港口航道工程學(xué)課設(shè)東江水利樞紐通航建筑物

港口航道工程學(xué)課程設(shè)計(jì)東江水利樞紐通航建筑物初步設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：2010……班級(jí)：港航一班指導(dǎo)老師：張勁松田興參2013年6月

目錄TOC\o"1-4"\h\z\uⅠ樞紐中的船閘布置1確定船閘的等級(jí) 12船閘布置方案比較論證 12.1船閘平面布置形式 12.2船閘布置位置 12.3閘首與壩軸線(xiàn)的關(guān)系 22.4引航道的平面布置 23確定船閘的各平面尺寸 23.1船閘設(shè)計(jì)船型、船隊(duì) 23.2船閘有效尺度 33.2.1閘室有效長(zhǎng)度 33.2.2閘室有效寬度 43.2.3主導(dǎo)航建筑物長(zhǎng)度 43.2.4靠船建筑物長(zhǎng)度 43.3引航道尺寸 53.3.1引航道長(zhǎng)度 53.3.2引航道寬度 64船閘的通航水位 64.1上游最高通航水位 64.2下游最高通航水位 74.3上游最低通航水位 74.4下游最低通航水位 75.船閘高程 85.1閘門(mén)頂部高程 85.2閘首墻頂部高程 85.3門(mén)檻最小水深 85.4上、下閘首門(mén)檻高程 95.5閘室墻頂部高程 95.6閘室底板頂部高程 95.7船閘上、下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程 95.8上、下游引航道和口門(mén)區(qū)及連接段底部高程 96輸水系統(tǒng)選型及廊道斷面尺寸擬定 106.1輸水系統(tǒng)選型 106.2廊道斷面尺寸擬定 117船閘通過(guò)能力計(jì)算 127.1一次過(guò)閘時(shí)間 127.1.1進(jìn)出閘時(shí)間 127.1.1.1運(yùn)行距離 127.1.1.2運(yùn)行距離進(jìn)出閘的平均速度 137.1.2閘門(mén)啟閉時(shí)間 137.1.3船閘灌泄水時(shí)間 137.1.3.1輸水閥門(mén)處廊道斷面面積 137.1.3.2輸水閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間 147.1.3.3船閘灌泄水時(shí)間 147.1.4船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間 157.2日平均過(guò)閘次數(shù) 167.3單級(jí)船閘年通過(guò)能力 177.3.1單向年過(guò)閘船舶總載重噸位: 177.3.2單向年過(guò)閘客貨運(yùn)量: 178船閘耗水量 189人字閘門(mén)尺寸擬定 189.1門(mén)扇長(zhǎng)度 199.2門(mén)扇高度 199.3門(mén)扇厚度 20Ⅱ船閘穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10船閘閘首結(jié)構(gòu)尺寸確定 2110.1閘首長(zhǎng)度 2110.1.1門(mén)前段長(zhǎng)度 2110.1.2門(mén)龕段長(zhǎng)度 2110.1.3閘門(mén)支持段長(zhǎng)度 2210.2閘首寬度 2211閘首結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式選定 2212船閘閘室結(jié)構(gòu)型式選定 2213確定荷載及其組合 2313.1計(jì)算情況 2313.2荷載組合 2413.3作用于船閘水工建筑物上的荷載 2514穩(wěn)定性分析——閘首墻和閘室墻 2814.1閘首墻 2814.1.1受力分析 2814.1.2抗滑穩(wěn)定性 3014.1.3抗傾穩(wěn)定性 3014.1.4地基承載力 3114.2閘室墻 3114.2.1左重力式閘室墻 3214.2.1.1受力分析 3214.2.1.2抗滑穩(wěn)定性 3214.2.1.3抗傾穩(wěn)定性 3214.2.1.4地基承載力 3314.2.2右倒梯形襯砌墻 3314.2.2.1抗滑穩(wěn)定性 3314.2.2.2斷面強(qiáng)度核算 3314.2.2.3配筋計(jì)算 34附錄 341設(shè)計(jì)圖 342課程設(shè)計(jì)給定背景資料 34Ⅰ樞紐中的船閘布置1確定船閘的等級(jí)已知東江水利樞紐航道等級(jí)為Ⅳ級(jí)航道，由航道等級(jí)劃分可知，Ⅳ級(jí)航道對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)舶載重為500噸。船閘分級(jí)指標(biāo)與航道分級(jí)指標(biāo)相同，故再根據(jù)船閘分級(jí)指標(biāo)，該船閘屬于Ⅳ級(jí)船閘。表4船閘分級(jí)指標(biāo)表船閘級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ設(shè)計(jì)最大船舶噸級(jí)30002000100050030010050注：設(shè)計(jì)最大船舶噸級(jí)系指通過(guò)船閘的最大船舶載重噸（DWT）；當(dāng)為船隊(duì)通過(guò)時(shí)，指組成船隊(duì)的最大駁船載重噸（DWR）。2船閘布置方案比較論證2.1船閘平面布置形式根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，船閘平面布置可分為下列形式：(1)按并列排列船閘數(shù)分為單線(xiàn)和多線(xiàn)船閘;(2)按縱向排列閘室數(shù)分為單級(jí)和多級(jí)船閘，多級(jí)船閘又分為連續(xù)多級(jí)船閘和設(shè)中間渠道船閘。根據(jù)東江航運(yùn)情況及設(shè)計(jì)水平年運(yùn)輸要求不高的情況，故采用單線(xiàn)船閘；該處船閘水頭小于30m，采用單級(jí)船閘。2.2船閘布置位置根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，船閘宜布置在位于深泓線(xiàn)一側(cè)，且船閘宜臨岸布置，不應(yīng)布置在緊鄰的溢流壩、泄水閘、電站等兩過(guò)水建筑物之間。東江水利樞壩軸線(xiàn)位于泗湄洲洲頭處，泗湄洲將河道分為左河汊和右河汊，主流位于右河汊。此外，右岸為巖石基礎(chǔ)的山坡，地質(zhì)條件較好，便于取材，因而在右汊臨岸布置船閘。2.3閘首與壩軸線(xiàn)的關(guān)系根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，船閘閘室宜布置在擋水建筑物下游，因而選擇船閘伸向壩軸線(xiàn)下游的布置方式。此時(shí)閘室墻承受的水壓力較小，下游引航道進(jìn)出口離溢流壩較遠(yuǎn)，所需下游導(dǎo)堤的長(zhǎng)度可以縮短。2.4引航道的平面布置此處采用反對(duì)稱(chēng)型引航道即直線(xiàn)進(jìn)閘，曲線(xiàn)出閘布置。由于我國(guó)90%多的大、中型船閘都采用該方式布置，故沿用此方式。3確定船閘的各平面尺寸3.1船閘設(shè)計(jì)船型、船隊(duì)根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于天然和渠化河流航道尺度的規(guī)定、限制性航道尺度的規(guī)定，及廣東航道局提供的通航船隊(duì)（只）尺度要求，該船閘代表船舶、船隊(duì)為2排1列或一個(gè)頂推船隊(duì)。限制性航道尺度3.2船閘有效尺度根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于船閘有效尺度的規(guī)定（表），分別確定船閘的平面尺寸。船閘有效尺度可按后面列出的公式計(jì)算，但不得小于表所列數(shù)值。3.2.1閘室有效長(zhǎng)度船閘閘室有效長(zhǎng)度不應(yīng)小于按式(3.1.5)計(jì)算的長(zhǎng)度，并取整數(shù)。L式中:LX—閘室有效長(zhǎng)度（mlc—設(shè)計(jì)船隊(duì)、船舶計(jì)算長(zhǎng)度（mlf—富裕長(zhǎng)度（m），頂推船隊(duì)lf≥2+0.06這里，根據(jù)廣東航道局提供的通航船隊(duì)（只）尺度要求：lc為109m,為一個(gè)500噸級(jí)船隊(duì)(一頂一)長(zhǎng)度;lf為8.54m(2+0.06*109)，大于規(guī)范中規(guī)定的6m最小值；故Lx為117.54m（109+8.54），取118m，根據(jù)表，最終定為120m。設(shè)鎮(zhèn)靜段長(zhǎng)度為10m，則閘室的總長(zhǎng)度為130m。3.2.2閘室有效寬度閘室有效寬度為閘室兩側(cè)閘墻面間的最小凈寬度。船閘閘室有效寬度小應(yīng)小于按公式(3.1.8-1)和公式(3.1.8-2)計(jì)算的寬度，并宜采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ139)中規(guī)定的8m,12m,16m,23m,34m寬度。這里，根據(jù)廣東航道局提供的通航船隊(duì)（只）尺度要求：Bc取13m，為一個(gè)500噸級(jí)船隊(duì)(一頂一)寬度；?b為1.2m，n為1,bf為1.2。Bx為14.2m.最終取16m。3.2.3主導(dǎo)航建筑物長(zhǎng)度主導(dǎo)航建筑物長(zhǎng)度應(yīng)與導(dǎo)航段長(zhǎng)度相同，取109m。3.2.4靠船建筑物長(zhǎng)度靠船建筑物的長(zhǎng)度應(yīng)采用一個(gè)設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)長(zhǎng)度。這里為109m。3.3引航道尺寸3.3.1引航道長(zhǎng)度引航道直線(xiàn)段的軸線(xiàn)應(yīng)平行于船閘軸線(xiàn)，直線(xiàn)段應(yīng)由導(dǎo)航段、調(diào)順段和停泊段組成，見(jiàn)圖5.5.1。引航道的長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足下列要求。根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)采用直線(xiàn)進(jìn)閘、曲線(xiàn)出閘布置時(shí)，引航道的各段長(zhǎng)度，應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)導(dǎo)航段長(zhǎng)度：l式中Lc——頂推船隊(duì)為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)，拖帶船隊(duì)或單船為其中的最大船長(zhǎng)（m根據(jù)樞紐資料，設(shè)計(jì)最大船長(zhǎng)為109m，故導(dǎo)航段長(zhǎng)度l1取109m。(2)調(diào)順段長(zhǎng)度l2：l調(diào)順段長(zhǎng)度l2取163.5m（1.5*109）。(3)停泊段長(zhǎng)度l3按式(5.5.1-3)確定，當(dāng)引航道內(nèi)停泊的船舶、船隊(duì)數(shù)不止1個(gè)時(shí)，應(yīng)按需要加長(zhǎng)。l式中——頂推船隊(duì)為設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)，拖帶船隊(duì)或單船為其中的最大船長(zhǎng)（m）。停泊段長(zhǎng)度l3取109m。(4）引航道直線(xiàn)段的總長(zhǎng)度L:L1L為381.5m（109+163.5+109）3.3.2引航道寬度根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，反對(duì)稱(chēng)型引航道寬度計(jì)算公式為：B式中：B0——設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載吃水船底處的引航道寬度(m)bc——設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)寬度(m)，設(shè)計(jì)取20mbc1——一側(cè)等候過(guò)閘船舶、船隊(duì)的總寬度(m)，設(shè)計(jì)取20m?b1——船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度(m)，取?b2——船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度(m)根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ305-2001）規(guī)定，對(duì)單線(xiàn)反對(duì)稱(chēng)型引航道寬度按下式計(jì)算：式中：——設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載吃水船底處的引航道寬度(m)；——設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)寬度(m)，設(shè)計(jì)取13m；——一側(cè)等候過(guò)閘船舶、船隊(duì)的總寬度(m)，設(shè)計(jì)取13m；——船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度(m)，??；——船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度(m)，取。bc取13m,bc1取13m，?b1取13m，?b2取6.5。故Bo為45.5m(13+13+13+6.5)。綜上：?jiǎn)挝唬簃閘室有效長(zhǎng)度120閘室有效寬度16主導(dǎo)航建筑物長(zhǎng)度109靠船建筑物長(zhǎng)度109引航道長(zhǎng)度381.5引航道寬度45.54船閘的通航水位4.1上游最高通航水位根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于上游設(shè)計(jì)最高通航水位設(shè)計(jì)洪水頻率的規(guī)定（表），以及東江水利樞紐的水文資料，Ⅳ級(jí)船閘對(duì)應(yīng)洪水重現(xiàn)期為20-10年，對(duì)應(yīng)頻率為5%-10%。此處選取10年，頻率為10%。根據(jù)水文資料，對(duì)應(yīng)洪峰流量為8250m3/s。閘前水位為12.01m，相應(yīng)下游水位為11.79m。4.2下游最高通航水位船閘下游設(shè)計(jì)最高通航水位，應(yīng)采用表4.1.2規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率相應(yīng)的最大下泄流量對(duì)應(yīng)的下游最高水位。根據(jù)水文資料，該處閘前水位為12.01m，相應(yīng)下游水位為11.79m。。4.3上游最低通航水位根據(jù)對(duì)上有設(shè)計(jì)最低通航水位保證率的規(guī)定（表），Ⅳ級(jí)船閘對(duì)應(yīng)保證率為98%-95%,該處取95%，根據(jù)根據(jù)水文資料，電站停發(fā)流量Q為2800m3/s，相應(yīng)上游水位為6.13m，即為上游最低通航水位。表6船閘設(shè)計(jì)最低通航水位保證率船閘級(jí)別Ⅰ、ⅡⅢ~ⅣⅤ~Ⅶ保證率(%)≥99-9898-9595-904.4下游最低通航水位船閘下游設(shè)計(jì)最高通航水位，應(yīng)采用表4.1.2規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率相應(yīng)的最大下泄流量對(duì)應(yīng)的下游最高水位。根據(jù)資料，船閘枯水停航時(shí)，通航保證率為95%的流量Q為600m3/s時(shí)，相應(yīng)下游水位為1.0m，即為下游最低通航水位。綜上，單位：m上游最高通航水位12.01下游最高通航水位11.79上游最低通航水位6.13下游最低通航水位1.05.船閘高程5.1閘門(mén)頂部高程船閘擋水前緣閘首的閘門(mén)頂部高程應(yīng)為上游校核高水位加安全超高確定。船閘非擋水前緣閘首的閘門(mén)頂部高程應(yīng)為上游設(shè)計(jì)最高通航水位加安全超高。根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)安全超高值的規(guī)定，船閘閘門(mén)頂部最小的安全超高值，Ⅰ-Ⅳ級(jí)船閘不應(yīng)小于0.5m。對(duì)于有波浪或水面涌高情況的閘首門(mén)頂高程應(yīng)另加波高或涌高影響。且位于樞紐工程中的船閘，其擋水前緣的閘首頂部高程應(yīng)不低于與相互連接的樞紐工程建筑物擋水前緣的頂部高程。根據(jù)水文資料，上游校核洪水位為15.29m，根據(jù)前面計(jì)算，上游設(shè)計(jì)最高通航水位為12.01m，安全超高值取0.5m，故最終船閘擋水前緣閘首的閘門(mén)頂部高程取15.79m(15.29+0.5)，非擋水前緣閘首的閘門(mén)頂部高程取12.51m(12.01+0.5)。取下閘門(mén)與上閘門(mén)一致，為15.79m。5.2閘首墻頂部高程閘首墻頂部高程應(yīng)根據(jù)閘門(mén)頂部高程和結(jié)構(gòu)布置等要求確定，并不得低于閘門(mén)（15.79m）和閘室墻頂部高程（14.51m）。位于樞紐工程中的船閘，其擋水前緣的閘首頂部高程應(yīng)不低于與相互連接的樞紐工程建筑物擋水前緣的頂部高程。船閘與相鄰建筑物或堤岸的連接建筑物屬前緣擋水的，其頂部高程應(yīng)與其他前緣擋水建筑物的頂部高程的標(biāo)準(zhǔn)一致。根據(jù)樞紐工程資料，已知攔河閘閘頂高程為17.3m，故最終選取上閘首墻頂部高程為17.3m，下閘首墻也為17.3m。5.3門(mén)檻最小水深船閘門(mén)檻最小水深應(yīng)為設(shè)計(jì)最低通航水位至門(mén)檻頂部的最小水深，并應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)汁船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載時(shí)的最大吃水加富裕深度的要求，可按公式(3.1.9)計(jì)算。式中：H—門(mén)檻最小水深（m）；T—設(shè)計(jì)船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載時(shí)的最大吃水（m）。此處根據(jù)航運(yùn)資料，船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載時(shí)的最大吃水取3m,故H取4.8m(1.6*3)。5.4上、下閘首門(mén)檻高程船閘上、下閘首門(mén)檻頂部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位值減去門(mén)檻最小水深值。此處上閘首門(mén)檻頂部高程為1.33m(6.13-4.8)，下閘首門(mén)檻頂部高程為-3.8m(1.0-4.8)。5.5閘室墻頂部高程船閘閘室墻頂部高程應(yīng)為上游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高值，超高值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)過(guò)閘船舶、船隊(duì)空載時(shí)的最大干舷高度。根據(jù)航運(yùn)資料，船舶最大干舷高度取2.5m，取超高值為2.5m時(shí)，閘室墻頂部高程為14.51m(12.01+2.5)。5.6閘室底板頂部高程閘室最小水深閘室最小水深應(yīng)為設(shè)計(jì)最低通航水位至閘室底板頂部的最小水深，其值應(yīng)不小于門(mén)檻最小水深。該處取4.8m。船閘閘室底板頂部高程不應(yīng)高于上、下閘首門(mén)檻頂部高程。已知上、下閘首門(mén)檻頂部高程分別為1.33m、-3.8m，故此處閘室底板頂部高程取-3.8m。5.7船閘上、下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程船閘上、下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高值，超高值不宜小于設(shè)計(jì)過(guò)閘船舶、船隊(duì)空載時(shí)的最大干舷高度。這里，上游設(shè)計(jì)最高通航水位12.01,下游設(shè)計(jì)最高通航水位11.79；根據(jù)航運(yùn)資料，船舶最大干舷高度取2.5m，取超高值為2.5m，故最終上游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程為14.51m（12.01+2.5），下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程為14.29m（11.79+2.5）5.8上、下游引航道和口門(mén)區(qū)及連接段底部高程船閘上、下游引航道和口門(mén)區(qū)及連接段的底部高程應(yīng)為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位減去引航道設(shè)計(jì)最小水深值。引航道最小水深根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，Ⅰ-Ⅳ及船閘引航道最小水深應(yīng)按下式計(jì)算：H式中Ho——在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深(m);T——設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿(mǎn)載吃水(m)T此處為3m,故H0取4.5m(1.5*3)。對(duì)應(yīng)上游引航道和口門(mén)區(qū)及連接段的底部高程為1.63m(6.13-4.5)。下游引航道和口門(mén)區(qū)及連接段的底部高程-3.5m（1.0-4.5）。綜上：?jiǎn)挝唬簃上閘門(mén)頂部高程15.79下閘門(mén)頂部高程15.79上、下閘首墻頂部高程17.3上閘首門(mén)檻頂部高程1.33下閘首門(mén)檻頂部高程-3.8閘室墻頂部高程14.51船閘閘室底板頂部高程-3.8上游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程14.51下游導(dǎo)航和靠船建筑物的頂部高程14.29上游引航道底部高程1.63下游引航道底部高程-3.56輸水系統(tǒng)選型及廊道斷面尺寸擬定6.1輸水系統(tǒng)選型船閘輸水系統(tǒng)可分為集中輸水系統(tǒng)和分散輸水系統(tǒng)兩大類(lèi)。輸水系統(tǒng)的類(lèi)型可根據(jù)判別系數(shù)按式(2.1.4)初步選定。m=式中m—判別系數(shù);H—設(shè)計(jì)水頭(m);T—閘室灌水時(shí)間當(dāng)m>3.5時(shí)，采用集中輸水系統(tǒng);當(dāng)m<2.5時(shí)，采用分散輸水系統(tǒng);當(dāng)m為2.5一3.5時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證或參照類(lèi)似工程選定。此處，T為8min,H為5.13m故m為3.5。選集中式輸水系統(tǒng)6.2廊道斷面尺寸擬定集中輸水系統(tǒng)可分為短廊道輸水、直接利用閘門(mén)輸水和組合式輸水。(1)短廊道輸水包括無(wú)消能室、有消能室和檻下輸水;(2)直接利用閘門(mén)輸水包括三角閘門(mén)門(mén)縫、平面閘門(mén)門(mén)下和閘門(mén)上開(kāi)小門(mén)輸水;(3)組合式輸水由上述某兩種輸水型式組成。輸水閥門(mén)處廊道斷面面積輸水閥門(mén)處廊道斷面面積（短廊道輸水系統(tǒng)），可按式(3.3.2-1)估算，亦可根據(jù)給定的輸水時(shí)間和閥門(mén)全開(kāi)時(shí)輸水系統(tǒng)流量系數(shù)按式(3.3.2-2)計(jì)算。此處，采用式(3.3.2-1)估算：C為120*16=1920m2；Lc=120mH=6.13-1=5.13m故ω=7.1m2用式(3.3.2-1)估算時(shí)，T=470sμ=0.7α=0.59kv=0.7故ω=8.3m2根據(jù)規(guī)范要求，此處廊道寬度取為4m，廊道高度取為2m。7船閘通過(guò)能力計(jì)算船閘通過(guò)能力的計(jì)算應(yīng)包括在設(shè)汁水平年內(nèi)各期的過(guò)閘船舶總載重噸位、過(guò)閘貨運(yùn)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)。并應(yīng)以年單向通過(guò)能力表示。7.1一次過(guò)閘時(shí)間一次過(guò)閘時(shí)間，應(yīng)根據(jù)船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘時(shí)間，閘門(mén)啟閉時(shí)間，灌泄水時(shí)間，船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間等因索確定。對(duì)不同的過(guò)閘方式應(yīng)分別計(jì)算。7.1.1進(jìn)出閘時(shí)間船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘時(shí)間，可根據(jù)其運(yùn)行距離和進(jìn)出閘速度確定。7.1.1.1運(yùn)行距離船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘運(yùn)行距離可按下列情況分別確定:(1)單向過(guò)閘，進(jìn)閘為船舶、船隊(duì)的船首自引航道?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊位置之間的距離;出閘為船舶、船隊(duì)的船尾自閘室內(nèi)停泊位置至閘門(mén)外側(cè)邊緣的距離。(2)雙向過(guò)閘，進(jìn)閘為船舶、船隊(duì)自引航道停靠位置至閘室內(nèi)停泊位置之間的距離;出閘為船舶、船隊(duì)自閘室內(nèi)停泊位置至靠船建筑物之間的距離。進(jìn)閘距離單向過(guò)閘，雙向過(guò)閘均取引航道調(diào)順段和導(dǎo)航段長(zhǎng)度、上閘首長(zhǎng)度、閘室有效長(zhǎng)度之和，減去船舶長(zhǎng)度作為近似進(jìn)閘距離。故計(jì)算結(jié)果為：163.5+109+30+120-50=372.5m。出閘距離單向過(guò)閘，取閘室有效長(zhǎng)度、下閘首長(zhǎng)度之和，減去船舶長(zhǎng)度，作為近似出閘距離；計(jì)算結(jié)果為：120+30-50=100m。雙向過(guò)閘，取閘室有效長(zhǎng)度、下閘首長(zhǎng)度、引航道調(diào)順段和導(dǎo)航段長(zhǎng)度之和，減去船舶長(zhǎng)度，作為近似出閘距離。計(jì)算結(jié)果為：120+30+163.5+109-50=372.5m。7.1.1.2運(yùn)行距離進(jìn)出閘的平均速度進(jìn)出閘的平均速度宜根據(jù)同類(lèi)船閘實(shí)測(cè)資料確定，當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可按表6.1.5采用。這里取機(jī)動(dòng)單船數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算故進(jìn)閘時(shí)間為：?jiǎn)蜗颍?72.5/0.8=7.7min雙向：同單向出閘時(shí)間為單向：100/1=1.7min雙向：372.5/1.4=4.4min7.1.2閘門(mén)啟閉時(shí)間閘門(mén)啟閉時(shí)間應(yīng)根據(jù)閘門(mén)啟閉機(jī)設(shè)計(jì)確定根據(jù)《船閘啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，此處閘門(mén)啟閉時(shí)間取2min7.1.3船閘灌泄水時(shí)間7.1.3.1輸水閥門(mén)處廊道斷面面積詳細(xì)計(jì)算過(guò)程見(jiàn)5.2，計(jì)算結(jié)果為7.1m2。7.1.3.2輸水閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間輸水閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間可按下式計(jì)算:此處，kr取0.725，ω=7.1m2，H=5.13m，g=10m/s2閘室內(nèi)水深最大為：15.59m(11.79-(-3.8)) 最小為：4.8m（1-（-3.8））此處ωc取最小值76.8m2（16*4.8）χ取最大值39m2(13*3)D取0.3W取1950t（49.9*13*3）Pl取25kN故最終，tv=32.3s7.1.3.3船閘灌泄水時(shí)間閘室輸水時(shí)間應(yīng)根據(jù)確定的流量系數(shù)和閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間按下式核算:其中，C取1920m2(120*16)H=5.13mμ=0.6ω=7.1m2a=0.59tv=32.3sg=10m/s2故：T=470s=7.8min根據(jù)規(guī)范t3的范圍為8-10min,故最終此處取7.1.4船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間，系指同一閘次第一個(gè)船舶、船隊(duì)與最后一個(gè)船舶、船隊(duì)啟動(dòng)的間隔時(shí)間。當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)可采用3一l0min。此處取10min.綜上，單位：min進(jìn)閘時(shí)間單向7.7雙向7.7出閘時(shí)間單向1.7雙向4.4閘門(mén)啟閉時(shí)間2船閘灌泄水時(shí)間8船舶、船隊(duì)進(jìn)出閘間隔時(shí)間10根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)單級(jí)船閘，一次過(guò)閘時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）單向過(guò)閘：T式中T1—單向一次過(guò)閘時(shí)間(min);t1—開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)時(shí)間(min);t2—單向第一個(gè)船隊(duì)進(jìn)閘時(shí)間(min);t3—閘室灌水或泄水時(shí)間(min);t4—單向第一個(gè)船隊(duì)出閘時(shí)間(min);t5—船舶、船隊(duì)進(jìn)閘或出閘間隔時(shí)間(min)o故T1=4*2+7.7+2*8+1.7+2*10=53.4min（2）雙向過(guò)閘：T式中T2—上、下行各一次的雙向過(guò)閘時(shí)間(min);t2—雙向第一個(gè)船隊(duì)進(jìn)閘時(shí)間t4—雙向第一個(gè)船隊(duì)出閘時(shí)間(min).故T2=4*2+2*7.7+2*8+2*4.4+4*10=88.2min（3）一次過(guò)閘時(shí)間應(yīng)根據(jù)單向過(guò)閘和雙向過(guò)閘的閘次比率確定。當(dāng)單向過(guò)閘與雙向過(guò)閘次數(shù)相等時(shí)可按下式確定:T=0.5*(53.4+0.5*88.2)=48.75min7.2日平均過(guò)閘次數(shù)船閘的日工作小時(shí)可采用20–22h船閘日平均過(guò)閘次數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：τ取21時(shí)，n=21*60/48.75=26次7.3單級(jí)船閘年通過(guò)能力單級(jí)船閘年通過(guò)能力可按式(6.1.18-1)和式(6.1.18-2)計(jì)算。7.3.1單向年過(guò)閘船舶總載重噸位:P式中P1—單向年過(guò)閘船舶總載重噸位(t);n—日平均過(guò)閘次數(shù);N—年通航天數(shù)(d);G—一次過(guò)閘平均載重噸位(t)這里取N取365*0.95=347天，G取1000t故P1=0.5*26*347*1000=451萬(wàn)7.3.2單向年過(guò)閘客貨運(yùn)量:P式中P2—單向年過(guò)閘客、貨運(yùn)量(t);no—日非運(yùn)客、貨船過(guò)閘次數(shù);α—船舶裝載系數(shù);β—船舶裝載系數(shù)α 船舶裝載系數(shù)與貨物種類(lèi)、流向和批量有關(guān)，可根據(jù)各河流統(tǒng)計(jì)或規(guī)劃資料選用。在沒(méi)有資料的情況下，可采用0.5-0.8.此處取0.6.運(yùn)量不均衡系數(shù)β運(yùn)量不均衡系數(shù)應(yīng)根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料按式(6.1.16)計(jì)算。當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可取1.3一1.5.此處取1.4。綜上，故n0取1時(shí)P2=0.5*（26-1）*347*1000*0.6/1.4=186萬(wàn)8船閘耗水量根據(jù)《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，船閘一天內(nèi)平均耗水量可按下列計(jì)算：故，q=0.0017*3000=5.1m3/sV=130*16*5.13=10670m3Q=26*10670/86400+5.1=8.31m3/s9人字閘門(mén)尺寸擬定根據(jù)《船閘閘閥門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》，人字閘門(mén)宜采用平面橫梁人字閘門(mén)。人字閘門(mén)位于關(guān)門(mén)位置時(shí)，門(mén)扇軸線(xiàn)與船閘橫軸線(xiàn)的夾角可采用22.5o。人字閘門(mén)門(mén)軸柱支承點(diǎn)伸入閘墻面的距離可取0.5-1.2m，門(mén)軸柱和斜接柱支撐點(diǎn)連線(xiàn)距下翼緣的距離不宜小于100mm。人字閘門(mén)門(mén)龕寬度應(yīng)按門(mén)扇厚度、緩沖墊塊厚度和富裕寬度之和確定。門(mén)龕長(zhǎng)度應(yīng)按門(mén)扇長(zhǎng)度和富余長(zhǎng)度確定，其富裕長(zhǎng)度應(yīng)考慮對(duì)閘門(mén)啟閉力的影響，不宜小于1/20門(mén)扇長(zhǎng)度。人字閘門(mén)的下游面必須設(shè)置背拉桿其傾角宜取40o-50o。當(dāng)門(mén)扇尺度較大時(shí)，可沿豎向或水平向布置多組背拉桿。背拉桿宜采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。關(guān)于閘門(mén)高程的計(jì)算在第5章節(jié)中有具體計(jì)算，這里給出門(mén)扇高度、門(mén)扇寬度和門(mén)扇厚度三個(gè)尺寸。9.1門(mén)扇長(zhǎng)度門(mén)扇的計(jì)算長(zhǎng)度lnln式中：Bk—c—由門(mén)扇的支墊座與枕墊座的支承面至門(mén)龕外緣的距離—閘門(mén)關(guān)閉時(shí)門(mén)扇軸線(xiàn)與閘室橫軸的交角船閘閘首口門(mén)和閘室有效寬度應(yīng)分別為閘首兩邊墩內(nèi)側(cè)墻面和閘室兩側(cè)閘墻面間的最小凈寬度。本設(shè)計(jì)取Bk=16m，故ln=B9.2門(mén)扇高度門(mén)扇高度是指閘門(mén)面板底至頂?shù)木嚯x，可按下式確定：h=H+hk+k±m(xù)hk—k—閘門(mén)面板頂在上游設(shè)計(jì)最高水位以上的超高m—閘門(mén)面板底與門(mén)檻頂?shù)木嚯x這里取m=-0.2則門(mén)扇高度：h=H+9.3門(mén)扇厚度初步選取人字閘門(mén)主橫梁高度時(shí)，可根據(jù)門(mén)扇高度、寬度和荷載等情況，取門(mén)扇計(jì)算長(zhǎng)度的1/8-1/12。此處，取1/10,計(jì)算結(jié)果為0.87m，取門(mén)扇厚度為0.87m。綜上，單位：m門(mén)扇長(zhǎng)度8.7門(mén)扇高度16.11門(mén)扇厚度0.87Ⅱ船閘穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10船閘閘首結(jié)構(gòu)尺寸確定閘首結(jié)構(gòu)如圖：10.1閘首長(zhǎng)度閘首在長(zhǎng)度上一般分為門(mén)前段、門(mén)龕段和支持段。10.1.1門(mén)前段長(zhǎng)度門(mén)前段長(zhǎng)度主要根據(jù)工作閘門(mén)型式、檢修門(mén)尺度、門(mén)槽構(gòu)造及檢修要求確定。對(duì)于人字閘門(mén)門(mén)前段長(zhǎng)度可以按下列公式計(jì)算：l1=式中：c1—其中，c式中：——設(shè)計(jì)水頭 Bk—故c門(mén)前段長(zhǎng)度l110.1.2門(mén)龕段長(zhǎng)度對(duì)于人字閘門(mén)門(mén)龕段長(zhǎng)度可以按以下公式計(jì)算：l式中：Bk—d—門(mén)龕深度，取為門(mén)厚加0.4~0.8mθ—閘門(mén)和船閘橫軸線(xiàn)的夾角，取20°~22.5°在本設(shè)計(jì)中，取Bk=16m故l10.1.3閘門(mén)支持段長(zhǎng)度閘門(mén)支持段長(zhǎng)度的范圍按以下公式計(jì)算：l式中：—設(shè)計(jì)水頭故l310.2閘首寬度邊墩的寬度邊墩寬度一般取為2~3倍廊道寬度。已經(jīng)設(shè)計(jì)廊道寬度為4m，故可取邊墩寬度為l3船閘閘首口門(mén)寬度為閘首兩邊墩內(nèi)側(cè)墻面間的最小凈寬度。閘首的寬度等于閘首的口門(mén)寬度加上兩側(cè)邊墩的寬度。故閘首寬度為16+10=26m。綜上，閘首尺寸為為閘首長(zhǎng)度門(mén)前段長(zhǎng)度2.725門(mén)龕段長(zhǎng)度11.3支持段長(zhǎng)度10.8閘首寬度口門(mén)寬度1626邊墩寬度1011閘首結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式選定在巖石地基上，通常采用分離式閘首結(jié)構(gòu)。當(dāng)巖石較完整時(shí)，可不設(shè)底板，只有當(dāng)巖石裂隙較多或巖石較軟弱時(shí)，方加設(shè)底板或護(hù)底，必要時(shí)也可以采用整體式結(jié)構(gòu)。這里選取分離式閘首結(jié)構(gòu)。12船閘閘室結(jié)構(gòu)型式選定船閘閘室是由上、下閘首和兩側(cè)閘墻環(huán)繞而形成的空間。由閘室墻和閘底構(gòu)成。閘室結(jié)構(gòu)按其受力狀態(tài)可分為整體式結(jié)構(gòu)和分離式結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。兩側(cè)閘墻和底板澆筑在一起的為整體式結(jié)構(gòu)；閘墻和閘底分別設(shè)置的為分離式結(jié)構(gòu)。此處，由于水頭不高，地基較好，采用分離式閘室結(jié)構(gòu)。分離式閘室一般選用透水閘底。土基上的分離式閘室結(jié)構(gòu)的閘墻可分為重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式和地下連續(xù)墻等型式。巖基上分離式閘室結(jié)構(gòu)的閘墻常用的型式有重力式、襯砌式和混合式。重力式結(jié)構(gòu)只適用于較好的地基，而當(dāng)基巖頂面高程高于閘墻頂高程時(shí)，可采用襯砌式閘室結(jié)構(gòu)。襯砌式結(jié)構(gòu)有重力式襯砌和帶錨筋的薄壁襯砌。我國(guó)小型船閘，多采用砌石倒梯形重力式襯砌，中大型船閘則采用混凝土和鋼筋混凝土襯砌。這里右閘墻選用混凝土襯砌，倒梯形斷面，帶適量錨筋；左閘墻采用重力式結(jié)構(gòu)。13確定荷載及其組合13.1計(jì)算情況船閘結(jié)構(gòu)的計(jì)算情況，主要由運(yùn)用、檢修、完建、施工和特殊工況等。在船閘水工建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)建筑物在施工、完建、運(yùn)用及檢修等不同時(shí)期所承受的全部荷載，并按各種可能的最不利荷載組合進(jìn)行計(jì)算。這里選取運(yùn)用、檢修、特殊工況中的校核洪水三種計(jì)算情況討論。(1)運(yùn)用情況。最不利水位組合為：①指向回填土方向的水平力最大。閘室內(nèi)為上游最高通航水位，墻后地下水取可能出現(xiàn)的最低地下水位。此時(shí)，除水壓力，土壓力及自重力等荷載外，還應(yīng)考慮船舶撞擊力的作用。②指向閘室方向的水平力較大。閘室內(nèi)為下游最低通航水位，墻后取可能出現(xiàn)的最高地下水位。此時(shí)，除水壓力，土壓力及自重力等荷載外，還應(yīng)考慮系纜力及閘面活荷載的作用。(2)檢修情況。最不利水位組合為：指向閘室方向的水平力較大，對(duì)于透水閘底的閘室，其滲透壓力較大。將閘室內(nèi)的水完全抽干，墻后地下水處于檢修期可能出現(xiàn)的最高水位，并有閘面活荷載的作用。(3)特殊工況?？紤]校核洪水。閘首結(jié)構(gòu)除閘室結(jié)構(gòu)的計(jì)算中所列的幾種計(jì)算情況外，通常還應(yīng)考慮閘首本身的檢修情況，這是由于閘首上的閘門(mén)、閥門(mén)等設(shè)備經(jīng)常淹沒(méi)在水中，需要檢修的機(jī)會(huì)較多；在下閘首邊墩的上游端面上作用有較大的水壓力，這種情況對(duì)下閘首的穩(wěn)定非常不利。13.2荷載組合設(shè)計(jì)船閘時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的工作條件以及各種荷載同時(shí)作用的實(shí)際可能性來(lái)確定最不利的荷載組合，選用相應(yīng)的安全系數(shù)。荷載組合可分為基本組合和特殊組合?；窘M合是指經(jīng)常作用的或在建筑物某一出現(xiàn)概率較多的工作情況下的作用和雜的組合；特殊組合是指建筑物偶然發(fā)生的或出現(xiàn)概率較少的工作情況下的作用荷載的組合。在設(shè)計(jì)時(shí)，通常根據(jù)閘室、閘首各種計(jì)算情況的荷載性質(zhì)：以運(yùn)用情況作為基本組合=1\*GB3①；檢修情況、完建情況及施工情況作為基本組合=2\*GB3②，其安全系數(shù)比基本組合=1\*GB3①可以適當(dāng)降低；特殊組合可分為兩種情況：特殊組合=1\*GB3①為相應(yīng)于校核洪水、排水管堵塞或止水破壞情況下的荷載；特殊組合=2\*GB3②為相應(yīng)于運(yùn)用期和檢修期地震情況的荷載。這里計(jì)算涉及基本組合運(yùn)用、檢修情況和特殊組合校核洪水情況。荷載組合情況見(jiàn)下表：13.3作用于船閘水工建筑物上的荷載該船閘閘首、閘室穩(wěn)定性驗(yàn)算涉及的荷載包括以下幾類(lèi)。1．建筑物的自重(包括填料)建筑物的自重力以及其填料的重力根據(jù)建筑物尺寸和材料的重力密度計(jì)算。2．設(shè)備重量閘門(mén)、閥門(mén)、啟閉機(jī)及其他設(shè)備的重力可按有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式或參照類(lèi)似工程進(jìn)行估算。3．靜水壓力作用于建筑物表面的靜水壓力根據(jù)不同的水位組合情況進(jìn)行計(jì)算。水的重度取為10kN／m3。4．揚(yáng)壓力作用于建筑物基礎(chǔ)底面垂直向上的總水壓力稱(chēng)為揚(yáng)壓力，包括浮托力和滲透壓力。建筑物基底浮托力的強(qiáng)度等于低水一側(cè)水位與建筑物基底的高程差乘以水的重度。滲透壓力取決于地基的性質(zhì)。土基上建筑物的滲透壓力可根據(jù)滲徑系數(shù)法計(jì)算，基礎(chǔ)底面高水一側(cè)取全水頭H，低水一側(cè)取零，其間可根據(jù)滲透輪廓按直線(xiàn)或折線(xiàn)相連。巖基上建筑物基底滲流的沿程水頭損失比較復(fù)雜，它與基巖特性、裂隙程度、節(jié)理分布、建筑物與基巖接觸面材料和施工質(zhì)量、防滲和排水效果等多種因素有關(guān)。對(duì)巖基上未設(shè)帷幕、排水的船閘，一般假定滲透壓力呈三角形分布(圖6-3)，圖中為上游水深，為下游水深，為滲透水頭。觀測(cè)資料表明，巖基上滲透壓力線(xiàn)的變化，往往不是一條直線(xiàn)，而是曲線(xiàn)。為了便于計(jì)算和比較符合實(shí)際，將曲線(xiàn)變化的滲透壓力圖折算為相應(yīng)的直線(xiàn)變化的滲透壓力圖，即將滲透水頭目乘以折減系數(shù)，使其按直線(xiàn)變化的三角形面積和按曲線(xiàn)變化的面積近似相等，則單位寬度上總滲透壓力為：（6-14）式中：——總滲透壓力（kN/m）；——滲壓折減系數(shù)；——水的重度（kN/m3）；B——建筑物基地寬度（m）。作用于襯砌式閘墻背后的水壓力，按靜水壓力乘以折減系數(shù)計(jì)，其值應(yīng)與墻底的滲壓折減系數(shù)相協(xié)調(diào)，也取=0.3～1.0。5．船舶荷載船舶荷載包括：船舶行進(jìn)時(shí)，船舶對(duì)建筑物的撞擊力；船舶?？繒r(shí)，由系船設(shè)備傳到建筑物上的系纜力。撞擊力目前在港口工程中廣泛采用能量公式計(jì)算。由于船閘閘墻一般不設(shè)防撞設(shè)施等原因，船閘工程采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算船舶的撞擊力，其計(jì)算公式為（6-15）式中：——船舶撞擊力(kN)；——船舶(隊(duì))排水量(t)；——系數(shù)：閘室=1.0，引航道中導(dǎo)航建筑物的直線(xiàn)段南=1.67，曲線(xiàn)段后：2．O。對(duì)于連續(xù)的閘墻及導(dǎo)航墻，單位長(zhǎng)度上的力往往不大，對(duì)結(jié)構(gòu)影響較小。而對(duì)獨(dú)立建筑物或輕型結(jié)構(gòu)，如墩柱式或框架式等，則影響較大。船舶系纜力由配纜破斷力計(jì)算確定。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)過(guò)閘船舶的載重量，按表6-3選用。船舶系纜力在建筑物長(zhǎng)度方向上的分布與船舶撞擊力相同。6．閘面活荷載通常情況下，過(guò)閘船舶不用岸上曳引設(shè)備，可只考慮人群荷載，并考慮船閘檢修期墻后堆放少量材料或使用輕便設(shè)備機(jī)械的要求，閘面活荷載通常取為2～5kPa。當(dāng)閘面有汽車(chē)、牽引車(chē)通行或堆放材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況確定。7．波浪壓力資料中給出了洪水期多年平均最大風(fēng)速為8.0m/s，極端風(fēng)速達(dá)32.5m/s的條件，故需要計(jì)算波浪壓力。閘壩建成蓄水后，上游水面在風(fēng)力的推動(dòng)下形成波浪，當(dāng)波浪推進(jìn)與建筑物相遇，產(chǎn)生波浪壓力。波浪壓力的大小取決于波浪的大小、建筑物前水深以及建筑物的迎水面坡度。計(jì)算波浪壓力，首先要確定波浪的大小即波浪要素——波高和波長(zhǎng)。受風(fēng)浪作用的船閘建筑物，當(dāng)無(wú)可靠波高、波長(zhǎng)資料時(shí)，根據(jù)船閘所處的位置，可參照下列方法進(jìn)行波高計(jì)算：(1)平原地區(qū)船閘，按西曉夫公式計(jì)算：(6-18)(6-19)式中：2——波高(m)；2——波長(zhǎng)(m)；——計(jì)算風(fēng)速(m／s)；——水深(m)；D——吹程(km)，河道船閘宜取5倍閘前水面寬度。(2)狹長(zhǎng)山谷地帶的船閘，按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算：（6-20）（6-21）式中：D——吹程(km)，庫(kù)區(qū)船閘取閘前沿水面至對(duì)岸的最大直線(xiàn)距離。在波浪要素確定后，可根據(jù)建筑物輪廓形狀(直立、斜坡或孤立墩柱)和計(jì)算情況的相應(yīng)水深，選用有關(guān)公式計(jì)算波浪壓力。14穩(wěn)定性分析——閘首墻和閘室墻14.1閘首墻分離式閘首的邊墩和底板應(yīng)分別進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。分離式閘首邊墩嵌固于基巖或底板上，它的工作狀況與整體式閘首的邊墩沒(méi)有多大差別，采用分縫假定，分段計(jì)算，并由支持墻段承受全部閘門(mén)推力。由于分離式邊墩橫向尺寸比整體式小，因此，須對(duì)橫向的抗滑、抗傾穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。分離閘首的中間底板承受較大的浮托力，必須驗(yàn)算其抗浮穩(wěn)定。分離式閘首的底板結(jié)構(gòu)和受力具有明顯的空間性，將底板沿縱向劃分為幾個(gè)特征段，計(jì)入不平衡剪力，按平面問(wèn)題計(jì)算內(nèi)力，再進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。這里進(jìn)行邊墩的穩(wěn)定性分析。上閘首 下閘首14.1.1受力分析對(duì)于上閘首左側(cè)閘首墻，其側(cè)與攔河閘相鄰，故其所受外力除與下閘首一致的力外，還有相鄰建筑物傳遞的壓力，其穩(wěn)定性與下閘首考慮方式有差異。對(duì)于上閘首右側(cè)的閘首墻，則與下閘首校核方法一致。這里對(duì)下閘首進(jìn)行穩(wěn)定分析，說(shuō)明閘首墻穩(wěn)定計(jì)算的一般步驟。左側(cè)邊墩：所受荷載大小(kN)自重2532閘首墻內(nèi)靜水壓力視計(jì)算情況下水位而定閘首墻外靜水壓力視計(jì)算情況下水位而定 揚(yáng)壓力 視閘首墻內(nèi)外水位而定船舶荷載105.4閘面活荷載4右側(cè)邊墩：所受荷載大小(kN)自重2532閘首墻內(nèi)靜水壓力視計(jì)算情況下水位而定閘首墻外靜水壓力23 揚(yáng)壓力 視閘首墻內(nèi)外水位而定船舶荷載105.4閘面活荷載4運(yùn)用情況下：對(duì)于左側(cè)閘墻，則存在指向閘室外方向的水平力較大的不利情況。此時(shí)選取閘室內(nèi)為上游最高通航水位。H=15.8對(duì)于右側(cè)閘墻，有指向閘室方向的水平力較大的不利情況。此時(shí)選取閘室內(nèi)為上游最低通航水位。H=10m此處最不利情況計(jì)算結(jié)果為：墻前水平水壓力為1123kN，墻后水平水壓力為103kN。對(duì)應(yīng)浮托力大小為1123kN。檢修情況下：存在指向閘室方向的水平力較大的不利情況。對(duì)應(yīng)將閘室內(nèi)的水完全抽干，墻后地下水處于檢修期可能出現(xiàn)的最高水位，并有閘面活荷載的作用。此處最不利情況計(jì)算結(jié)果為：墻前水平水壓力為0kN，墻后水平水壓力為1013kN。校核情況下：考慮校核洪水位下水壓力的大小。上游校核洪水位15.29m；此處最不利情況計(jì)算結(jié)果為：墻前水平水壓力為1825kN，墻后水平水壓力為1825kN。對(duì)應(yīng)浮托力大小為4103kN。14.1.2抗滑穩(wěn)定性根據(jù)《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ307—2001）規(guī)定，抗滑穩(wěn)定需進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。采用抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：其中：為抗剪計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，其取值按要求給定。為結(jié)構(gòu)與地基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)，其大小根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知，取為0.5。為作用于結(jié)構(gòu)上全部荷載對(duì)滑動(dòng)面法向投影的總和，單位為。為作用于結(jié)構(gòu)上全部荷載對(duì)滑動(dòng)面切向投影的總和，單位為kN。運(yùn)用情況下：Kc檢修情況下：Kc校核情況下：Kc14.1.3抗傾穩(wěn)定性根據(jù)《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ307—2001）規(guī)定，船閘結(jié)構(gòu)的抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：其中：為抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)，其取值按要求給定。為計(jì)算基面前趾的穩(wěn)定力矩之和，單位為，其中包括浮托力產(chǎn)生的力矩。為對(duì)計(jì)算截面前趾的傾覆力矩之和，單位為，其中包括滲透壓力產(chǎn)生的力矩。在運(yùn)行情況下，Ko=在檢修情況下，Ko=在校核情況下，Ko=1557514.1.4地基承載力作用在閘墻或其他建筑物上的荷載，通過(guò)底面?zhèn)鞯降鼗o地基以壓力，在實(shí)際工程中，由于閘墻剛度較大，將基底壓力近似作為直線(xiàn)分布，利用偏心受壓公式計(jì)算：其中：、分別為基底所受最大及最小壓應(yīng)力，單位為。為作用于結(jié)構(gòu)上全部荷載對(duì)滑動(dòng)面法向投影的總和，單位為。為計(jì)算段寬度，單位為。為底板長(zhǎng)度，單位為。為作用于閘墻上的力對(duì)閘底板中心點(diǎn)的力矩之和，單位為。在運(yùn)行情況下，σmax=在檢修情況下，σmax=在校核情況下，σmax14.2閘室墻 右閘室墻（襯砌墻） 左閘室墻（重力式）14.2.1左重力式閘室墻14.2.1.1受力分析所受荷載大小(kN)自重4025閘首墻內(nèi)靜水壓力視計(jì)算情況下水位而定閘首墻外靜水壓力視計(jì)算情況下水位而定 揚(yáng)壓力 視閘首墻內(nèi)外水位而定船舶荷載105.4閘面活荷載4此處運(yùn)用、檢修、校核三種計(jì)算情況下最不利情況受力與上述閘首墻相似，豎向力力臂不同。14.2.1.2抗滑穩(wěn)定性運(yùn)用情況下：Kc檢修情況下：Kc校核情況下：Kc14.2.1.3抗傾穩(wěn)定性在運(yùn)行情況下，Ko=在檢修情況下，Ko=在校核情況下，Ko=14.2.1.4地基承載力在運(yùn)行情況下，σmax在檢修情況下，σmax在校核情況下，σmax14.2.2右倒梯形襯砌墻梯形襯砌墻涉及錨筋的相關(guān)計(jì)算，這里故不作襯砌墻穩(wěn)定性的具體計(jì)算，只說(shuō)明思路和方法。14.2.2.1抗滑穩(wěn)定性倒梯形襯砌墻整體抗滑穩(wěn)定，目前工程上有兩種計(jì)算方法。一種是忽略斜坡面的作用，不考慮襯砌體斜坡部分下滑力的不利影響，假定襯砌體在荷載作用下沿襯砌的基底面滑動(dòng)，此種計(jì)算法與常規(guī)重力式閘墻抗滑穩(wěn)定計(jì)算一樣；另一種是考慮斜坡面的作用，并計(jì)及襯砌體斜坡部分下滑力的不利影響，仍假定襯砌體在荷載作用下沿襯砌基底面滑動(dòng)。先將斜坡部分垂直力Vz分解為垂直與平行斜坡面的兩個(gè)分力和，斜坡上的剩余下滑力為：（6-47）式中：f——摩擦系數(shù)；——襯砌斜面與水平面夾角。將有關(guān)荷載分別合并后，按常規(guī)方法計(jì)算襯砌體沿基底的滑動(dòng)穩(wěn)定。14.2.2.2斷面強(qiáng)度核算襯砌墻的斷面強(qiáng)度核算有兩種方法，一種是材料力學(xué)方法分層校核強(qiáng)度；另一種是將襯砌墻與基巖視作兩種不同介質(zhì)，考慮其彈性接觸的特性，用彈