水工建筑物水閘的講義

水工建筑物第六章水閘閘一、水閘的功功能和分類水閘的概念水閘的分類水閘是一種利利用閘門擋水和泄水的低水頭水工工建筑物，多多建于河道、、渠系及水庫庫、湖泊岸坡坡。水閘的功能攔洪、擋潮按承擔(dān)任務(wù)分分：節(jié)制、進(jìn)水、、分洪、排水水、擋潮、沖沖沙閘按結(jié)構(gòu)形式分分：開敞式、胸墻式、涵洞式等按操作閘門的的動(dòng)力分：機(jī)機(jī)械操作、水水力操作閘門門的水閘6.1概述6.1概述二、水閘等別別劃分工程等別ⅠⅡⅢⅣⅤ規(guī)模大(1)型大(2)型中型小(1)型小(2)型最大過閘流量≥50005000～10001000～100100～20<20防護(hù)對象的重要性特別重要重要中等一般三、水閘的組組成部分(Fig6-3)閘室含兩岸翼墻、、兩岸護(hù)坡、、河床部分的的鋪蓋及防沖沖墻、護(hù)底目的：導(dǎo)流、、防沖、防滲滲、護(hù)穩(wěn)包括護(hù)坦、海海漫、防沖槽槽、兩岸翼墻墻、兩岸護(hù)坡坡等目的：消能、、導(dǎo)流、調(diào)流流、減速、防防沖包括閘門、閘閘墩、邊墩(岸墻)、底板、胸墻墻、工作橋、、交通橋、啟啟閉機(jī)等上游連接段下游連接段6.1概述三、水閘的工工作特點(diǎn)（承載后沉降量或沉降降差較大，易造成閘室室傾斜、止水水破壞、閘底底斷裂、甚至至失事。因土基的抗沖能力低，仍可能引起起水閘下游的的沖刷。出流流形成的波浪水躍、折折沖水流，將進(jìn)一步加加劇河床、河河岸的淘刷。。土基在滲透水水流作用下，，容易產(chǎn)生滲流變形，引起沉降、、傾斜甚至倒倒坍.6.1概述四、水閘設(shè)計(jì)計(jì)的內(nèi)容閘址選擇孔口形式和尺尺寸設(shè)計(jì)防滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)消能、防沖設(shè)穩(wěn)定性計(jì)算沉降校核和地基處理兩岸連接建筑的型式和尺寸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1概述一、閘址選擇擇地形開闊、岸岸坡穩(wěn)定、巖巖土堅(jiān)實(shí)、地地下水位較低低；優(yōu)先選擇地質(zhì)質(zhì)條件良好的的天然地基，，壤土、中砂砂、粗砂和砂砂礫適于作閘閘基，盡量避避開淤泥、粉粉砂、細(xì)砂地地基；過閘水流的形形態(tài)是影響閘閘址選擇的主主要因素，需需出流平順、、均勻，不出出現(xiàn)偏流和危危害性沖刷和和淤積。6.2閘址選擇和閘閘孔設(shè)計(jì)二、閘孔設(shè)計(jì)計(jì)1堰型選擇2底板高程的確確定：影響運(yùn)運(yùn)用和造價(jià)寬頂堰低實(shí)用堰底板較高時(shí)：：單寬流量小小，所需閘室室寬度大，但但兩岸連接建建筑低底板較較低時(shí)時(shí)：單單寬流流量大大，雖雖閘室室寬度度窄，，但消消能防防沖的的工程程量增增大，，閘門門高度度增加加，啟啟閉機(jī)機(jī)容量量增加加一般要求6.2閘址選擇和和閘孔設(shè)計(jì)計(jì)3閘孔總凈寬寬的確定出流為堰流流時(shí)：出流為孔口口出流時(shí)：：L0的確定關(guān)系系到單寬流流量，從而而關(guān)系到消消能防沖工工程，關(guān)系系到上游淹淹沒程度，，關(guān)系到底底坎高程等等，需綜合合考慮。6.2閘址選擇和和閘孔設(shè)計(jì)計(jì)4閘室單孔寬寬度和總寬寬度閘室單孔寬寬度l0：依據(jù)閘門門形式、啟啟閉條件、、運(yùn)用要求求和工程造造價(jià)確定；；一般經(jīng)驗(yàn)：：大中型采采用8～12m閘孔孔數(shù)：：n＝L0/l0，取整，且且常采用單單孔數(shù)閘室總寬度度：（（不不包括邊墩墩）總寬度與河河寬的比值值：河寬50～100m時(shí)，比值≥≥0.6～0.75；河寬大于于200m時(shí)，比值≥≥0.85；6.2閘址選擇和和閘孔設(shè)計(jì)計(jì)一、滲流危危害發(fā)生滲流的的位置（圖）滲流的危害害閘基邊墩背水一一側(cè)翼墻背水一一側(cè)降低閘室的的抗滑穩(wěn)定定及邊墩和和翼墻的側(cè)側(cè)向穩(wěn)定性性；可能引起閘閘基的滲透透變形，甚甚至破壞；；損失水量；；使閘基的可可溶性物質(zhì)質(zhì)加速溶解解。6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)二、水閘的的防滲長度度及地下輪輪廓的布置置1防滲長度的的確定防滲設(shè)施：：上游鋪蓋、、板樁、底底板為防滲設(shè)施，護(hù)坦不是是。地下輪廓線線：上游鋪蓋、、板樁、底底板等防滲滲設(shè)施與地地基的接觸觸線，也是是滲流的第第一根流線線。防滲長度：：地下輪廓線線的長度。防滲長度L的確定：L≥CH(C是滲徑系數(shù)，H為上下游水水位差)6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)2地下輪廓線線的布置原則：防滲與排水水相結(jié)合，，即上游防防滲、下游游排水。上游水平防防滲有鋪蓋，垂直防滲滲有齒墻、板樁樁、砼防滲滲墻、灌漿漿帷幕等下游排水有有面層排水、、排水孔、、減壓井等粘土地基：：不易發(fā)生管管涌,底板與地基基間摩擦系系數(shù)小,以降壓提高抗抗滑穩(wěn)定為主砂土地基：：底板與地基基摩擦大,抗?jié)B透變形形能力差,以防治滲透透變形和減減小滲漏為為主①粗砂與沙礫礫；②細(xì)砂；③粉砂；④含承壓水6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)二、滲流計(jì)計(jì)算(一）基本方方程滲透壓力、、滲透比降降、滲透流流速、滲流流量閘基滲流為為有壓滲流流假定：地基基均勻、各各向同性，，滲水符合合達(dá)西定律律。拉普拉斯方方程：6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)（二）計(jì)算算方法流網(wǎng)法：通通過手繪和和實(shí)驗(yàn)獲得得(Fig6-5)改進(jìn)的阻力力系數(shù)法①基本原理：以流體力學(xué)學(xué)為基礎(chǔ)的的近似方法法②計(jì)算深度的的確定：③滲壓計(jì)算：④水力坡降曲曲線的修正正⑤逸出坡降計(jì)計(jì)算：直線法三、防滲及及排水設(shè)施施防滲設(shè)施鋪蓋板樁齒墻排水設(shè)施鋪設(shè)在護(hù)坦、漿砌石海漫及閘底板下面的起導(dǎo)導(dǎo)滲作用的的砂礫石層層6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)目的：延長長滲徑要求：相對不透水水以防滲，具具柔性以適應(yīng)地基基變形材料：粘土土、粘壤土土、瀝青混混凝土，有有時(shí)可用鋼鋼筋混凝土土粘土和粘壤壤土鋪蓋：：(Fig6-8)瀝青混凝土土鋪蓋：厚厚度5～10cm；注意與閘閘底板連接接鋼筋混凝土土鋪蓋：(Fig6-9)（一）鋪蓋蓋6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)（三）齒槽槽（二）板樁樁目的：截?cái)鄶嗤杆畬?埋深淺)或延長滲徑徑(埋深深)埋深要求：：插入不透透水層1m或插入深度度0.6～1.0倍總水頭材料：木材材、鋼筋混混凝土、鋼鋼材，鋼筋筋砼最常用用。與閘底板連連接：緊貼貼前緣和嵌嵌入凹槽兩兩種形式(Fig6-10)閘底板上下下游均設(shè)1.0m左右的短齒槽，增強(qiáng)穩(wěn)定定和延長滲滲徑6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)（四）其他他防滲設(shè)施施（五）排水水與反濾混凝土防滲滲墻、灌注注式水泥砂砂漿帷幕……材料：1～2cm的卵石、礫礫石或碎石石位置：平鋪鋪在護(hù)坦、、漿砌石海海漫的底部，或深入閘閘底板底部部下游段厚度：0.2～0.3m反濾：與地地基接觸處處設(shè)反濾層層6.3水閘的防滲滲、排水設(shè)設(shè)計(jì)一、過閘水水流的特點(diǎn)點(diǎn)1閘下易形成成波狀水躍躍形成原因：：1.0<Fr<1.7危害：①消能效果果差，出流流沖刷能力力較強(qiáng);②不易擴(kuò)散而而兩側(cè)形成成回流，單單寬流量增增大，加劇劇沖刷。6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)2閘下易出現(xiàn)現(xiàn)折沖水流流形成原因:布置、操作作不當(dāng)危害:左沖右撞淘淘刷河床和和岸坡,影響樞紐的的正常運(yùn)行行。6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)閘下游消能能、防沖設(shè)設(shè)施消能設(shè)施底流消能——消力池輔助消能工工尾坎防沖設(shè)施海漫防沖槽防沖墻6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)二、底流消消能工設(shè)計(jì)計(jì)（一）底流流消能工的的布置適用于水頭頭較小而下下游水位變變幅大的平平原地區(qū)水水閘淹沒度：1.05～1.10設(shè)置消力池池的三種方法消力池與閘閘底板采用用斜坡連接閘室尾設(shè)小檻防止波狀水水躍消力池前端端設(shè)散流墩防止折沖水水流消力池末端端設(shè)尾檻調(diào)整流速分分布，減小小出流底部部流速，形形成橫軸旋旋滾進(jìn)一步步消能6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)消力池底板板厚度：由由抗沖、抗抗浮要求確確定消力池長度度（二）消力力池的深度度、長度、、底板厚度度的確定深度：試算算，選取最最不利的流流量對應(yīng)的的深度；要要求水躍起起點(diǎn)位于消消力池前端端或斜坡坡坡腳6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)（三）輔助助消能工主要是消力墩作用：加強(qiáng)消能，，穩(wěn)定水躍躍，減小消消力池長度度和深度.布置：布置在消力力池內(nèi)，可可前可后，，可單排可可多排，可可交錯(cuò)排列列。墩高：1/5-1/3躍后水深6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)（四）消力力池的構(gòu)造造消力池底板板、消力墩墩等配筋消力池末端端設(shè)齒墻以以增加穩(wěn)定定性水平段的后后半部設(shè)排排水孔以減減少揚(yáng)壓力力底部鋪設(shè)反反濾層分縫：垂直直于水流方方向不分縫縫；與底板板、翼墻、、海漫交界界處設(shè)沉降降縫。6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)三、海漫設(shè)設(shè)計(jì)1海漫的作用用2海漫的布置置與構(gòu)造防沖：防止止水流出消消力池后的的剩余能量量對下游的的沖刷；順流：調(diào)整整水流均勻勻擴(kuò)散，使使流速分布布逐漸調(diào)整整到天然狀狀態(tài)(Fig6-18)。布置：水平平段＋斜坡坡段(Fig6-18)要求：①表表面粗糙，，以進(jìn)一步步消能②具透水性性，滲流可可自由排除除，降低揚(yáng)揚(yáng)壓力③具柔性，，以適應(yīng)河河床沖刷變變形。6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)3海漫的長度度影響因素：：單寬流量量、水位差差、地質(zhì)條條件、尾水水深度、海海漫粗糙度度……類型①干砌石海海漫：常用用于海漫后后段(Fig6-18)②漿砌石海漫漫：常用于于海漫前段段③混凝土板板海漫：板板中設(shè)排水水孔，下設(shè)設(shè)反濾或墊墊層④鋼筋砼板板海漫：流流速較大時(shí)時(shí)采用⑤其它形式式海漫：鉛鉛絲籠海漫漫(Fig6-19)6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)四、防沖槽槽與末端加加固防沖槽海漫末端預(yù)預(yù)留足夠d>30cm的石塊，發(fā)發(fā)生沖刷后后石塊自動(dòng)動(dòng)滾下阻止止沖刷繼續(xù)續(xù)發(fā)展防沖墻：齒墻、板樁樁、沉井等等6.4水閘的消能能、防沖設(shè)設(shè)計(jì)6.5閘室的布置置與構(gòu)造閘室的布置置底板、閘墩墩、邊墩、、胸墻、閘閘門、啟閉閉機(jī)、工作作橋、交通通橋閘室分縫閘室與邊墩墩的連接與與分縫閘室的設(shè)計(jì)計(jì)要求抗滑穩(wěn)定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沉陷一、底板1底板類型2底板分縫3底板長度按過閘形式式分：水平底板、、低實(shí)用堰堰底板按與閘墩的的連接形式式分：整體式底板板、分離式式底板(圖)按結(jié)構(gòu)形式式分：實(shí)體底板、、箱式底板板溫度沉降縫縫：將閘室分成成若干閘段段,每個(gè)閘段可含單孔、雙雙孔或三孔孔(Fig6-21(a)取決于上部部結(jié)構(gòu)，需需滿足強(qiáng)度度和抗滑要要求，參考考經(jīng)驗(yàn)取值值6.5閘室的布置置與構(gòu)造底板施工二、閘墩頂部高程預(yù)制構(gòu)件框架式閘墩墩6.5閘室的布置置與構(gòu)造三、閘門閘門型式選選擇考慮的的內(nèi)容閘門在閘室室中的位置置運(yùn)用要求求、閘孔孔跨度、、啟閉機(jī)機(jī)容量、、工程造造價(jià)與閘室穩(wěn)穩(wěn)定、閘閘墩應(yīng)力力、地基基應(yīng)力、、上部結(jié)結(jié)構(gòu)位置置有關(guān)平板門通通常設(shè)在在上游側(cè)側(cè)，有時(shí)時(shí)為了利利于水重重也可設(shè)設(shè)在下游游側(cè)弧形閘門門需靠上上游側(cè)設(shè)設(shè)置，可可縮短閘閘墩檢修閘門門設(shè)在上上游側(cè)，，與工作作閘門凈凈距1～3m6.5閘室的布布置與構(gòu)構(gòu)造四、胸墻墻1胸墻形2胸墻的支支承型式式(Fig6-24)楔形板：：適用于梁板式：跨度>6m的水閘適用,由墻板、底梁、頂梁組成簡支式支支承：柔性連接接，可避避免閘墩墩附近出出現(xiàn)裂縫縫，但截截面尺寸寸較大。。多用于于分離式式底板。。固接式支支承：剛性連接接，截面面尺寸小小，閘室室整體穩(wěn)穩(wěn)定好，，但受溫溫度和變變形影響響大，易易出現(xiàn)裂裂縫。多多用于整整體式底底板。6.5閘室的布布置與構(gòu)構(gòu)造五、交通通橋、工工作橋、、檢修便便橋1交通橋2工作橋設(shè)在水閘閘下游一一側(cè)板式結(jié)構(gòu)構(gòu)：跨度度<3～6m常用T型梁結(jié)構(gòu)構(gòu)：跨度度=6～20m常用預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋砼結(jié)結(jié)構(gòu)：跨跨度>20m常用多用單跨跨簡支板式結(jié)構(gòu)構(gòu)：小型型水閘常常用裝配式梁梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)：大中中型水閘閘常用采用固定定式啟閉閉機(jī)和活活動(dòng)式啟啟閉機(jī)的的工作橋橋高度不不同6.5閘室的布布置與構(gòu)構(gòu)造六、分縫縫與止水水1分縫方式式與布置置2止水設(shè)備備縫間距：：巖基<20m,土基<30m縫寬：2.0～2.5cm分縫方式式鉛直止水水：閘墩中中間、邊邊墩與翼翼墻間、、上游翼翼墻本身身水平止水水：鋪蓋、、消力池池、底板板、閘墩墩等之間間的沉降降縫止水交叉叉：鉛直交交叉、水水平交叉叉；柔性性連接、、剛性連連接6.5閘室的布布置與構(gòu)構(gòu)造一、閘室室穩(wěn)定分分析驗(yàn)算工況況:竣工期、、運(yùn)行期期、檢修修、施工工期驗(yàn)算單元元:整個(gè)閘室室或分縫縫之間的的閘段（一）荷荷載及及組合主要荷載載：自重/水重/水推力/揚(yáng)壓力/浪壓力/泥沙壓力力/土壓力/地震力8類荷載組合合基本組合合：正正常蓄水水位、設(shè)設(shè)計(jì)洪水水位、完完建等工工況特殊組合合：校校核洪水水位、地地震、施施工、檢檢修等工工況6.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理6.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理（二）閘閘室的穩(wěn)穩(wěn)定性及及安全指指標(biāo)閘室的穩(wěn)穩(wěn)定性平均基底底壓力不不大于地地基容許許承載力力不發(fā)生明明顯的傾傾斜，地地基壓力力的最大大值與最最小值之之比不大大于規(guī)定定的容許許值不發(fā)生沿沿地基面面或深層層的滑動(dòng)動(dòng)1閘室基底底壓力驗(yàn)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)布置置和受力力對稱的的閘段：：單向偏心受壓壓公式：：結(jié)構(gòu)布置置和受力力不對稱稱的閘段段：雙向偏向受壓壓公式要求：6.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理2閘室抗滑滑穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算地基臨界界法向應(yīng)應(yīng)力：地基面(平面滑動(dòng)動(dòng))抗滑穩(wěn)定定計(jì)算6.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理安全系數(shù)數(shù)的要求求：計(jì)算的的準(zhǔn)確性性取決于于f、c的準(zhǔn)確性性增穩(wěn)措施施①減小滲滲透壓力力：增長長鋪蓋、、閘底板板設(shè)排水水設(shè)施等等②利用上上游鋼筋筋砼鋪蓋蓋作阻滑滑板③多利用水水重：閘閘門向下下移或底底板向上上游延長長④增加閘閘室底板板齒墻深深度⑤增設(shè)鋼鋼筋混凝凝土抗滑滑樁或預(yù)預(yù)應(yīng)力錨錨固結(jié)構(gòu)構(gòu)6.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理3閘基的整整體穩(wěn)定定驗(yàn)算（（塑性平平衡理論滿足極限平衡狀態(tài)的最小凝聚力點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài)的判別cK<c：計(jì)算點(diǎn)穩(wěn)定

cK>c：計(jì)算點(diǎn)處于塑性變形狀態(tài)容許塑性開展深度：大型水閘小于B/4，中型水閘小于B/36.6閘室穩(wěn)定定分析、、沉降校校核和地地基處理理二、沉降降校核總沉降量量卵石、礫礫石、中中砂、粗計(jì)算方法法：分層層總和法法，每層層計(jì)算厚厚度2m計(jì)算總厚度6.6閘室穩(wěn)定分析析、沉降校核核和地基處理理沉降量要求減小沉降差的的措施無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),目前最大的沉沉降容許值可可達(dá)100~150mm,沉降差可達(dá)30~50mm①盡量使重力力分布均勻②重量大的結(jié)結(jié)構(gòu)先施工③盡量使地基基反力均勻6.6閘室穩(wěn)定分析析、沉降校核核和地基處理理處理標(biāo)準(zhǔn)處理措施標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)數(shù)：63.5kg的貫入器從76cm自由落下貫入入30cm深需要的次數(shù)數(shù)粘土地基貫入入擊數(shù)大于5、砂土貫入擊擊數(shù)大于8時(shí)，可不處理理⑴預(yù)壓加固建閘前加重預(yù)預(yù)壓，待沉降降穩(wěn)定后再施施工預(yù)壓時(shí)設(shè)置砂砂井可加快固固結(jié)速度，縮縮短工期⑵換土墊層：：適用于軟性粘粘土、淤泥土土等6.6閘室穩(wěn)定分析析、沉降校核核和地基處理理三、地基處理理⑶樁基礎(chǔ)一般采用鋼筋筋混凝土灌注注樁或預(yù)制樁樁適用情況：①閘孔需大跨跨度，用樁承承力、改善底底板受力條件件②水平推力過過大,一般措施難以以滿足抗滑穩(wěn)穩(wěn)定③變形要求嚴(yán)嚴(yán)格⑷沉井基礎(chǔ)通常采用鋼筋筋混凝土、漿漿砌石等材料料，平面上多多為矩形地基內(nèi)有承壓壓水層不宜采采用6.6閘室穩(wěn)定分析析、沉降校核核和地基處理理⑹強(qiáng)夯法⑺爆炸法⑻高速旋噴法法⑸振沖砂石柱柱按梅花形或矩矩形布置適用于松砂或或軟弱的壤土土地基6.6閘室穩(wěn)定分析析、沉降校核核和地基處理理一、閘室底板板的結(jié)構(gòu)計(jì)算算計(jì)算方法彈性地基梁法法：適用于相對緊密度Dr>0.5的非粘性土地地基或粘性土土地基地基反力直線線分布法：適用于相對緊緊密度Dr≤0.5的非粘性土地地基倒置梁法：適用小型水閘閘6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算1彈性地基梁法法假定：沿順流方向，，可認(rèn)為是剛剛性板梁，可可假定地基反力呈直直線分布沿垂直水流方方向截取單寬寬板條及墩條條，按彈性地地基梁法進(jìn)行行內(nèi)力和反力力計(jì)算不同地基土層層厚度按不同同的計(jì)算方法法2T/L<0.25：采用基床系系數(shù)法2T/L>2.0:采用半無限深深的彈性地基基梁法2T/L=0.25~2.0：采用有限深深的彈性地基基梁法6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算半無限彈性地地基梁法的計(jì)計(jì)算步驟①用偏心受壓壓公式計(jì)算閘閘底縱向（順?biāo)髁鞣较颍┑牡鼗戳Β谌螌捊貤l條并計(jì)算板條條及墩條上的的不平衡剪力力截條的取法：：（圖）不平衡剪力：：在墩條和板板條的兩側(cè)必必然作用有剪剪力Q1和Q2，并由Q1和Q2的差值來維持持板條及墩條條上力的平衡衡，差值ΔQ=Q1－Q2，稱為不平衡剪力。作用力及分布布圖6-33ΔQ的計(jì)算：6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算③不平衡剪力的的分配（圖）④計(jì)算基礎(chǔ)梁梁上的荷載6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算梁上的均布荷荷載：⑥地基反力及及梁的內(nèi)力計(jì)計(jì)算根據(jù)2T/L鑒別所需的計(jì)計(jì)算方法⑤考慮邊荷載的的影響（圖）2反力直線分布布法假定地基反力力沿順流方向向呈直線分布布、橫流方向向?yàn)榫鶆蚍植疾加?jì)算步驟用偏心受壓公公式計(jì)算閘底底縱向地基反反力確定單寬板條條及墩條上的的不平衡剪力力將不平衡剪力力在閘墩和底底板上進(jìn)行分分配計(jì)算作用在底底板梁上的荷荷載按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算底板內(nèi)力力6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算3倒置梁法假定地基反力力沿順流方向向呈直線分布布、橫流方向向?yàn)榫鶆蚍植疾紝㈤l墩作為底底板的支座，，按連續(xù)梁計(jì)計(jì)算底板的內(nèi)內(nèi)力。6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算二、閘墩的結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算1計(jì)算方法2作用荷載：主要是結(jié)構(gòu)自重和水壓力力荷載，特殊情情況需加入地地震力采用材料力學(xué)學(xué)方法按懸臂臂梁計(jì)算閘門全關(guān)時(shí)，，無縫中墩主主要受自重、、上下游水壓壓力等荷載閘門全關(guān)時(shí)，，縫墩和邊墩墩還受側(cè)向水水壓力或土壓壓力等荷載一孔關(guān)閉，鄰鄰孔開啟時(shí)，，無縫中墩受受力與縫墩一一樣6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算3平面閘門閘墩墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算算驗(yàn)算內(nèi)容：水水平截面上的的應(yīng)力、門槽槽應(yīng)力水平截面上的的應(yīng)力計(jì)算正應(yīng)力按材料料力學(xué)雙向偏偏向受壓公式式計(jì)算剪應(yīng)力需計(jì)算算順流向和橫橫流向兩個(gè)方方向6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算門槽應(yīng)力計(jì)算算門槽承受左右右兩側(cè)閘門傳傳來的水壓力：P截取1m高閘墩單元的的上、下水平平截面的剪力為Q上、Q下，且假定水平平截面的剪應(yīng)應(yīng)力均勻分布布，應(yīng)存在Q上－Q下＝P門槽勁部所受拉力力P1由順流方向靜靜力平衡方程程計(jì)算門槽勁部拉應(yīng)力為P1與其厚度b之比當(dāng)拉應(yīng)力小于于容許應(yīng)力僅僅需構(gòu)造配筋筋，否則需經(jīng)經(jīng)正常配筋計(jì)計(jì)算，可分層層配筋6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算4弧形閘門閘墩墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算算驗(yàn)算內(nèi)容：底底部應(yīng)力、牛牛腿及其附近近應(yīng)力支承鉸類型閘墩上直接布布置鉸座在伸出閘墩體體外的牛腿上上布置鉸座計(jì)算方法牛腿：材料力力學(xué)方法(短懸臂梁)牛腿附近：彈彈性理論、三三向偏光彈性性試驗(yàn)方法6.7閘室的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算三、胸墻的結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算作用荷載：主主要是靜水壓壓力和浪壓力力板式胸墻：取取1m高板條條，按按簡支支或固固端梁梁受均均布荷荷載計(jì)計(jì)算內(nèi)內(nèi)力(Fig6-23)梁板式式胸墻墻：按雙梁梁式結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算，，板上上、下下端支支承在在梁上上，兩兩側(cè)支支承在在閘墩墩上頂梁與與底梁梁簡支或或固接接在閘墩墩上，，按結(jié)6.7閘室的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算算四、橋橋梁的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算算計(jì)算對對象：：工作作橋和和交通通橋的的面板板、主主梁、、次梁梁作用荷荷載：：自重重、啟啟閉機(jī)機(jī)重、、啟閉閉力、、橋面面上的的活荷荷載計(jì)算方方法：：結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)學(xué)法，，注意意其支支承情情況6.一、連連接建建筑的的作用用連接建建筑的的組成成連接建建筑的的作用用上游翼翼墻、、下游游翼墻墻、邊邊墩，，有時(shí)時(shí)設(shè)防防滲刺刺墻擋土護(hù)護(hù)岸：：擋住住兩側(cè)側(cè)填土土,維持土土壩及及兩岸岸穩(wěn)定定順流勻勻流：：上游游翼墻墻引導(dǎo)導(dǎo)水流流平順順進(jìn)閘閘,下游翼翼墻使使出流流均勻勻擴(kuò)散散,減少?zèng)_沖刷護(hù)岸防防沖：：保護(hù)護(hù)兩岸岸或土土坡不不受過過閘水水流沖沖刷防止?jié)B滲透變變形：：控制制通過過閘身身兩側(cè)側(cè)滲流流,防止河河岸或或相連連土壩壩的滲滲流變變形削弱岸岸坡影影響：：在軟軟基上上,設(shè)置獨(dú)獨(dú)立岸岸墻可可減少少兩岸岸沉降降對閘閘身應(yīng)應(yīng)力影影響6.8水閘與與兩岸岸的連連接建建筑連接建建筑的的造價(jià)價(jià):占工程程總造造價(jià)的的15～40%6.8水閘與與兩岸岸的連連接建建筑二、連連接建建筑的的形式式與布布置1邊墩與與岸墻墻邊墩直直接與與堤岸岸連接接閘基較較好，，閘高高不大大，孔孔數(shù)少少的情情況邊墩形形式(Fig6-40abcd)重力式式：適適用于于墻高高<6m，多采采用混混凝土土或漿漿砌石石懸臂式式：適適用于于墻高高=6～10m，多采采用鋼鋼筋混混凝土土扶壁式式：適適用于于墻高高<10m，多采采用鋼鋼筋混混凝土土y岸墻在邊墩墩背面面設(shè)置置岸墻，以防防止較較大的的不均均勻沉沉降。。邊墩墩與岸岸墻間間設(shè)縫縫，邊邊墩僅僅支承承閘門門及其其上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)，而而土壓壓力全全部由由岸墻墻承擔(dān)擔(dān)。岸墻形形式(Fig6-40efgh)懸臂式式、扶扶壁式式、空空箱式式、連連拱式式6.8水閘與與兩岸岸的連連接建建筑2翼墻上游翼翼墻作作用擋土引導(dǎo)水水流平平順入入閘室室配合鋪鋪蓋防防滲保護(hù)兩兩岸或或土壩壩邊坡坡不受受過閘閘水流流的沖沖刷下游翼翼墻作作用擋土、、引導(dǎo)導(dǎo)水流流出閘閘后均翼墻形式曲線式、扭曲面式、斜降式6.8水閘與與兩岸岸的連連接建建筑3刺墻（（圖）當(dāng)側(cè)向向防滲滲長度度難以以滿足足要求求時(shí)，，需于于邊墩墩背后后設(shè)置置插入入岸坡坡的防防滲刺刺墻作用：：防滲滲6.8水閘與與兩岸岸的連連接建建筑三、側(cè)側(cè)向繞繞滲及及防滲滲、排排水設(shè)設(shè)施1側(cè)向繞繞滲計(jì)計(jì)算繞滲：：水閘閘與兩兩岸或或土壩壩連接接部分分的滲滲流稱稱繞滲繞滲的的危害害：不不利于于翼墻墻、邊邊墩或或岸坡坡結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度度和穩(wěn)穩(wěn)定繞滲的的計(jì)算算：復(fù)復(fù)雜問問題可可采用用三維維有限限元、、電比比擬法法，二二維問問題可可采用用常規(guī)規(guī)方法法2防滲、、排水水設(shè)施施防滲設(shè)設(shè)施必必須與與閘底底地下下輪廓廓線協(xié)協(xié)調(diào)一一致。。如翼翼墻短短于鋪鋪蓋需需加設(shè)設(shè)岸坡坡鋪蓋蓋或垂垂直防防滲設(shè)設(shè)施下游游翼翼墻墻墻墻身身需需設(shè)設(shè)排排水水設(shè)設(shè)施施排水水孔孔連續(xù)續(xù)排排水水墊墊層層6.8水閘閘與與兩兩岸岸的的連連接接建建筑筑四、、連連接接建建筑筑的的破破壞壞形形式式和和穩(wěn)穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)容容1穩(wěn)定定破破壞壞形2穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)容容滑動(dòng)動(dòng)破破壞壞淺層層地地基基的的剪剪切切破破壞壞深層層地地基基的的剪剪切切破破壞壞下沉沉破破壞壞抗傾傾覆覆穩(wěn)穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算抗滑滑穩(wěn)穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算地基基深深層層滑滑動(dòng)動(dòng)驗(yàn)驗(yàn)算算地基基承承載載力力驗(yàn)驗(yàn)算算6.8水閘閘與與兩兩岸岸的的連連接接建建筑筑一、、灌灌注注樁樁水水閘閘1灌注注樁樁水水閘閘的的概念念采用用鉆鉆機(jī)機(jī)造造孔孔，，泥泥漿漿固固壁壁，，水水下下灌灌注注混混凝凝土土做做成成的的一一種種樁樁基基形形式式的的水水閘閘。。2灌注注樁樁水水閘閘的的特特點(diǎn)點(diǎn)荷載載由由灌灌注注樁樁傳傳至至深深層層，，表表層層地地基基承承載載小小，，閘閘身身沉沉降降量量大大大大減減小小；；具有有一一定定水水平平承承載載力力，，抗抗滑滑穩(wěn)穩(wěn)定定和和抗抗震震性性能能好好；；閘孔孔跨跨度度較較大大，，利利于于冰冰凌凌、、漂漂浮浮物物過過閘閘，，改改善善消消能能條條件件；；設(shè)備備簡簡單單，，減減輕輕了地地基基處處理理的的工工作作量量，，投投資資少少。。6.9其他他閘閘型型和和軟軟基基上上的的混混凝凝土土溢溢流流壩壩3閘身身結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)閘底底板板采采用用分分離離式式，，由由灌注注樁樁承承臺臺和中中間間底底板板組組成成；；兩岸岸連連接接盡盡量量減減少少邊邊墩墩背背后后的的填填土土高高度度，，如如采采用用刺刺墻墻或或斜斜坡坡無無翼翼墻墻連連接接4樁的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容樁的的水水平平承承載載力力、、根根數(shù)數(shù)、、布布置置方方式式、、樁樁徑徑、、樁樁長長等等5閘身身穩(wěn)穩(wěn)定定分分析析主要要抗抗滑滑力力＝＝樁樁的的水水平平承承載載力力＋＋承承臺臺與與地地基基間間的的摩摩擦擦力力6.9其他他閘閘型型和和軟軟基基上上的的混混凝凝土土溢溢流流壩壩二、、裝裝配配式式水水閘閘1裝配配式式水水閘閘的的概概念念底板板采采用用現(xiàn)現(xiàn)澆澆，，其其他他結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采采用用多多種種形形式式的的預(yù)預(yù)制制構(gòu)構(gòu)件件裝裝配配而而成成的的水水閘閘。。3專門門設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)：：構(gòu)件件的的運(yùn)運(yùn)輸輸、、吊吊裝裝、、接接縫縫、、整整體體性性和和防防滲滲2裝配配式式水水閘閘的的特特點(diǎn)點(diǎn)施工工速速度度快快，，工工期期短短；；節(jié)省省大大量量木木材材和和勞勞動(dòng)動(dòng)力力；；便于于施施工工管管理理，，提提高高施施工工質(zhì)質(zhì)量量；；預(yù)制制構(gòu)構(gòu)件件不不受受氣氣候候影影響響，，造造型型精精度度高高。。6.9其他他閘閘型型和和軟軟基基上上的的混混凝凝土土溢溢流流壩壩三、、浮浮運(yùn)運(yùn)水水閘閘1何為為浮浮運(yùn)運(yùn)水水閘閘浮運(yùn)運(yùn)水水閘閘是是將將預(yù)預(yù)制制并并裝裝配配成成整整體體的的閘閘室室浮浮于于水水中中，，然然后后用用船船舶舶拖拖運(yùn)運(yùn)到到閘閘址址進(jìn)進(jìn)行行裝裝配配的的水水閘閘，，適適用用于于擋擋槽槽閘閘。。2浮運(yùn)運(yùn)水水閘閘的的施施工工程程序序預(yù)制制并并裝裝配配成成整整體體閘閘室室單單元元，，并并封封閉閉成成可可浮浮于于水水中中的的空空箱箱；；同時(shí)時(shí)進(jìn)進(jìn)行行地地基基處處理理、、防防滲滲排排水水設(shè)設(shè)置置；；漲潮潮時(shí)時(shí)空空箱箱自自動(dòng)動(dòng)浮浮起起，，用用拖拖船船拖拖運(yùn)運(yùn)至至建建閘閘地地點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行行安安裝裝；；完成成護(hù)護(hù)坦坦、、護(hù)護(hù)坡坡、、交交通通橋橋等等設(shè)設(shè)施施。。6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩3浮運(yùn)水水閘的的特點(diǎn)點(diǎn)①可節(jié)節(jié)約土土方開開挖和和勞力力；②不要要求斷斷流施施工；；③工期期短，，施工工不受受季節(jié)節(jié)限制制；④對地地基的的承載載力要要求低低。6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩四、橡橡膠水水閘j41何為橡橡膠水水閘橡膠水水閘是以高高強(qiáng)度度合成成纖維維做胎胎(布)層，用用合成成橡膠膠粘合合成袋袋，錨錨固在在閘底底板上上，用用水或或氣沖沖脹擋擋水的的水閘閘。2橡膠水水閘的的發(fā)展展1957年建成成第一一座橡橡膠水水閘；；日本本已建建成2500多座；；我國國建成成360多座；；3橡膠水水閘的的特點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡簡單、、抗震震性能能好、、可大大跨度度、施施工期期短、、造價(jià)價(jià)低；；易老化化、易易磨損損、常常維修修。6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩4橡膠水水閘的的組成成土建部部分：：底板板、兩兩岸連連接建建筑、、防滲滲防沖沖設(shè)施施等閘體：：橡膠膠閘袋袋控制及及觀測測系統(tǒng)統(tǒng)：沖沖排氣氣(水)的設(shè)施施等5橡膠水水閘的的形式式單袋、、多袋袋、單單錨固固、雙雙錨固固等(Fig6-47)6橡膠水水閘的的設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容容擋水高高度、、擋水水長度度、充充氣壓壓力……6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩五、水水力自自控翻翻板閘閘ce1何為水水力自自動(dòng)翻翻板閘閘利用水水位高高低的的水力力作用用點(diǎn)的的變化化自動(dòng)動(dòng)啟閉閉閘門門的水水閘，，由我國創(chuàng)創(chuàng)造。2閘門形形式及及材料料閘門為為平板板門鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)或鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)單鉸或或多鉸鉸連接接6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩3工作原原理門頂與與設(shè)計(jì)計(jì)水位位齊平平，當(dāng)當(dāng)水位位超過過5～10cm時(shí)閘門門自動(dòng)動(dòng)開啟啟，開開度隨隨水位位升高高而逐逐漸增增大，，直到到全開開；水位降降落時(shí)時(shí)，閘閘門又又逐漸漸關(guān)閉閉(Fig6-48)。4特點(diǎn)跨度可可較大大，閘閘室結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，造價(jià)價(jià)低；；泄水時(shí)時(shí)閘門門淹沒沒，不不利于于排放放漂浮浮物；；無檢修修門，，檢修修不便便；流量難難以控控制，，閘門門隨水水流而而振動(dòng)動(dòng)。6.9其他閘閘型和和軟基基上的的混凝凝土溢溢流壩壩作業(yè)試述水水閘的的類型型、組組成部部分及及其作作用。。試述水水閘的的工作作特點(diǎn)點(diǎn)及防防止發(fā)發(fā)生波波狀水水躍和和折沖沖水流流的措措施。。如何決決定閘閘底板板高程程？閘室穩(wěn)穩(wěn)定性性計(jì)算算包括括那些些內(nèi)容容？如如何進(jìn)進(jìn)行閘閘室穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算？？簡述阻阻力系系數(shù)法法計(jì)算算閘基基滲流流的基基本原原理。。液壓式式水閘閘某建設(shè)設(shè)中新新水閘閘莞市東東引運(yùn)運(yùn)河上上的石石鼓水水閘昭君電電站取取水壩壩和進(jìn)進(jìn)水閘閘、沖沖砂閘閘古老水水閘分水江江下閘閘蓄水水濮陽渠渠村分分洪閘閘黃河河游覽覽區(qū)西海水水閘西海水水閘是是為攔攔截朝朝鮮西西海大大同江江入口口處20多里無無邊大大海而而修建建的。。修建建西海海水閘閘僅用用了短短短的的5年時(shí)間間，竣竣工于于1986年6月。西西海水水閘大大壩長長8公里，，有3間閘室室、36個(gè)閘門門、3條魚路路。水閘的的分類類Fig6-2ac對有泄泄洪、、過木木、排排冰或或其他他漂浮浮物要要求的的水閘閘，如如節(jié)制制閘、、分洪洪閘等等大多多采用用。開敞式式水閘閘胸墻式式水閘閘一般用用于上上游水水位變變幅較較大、、水閘閘凈寬寬又為為低水水位過過閘流流量所所控制制、在在高水水位時(shí)時(shí)仍需需用閘閘門控控制流流量的的水閘閘，如如進(jìn)水水閘、、排水水閘、、擋潮潮閘等等多用用該形形式。。多用于于穿堤堤取水水或排排水。。涵洞式式水閘閘Fig6-3水閘的的組成成Fig6-2i優(yōu)點(diǎn)：：泄流流能力力穩(wěn)定定，結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，施工工方便便，有有利于于泄洪洪、沖沖沙、、排污污、排排冰、、通航航缺點(diǎn)：：自由由泄流流時(shí)比比實(shí)用用堰流流量系系數(shù)小小，易易產(chǎn)生生波狀狀水躍躍寬頂堰堰Fig6-2ii低實(shí)用用堰水閘滲滲流示示意圖圖水閘地地下輪輪廓及及流網(wǎng)網(wǎng)Fig6-4防滲設(shè)設(shè)施Fig6-4i地下輪輪廓線線Fig6-4ii地下輪輪廓線線Tab6-1Fig6-4a粘土閘閘基地地下輪輪廓線線的布布置上游設(shè)設(shè)水平平防滲滲，下下游排排水設(shè)設(shè)在底底板下下段或或消力力池底底板下下，一一般不不用板板樁Fig6-4b粗砂或或砂礫礫閘基基地下下輪廓廓線的的布置置鋪蓋和和懸掛掛式板板樁相相結(jié)合合，下下游排排水設(shè)設(shè)在消消力池池底板板下Fig6-4c細(xì)砂閘閘基地地下輪輪廓線線的布布置可在鋪鋪蓋上上游端端設(shè)短短板樁樁以增增加滲滲徑如砂層層較薄薄,其下為為不透透水層層時(shí),采用齒齒墻或或板樁樁隔斷斷砂層層,排水設(shè)設(shè)在消消力池池下Fig6-4d粉砂閘閘基地地下輪輪廓線線的布布置為防治治液化化，用用板樁樁將閘閘基四四周封封閉起起來Fig6-4e弱透水水層含含承壓壓水的的閘基基地下下輪廓廓線的的布置置在消力力池底底面設(shè)設(shè)深入入承壓壓水或或透水水層的的排水水減壓壓井Fig6-5阻