水闸设计课程模板.docx

目录一、工程概述1一、31三、工程综合阐明书2第二章水力计算3一、闸室的构造形式和孔口寸确定3二、消能防冲设计4第三章水闸防渗和排水设计6一、闸底轮廓布置6二、防渗和排水设计和渗透压力计算6三、防渗排水设施和细部构造9第四章闸室的布置和构造-10一、闸底板、闸墩10二、工作桥、公路桥、检修便桥12、I利I/Jj枳I-14四、闸室的分缝和止水设备16第五章闸室的稳定计算18一、荷载和其组合-18二、地基应力验算20第六章上下游建筑物21-2121一、连接建筑物的作用二、两岸建筑物的选用第一章总论一、工程概述本枢纽位于某河下游，重要任务是壅高水位，以满足河流两岸引水浇灌规定，并合适照顾到工业给水、陆路交通等。枢纽由泄洪闸、灌区进水闸等构成。枢纽建成后可浇灌农田5.5万亩。规定闸顶公路净宽4.5m（如图1）图一枢纽平面布置图I-泄洪闸2-进水闸3-闸上公路二、基本资料1、上下游河道底宽2°米,边坡1：1.5。泄洪闸设计过闸流量1006'/S,对应上游水位为1°米，下游水位6°米。校核流量为17063/s,对应上游水位为V6.50米。此水闸（泄洪闸）为HI等3级建筑物。2、河道上游正常蓄水位为V5°米，最高蓄水位为V6°米，下游水位2.5米。泄洪闸下游河道水位流量关系如表1：水位（米）3.203.704.104.454.805.105.355.60流量（加3s）1234567800000000水位（米）56666666.80.00.10.20.25.30.33.40流量画/5）911111110001020304050703、泄洪闸上下游底高程V1°米，闸底板高程与河底齐平。4、闸址处地形平缓，堤顶高程在75m左右。5、闸址持力层为中细砂夹粉土，地基承载力为8°KN/m?6、闸址附近数年平均最大风速为12ms,沿水面从水闸上游面到对岸的最大垂直距离为2km。1、回填土料闸底板下砂垫层C=°,0=30,7干=j5KN.两岸翼墙后回填土料c=o0=30,/干=15KN/"J7湿=15KN7饱=19KNtni，O8、闸顶公路桥汽车荷载为汽车一10级，行车路面净宽4.5m,两侧各加0.75m宽的人行道。9、工作闸门可用钢或钢筋混凝土平面闸门，检修闸门可选用登梁门。启闭机用螺杆式或卷扬式固定启闭机。三、工程综合阐明书1、闸室的构造型式和孔口尺寸确定2、消能防冲设计3、防渗和排水设计和渗透压力计算4、防渗排水设施和细部构造5、闸底板、闸墩6、工作桥、公路桥、检修便桥7、闸门和启闭机8、闸室的分缝和止水设备9、荷载和其组合10、地基应力计算11、闸室稳定验算12、上游连接建筑物13、卜游连接建筑物AA*>1弟一草水力计算第一节闸室的构造形式和孔口寸确定1) 由于已知上下游水位，可推算上游水头和卜游水深，如表表上游水头计算表计算状况流量Q下游水深忙上游水深H过水断面面积行近流速v2g上游水头HII设计水位1005.05.1140.020.7140.05.1326校核水位1705.45.5155.381.0940.05.56612) 闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，鉴别与否为沉没出流。表沉没出流鉴别表计算状况下游水深hs上游水头H00.8H0hi>0.8Ho流态设计水位5.05.134.15>4.1沉没出流校核水位5.45.564.455.4>4.45沉没出流3) 按照闸孔净宽计算公式，根据设计洪水和校核洪水两种状况分别计算，m为堰流流量系数，取0.385.计算流量下游水上游水沉没系侧收缩系Bu状况Q深A头HO数。数£设计1005.05.130.0.5460.90910.水位97517校核1705.45.560.0.5490.90915.表闸孔总净宽计算表水位97122根据水利水电工程闸门规范中闸孔尺寸和水头系数原则，选定单孔净宽b0=5m,同步为了保证闸门对称启动，防止不良水流形态，选用3孔，由于闸基为软基河床，选用整体式底板，中墩、边墩均为Imo1=nb0+(n-1)d=3×5+2×1=174）校核泄洪能力。根据孔口与闸墩的尺寸计算侧收缩系数，查水闸设计规范，成果如下:对于中墩孔一：b+dz对于边墩孔一生=0.833,得O=O.9735+11b+bb5+10.15+0.5=0.319,得%=0.912n1g,+n2¾n1+n222x0.993+0.912根据选定的孔口尺寸（3孔，每孔5米）与上下游水位，深入计算流量如表:表2.14过流能力校核计穿表计算流量堰上水mQ校核过流状况Q头HiI能力设计1005.130.3850.5460.951555.5%流量5校核1705.560.3850.5490.951752.9%流量5设计状况超过规定5%的规定，阐明孔口尺寸有些偏大，但根据校核状况满足规定，因此不再进行孔口尺寸的调整闸孔尺寸布置如图_工卜|引-T卜由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，因此采用底流式消能。设计水位或校核水位时，闸门全开泄洪水，为沉没出流，不必消能。闸前为正常高水位6m,部分闸门局部启动，只宣泄较小流量时，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，需设置对应的消能设施，为了保证无论何种高度的状况下均能发生沉没式水跃消能，因此采用闸前水深H=5.0m,闸门局部启动状况，作为消能防冲设计的控制状况。按消力池计算公式计算，成果列如下表：过h单hh克11动动闸S宽Ccw(m态深jki流(流()数度量In)量in)m)1O1212O2-O.54.4.42.05.88.308.2.0112315O2O.O118.0.02.05.59.62.9OO.025.732.5814318O3O.O11.50.6.45.05.12.938.35O1.056.643.313O4312O2-O.53.2.56.05.88.308.2.0519415O2-O.03.9.68.05.59.62.9.1111518O3-O.521.8.2.05.12.938.35.16收2.2.1消力池计算表消力池的深度与长度由计算表可知水流流态皆为沉没出流，因此消力池池深为05m,尺长由表可得为13.5m,消力池的构造采用下挖式消力池，为了以便施工，消力池的底板采用做成等厚，为了减少底板下口勺渗透压力,在水平底板的后半部分设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔直径IOCn1,间距为2m,成梅花形海漫长度:布置，消力池底板t=°2x12x,5.3.35=0.65,故取其构造尺寸见下图。1=KSJqSJH海漫的长度可按卜.列经验公式计算:海漫纵断面示意图如V：由于水流速度沿海漫全长逐渐减小，故将海漫提成两段。紧接消力池U勺一段呈水平状，背面呈斜坡状，坡度1:10。海漫所用的材料，水平段采用浆砌石材料，余下的采用干砌石构造。块石直径不小于30cm,厚度为60cm。海漫段设计排水孔，下设反滤层。第二章水闸防渗和排水设计第一节闸底轮廓布置1、防渗设计的目的防止闸基渗透变形;减小闸基渗透压力;减少水量损失;合理选用地下轮廊尺寸。2、布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板卜的渗透压力;在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。3、地卜轮廓布置对于粘性土地基，一般不采用垂直板桩防渗。故地下轮廓重要包括底板和防渗铺盖。第二节防渗和排水设计和渗透压力计算闸底板地下轮廓线（单位；mm）地基有效深度的计算。渗流区域分段图（单位；mm）o=1.5+O.441进口段和出口段11Jv=Incot-G-I内部垂直段14It).1-0.7(Si+52)内部水平段v分段编号分段名称S(m)S(m)S2(m)T(m)1(m)阻力系数1h,(m)h1,(m)进口0.512一0.4540.10.046水平O211.5120.9220.280.36垂直211.52.850.880.88水平一OO9.510.10.030.03垂直110.52.790.860.86水平1110.5100.820.250.25垂直I一10.5一2.790.860.86水平OO9.510.10.030.06出口1.5110.5170.160.13合计11.3433.53.5各段渗透压力水头损失段别s,B，h0,