jí)，故 結(jié)構(gòu)系數(shù)：2、荷載計(jì)算 主梁自重： 設(shè)計(jì)值： 啟閉機(jī)重： 設(shè)計(jì)值： 啟閉力： 設(shè)計(jì)值 人群荷載： 設(shè)計(jì)值：3、內(nèi)力計(jì)算 跨中彎矩設(shè)計(jì)值

37、： 4、配筋計(jì)算估計(jì)為雙排鋼筋，取，則確定翼緣計(jì)算寬度：， 倒L形梁中，翼緣實(shí)有寬度為1400-80=1320，所以取兩者之間較小者，取鑒別倒L形梁所屬情況：所以屬于第一種情況的倒L形梁，按寬度為1320的矩形梁計(jì)算所以 經(jīng)計(jì)算，李家橋機(jī)架橋主梁實(shí)際鋼筋截面面積為：所以，滿足設(shè)計(jì)要求。機(jī)架橋排架計(jì)算1、計(jì)算假定排架順?biāo)鞣较蚴且豢蚣芙Y(jié)構(gòu)，中間橫梁起很大作用。但從受力情況來看，這個(gè)方向不起控制作用。起控制作用的是垂直水流方向，這時(shí)中間橫梁所起作用不是顯著的，故再計(jì)算中作如下近似假定：排架僅計(jì)算垂直水流方向。在進(jìn)行這個(gè)方向計(jì)算時(shí)，不考慮橫梁的作用，將排架當(dāng)作一單獨(dú)構(gòu)件考慮。由機(jī)架橋計(jì)算得知，下游主

38、梁受力較上游主梁受力大，為安全計(jì)取下游排架進(jìn)行計(jì)算，上游排架按下游排架同樣配筋。機(jī)架橋主梁作用于排架支座上的應(yīng)力分布按三角形考慮，其重心即為合力作用點(diǎn)。2、荷載組合排架受力不利條件是，相鄰兩孔閘門一孔開啟，一孔關(guān)閉，按此時(shí)作用于排架上的荷載進(jìn)行排架計(jì)算。3、荷載計(jì)算（1）開啟孔排架計(jì)算在開啟孔排架承重的一側(cè)，支座反力為：（通過機(jī)架橋數(shù)據(jù)計(jì)算得）部分人群荷載：所以 為作用在開啟排架上的垂直荷載。（2）未開啟孔排架計(jì)算在相鄰一孔未開啟的一側(cè)不存在啟門力和人群荷載，所以為作用在未開啟排架上的垂直荷載。4、內(nèi)力計(jì)算作用于排架上的合力：合力距排架中心線的距離：5、配筋計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度，按水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

39、計(jì)規(guī)范中的取用?？v向彎曲計(jì)算，當(dāng)計(jì)算偏心距 ，其中 將代入中，求得 由于，故排架應(yīng)按大偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算又因?yàn)椋视?jì)算式為排架實(shí)際配筋截面面積，經(jīng)計(jì)算得：所以 滿足條件。小底板計(jì)算（1）截面尺寸為：1400×70×500（2）承受荷載：閘門重量、水重、小底板自重（3）小底板計(jì)算采用百圖水利計(jì)算軟件彈性地基梁計(jì)算(半無限大地基郭氏表格法)簡(jiǎn)要說明書一、已知條件（）地基梁基本信息地基梁長(zhǎng)度(m)地基梁寬度(m)地基梁高度(m)梁容重(KN/m3)梁彈模E(KN/)梁泊松比地基變形模量E0(KN/)地基泊松比0是否考慮自重自重荷載分項(xiàng)系數(shù)14.0001.0000.70025.0

40、0022000000.0000.16710000.0000.300是1.050（）地基梁荷載信息荷載編號(hào)荷載類型荷載方向荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載大小(P/M/q1)跨內(nèi)定位a(m)分布長(zhǎng)度b(m)右端大小q2(KN/m)備注1集中力向下1.05065.0007.000-梁上荷載2集中力向下1.05055.0001.000-梁上荷載3集中力向下1.05055.0002.000-梁上荷載4集中力向下1.05055.0003.000-梁上荷載5集中力向下1.05055.0004.000-梁上荷載6集中力向下1.05055.0005.000-梁上荷載7集中力向下1.05055.0006.000-梁上荷載8集中

41、力向下1.05055.0007.000-梁上荷載9集中力向上1.05032.6000.000-梁上荷載10集中力向上1.05030.3001.000-梁上荷載11集中力向上1.05027.9002.000-梁上荷載12集中力向上1.05025.6003.000-梁上荷載13集中力向上1.05023.3004.000-梁上荷載14集中力向上1.05021.0005.000-梁上荷載15集中力向上1.05018.6006.000-梁上荷載16集中力向上1.05016.3007.000-梁上荷載17集中力向上1.05014.0008.000-梁上荷載18集中力向上1.05011.6009.000-梁

42、上荷載19集中力向上1.0509.30010.000-梁上荷載20集中力向上1.0507.00011.000-梁上荷載21集中力向上1.0504.70012.000-梁上荷載22集中力向上1.0502.30013.000-梁上荷載23集中力向上1.0503.40014.000-梁上荷載24梯形分布荷載向上1.05025.0000.00014.00025.000梁上荷載二、計(jì)算結(jié)果（請(qǐng)參見結(jié)果示意圖）1、2、3、1、小底板最大負(fù)彎矩值小底板最大負(fù)彎矩，配筋按下式計(jì)算：查水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)附表得：由于計(jì)算配筋率小于最小配筋率，所以采用經(jīng)計(jì)算，小底板實(shí)際鋼筋截面面積為：所以滿足設(shè)計(jì)要求。2、小底板最

43、大正彎矩值小底板最大正彎矩查水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)附表得：經(jīng)計(jì)算，小底板實(shí)際鋼筋截面面積為：所以滿足設(shè)計(jì)要求。3.8 平面鋼閘門復(fù)核計(jì)算3.8.1 基本資料閘門型式：平面閘門鋼閘門閘門尺寸：10000×5500（寬×高mm）計(jì)算水頭：5.5m驗(yàn)算規(guī)范：水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 (SL7495)3.8.2 面板水壓強(qiáng)度計(jì)算因面板中部區(qū)格面積最大，故選取該區(qū)格為校核區(qū)格，如圖所示。該區(qū)格中心A點(diǎn)的水壓強(qiáng)度計(jì)算如下：mN/mm23.8.3 閘門總水壓力及主梁內(nèi)力計(jì)算閘門底檻水壓強(qiáng)度：N/mm2閘門頂部水壓強(qiáng)度： 故閘門總水壓力：=kN閘門為雙主梁式，主梁按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。故每根主梁承受

44、的水壓力為：=742.5kN每根主梁所承受的水壓荷載為：kN/m閘門每邊邊梁上各設(shè)置兩個(gè)滾輪。故每個(gè)滾輪上的平均支承反力為：=371.25kN故主梁所承受的最大彎矩：kN·m主梁支承處承受的最大剪力：kN3.8.4 面板復(fù)核.1面板厚度復(fù)核面板設(shè)計(jì)厚度8mm，由于面板腐蝕嚴(yán)重，實(shí)際厚度只有6mm。根據(jù)水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 對(duì)面板厚度進(jìn)行復(fù)核。式中： 鋼材的抗彎容許應(yīng)力，彈塑性調(diào)整系數(shù)，當(dāng)b/a3時(shí), 取1.4; 當(dāng)b/a3時(shí), 取1.5。支承長(zhǎng)邊中點(diǎn)彎應(yīng)力系數(shù)，面板計(jì)算區(qū)格中心的水壓強(qiáng)度，則面板厚度：=800×=7.2mm6mm面板厚度達(dá)不到要求。.2面板應(yīng)力計(jì)算公式：根據(jù)水