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--內(nèi)頁(yè)能夠根據(jù)需求調(diào)節(jié)適宜字體及大小--水閘課程設(shè)計(jì)(總32頁(yè))水閘課程設(shè)計(jì)第一章總述第一節(jié)概述本工程是西通河灌區(qū)第一級(jí)抽水站的攔河閘，其重要任務(wù)是攔蓄西通河的河水，抬高水位滿足抽水澆灌的需要;洪水期能夠宣泄洪水，確保兩岸農(nóng)田不被洪水沉沒(méi)。第二節(jié)基本資料(一)閘的設(shè)計(jì)原則根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范.》SD133-84(下列簡(jiǎn)稱SD133-84),該閘按=4\*ROMANIV級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。(二)水位流量資料運(yùn)用狀況上游水位（米）下游流量（m3/s）正常蓄水0設(shè)計(jì)洪水校核洪水下游水位流量關(guān)系見(jiàn)表H下(m)Q(m3/S)(三)地形資料閘址附近，河道順直，河道橫部面靠近梯形，底寬18米，邊坡1:，河底高程米，兩岸地面高程米。(四)閘基土質(zhì)資料閘基河床地質(zhì)資料柱狀圖如圖所示層序高程（M）土質(zhì)摡況=1\*ROMANI細(xì)砂=2\*ROMANII—組砂=3\*ROMANIII粘土閘址附近缺少粘性土料，但有足夠數(shù)量的混凝土骨料和砂料。閘基細(xì)砂及墻后回填砂料土工實(shí)驗(yàn)資料以下表；天然容重飽和容重內(nèi)摩擦角凝聚力不均勻系數(shù)相對(duì)密實(shí)度細(xì)砂22012砂土料32015細(xì)砂允許承載力為150KN/m2，其與混凝土底板之間的摩擦系數(shù)f=。(五)其它資料1.閘上交通為單車道，按汽-10設(shè)計(jì)，帶-50校核。橋面凈寬，總寬為。2.閘門采用平面鋼閘門，有3米，4米，5米三種規(guī)格閘門。3.該地區(qū)地震設(shè)計(jì)烈度為4度。4.閘址附近河道有干砌石護(hù)坡。5.數(shù)年平均最大風(fēng)速12米/秒，吹程公里。第三節(jié)工程綜合闡明書(shū)本工程為Ⅳ級(jí)攔河閘。設(shè)計(jì)采用開(kāi)敞式水閘。水閘由上游連接段、閘室段、下游連接段三部分構(gòu)成。閘室段位于上、下游連接段之間。是水閘工程的主體。其作用是控制水位、調(diào)節(jié)流量。涉及閘門、閘墩、邊墩、底板、工作橋、檢修便橋、交通橋、啟閉機(jī)等。上游連接段的作用是將上游來(lái)水平順地引進(jìn)閘室。涉及兩岸的翼墻、護(hù)坡、鋪蓋、護(hù)底和防沖槽。下游連接段的作用是引導(dǎo)過(guò)閘水流均勻擴(kuò)散。通過(guò)消能防沖設(shè)施。以確保閘后水流不發(fā)生有害的沖刷。涉及消力池、海漫、防沖槽以及兩岸的翼墻和護(hù)坡。第二章水力計(jì)算第一節(jié)閘室的構(gòu)造型式及孔口尺寸擬定﹙一﹚閘孔型式的選擇該閘建在天然河道上，河道橫部面靠近梯形，因此采用開(kāi)敞式閘室構(gòu)造。該閘建在天然河道上，為了滿足泄洪、沖沙、排污的規(guī)定，宜采用構(gòu)造簡(jiǎn)樸，施工方便，自由出流范疇較大的無(wú)坎寬頂堰，考慮到閘基持力層是粘細(xì)砂，土質(zhì)普通，承載能力不好，并參考該地區(qū)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)普通狀況下，攔河閘的底板頂面可與河底齊平。即閘底板頂面（即堰頂）與西通河河底齊平，因此高程為m。（二）閘孔尺寸的擬定初擬孔口尺寸，該閘的尺寸必須滿足攔洪澆灌以及泄洪的規(guī)定。1.計(jì)算閘孔總凈寬(1)在設(shè)計(jì)狀況下：①、上游水H==②、下游水深=、下泄流量Q=則上游行近流速：V0=Q/A根據(jù)和斷面尺寸：A=﹙b＋﹚H=﹙18+×﹚×＝其中b為河道寬：b=18m為邊坡比：m=1:V0=Q/A==s H0=H﹢αv2/2（取α＝﹚=﹢﹙2×﹚＝則==>故屬于沉沒(méi)出流。(2)校核狀況：①、上游水H==②、下游水深==③、下泄流量Q=則上游行近流速：V0=Q/A根據(jù)和斷面尺寸：A=﹙b＋﹚H=﹙18+×﹚×＝其中b為河道寬：b=18m為邊坡比：m=1:V0=Q/A==sH0=H﹢αv2/2g﹙取α＝﹚=﹢﹙2×﹚=則==>,故屬于沉沒(méi)出流。(3)擬定閘孔寬度由以上成果可得，則按水流成堰流時(shí)并且為沉沒(méi)出流，計(jì)算根據(jù)《水工建筑物》H==H=(195)\#"#,##0"，由寬頂堰沉沒(méi)出流公式：Q=σmεB02gH03/2根據(jù)，查SL-265-,附錄，查得沉沒(méi)系數(shù)σ=，對(duì)無(wú)坎寬頂堰：m=假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)=HHH1在設(shè)計(jì)狀況下：由公式Q=σmεB02g因此，在設(shè)計(jì)狀況下B=在校核狀況下：B=整頓上述計(jì)算以下表計(jì)算狀況上游水深H下游水深流量Q行進(jìn)流速行進(jìn)水頭沉沒(méi)系數(shù)б流量系數(shù)m側(cè)收縮系數(shù)ε設(shè)計(jì)狀況下校核狀況下2.閘孔孔數(shù)n及單孔凈寬單孔寬度根據(jù)水閘使用規(guī)定，閘門型式及啟閉機(jī)容量等因素，并參考閘門尺寸選定。由>比較得，取凈寬較大的值，則取=。以上為的第一次近似值，據(jù)此可計(jì)算的第二次近似值，按=，及閘墩邊形狀，查《水力學(xué)》，得ξ0=，ξk=。側(cè)收縮系數(shù)按式計(jì)算為：ε=1-0.2=×[+（3-1）×]×9=凈寬的第二次計(jì)算近似值為B=再將凈寬的第二次近似值代入式中，可得QUOTEε=，再次試算后仍得=，計(jì)算得出=,根據(jù)所給閘門的型號(hào)尺寸，則選擇孔數(shù)n=3，每孔凈寬=，則閘孔總凈寬=×3=,3.閘孔泄流能力校核中墩采用鋼筋混凝土構(gòu)造，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-,取中墩厚d=,墩首、墩尾均采用尖圓形。邊墩厚度為，墩首、尾采用半圓形。根據(jù)擬定的閘孔尺寸凈寬=，用設(shè)計(jì)狀況進(jìn)行檢查。根據(jù)堰流公式：Q=σmεB02g=則:Q實(shí)-QQ實(shí)際過(guò)流能力滿足泄水的設(shè)計(jì)規(guī)定由此得該閘的孔口尺寸擬定為：選擇孔數(shù)n=3，每孔凈寬=，2個(gè)中墩各厚d=，邊墩厚度為，閘孔總凈寬=，閘室總長(zhǎng)度B=3×+2×=。第二節(jié)消能防沖型式水閘閘門啟動(dòng)時(shí)，下泄水流含有較高能量，為避免高速水流及波狀水躍的沖擊等不利作用，閘下應(yīng)采用防沖方法。（一）消能型式水閘上、下游水頭普通較低，下游普通為土基，宜采用底流式消能。因此，消能設(shè)計(jì)的重要任務(wù)是擬定下游消力池深度與長(zhǎng)度，護(hù)坦型式與構(gòu)造、海漫長(zhǎng)度與構(gòu)造一集防沖槽等。（二）消力池設(shè)計(jì)1．消力池設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)過(guò)閘流量不變，上游水位較高時(shí)往往是消力池設(shè)計(jì)的根據(jù)，而實(shí)際運(yùn)行中，流量卻是變化的。因而，消能設(shè)計(jì)根據(jù)應(yīng)是上游為較高水位、下游為較低水位時(shí)，通過(guò)某一流量，下泄水流能量E=γq△H最大時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)即為消力池設(shè)計(jì)根據(jù)。為了減少工程造價(jià)、確保水閘安全運(yùn)行，能夠規(guī)定閘門的操作規(guī)程，本次設(shè)中孔啟動(dòng)。分別啟動(dòng)不同高度進(jìn)行計(jì)算，找出消力池池深和池長(zhǎng)的控制條件。閘門的開(kāi)度擬分三級(jí)啟動(dòng)。第一級(jí)泄流量；待下游水位穩(wěn)定后，開(kāi)度增大至設(shè)計(jì)流量；最后待下游水位穩(wěn)定后，再增大開(kāi)度至最大下泄流量。消力池尺寸計(jì)算表啟動(dòng)高度e垂直收縮系數(shù)泄流量Q單寬流量q收縮水深躍后水深下游水深流態(tài)池深d消力池長(zhǎng)度水躍長(zhǎng)遠(yuǎn)離式水躍沉沒(méi)式水躍╲╲╲╲╲沉沒(méi)式水躍╲╲╲╲╲其中按下列公式計(jì)算垂直收縮系數(shù)與閘孔相對(duì)開(kāi)度有關(guān)，查《水力學(xué)》表9-8可得。泄流量：Q=流量系數(shù)：消力池深度:收縮水深：消能計(jì)算公式：出池落差:消力池長(zhǎng)：=其中消力池與閘底板以1:4的斜坡段連接水躍長(zhǎng)度：是出池河床水深是從消力池底板頂面算起的總勢(shì)能α為水流動(dòng)能校正系數(shù)取。β為水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)取。水躍沉沒(méi)系數(shù)=。流速系數(shù)。2．消力池深度d及消力池長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)論：通過(guò)計(jì)算上述計(jì)算可知，當(dāng)閘孔開(kāi)度為時(shí)滿足控制條件，其它兩組都不滿足條件，根據(jù)下列計(jì)算：下列泄流量Q=作為擬定消力長(zhǎng)度的計(jì)算根據(jù)。（1）消力池力池深根據(jù)SL265-,附表,則計(jì)算出消力池的有關(guān)參數(shù):==其中為出池落差、為出池河床水深、α為水流動(dòng)能校正系數(shù)取。則=×+=則計(jì)算出消力池池深d=，但為了穩(wěn)定泄流時(shí)的水流，根據(jù)規(guī)范取池深d=。（2）消力池長(zhǎng)度計(jì)算:由前面的計(jì)算，下列泄流量作為擬定消力池長(zhǎng)度計(jì)算的根據(jù)。略去行進(jìn)流速v0，則：=+=根據(jù)公式其中：=則：====水躍長(zhǎng)度：=消力池與閘底板以1:4的斜坡段連接，==×4=2，則消力池長(zhǎng)度：==2+×=因此取消力池長(zhǎng)度為。3．消力池底板厚度（1）消力池底板厚度，為減少作用于底板揚(yáng)壓力，消力池底板能夠做成透水的，始端厚度可按抗沖和抗浮規(guī)定擬定。抗沖抗浮其中為消力池底板計(jì)算系數(shù)取，為消力池進(jìn)口處的單寬流量，為對(duì)應(yīng)于單寬流量的上、下游水位差。此構(gòu)造按抗沖條件計(jì)算得:消力池底板厚度計(jì)算表流量(/)上游水深()下游水深()（/s·）()()計(jì)算取最大值=，故取消力池池底厚度取t=。（2）消力池構(gòu)造消力池普通可用漿砌石或混凝土建成，下設(shè)的卵石墊層，透水底板設(shè)排水孔，孔徑，孔距2，梅花狀布置，底部設(shè)反濾層。為使出閘水流在池中產(chǎn)生水躍，在消力池與閘底板連接處留一寬為的平臺(tái)，為了增強(qiáng)護(hù)坦班的抗滑穩(wěn)定性在消力池的末端設(shè)立齒墻，墻深1，寬為（三）防沖加固方法1.海漫水流通過(guò)消力池，雖已消除了大部分多出能量，但仍留有一定的剩余動(dòng)能，特別是流速分布不均、脈動(dòng)仍較激烈，含有一定的沖刷能力。因此護(hù)坦后仍需設(shè)立海漫等防沖加固設(shè)施，以使水流均勻擴(kuò)散，并將流速分布逐步調(diào)節(jié)到靠近天然河道的水流形態(tài)。（1）海漫的長(zhǎng)度計(jì)算由式：為海漫長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù)，根據(jù)閘基土質(zhì)為河床為細(xì)砂取=，為消力池出口處的單寬流量。海漫長(zhǎng)度計(jì)算表流量(/)上游水深()下游水深()（/s·）()()計(jì)算取表中最大值=24，河床寬度為18。（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(zhǎng)的水平段漿砌塊石，其頂面高程與護(hù)坦齊平。水平段后做成1：10的斜坡干砌塊石，以使河流均勻擴(kuò)散，調(diào)節(jié)流速分布，保護(hù)河床不受沖刷。漿砌塊石海漫上設(shè)排水孔，干砌塊石上設(shè)漿砌塊石格埂。海漫底部鋪設(shè)20cm厚的砂粒墊層。2．防沖槽海漫與下游渠道相交處，應(yīng)設(shè)防沖槽，以保護(hù)海漫免受沖刷。按下列公式：流量單寬流海漫末端水深設(shè)計(jì)洪水校核洪水根據(jù)計(jì)算防沖槽的深度太大，如按計(jì)算深度作為防沖槽深度、很不經(jīng)濟(jì)、施工也困難。故取防沖槽深度為，槽頂高程與海漫末端齊平，底寬取5。上游邊坡系數(shù)為2，下游邊坡系數(shù)為3。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構(gòu)成，對(duì)于砂土層地基普通采用直板樁和鋪蓋增加防滲長(zhǎng)度，地下輪廓的設(shè)計(jì)重要涉及底板，防滲鋪蓋，板樁等的設(shè)計(jì)。1.底板底板既是閘室的基礎(chǔ)，又兼有防滲、防沖刷的作用。它既要滿足上部構(gòu)造布置的規(guī)定，又要滿足穩(wěn)定及本身的構(gòu)造強(qiáng)度等規(guī)定。（1）底板順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度L：有經(jīng)驗(yàn)公式：L==×為了滿足上部構(gòu)造布置的規(guī)定，L必須不小于交通橋?qū)挕⒐ぷ鳂颉⒐ぷ鞅銟蚣捌渲g間隔的總和，即取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，普通為～由此初擬底板厚度d=（3）底板構(gòu)造：底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，采用C20混凝土，上下游兩端各設(shè)深的齒墻嵌入地基，底板分縫設(shè)以“v”型銅片止水，由于地基為砂性土的細(xì)砂地基，抵抗?jié)B流變形的能力較差，滲流系數(shù)也較大，由此得在底板兩端分別設(shè)立不同深度的板樁，由于普通為水頭的（～）倍，由水頭大小可知，上游端設(shè)板樁深為，下游端不設(shè)板樁。2.鋪蓋鋪蓋用鋼筋混凝土構(gòu)造，采用C20，其長(zhǎng)度為上下游最大水位差的（3～5）倍，則取鋪蓋L=，鋪蓋厚度為。鋪蓋兩端各設(shè)設(shè)深的小齒墻，其頭部不再設(shè)防沖槽，為了避免上游河床的沖刷，鋪蓋上游設(shè)塊石護(hù)底，厚為，其下設(shè)厚的砂石墊層。順?biāo)鞣较蛟O(shè)立永縫，縫距為8。3.板樁(1)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn):用鋼筋混凝土板樁，板樁長(zhǎng)度3，厚度,寬度。(2)板樁的構(gòu)造：采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，樁的兩側(cè)做成舌槽形，方便互相貼緊，板樁與閘室的連接形式是把板樁頂嵌入底板面特留的的凹槽內(nèi)，樁頂填塞可塑性較大的不透水材料4.其它防滲設(shè)施側(cè)向防滲重要靠上游翼墻和邊墩，則上游翼墻為曲線形式，從邊墩開(kāi)始向上游延伸至鋪蓋頭部，以半徑為米的圓弧插入岸坡。閘底板的上、下游端均設(shè)立齒墻，用來(lái)增強(qiáng)閘室的抗滑穩(wěn)定，并延長(zhǎng)滲徑，齒墻深1m。總而言之閘基防滲的計(jì)算必須的防滲長(zhǎng)度滿足:L=C·△H△H為上下游最大水位差，則△H=,C為允許滲徑系數(shù)值，由于為砂性土則取C=。得最小允許防滲長(zhǎng)度L=C·△H=×=。則地下輪廓布置見(jiàn)下圖。實(shí)際閘基防滲長(zhǎng)度L:L=+++11+++3+1++10++1+=則L=＞L=閘基防滲長(zhǎng)度滿足規(guī)定第二節(jié)防滲和排水設(shè)計(jì)及滲入壓力計(jì)算采用改善阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算為了便于計(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墻均較淺，能夠?qū)⑺鼈兒?jiǎn)化成短板的形式以下圖：1.擬定地基的有效深度根據(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替代實(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=12+14=26m;地下輪廓的垂直投影長(zhǎng)度S=。L0/S=26/5=＞5時(shí),故地基的有效深度==13m。而地基的實(shí)際計(jì)算深度=則＜，故地基的實(shí)際計(jì)算深度==。2．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。如上圖，1、8段為進(jìn)出口段，2、4、5、7則為內(nèi)部垂直段，3、6、二段為內(nèi)部水平段。（1）設(shè)計(jì)洪水位狀況各流段阻力系數(shù)為編號(hào)名稱計(jì)算公式①進(jìn)出口段⑧②內(nèi)部垂直段④⑤⑦③內(nèi)部水平段====12⑥====△H=。根據(jù)水流的持續(xù)條件，通過(guò)各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等。①各流段的水頭損失的計(jì)算QUOTEhi=ΔHξ×ξ========②進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)β1β===1m則得：β1=＜[β進(jìn)水口段水頭損失的修正為：=β1×h1=×=進(jìn)口段水頭損失的修正量為：Δh=－=修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移給相鄰各段+=>因此===+（）=.同樣對(duì)出口段修正以下β===2m則得：β2=＜[β出口段的水頭損失修正為=β2×h=進(jìn)口段水頭損失的修正量為：=-=將該修正量轉(zhuǎn)移給相鄰各段，則=+=③計(jì)算各角點(diǎn)的修正后的滲壓水頭：由上游進(jìn)口段開(kāi)始，逐次向下游從作用水頭值△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：==-==-==-==-==-==-==-==-=0④作出滲入壓力分布圖：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，則作出設(shè)計(jì)洪水位是滲入壓力分布圖設(shè)計(jì)洪水位時(shí)滲入壓力分布圖單位寬度底板所受滲入壓力：=×(+)×14×1=×（+）×14×1=單位寬鋪蓋所受的滲入壓力：=×(+)×12×1=×（+）×12×1=2．校核洪水位狀況各流段阻力系數(shù)為編號(hào)名稱計(jì)算公式①進(jìn)出口段⑧②內(nèi)部垂直段④⑤⑦③內(nèi)部水平段====12⑥====△H=。根據(jù)水流的持續(xù)條件，通過(guò)各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等.①各流段的水頭損失的計(jì)算QUOTEhi=ΔHξ×ξ========②進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)β1β===1m則得：β1=＜[β進(jìn)水口段水頭損失的修正為：=β1×h1=×=進(jìn)口段水頭損失的修正量為：Δh=－=修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移給相鄰各段+=>因此===+（）=.同樣對(duì)出口段修正以下β===2m則得：β2=＜[β出口段的水頭損失修正為=β2×h=進(jìn)口段水頭損失的修正量為：=-=將該修正量轉(zhuǎn)移給相鄰各段，則=+=③計(jì)算各角點(diǎn)的修正后的滲壓水頭：由上游進(jìn)口段開(kāi)始，逐次向下游從作用水頭值△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：==-==-==-==-==-==-==-==-=④根據(jù)以上計(jì)算作出校核洪水位是滲入壓力分布圖,如圖校核洪水位時(shí)滲入壓力分布圖單位寬度底板所受滲入壓力：=×(H6+H7)×14×1=單位寬鋪蓋所受的滲入壓力：=×(H3+H4)×12×1=3.抗?jié)B穩(wěn)定驗(yàn)算閘底板水平段的平均滲入坡降和出口處的平均逸出坡降：（1）閘底板水平段的平均滲入坡降為：設(shè)計(jì)狀況校核狀況（2）滲流出口處的平均逸出坡降為設(shè)計(jì)狀況校核狀況，因此閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的規(guī)定。第三節(jié)排水設(shè)施及細(xì)部構(gòu)造為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。排水反濾層普通是2-3層不同粒徑的砂和砂礫石構(gòu)成的。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐級(jí)增大。反濾層的材料應(yīng)當(dāng)是能抗風(fēng)化的砂石料，并滿足被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過(guò)反濾層，各層次的粒不得發(fā)生移動(dòng)，相鄰兩層間，較小一層的顆粒不得穿過(guò)較粗一層的空隙，反濾層不能被阻塞。應(yīng)含有足夠的透水性，以確保排水暢通。同時(shí)還應(yīng)確保耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應(yīng)不隨時(shí)間的推移和環(huán)境的變化而變差。本次設(shè)計(jì)中的反濾層有碎石、中砂和細(xì)砂構(gòu)成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細(xì)砂。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。具體敘述見(jiàn)第三章第一節(jié)。底板順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度L=14m，底板厚度d=。（2）閘墩閘墩承受閘門傳來(lái)的水壓力，也是壩頂橋梁的支撐。閘墩順?biāo)较虻拈L(zhǎng)度取與底板相似，取。閘墩為鋼筋混凝土構(gòu)造，中墩厚均為。邊墩與岸墻合二為一，采用重力式構(gòu)造。閘墩上游部分的頂部高程在泄洪時(shí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加對(duì)應(yīng)的安全超高；擋水時(shí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加波浪計(jì)算高度加安全超高。水位高程安全加高波浪計(jì)算高程閘頂高程閘墩高程擋水時(shí)設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位泄水時(shí)設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位由已知的數(shù)年平均最大風(fēng)速為12m/s，吹程為公里，計(jì)算破浪高：根據(jù)官?gòu)d水庫(kù)公式：m其安全超高查SL265-，表得，泄水時(shí)：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)為。校核洪水位時(shí)為；擋水時(shí)：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)為。校核洪水位時(shí)為。根據(jù)表格得，閘墩高度為。閘墩下游部分的高度只要比下游最高水位適宜高些，不影響泄流即可。由于校核洪水位時(shí)下游最高水位▽=，由此取閘墩下游部分的頂部高程為▽=，閘墩上設(shè)兩道門槽（檢修門槽和工作門槽），檢修門槽在上游，槽深為，寬，工作槽槽深為，寬。兩者相距。具體位置見(jiàn)下圖。下游不設(shè)檢修門，閘墩下游頭部均為流線形。第二節(jié)閘門和啟閉機(jī)閘門采用露頂式平面鋼閘門，則閘門頂高程為，閘門高，門寬為。查SL265-和《水閘》，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式:初估閘門自重.為門重，10KN，墩高度，為孔口寬度為，采用滾輪式支承=，采用普通低合金鋼構(gòu)造=，由于H＜,取=，則得門自重,為滿足規(guī)定則取門。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，初預(yù)計(jì)啟門力，閉門力。則P為作用在門上的總水壓力（見(jiàn)圖），不計(jì)浪壓力的影響，作用在每米寬門上游面的水壓力：=1/2×××=作用在每米寬門上游面的水壓力：=1/2×××=則門上總的水壓力為：當(dāng)處在啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)：=×==×+×=當(dāng)處在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)：=（-）×=（）×==×，表達(dá)閘門能靠自重關(guān)閉，則不需加壓重塊協(xié)助關(guān)閉，根據(jù)計(jì)算所需的啟門力=，初選單吊點(diǎn)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)QPQ-80，機(jī)架外輪廓J=1473mm（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）工作橋工作橋的寬度不僅要滿足啟閉機(jī)布置的規(guī)定，且兩側(cè)應(yīng)留有足夠的操作度，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=+2×+2×+2×=，故取工作橋凈寬。工作橋?yàn)榘辶菏綐?gòu)造，預(yù)制裝配，兩根主梁高，寬，中間活動(dòng)鋪板厚。其構(gòu)造見(jiàn)圖。工作橋構(gòu)造圖為了確保啟閉機(jī)的機(jī)腳螺栓安置在主梁上，主梁間的凈距為。在啟閉機(jī)機(jī)腳處螺栓處設(shè)兩根橫梁,其寬，高為，工作橋設(shè)在實(shí)體排架上，排架的厚度即閘墩門槽處的頸厚為，排架順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度為，寬。則排架高=門高+富裕高度+上游頂高程=++=。（二）公路橋在下游閘墩部分?jǐn)R置公路橋，橋面高程為▽=，梁的截面尺寸×，橋面凈寬為，總寬。（三）檢修便橋?yàn)榱吮阌趯?duì)閘門進(jìn)行檢修、觀察、在檢修門槽處設(shè)立有檢修便橋。橋?qū)挕蛏順?gòu)造僅為兩根嵌置于閘墩內(nèi)的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，梁高，寬。梁中間鋪設(shè)厚的鋼筋混凝土板。由于檢修閘門使用頻率低，故不需設(shè)固定啟閉機(jī)，檢修時(shí)可采用臨時(shí)啟閉設(shè)備。第四節(jié)閘室的分縫和止水設(shè)備水閘沿軸線每隔一定距離必須設(shè)立沉陷縫，兼作溫度縫，以免閘室因不均勻沉陷及溫度變化產(chǎn)生裂縫。縫距普通為15-30m、縫寬為2-3cm。整體式底板閘室沉陷縫。普通設(shè)在閘墩一孔、兩孔或三孔一聯(lián)為獨(dú)立單元。其優(yōu)點(diǎn)是確保在不均勻沉降時(shí)閘孔不變形，閘門仍正常工作。但凡有防滲規(guī)定的縫，都應(yīng)當(dāng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直和水平兩種，前者設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻以及上游翼墻本身。后者設(shè)在鋪蓋，消力池與底板和混凝土鋪蓋，以及消力池本身的溫度沉降縫內(nèi)。本次設(shè)計(jì)縫寬為20mm，橫縫設(shè)在閘墩之間，閘墩與底板連在一起。止水設(shè)備：鉛直止水設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻間采用水平止水設(shè)備。第五章閘室穩(wěn)定計(jì)算第一節(jié)荷載及其組合（一）荷載狀況水閘承受的荷載重要由：自重、水重、水平水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、地震等。荷載組合分基本組合和特殊組合。基本組合按完建無(wú)水期和設(shè)計(jì)洪水位狀況，特殊組合按校核洪水位狀況荷載組合計(jì)算狀況自重靜水壓力揚(yáng)壓力浪壓力地震荷載基本組合完建無(wú)水期√設(shè)計(jì)洪水位狀況√√√√特殊組合校核洪水位狀況√√√√（二）荷載計(jì)算1.完建期的荷載荷載計(jì)算重要是閘室及上部構(gòu)造自重，取中間閘室為單元進(jìn)行計(jì)算。完建期的荷載重要涉及閘底板重力，閘墩重力，閘門重力、工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力、公路橋重力和檢修便橋重力、取鋼筋混凝土的容重為25。底板重力為：=14×1××25+×（2+1）×1××25×2=3995閘墩重力：則每個(gè)中墩重：=×××25+×××25+×××25+×××25+2×××25+2×××25+2×××25=每個(gè)閘室單元有兩個(gè)中墩，則:=2=2×=4141閘門重=12，則兩個(gè)閘門重=工作橋重力:=（××+××+××1）×2×25+×××2×25+×4××25+×2××（+）×1×25+×××2×25=考慮到欄桿機(jī)橫梁重等取=520查《閘門與啟閉設(shè)備》QPQ-80啟閉機(jī)機(jī)身重，考慮到混凝土及電機(jī)重，每臺(tái)啟閉機(jī)重20,啟閉機(jī)重力=2×20=公路橋重力:=×××2×25+×××25+×1××2×25=考慮到欄桿重,取公路橋重為:=650檢修便橋重力：=×××25×2+×××25=考慮到欄桿及橫梁重力等去檢修橋重:=85。完建狀況下作用荷載和力矩計(jì)算表(對(duì)底板上游端B點(diǎn)求力矩)部位重力(KN)力臂(m)力矩(·m)↘↙底板399527965閘門①1237056②1266閘墩414128987工作橋5202860啟閉機(jī)①20②20110公路橋6506370檢修便橋85累計(jì)9455667242.設(shè)計(jì)洪水狀況下的荷載在設(shè)計(jì)洪水狀況下,閘室的荷載除了閘室本身的重力外,尚有閘室內(nèi)水的重力、浪壓力、水壓力、揚(yáng)壓力等。閘室內(nèi)水重:=×××=水平水壓力:首先計(jì)算波浪要素。由設(shè)計(jì)資料可知：數(shù)年平均最大風(fēng)速為12m/s，吹程為公里，計(jì)算破浪高：m則波浪破碎的臨界水深為：H=＞L/2=2=故為深水波：則有關(guān)荷載計(jì)算值以下：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)荷載圖=×××++×+×++×××=（→）=×（+）×××=（→）=×××=（←）=×（+2+）×××=浮托力：=×(1+2)×2×1××+1×10××+2×2×1××=1601(↑)滲入壓力:=×（+×）××××+×（×+）×××=(↑)設(shè)計(jì)洪水狀況下的荷載圖見(jiàn)上圖,設(shè)計(jì)洪水狀況下的荷載計(jì)算見(jiàn)表，設(shè)計(jì)洪水狀況下荷載和力矩計(jì)算對(duì)B點(diǎn)取矩荷載名稱豎向力（）水平力（）力臂（m）力矩（·）↓↑→←↘↙閘室構(gòu)造重力上游水壓力下游水壓力浮托力滲入壓力水重力累計(jì)3.校核洪水位狀況的荷載校核洪水位狀況時(shí)的荷載與設(shè)計(jì)洪水位狀況的荷載計(jì)算辦法相似。所不同的是水壓力、浪壓力、揚(yáng)壓力是對(duì)應(yīng)校核水位下列的水壓力、浪壓力、揚(yáng)壓力。閘室內(nèi)水重:=×××=水平水壓力:首先計(jì)算波浪要素。在校核水位下與設(shè)計(jì)下的波浪相似，故其波浪要素與設(shè)計(jì)狀況下的下同因此：=×××++×+×++×××=（→）=×（+）×××=（→）=×××=（←）=×（+2+）×××=（←）浮托力：F=×(1+2)×2×1××+1×10××+2×2×1××