水閘課程設(shè)計(jì).()

1/33水閘課程設(shè)計(jì)第一章總述節(jié)概述水，抬高水位滿足抽水灌溉的需要;洪水期能夠宣泄洪水，保證兩岸農(nóng)田不被洪二節(jié)基本資料(二)水位流量資料上游水位(米)下游流量(m3/s)0下(三)地形資料2/33高高程(M)IIIIII內(nèi)摩擦角凝聚力不均勻系數(shù)相對密實(shí)度細(xì)砂18.6420.6122012砂土料18.2020.2132015(五)其他資料第三節(jié)工程綜合說明書3/33第二章水力計(jì)算第一節(jié)閘室的結(jié)構(gòu)型式及孔口尺寸確定頂面可與河底齊平。即閘底板頂面(即堰頂)與西通河河底齊平，所以高程為195.00m。(二)閘孔尺寸的確定初擬孔口尺寸，該閘的尺寸必須滿足攔洪灌溉以及泄洪的要求。1.計(jì)算閘孔總凈寬B0②、下游水深h=198.15-195.00=3.15ms③、下泄流量Q=61.40m3/s000則s=3.15/3.39=0.929>0.8故屬于淹沒出流。H04/33s000則s=3.65/3.94=0.93>0.8,故屬于淹沒出流。H00hsSLA頂H0v2v0HH1hs5/330=8.66m=9.0m側(cè)側(cè)收縮系0設(shè)計(jì)3.363.1561.400.7933.390.740.3850.908.66情況下校核3.903.6579.700.863.940.740.3850.909.0情況下上游H淹沒系數(shù)б計(jì)算行進(jìn)流量系數(shù)mQhHB00單孔寬度b根據(jù)水閘使用要求，閘門型式及啟閉機(jī)容量等因素，并參照閘0門尺寸選定。由B>B比較得，取凈寬較大的值，則取B=9.0m。10200s0=1-0.2×[0.7+(3-1)×0.502]×3.9/96/33B次計(jì)算近似值為0=9.5m再將凈寬B的第二次近似值代入式中，可得=0.86，再次試算后仍得0孔凈寬b=3.2m，則閘孔總凈寬B=3.2×3=9.6m,003.閘孔泄流能力校核SL001,取中墩厚d=1.5m,mBm：00實(shí)=64.28m3/s力滿足泄水的設(shè)計(jì)要求00第二節(jié)消能防沖型式擊等不利作用，閘下應(yīng)采取防沖措施。7/33(二)消力池設(shè)計(jì)泄泄流量Q998.5647.61e.612.666.973單寬流量q5c875hc0hseh7╲╲╲╲消力池長度L╲╲水躍長Lj╲╲池深d╲╲遠(yuǎn)離式水躍淹沒式水躍淹沒式水躍流態(tài)08/33??T0--T0??T0--T0?=0THH0csc22sc消力池長：L=L+bLsjSjjcch'是出池河床水深sT是從消力池底板頂面算起的總勢能00可知，當(dāng)閘孔開度為0.17m時(shí)滿足控制條件，其(1)消力池力池深9/33TTAZ-AZ-c=-s0cs(2)消力池長度計(jì)算:00==-0-0?T-?T0T0010/33jcc消力池與閘底板以1:4的斜坡段連接，L=dpjccsL=L+bL=2+0.75×7.3=7.5msjSj3．消力池底板厚度tt=kqAH1tkM其中k為消力池底板計(jì)算系數(shù)取0.18，q為消力池進(jìn)口處的單寬流量，AH為相1此結(jié)構(gòu)按抗沖條件計(jì)算得:t=kqAH1消力池底板厚度計(jì)算表深sm)(2)消力池構(gòu)造(三)防沖加固措施11/33(1)海漫的長度計(jì)算由式：L=KqHpssK為海漫長度計(jì)算系數(shù)，根據(jù)閘基土質(zhì)為河床為細(xì)砂取K=14.0，q為消力ssssH(m)KsqsHp深s(m)計(jì)算取表中最大值L=24m，河床寬度為18m。p(2)海漫構(gòu)造。海漫使用厚度45cm的塊石材料，海漫起始段做10m長的水平段q0深hm單寬流q流量Q0dmm寬取5m。上游數(shù)為3。12/33第三章水閘防滲及排水設(shè)計(jì)第一節(jié)防滲設(shè)施及閘底輪廓布置水閘的地下輪廓是指水閘底板與地基的接觸部分，由不透水和透水部分組要包括底板，防滲鋪蓋，板樁等的設(shè)計(jì)。置的要求，又要滿足穩(wěn)定及本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等要求。 (1)底板順?biāo)鞣较虻拈L度L：(2)底板厚度d:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，底板厚度為(1/5~1/7)單孔凈跨，一般為1.0~2.0m由此初(3)底板構(gòu)造：度的板樁，由于一般為水頭的(0.6~1.0)倍，由水頭大小可知，上游端設(shè)板樁鋪蓋用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用C20，其長度為上下游最大水位差的(3~5)其頭部不再設(shè)防沖槽，為了防止上游河床的沖刷，鋪蓋上游設(shè)塊石護(hù)底，厚為0.3m，其下設(shè)0.2m厚的砂石墊層。順?biāo)鞣较蛟O(shè)置永縫，縫距為8m。(1)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn):用鋼筋混凝土板樁，板樁長度3m，厚度0.2m,寬度13/33m第二節(jié)防滲和排水設(shè)計(jì)及滲透壓力計(jì)算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算替實(shí)際深度。由地下輪廓線簡化圖知：地下輪廓的水平投影長度L=12+14=26m;0地下輪廓的垂直投影長度S=195.00-190.00=5m。L/S=26/5=5.2＞5時(shí),故地基0的有效深度T=0.5L=13m。而地基的實(shí)際計(jì)算深度T=195.0-183.32=11.68m,e014/33則T＜T，故地基的實(shí)際計(jì)算深度T=T=11.68m。ee(1)設(shè)計(jì)洪水位情況編編號(hào)①⑧②④⑤⑦ (T)TS121飛ihii0.2940.3972⑥③h=0.433m1h=0.041m215/33h=0.688m3h=0.343m5h=0.082m7h=0.414m4h=0.8906h=0.468m8②②進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)為11h+h=0.73>0.140232388h=h-h'=0.467-0.397=0.070m8816/337H=3.36m1H=H-h'=3.066m211H=H-h'=2.984m322H=H-h'=2.198m433H=H-h=1.784m544H=H-h=1.441m655H=H-h=0.551m766H=H-h'=0.396m877H=H-h'=0988P=0.5×(H+H)×14×1=0.5×(1.441+0.551)×14×1167=136.91kN17/33P=0.5×(H+H)×12×1=0.5×(2.984+2.198)×12×1234=304.49kN2．校核洪水位情況各流段阻力系數(shù)為編編號(hào)①⑧②④⑤⑦計(jì)算公式 (T)TS121飛ihii0.3410.4612③⑥H.90-195.00=3.90m。根據(jù)水流的連續(xù)條件，經(jīng)過各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等.h=0.502m1h=0.799m3h=0.047m2h=0.480m418/33h=0.398m5h=0.096m7h=1.0336h=0.343m8②②進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)為111h+h=0.846>0.047232388h=h-h'=0.543-0.461=0.082m8819/337H=3.9m1H=H-h'=3.559m211H=H-h'=3.465m322H=H-h'=2.552m433H=H-h=2.072m544H=H-h=1.674m655H=H-h=0.641m766H=H-h'=0.461m877H=H-h'=0.000988根據(jù)以上計(jì)算作出校核洪水位是滲透壓力分布圖,如圖167=158.97kN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：23420/33=353.87kN3.抗?jié)B穩(wěn)定驗(yàn)算閘底板水平段的平均滲透坡降和出口處的平均逸出坡降：(1)閘底板水平段的平均滲透坡降J為：x設(shè)計(jì)情況xL14XxxL14Xx(2)滲流出口處的平均逸出坡降為J0.265<[J]=0.3~0.350s'1.50J0.307<[J]=0.3~0.35，所以閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。s0第三節(jié)排水設(shè)施及細(xì)部構(gòu)造平鋪式。排水反濾層一般是2-3層不同粒碎石、中砂和細(xì)砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中21/33第四章閘室布置第一節(jié)閘底板、閘墩(1)閘底板采用整體式平底板。詳細(xì)敘述見第三章第一節(jié)。底板順?biāo)鞣较虻拈L度L=14m，底板厚度d=1.0m。(2)閘墩閘墩承受閘門傳來的水壓力，也是壩頂橋梁的支撐。1.5m。邊墩與岸墻合二為一，采用重力式結(jié)構(gòu)。閘墩上游部分的頂部位位位位0校核洪水位時(shí)下游最高水位▽=198.65m，由此取閘墩下游部分的頂部高程為▽22/33第二節(jié)閘門和啟閉機(jī)G=KKkH1.43B0.08初估閘門自重.ZCgK=1.0，K采用普通低合金鋼結(jié)構(gòu)K=0.8，由于H＜5.0m,取K=0.156，則ZCCgQW上作用在每米寬門上游面的水壓力：23/33P=1/2×3.65×3.65×9.81=65.35kN下則門上總的水壓力為：當(dāng)處于開啟狀態(tài)時(shí)：P=P×3.2=238.72kN上F=0.2×74.6+1.2×12.0=62.41kNQ當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)：P=(P-P)×3.2=(74.6-65.3×3.2=29.6kN上下F=0.2×29.6-0.9×15.0=-7.58kNWF靠自重關(guān)閉，則不需加壓重塊幫助關(guān)閉，根據(jù)計(jì)算所需WQ(查《閘門與啟閉設(shè)備》P240-242)。第三節(jié)工作橋、公路橋、檢修便橋(一)工作橋其寬度B=啟閉機(jī)寬度+2×欄桿柱寬+2×操作寬度+2×欄桿外富裕寬度=1.473+2m機(jī)腳螺栓安置在主梁上，主梁間的凈距為1.2m。在啟閉則排架高=門高+富裕高度+上游頂高程=4.4+0.6+199.4=204.4m。(二)公路橋24/33m(三)檢修便橋第四節(jié)閘室的分縫和止水設(shè)備沉陷及溫度變化產(chǎn)生裂縫。縫距一般為15-30m、縫寬為2-3cm。整體式底板閘室第五章閘室穩(wěn)定計(jì)算第一節(jié)荷載及其組合(一)荷載情況期基本組合設(shè)計(jì)洪水(二)荷載計(jì)算25/33123456底板重力為G：1G=14×1×9.4×25+0.5×(2+1)×1×9.4×25×21=3995kN閘墩重力G：則每個(gè)中墩重：2G'=1.55×1.5×4.5×25+0.4×1.1×4.5×25+0.7×0.5×4.2×2=2070.49kN每個(gè)閘室單元有兩個(gè)中墩，則:G=2G'=2×2070.49=414N22閘門重G'=12kN，則兩個(gè)閘門重G=24.0kN3工作橋重力G:4G'=(4.9×0.6×0.7+5.2×0.6×0.7+0.6×0.7×1)×2×426/331×25+0.7×0.1×9.4×2×25=516.4kN考慮到欄桿機(jī)橫梁重等取G'=520kN4查《閘門與啟閉設(shè)備》啟閉機(jī)重力G''=2×20=40.0kN4公路橋重力G:55=639.2kN考慮到欄桿重,取公路橋重為:G=650kN56G=0.2×0.5×9.4×25×2+1.1×0.1×9.4×256=72.85kN考慮到欄桿及橫梁重力等去檢修橋重:G=85kN。6完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算表(對底板上游端B點(diǎn)求力矩)(kN·m)重力(KN)↘27965370566628987399541417.03.13①②力臂(m)底板位7.05.527/33①②在設(shè)計(jì)洪水情況下,閘室的荷載除了閘室本身的重力外,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W:1W=3.36×6.4×5.75×9.81=1212.99kN1水平水壓力:首先計(jì)算波浪要素。由設(shè)計(jì)資料可知：多年平均最大風(fēng)速為01HzLL2.92.928/3312P=0.5×0.72×9.4×9.81=23.1kN(←)3P=0.5×(0.7+2+0.55×9.81×9.4×1.3=199.1kN4滲透壓力:U=0.5×(2.496+0.2×2.496)×0.5×9.4×9.81×13.5+0.5設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載圖見上圖,設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載計(jì)算見表，設(shè)計(jì)洪水情況下荷載和力矩計(jì)算對B點(diǎn)取矩豎向力(豎向力(kN)↓↑90422.98↘↙荷載名稱構(gòu)重力水平力(kN)→←(m)29/3393.6力1水平水壓力:計(jì)情況下的下同因此：1P=0.5×(2.849+4.09×9.81×9.4×1.7=555.7kN(→)2P5×0.72×9.4×9.81