水閘設(shè)計(jì)1培訓(xùn)講學(xué)

水閘設(shè)計(jì)1水閘設(shè)計(jì)流程閘孔設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)防滲排水設(shè)計(jì)閘室設(shè)計(jì)兩岸翼墻設(shè)計(jì)一、閘孔設(shè)計(jì)*主要內(nèi)容：閘孔型式、堰型的選擇、堰頂高程的確定、閘孔尺寸1.閘孔型式：不帶胸墻的開敞式閘孔型式2.堰型的選擇：平底板寬頂堰3.堰頂高程：與原河床高程相同

4.閘孔尺寸：孔數(shù)15，單孔凈寬10m一、閘孔設(shè)計(jì)4.閘孔尺寸：(1)判斷流態(tài)，選擇合適的計(jì)算公式

流量Q（m3/s）下游水深hs(m)上游水深H(m)過水?dāng)嗝娣e（m3）行進(jìn)流速（m/s）V02/2g(m/s)H0(m)設(shè)計(jì)流量20102.763.931061.11.890.184.11校核流量22653.214.231142.11.980.204.43流量Q（m3/s)下游水深hs(m)H0(m)hs≥0.8H0流態(tài)設(shè)計(jì)流量20102.764.11否非淹沒出流校核流量22653.214.43否非淹沒出流公式：一、閘孔設(shè)計(jì)4.閘孔尺寸：(2)計(jì)算步驟：①初擬側(cè)收縮技術(shù)ε=0.98,流量系數(shù)m=0.385，代入公式計(jì)算結(jié)果列入下表根據(jù)《閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》中的閘門尺寸和水頭系列標(biāo)準(zhǔn)，選定單孔凈寬b=10m和孔數(shù)n=15,計(jì)算閘孔總寬度，L=nb+(n-1)d=15×10+（15-1）×1=164m，式中：d為閘墩厚度，中閘墩厚度取1m，邊墩厚度取0.7m。并繪制閘孔布置圖。流量Q（m3/s)下游水深hs(m)H0(m)hs/H0淹沒系數(shù)總凈寬B0(m)設(shè)計(jì)流量20102.764.110.671144.2校核流量22653.214.430.721145.3一、閘孔設(shè)計(jì)4.閘孔尺寸：(2)計(jì)算步驟：②校核過水能力從表中數(shù)據(jù)可知，該擬定結(jié)果較為合理。計(jì)算情況H0（m）hs/H0бεQ(m3/s)I△QI/Q（%）設(shè)計(jì)情況4.110.6710.982090.54.0%校核情況4.430.7210.982337.23.2%二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽1.消力池*型式：深挖式*材料：鋼筋混凝土*尺寸：長×深（8.7m×0.4m），傾斜段坡度為1:4二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽1.消力池

②由于該設(shè)計(jì)沒有當(dāng)?shù)叵掠嗡慌c流量關(guān)系曲線的水文資料，故近似地按明渠均勻流求正常水深，即采用進(jìn)行計(jì)算，由于河流的寬度遠(yuǎn)大于河流的深度，可將河流的水力半徑近似等于河流的水力半徑，即，其中n為河床糟率，i為河床坡降，（查表得，n=0.0400，i=1/10000）①對于平頂堰，e/H≤0.65，為閘孔出流，反之為堰流，本題采用閘孔出流的方式進(jìn)行計(jì)算，（適用于平板閘門）二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽1.消力池二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽1.消力池①消力池深度：根據(jù)所選擇的控制條件，估算池深為1.50m②消力池長度：根據(jù)池深為0.40m，斜坡面坡度定為1:4則池長Lsj=40m③消力池構(gòu)造：<1>采用挖深式消力池，為了便于施工，消力池的底板做成等厚，為了降低底板下部的滲透壓力，在水平底板的后半部設(shè)置排水孔，孔下鋪設(shè)反濾層，排水孔孔徑為10cm，間距為2m，呈梅花形分布。<2>護(hù)坦與閘室，岸墻與翼墻之間，以及其本身沿水流方向均用縫分開，以適應(yīng)不均勻沉降和溫度變形?？p距15m④消力池厚度：根據(jù)防沖要求計(jì)算厚度，，取0.5m。式中為計(jì)算系數(shù)取0.2，q為相應(yīng)的單寬流量，為相應(yīng)的上下游水位差。二、消能防沖設(shè)計(jì)圖2消力池構(gòu)造圖二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽2.海幔*尺寸：<1>長：水平段10m，頂面高程與護(hù)坦齊平傾斜段水平投影38m，斜率1:15<2>厚：0.5m*材料：<1>水平段為漿砌石<2>傾斜段為干砌石，下面鋪15cm的砂墊層二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽2.海幔用公式，計(jì)算海漫長度，計(jì)算結(jié)果列入下表。其中為海漫長度計(jì)算系數(shù)，根據(jù)閘基地質(zhì)為礫質(zhì)粗砂選12，取計(jì)算結(jié)果的最大值則流量Q上游水深下游水深q△H′Lp10102.550.636.731.9236.6511702.791.047.801.7538.5513303.031.408.871.6340.3714903.251.759.931.5041.8616503.472.0711.001.4043.2918063.672.3812.041.2944.3820103.932.7613.401.1745.6921304.072.9714.201.1046.3222654.233.2115.101.0246.8622904.263.2515.271.0148.0024504.453.5216.330.9347.63二、消能防沖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.消力池、2.海幔、3.防沖槽3.防沖槽設(shè)在海漫末端，采用寬淺式梯形斷面防沖，槽深為2，底寬為5m，上游坡率為3，下游坡率為3。三、防滲排水設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1.防滲設(shè)計(jì)地下輪廓線的擬定（鋪蓋、板樁、底板）滲透壓力計(jì)算滲透坡降的驗(yàn)算2.排水設(shè)計(jì)在消力池護(hù)坦下設(shè)置水平排水層、垂直排水孔在上下游翼墻設(shè)置水平排水管（排除繞滲水和降低墻后地下水位）三、防滲排水設(shè)計(jì)1.防滲設(shè)計(jì)（1）底板：由于閘基土質(zhì)以砂性為主，故防滲設(shè)備采用鋪蓋與板樁相結(jié)合的形式，閘板上下游側(cè)設(shè)齒墻，板樁取長度4m，厚度為0.5m。閘板順?biāo)鞣较蜷L度，L=2.5×5.18=12.95m，取13m，厚度為1.5m。（2）鋪蓋設(shè)計(jì)：鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長度一般為2-4倍閘上水頭或3-5倍上下游水位差，擬取21m。鋪蓋厚一般為0.4～0.6m，擬取0.5m，鋪蓋上游端設(shè)1m深齒墻，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，厚度為0.3m，其下墊0.2m的砂石墊層。（3）板樁：板樁采用混凝土板樁，長度為4m，厚度為0.5m。三、防滲排水設(shè)計(jì)2.排水設(shè)計(jì)①水平排水：反濾層由碎石，中砂，細(xì)砂組成，其中上部為25cm厚的碎石，中部為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細(xì)砂。②鉛直排水：本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為2m，孔徑為10cm，呈梅花形布置，孔下設(shè)反濾層。③側(cè)向排水設(shè)計(jì)：在消力池兩岸翼墻設(shè)2~3層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排出墻后的側(cè)向繞滲水流。三、防滲排水設(shè)計(jì)1.防滲計(jì)算①地基有效深度的計(jì)算。L0=13+21=34m；S0=6.5m；;L0/S0=34/7.5=5.5＞5，故用Te=0.5L0計(jì)算得Te=0.5×34=17m＜T實(shí)，故取最小值Te=17m作為計(jì)算深度Te.分段阻力系數(shù)的計(jì)算。通過地下輪廓的各角點(diǎn)和尖端將滲流區(qū)域分成8個典型段三、防滲排水設(shè)計(jì)判斷修正各角偶點(diǎn)滲壓值三、防滲排水設(shè)計(jì)四、閘室設(shè)計(jì)1.底板：底板的結(jié)構(gòu)、布置、構(gòu)造在第四節(jié)已作了介紹，這里不在重復(fù)2.閘墩：閘墩順?biāo)鞣较虻拈L度與底板相同，為13m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚為1m，縫墩厚1.4m，邊墩厚0.7m。閘墩頂部高程在泄洪時應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加安全超高；關(guān)門時應(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；即▽1=26.23+0.64+0.5=27.37m（正常洪水位時）▽2=26.53+0.75+0.4=27.68m（校核洪水位時）閘墩壩頂高程取▽1、▽2中較大者，取28.00m。閘墩上設(shè)兩道門槽（檢修門槽、工作門門槽）。檢修門槽在上游，槽深0.3m，寬0.2m。工作門門槽深0.3m，寬0.6m。下游不設(shè)檢修門。閘墩上、下游頭部均為半圓形，R=0.5m。四、閘室設(shè)計(jì)──閘室布置四、閘室設(shè)計(jì)──閘室布置

4.檢修便橋：檢修橋的作用為放置檢修閘門，觀測上游水流情況，設(shè)置在閘墩的上游端。采用預(yù)制T型梁和活蓋板型式。尺寸如圖所示。5.交通橋：在工作橋下游側(cè)布置公路橋，閘上交通橋?yàn)閱诬嚨澜煌颍雌?10設(shè)計(jì)，履帶-50校核。橋面凈寬為4.5m總寬5.5m，采用鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)。每米橋長大約80kN。四、閘室設(shè)計(jì)──閘室布置四、閘室設(shè)計(jì)──穩(wěn)定計(jì)算

取中間一個獨(dú)立的閘室單元進(jìn)行分析，閘室結(jié)構(gòu)布置如下圖取中間一個獨(dú)立的閘室單元進(jìn)行分析，閘室結(jié)構(gòu)布置如下圖四、閘室設(shè)計(jì)──穩(wěn)定計(jì)算1.荷載（1）完建期荷載。完建期的荷載主要閘底板重力G1、閘墩重力G2、閘門重力G3、工作橋及啟閉機(jī)重力G4、工作橋重力G5和檢修便橋重力G6。取混凝土的容重為25kN/m3。①底板重力為：G1=13×1.5×33×25+0.5×（1+2）×1×33×25×2=18562.5kN②閘墩重力：每個中閘墩G2′=3.14×0.52×5.7×25+（12×1-0.2×0.2×2-0.3×0.6×2）×5.7×25+2.2×0.4×6.7×25=1906.6kN每個閘室單元有三個中墩，則G2=3G2′=3×1906.6=5720kN④工作橋重力為

G4′=2×0.92×0.35×33×25+0.5×（0.08+0.12)×0.19×33×2×25+0.15×0.12×33×2×25+0.06×1.3×33×25=656.7kN考慮到欄桿及橫梁重力等，取G4′=700kNQPQ-2×20啟閉機(jī)機(jī)重52kN，考慮到機(jī)架混凝土及電機(jī)重，每臺啟閉機(jī)的重量為65kN，啟閉機(jī)重力G4″=3×65=195kNG4=G4′+G4″=700+195=895kN⑤公路橋重力：公路橋每米重60kN，考慮到欄桿重量，則公路橋重為G5=80×33+100=2740kN⑥檢修便橋重為G6=2×0.3×0.8×33×25+0.5×（0.1+0.3）×0.2×33×2×25+0.06×1.3×33×25=790kN考慮欄桿自重，取G6=850kN四、閘室設(shè)計(jì)──穩(wěn)定計(jì)算（2）設(shè)計(jì)洪水下的荷載。在設(shè)計(jì)洪水下，閘室荷載除了閘室結(jié)構(gòu)的重力外，還包括閘室內(nèi)水的重力、浪壓力、水壓力、揚(yáng)壓力等。四、閘室設(shè)