水閘畢業(yè)設(shè)計(jì)水閘設(shè)計(jì)

水閘設(shè)計(jì)說明書SLUICEDESIGNSPECIFICATION設(shè)計(jì)題目：水閘工程學(xué)院名稱：專業(yè)名稱：水利水電工程班級(jí)名稱：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：教師職稱：年月日目錄HYPERLINK一、設(shè)計(jì)任務(wù) 1HYPERLINK二、設(shè)計(jì)基本資料 1HYPERLINK2.1概述 1HYPERLINK2.1.1防洪 1HYPERLINK2.1.2灌溉 1HYPERLINK2.1.3引水沖淤 2HYPERLINK2.2規(guī)劃數(shù)據(jù) 2HYPERLINK2.2.1孔口設(shè)計(jì)水位、流量 2HYPERLINK2.2.2閘室穩(wěn)定計(jì)算水位組合 2HYPERLINK2.2.3消能防沖設(shè)計(jì)水位組合 2HYPERLINK2.3地質(zhì)資料 2HYPERLINK2.3.2閘基土工試驗(yàn)資料 3HYPERLINK2.4閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3HYPERLINK2.5其它有關(guān)資料 3HYPERLINK2.5.1閘上交通 3HYPERLINK2.5.2三材 4HYPERLINK2.5.3地震資料 4HYPERLINK2.5.4風(fēng)速資料 4HYPERLINK三、樞紐布置 4HYPERLINK3.1防沙設(shè)施 4HYPERLINK3.2引水渠的布置 4HYPERLINK3.3進(jìn)水閘布置 4HYPERLINK3.3.1閘室段布置 4HYPERLINK3.3.2上游連接段布置 5HYPERLINK3.3.3下游連接段布置 5HYPERLINK四、水力計(jì)算 5HYPERLINK4.1閘孔設(shè)計(jì) 5HYPERLINK4.1.1閘室結(jié)構(gòu)形式 5HYPERLINK4.1.2堰型選擇及堰頂高程的確定 6HYPERLINK4.1.3孔口尺寸的確定 6HYPERLINK4.2消能防沖設(shè)計(jì) 8HYPERLINK4.2.1消力池的設(shè)計(jì) 8HYPERLINK4.2.2海漫的設(shè)計(jì) 10HYPERLINK4.2.3防沖槽的設(shè)計(jì) 10HYPERLINK五、防滲排水設(shè)計(jì) 11HYPERLINK5.1地下輪廓設(shè)計(jì) 11HYPERLINK5.1.1底板 11HYPERLINK5.1.2鋪蓋 11HYPERLINK 11HYPERLINK5.1.4排水、止水 12HYPERLINK5.1.5防滲長度驗(yàn)算 12HYPERLINK5.2滲流計(jì)算 12HYPERLINK5.2.1地下輪廓線的簡化 12HYPERLINK5.2.2確定地基的有效深度 13HYPERLINK5.2.3滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算 13HYPERLINK5.2.4滲透壓力計(jì)算： 14HYPERLINK5.2.5抗?jié)B穩(wěn)定驗(yàn)算 16HYPERLINK六、閘室布置與穩(wěn)定計(jì)算 17HYPERLINK6.1閘室結(jié)構(gòu)布置 16HYPERLINK6.1.1底板 17HYPERLINK6.1.2閘墩 17HYPERLINK6.1.3胸墻 17HYPERLINK6.1.4工作橋 17HYPERLINK6.1.5檢修便橋 18HYPERLINK6.1.6交通橋 18HYPERLINK6.2閘室穩(wěn)定計(jì)算 19HYPERLINK6.2.1荷載計(jì)算 19HYPERLINK6.2.2穩(wěn)定計(jì)算 25HYPERLINK七、閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27HYPERLINK7.1閘墩設(shè)計(jì) 27HYPERLINK7.2底板結(jié)構(gòu)計(jì)算 28HYPERLINK7.2.1閘基的地基反力計(jì)算 28HYPERLINK7.2.2不平衡剪力及剪力分配 30HYPERLINK 31HYPERLINK7.2.4彎矩計(jì)算 32HYPERLINK 36HYPERLINK 37HYPERLINK八、兩岸連接建筑物 37HYPERLINK九、水閘細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 38HYPERLINK十、基礎(chǔ)處理 38HYPERLINK十一、總結(jié) 38HYPERLINK參考文獻(xiàn) 40水閘課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1、設(shè)計(jì)任務(wù)興化閘為無壩引水進(jìn)水閘，該樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進(jìn)水閘組成，本次設(shè)計(jì)主要任務(wù)是確定興化閘的型式、尺寸及樞紐布置方案；并進(jìn)行水力計(jì)算、防滲排水設(shè)計(jì)、閘室布置與穩(wěn)定計(jì)算、閘室底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，繪出樞紐平面布置圖及上下游立視圖。2、設(shè)計(jì)基本資料2.1概述興化閘建在興化鎮(zhèn)以北的興化渠上，閘址地理位置見圖2-2-1。該閘的主要作用有防洪、灌溉和引水沖淤。7.0北至大成港9.0渠化11.0興閘管所興化閘興化河興化鎮(zhèn)圖2-2-1閘址位置示意圖（單位：m）2.1.1防洪當(dāng)興化河水位較高時(shí)，關(guān)閘擋水，以防止興化河水入侵興化渠下游兩岸農(nóng)田，保護(hù)下游的農(nóng)田和村鎮(zhèn)。2.1.2灌溉灌溉期引興化河水北調(diào)，以灌溉興化渠兩岸的農(nóng)田。2.1.3引水沖淤在枯水季節(jié)，引興化河水北上至下游的大成港，以沖淤保港。2.2規(guī)劃數(shù)據(jù)興化渠為人工渠道，其剖面尺寸如圖2-2所示。渠底高程為0.5m，底寬50.0m，兩岸邊坡均為1:2。該閘的主要設(shè)計(jì)組合有以下幾方面：11.80.5 50.0圖2-2興化渠剖面示意圖（單位：m）2.2.1孔口設(shè)計(jì)水位、流量根據(jù)規(guī)劃要求，在灌溉期由興化閘自流引興化河水灌溉，引水流量為300m3/s，此時(shí)閘上游水位為7.83m，閘下游水位為7.78m；在冬季枯水季節(jié)由興化閘自流引水送至下游大成港沖淤保港，引水流量為100m3/s，此時(shí)相應(yīng)的閘上游水位為7.44m，下游為7.38m。2.2.2閘室穩(wěn)定計(jì)算水位組合（1）設(shè)計(jì)情況：上游水位10.3m，浪高0.8m，下游水位7.0m。（2）校核情況：上游水位10.7m，浪高0.5m，下游水位7.0m。2.2.3消能防沖設(shè)計(jì)水位組合（1）消能防沖的不利水位組合：引水流量為300m3/s，相應(yīng)的上游水位10.7m，下游水位為7.78m。（2）下游水位流量關(guān)系下游水位流量關(guān)系見表2-2-1。表2-2-1下游水位流量關(guān)系Q（m3/s）0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0H下（m）7.07.207.387.547.667.747.782.3地質(zhì)資料2.3.1閘基土質(zhì)分布情況根據(jù)鉆探報(bào)告，閘基土質(zhì)分布情況見表2-3-1。表2-3-1閘基土層分布層序高程（m）土質(zhì)情況標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)（擊）Ⅰ11.75～2.40重粉質(zhì)壤土9～13Ⅱ2.40～0.7散粉質(zhì)壤土8Ⅲ0.7～-16.7堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土（局部含鐵錳結(jié)核）15～212.3.2閘基土工試驗(yàn)資料根據(jù)土工試驗(yàn)資料，閘基持力層為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，其內(nèi)摩擦角φ=190，凝聚力C=60.0Kpa；天然孔隙比e=0.69，天然容重γ=20.3KN/m3，比重G=2.74，變形模量E0=4.0×104KPa；建閘所用回填土為砂壤土，其內(nèi)摩擦角φ=260，凝聚力C=0，天然容重γ=18KN/m3；混凝土的彈性模量Eh=2.3×107KPa。2.4閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001，興化閘按Ⅲ級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。2.5其它有關(guān)資料2.5.1閘上交通根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ú块T建議，閘上交通橋?yàn)閱诬嚨拦窐?，按?10設(shè)計(jì)，履帶-50校核。橋面凈寬為4.5m，總寬5.5m，采用板梁式結(jié)構(gòu)，見圖2-5-1，每米橋長約重80KN。10.015.0450.015.010.0110.02﹪2﹪10.015.055.070.045.0137.5045.0137.5045.070.0550.0圖2-5-1交通橋剖面圖（單位：cm）2.5.2該地區(qū)“三材”供應(yīng)充足。閘門采用平面鋼閘門，尺寸自定，由于廠設(shè)計(jì)加工制造。2.5.3該地區(qū)地震烈度設(shè)計(jì)為6度，故可不考慮地震影響。2.5.4該地區(qū)風(fēng)速資料不全，在進(jìn)行浪壓力設(shè)計(jì)時(shí)，建議取Ll=10hl計(jì)算。3、樞紐布置興化閘為無壩引水進(jìn)水閘。整個(gè)樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進(jìn)水閘等組成。3.1防沙設(shè)施閘所在河流為少泥沙河道，故防沙要求不高，僅在引水口設(shè)攔沙坎一道即可。攔沙坎高0.8m，底部高程0.5m，頂高程1.3m，迎水面直立，背流坡為1:1的斜坡，其斷面見圖3-1：圖3-1樞紐布置圖Ⅰ-Ⅰ剖面3.2引水渠的布置興化河河岸比較堅(jiān)穩(wěn)，引水渠可以盡量短（大約65m），使興化閘靠近興化河河岸。為了保證有較好的引水效果，引水角取35°，并將引水口布置在興化河凹岸頂點(diǎn)偏下游水深較大的地方。為了減輕引水口處的回流，使水流平順的進(jìn)入引水口，引水口上、下游邊角修成圓弧形。引水渠在平面上布置成不對(duì)稱的向下游收縮的喇叭狀，見圖3-1。3.3進(jìn)水閘布置進(jìn)水閘（興化閘）為帶胸墻的開敞式水閘。共5孔，每孔凈寬5.0m。胸墻底部高程為8.1m，閘頂高程為11.8m，閘門頂高程為8.3m。3.3.1閘室段布置閘底板為倒∏型鋼筋混凝平底板，縫設(shè)在底板中央。底板頂面高程為0.5m，厚1.0m，其順?biāo)鞣较蜷L16m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L和底板相等，中墩厚1.1m，邊墩與岸墻結(jié)合布置，為重力式邊墻，既擋水，又擋土，墻后填土高程為11.8m。閘墩上設(shè)有工作門槽和檢修門槽。檢修門槽距閘墩上游邊緣1.7m，工作門槽距閘墩上游邊緣5.29，胸墻與檢修門槽之間凈距為2.59。閘門采用平面滾輪鋼閘門，尺寸為4.8m×7.8m。啟閉設(shè)備選用QPQ-2×25卷揚(yáng)式啟閉機(jī)。工作橋支承為實(shí)體排架，由閘墩縮窄而成。其順?biāo)鏖L2.3m，厚0.5m,底面高程11.8m，頂面高程16.5m，排架上設(shè)有活動(dòng)門槽。公路橋設(shè)在下游側(cè)，為板梁式結(jié)構(gòu)，其總寬為5.5m。公路橋支承在排架上，排架底部高程8.5m。3.3.2上游連接段布置鋪蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其順?biāo)鞣较蜷L20m,厚0.4m。鋪蓋上游為塊石護(hù)底，一直護(hù)至引水口。上游翼墻為漿砌石重力式反翼墻，迎水面直立，墻背為1:0.5的斜坡，收縮角為15°，圓弧半徑為6.6m。墻頂高程為11.0m，其上設(shè)0.85m高的混凝土擋浪板。墻后填土高程為10.8m。翼墻底板為0.6m厚的鋼筋混凝土板，前趾長1.2m，后趾長0.2m。翼墻上游與鋪蓋頭部齊平。翼墻上游為干砌塊石護(hù)坡，每隔12m設(shè)一道漿砌石格埂。塊石底部設(shè)15cm的砂墊層。護(hù)坡一直延伸到興化渠的入口處。3.3.3下游連接段布置閘室下游采用挖深式消力池。其長為23m,深為0.5m。消力池的底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其厚度為0.7m。消力池與閘室連接處有1m寬的小平臺(tái)，后以1:4的斜坡連接。消力池底板下按過濾的要求鋪蓋鋪設(shè)厚0.3m的砂、碎石墊層，既起反濾、過渡作用，又起排水作用。海漫長26m，水平設(shè)置。前10m為漿砌塊石，后16m為干砌塊石，并每隔8m設(shè)一道漿砌石格埂。海漫末端設(shè)一構(gòu)造防沖槽。其深為1.0m，邊坡為1:2。槽內(nèi)填以塊石。由于土質(zhì)條件較好，防沖槽下游不再設(shè)護(hù)底。下游翼墻亦為漿砌石重力式反翼墻。迎水面直立，墻背坡度為1:0.5，其擴(kuò)散角為10°，圓弧半徑為4.8m。墻頂高程為8.5m，其上設(shè)高0.8m的擋浪板，墻后填土高程為8.0m。下游翼墻底板亦厚0.6m鋼筋混凝土板，其前趾長1.2m，后趾長0.2m。翼墻下游端與消力池末端齊平。下游亦采用干砌塊石護(hù)坡，護(hù)坡至9.8m高程處。每隔8m設(shè)一道漿砌石格埂。護(hù)坡延伸至與防沖槽下游端部齊平。4、水力計(jì)算水力設(shè)計(jì)主要包括兩方面的內(nèi)容,即閘孔設(shè)計(jì)和消能設(shè)計(jì)。4.1閘孔設(shè)計(jì)閘孔設(shè)計(jì)的主要任務(wù):確定閘室結(jié)構(gòu)形式、選擇堰型、確定堰頂高程及孔口尺寸。4.1.1閘室結(jié)構(gòu)形式該閘建在人工渠道上,故宜采用開敞式閘室結(jié)構(gòu)。在運(yùn)行中，該閘的擋水位達(dá)10.3m～10.7m,而泄水時(shí)上游水位為7.44m～7.83m,擋水位時(shí)上游最高水位比下游最高水位高出2.87m，故擬設(shè)設(shè)置胸腔代替閘門擋水，以減小閘門高度，減小作用在閘門上的水壓力，減小啟門力，并降低工作橋的高度，從而減少工程費(fèi)用。綜上所述：該閘采用帶胸墻的開敞式閘室結(jié)構(gòu)。4.1.2堰型選擇及堰頂高程的確定該閘建在少泥沙的人工渠道上,宜采用結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,自由出流范圍較大的平底板寬頂堰?？紤]到閘基持力層是堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土,土質(zhì)良好,承載能力大,并參考該地區(qū)已建在工程的經(jīng)驗(yàn),擬取閘底板頂面與興化渠渠底齊平，高程為0.5m。4.1.3孔口尺寸的確定（1）初擬閘孔尺寸。該閘的孔口必須滿足引水灌溉和引水沖淤保港的要求。1）引水灌溉上游水深H=7.83-0.5=7.33m下游水深hs=7.78-0.5=7.28m引水流量Q=300m/s上游行近流速V0=Q/AA=(b+mH)H=(50+2×7.33)×7.33=473.96m2V=300/473.96=0.633H0=H+αV0/2g(取α=1.0)=7.33+0.6332/2×9.8=7.35mhS/h0=7.28/7.4=0.99>0.8,故屬淹沒出流。查SL265-2001表A·0·1-2，淹沒系數(shù)σS=0.36由寬頂堰淹沒出流公式對(duì)無坎寬頂堰，取m=0.385，假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)=0.96，則==25.54m2）引水沖淤保港上游水深H=7.44-0.5=6.94m下游水深h=7.38-0.5=6.88m引水流量Q=100上游行近流速V0=Q/AA=(b+mH)H=(50+2×6.94)×6.94=443.3V=Q/A=100/443.3=0.23m/s<0.5m/s,可以忽略不計(jì)，則H0≈H=6.94m。hS/H0=6.88/6.94=0.99>0.8,故屬淹沒出流。查SL265-2001表A·0·1-2，得淹沒系數(shù)σs=0.36同樣取m=0.385，假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)=0.96，則得B02===9.24m比較1）、2）的計(jì)算結(jié)果，B02<B01，可見引水灌溉情況是確定閘孔尺寸的控制情況，故閘孔凈寬B0宜采用較大值25.54m。擬將閘孔分為5孔，取每孔凈寬為5.0m,則閘孔實(shí)際總凈寬為B0=5×5.0=25.0m。由于閘基土質(zhì)條件較好，不僅承載能力較大，而且堅(jiān)硬、緊密。為了減少閘孔總寬度，節(jié)省工作量，閘底板宜采用整體式平底板。擬將分縫設(shè)在各孔底板的中間位置，形成倒∏型底板。中墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚1.1m，墩頭、墩尾均采用半圓形，半徑為0.55m。（2）復(fù)核過閘流量。根據(jù)初擬的閘孔尺寸，對(duì)于中孔，b0=5.0m，bs=b0+=5.0+1.1=6.1m，b0/bs=5.0/6.1=0.820，查SL265-2001表，得對(duì)于邊孔，b0=5.0m，bs=40.26m，bo/bs=1.12,查SL265-2001表，得,則=(0.971×(5-1)+0.909)/5 =0.960根據(jù)SL265-2001表，對(duì)無坎寬頂堰，取m=0.385，則=0.36×0.385×0.959×25×=293.3×100%=2.24%<5%實(shí)際過流能力滿足引水灌溉的設(shè)計(jì)要求。因此，該閘的孔口尺寸確定為：共分5孔，每孔凈寬5.0m，2個(gè)中墩各厚1.1m，閘孔總凈寬為25.0m，閘室總寬度為29.4m。4.2消能防沖設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)包括消力池、海漫及防沖槽等三部分。4.2.1消力池的設(shè)計(jì)1）上下游水位連接形態(tài)的判別,閘門從關(guān)閉狀態(tài)到泄流量為300往是分級(jí)開啟的。為了節(jié)省計(jì)算工作量,閘門的開度擬分三級(jí),流量50;待下游的水位穩(wěn)定后,增大開度至150，待下游的水位穩(wěn)定后,增大開度至300。當(dāng)泄流量為50時(shí):上游水深H=10.7-0.5=10.2m;下游水深可采用前一級(jí)開度(即Q=0)時(shí)的下游水深t=7.0-0.5=6.5m;上游行進(jìn)流速==50/718.1=0.069m/s(<0.5m/s),可以忽略不計(jì)。假設(shè)閘門的開度e=0.45m.=0.45/10.2=0.044<0.65,為孔流。查《水力學(xué)》(河海大學(xué)出版社)，由表10.7（采用插值法）：得=0.612，則：hc=e=0.612×0.45=0.2754m==1.332m<t=6.5m,故為淹沒出流。由(t﹣)/(H-)=0.583,查SL265-2001表A·0·3-2（采用插值法），得孔流淹沒系數(shù)=0.53，所以有μ1=0.6-0.176=0.592式中μ1—孔流流量系數(shù)。因此Q=0.53×0.592×0.45×25×=49.95該值與要求的流量50十分的接近，才所假定的閘門開度e=0.45正確。此時(shí)，躍后水深1.332<t=6.5m,故發(fā)生淹沒水躍。以同樣的步驟可求得泄水量150、300時(shí)的閘門開度、躍后水深，并可判別不同泄水量時(shí)的水面連接情況，結(jié)果列如下表：表4-2水面連接計(jì)算序號(hào)Q（）E(m)(m)t(m)水面連接情況150.00.450.6120.2751.3326.50淹沒水躍2150.01.350.6170.8332.1426.70淹沒水躍3300.03.000.6251.8752.5557.04淹沒水躍2）消力池的設(shè)計(jì)a)、消力池池深：由表4-2可見，在消能計(jì)算中，躍后水深均小于相應(yīng)的下游水深，出閘水流已發(fā)生了淹沒水躍，故從理論上講可以不必建消力池。但是為了穩(wěn)定水躍，通常需建一構(gòu)造消力池。取池深d=0.5m。b)、消力池長度：根據(jù)前面的計(jì)算，以泄流量300作為確定消力池長度的計(jì)算依據(jù)。略去行進(jìn)流速V0，則：T0=H+d=10.2+0.5=10.7mh==q2/2g，q=10.20，=0.95=5.88h=0.77==4.88m水躍長度L=6.9（-）=6.9×（4.88-0.77）=28.4m消力池與閘底板以1：4的斜坡段相連接，LS=dp=0.5×4=2.0m,則消力池長度LSJ為L=L+βL=2.0+0.75×28.4=23.3mβ—長度校正系數(shù)（0.7～0.8)取消力池長度為21.5m。c)、消力池底板厚度計(jì)算：t=K式中—K1消力池底板厚度計(jì)算系數(shù),可采用（0.15～0.20）K1取0.175Q=300/（25+4.4）=10.2H=10.7-7.78=2.92mt=0.73m由于消力池的池底板厚范圍（0.5～1.2）所以取消力池的池底板厚為0.8m,前后等厚。在消力池底板的后半部設(shè)排水孔,孔徑10cm,間距2m，呈梅花行布置,孔內(nèi)填以砂，碎石。消力池與閘底板連接處留有1米的平臺(tái),以便更好地促成出閘水流在池中產(chǎn)生水躍。消力池在平面上呈擴(kuò)散狀，擴(kuò)散角度10°。4.2.2海漫的設(shè)計(jì)1）海漫的長度為：L=q=300/〔25.0+4.4+tg10°×(23+1)×2〕=7.92H=10.7－7.78=2.92m為海漫長度計(jì)算系數(shù)，取為7.0==25.75m取海漫的長度為26.0m。2）海漫的布置和結(jié)構(gòu)。由于下游水深較大,為了節(jié)省開挖量,海漫布置成水平的.海漫使用厚度40cm的塊石材料,前10m用漿砌塊石,后16m采用干砌塊石。漿砌塊石海漫上社排水孔,干砌塊石上社漿砌塊石格梗,格梗斷面尺寸為40cm×60cm。海漫底部鋪設(shè)15cm厚的砂粒墊層。4.2.3防沖槽的設(shè)計(jì)1）海漫末端河床沖刷深度為海漫末端的平均寬度=1/2(50+50+2×2×7.04)=64.08m=300/64.08=4.68對(duì)比較緊密的黏土地基，且水深大于3m，可取為1.1m/s,=7.04m,則：==-2.36m<0,表示海漫出口不形成沖刷坑，理論上可以不建防沖槽。但為了保護(hù)海漫頭部，故在海漫末端一防沖槽。防沖槽的構(gòu)造。防沖槽為到梯形斷面（見圖4-2-1）。其底寬1.0m，深1.0m，邊坡1：2，槽中拋以塊石。綜上所列其布置圖如下圖4-2-1：圖4-2-1消力池、海漫、防沖槽布置（單位：cm）5、防滲排水設(shè)計(jì)5.1地下輪廓設(shè)計(jì)對(duì)于黏土地基，通常不采用垂直板樁防滲。故地下輪廓主要包括底板，防滲鋪蓋和板樁。5.1.1底板底板既是閘室的基礎(chǔ),又兼有防滲、防沖刷的作用。它既要滿足上部結(jié)構(gòu)布置的要求,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。為了滿足上部結(jié)構(gòu)布置的要求,L必須大于交通橋?qū)?、工作橋?qū)?、工作便橋?qū)捈捌渲g間隔的總和，即L約為12.0m。從穩(wěn)定和地基承載力的要求考慮，L可按經(jīng)驗(yàn)公式估算L=（H+2h+a）(1+0.1ΔH)K因?yàn)镠=10.2m,2h=0.5m,a=0.5m,ΔH=3.7m,K=1.0,則L=15.34m綜上所述，取底板順?biāo)鞣较蜷L度L為16m2）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，初擬d=1.0m。3）底板構(gòu)造。底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，混凝土為150#。上下游兩端各設(shè)0.5m深的齒墻嵌入地基。底版分縫中設(shè)以“V”型銅止水片。5.1.2鋪蓋鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其長度一般為2—4倍閘上水頭或3—5倍上下游水位差，擬取20m，鋪蓋厚度為0.4m。鋪蓋上游端設(shè)0.5m深的小齒墻，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0.3m，其下設(shè)0.2m厚的砂石墊層。側(cè)向防滲主要靠上游翼墻和邊墩。上游翼為曲面式反翼墻，收縮角取15，延伸至鋪蓋頭部以半徑為6.6m的圓弧插入岸坡。5.1.4排水、止水為了減小作用于閘底板上的壓力，在整個(gè)消力池底板下部設(shè)砂礫石排水，其首部緊抵閘底板下游齒墻。閘底板與鋪蓋、鋪蓋與上游翼墻、上游翼墻與邊墻之間的永久性縫中，均設(shè)以銅片止水。閘底板與消力池、消力池與下游翼墻、下游翼墻與邊墩之間的永久性分縫，雖然沒有防滲要求，但為了防止閘基土與墻后填土被水流帶出，縫中鋪貼瀝青油毛氈。5.1.5防滲長度驗(yàn)算1）閘基防滲長度。必須的防滲長度為L=CHH=3.7m。當(dāng)反濾有效時(shí)，C=3；當(dāng)反濾失效時(shí)，C=4。因此L=11.1—14.8m實(shí)際閘基防滲長度=0.4+0.5+0.7+19+1.1+1.0+0.7+13+0.7+1.0+0.5=38.6m>L，滿足要求。2）繞流防滲長度。必須的防滲長度為L=CHH=3.7m,C=7（回填土為砂土，且無反濾），因此L=25.9m實(shí)際防滲長度=+16=36.7m>L,滿足防滲要求其地下輪廓布置見下圖5-1-1：圖5-1-1地下輪廓布置（單位：m）5.2滲流計(jì)算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算。5.2.1地下輪廓線的簡化為了便于計(jì)算，將復(fù)雜的地下輪廓進(jìn)行簡化。由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒墻均淺，簡化后的形式如下圖5-2-1：圖5-2-1地下輪廓簡化圖（單位：m）5.2.2確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，代替實(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·=16+20=36m;地下輪廓的垂直投影長度S0=1.3m。L0/S0=36/1.3=27.7>5,故地基的有效深度Te=0.5L0=18m(圖5-2-1)。5.2.3滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算過地下輪廓的角點(diǎn)、尖點(diǎn)，將滲流區(qū)域分成十個(gè)典型段。1、8段為進(jìn)出口段，3、6、二段為內(nèi)部水平段，2、4、5、7則為內(nèi)部垂直段。表5-2-1各流段阻力系數(shù)為ξ流段阻力系數(shù)為ξ段號(hào)STξ進(jìn)口段和出口段ξ=1.5（）+0.44110.417.90．44680.517.40.448內(nèi)部垂直段ξ=ln[ctg(1-)]20.518.00．02841.118.00．06150.517.40．02970.517.40．029內(nèi)部水平段ξ=3S1=0.5S2=1.1T=18.0L=20.01.0496S1=0.5S2=0.5T=17.4L=16.00.879則ξ=ξ=2.9695.2.4滲透壓力計(jì)算：1）設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：△H=10.3-7.0=3.3m。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。a）任一流段的水頭損失h=ξ,則h1=0.50mh2=0.03mh3=1.16mh4=0.07mh5=0.03mh6=0.98mh7=0.03mh8=0.50mb）進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)為=1.21-T′=18.0mT=17.9mS=0.4m則=0.34<1.0應(yīng)予修正h′=h1=0.17m進(jìn)口段水頭損失的修正量為Δh=0.50－0.17=0.33修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移給相鄰各段h′=0.03+0.03=0.06h′=1.16+（0.33－0.03）=1.46m同樣對(duì)出口段修正如下=1.21-T′=17.4mT=17.4mS=0.5m則=0.396<1.0,故亦需修正。出口段的水頭損失修正為h′=h=0.20m修正量Δh=0.50－0.20=0.30mh′=0.03+0.03=0.06mh=0.98+(0.30－0.03)=1.25mc）計(jì)算各角隅點(diǎn)的滲壓水頭：由上游出口段開始，逐次向下游從作用水頭值Δh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H1=3.3mH2=3.3-h1′=3.3-0.17=3.13mH3=H2-h2′m=3.13-0.06=3.07mH4=H3-h3′m=3.07-1.46=1.61mH5=H4-h4′m=1.61-0.07=1.54mH6=H5-h5′m=1.54-0.03=1.51mH7=H6-h6′m=1.51-1.25=0.26mH8=H7-h7′m=0.26-0.06=0.20mH9=H8-h8′m=0.20-0.20=0.00md）作出滲透壓力分布圖：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，則其滲透壓力分布圖，如圖5-2-2:圖5-2-2設(shè)計(jì)洪水位是滲透壓力分布圖（單位：m）單位寬度底板所受滲透壓力：P=(H6+H7)×16×1=14.16t=138.77KN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：P=(H3+H4)×20×1=46.8t=458.64KN2）同樣的步驟可計(jì)算出校核情況下的滲透壓力分布，即ΔH=4.7-1.0=3.7mH1=3.70mH2=3.51mH3=3.45mH4=1.81mH5=1.74mH6=1.70mH7=0.30mH8=0.22mH9=0.00m根據(jù)以上計(jì)算作出滲透壓力分布圖,如圖5-2-3：圖5-2-3校核洪水位是滲透壓力分布圖（單位：m）單位寬度底板所受滲透壓力：P=(H6+H7)×16×1=×(1.70+0.30)×16×1=16.0t=156.8KN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：P=(H3+H4)×20×1=×(3.45+1.81)×20×1=52.6t=515.48KN5.2.5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閘底板水平段的平均滲透坡降為J===0.088＜[J]=0.4～0.5滲流出口處的平均逸出坡降J為J===0.44＜[J]=0.70～0.80閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。6、閘室布置與穩(wěn)定計(jì)算6.1閘室結(jié)構(gòu)布置閘室結(jié)構(gòu)布置主要包括底板、閘墩、閘門、工作橋和交通橋等部分結(jié)構(gòu)的布置和尺寸的擬定。6.1.1底板底板的結(jié)構(gòu)、布置、構(gòu)造與上面的相同。6.1.2閘墩順?biāo)较虻拈L度取與底板相同，取16m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚均為1.1m。邊緣與岸墻合二為一，采用重力式結(jié)構(gòu)。閘墩上游部分的頂部高程在泄洪時(shí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)或校核洪水位加安全超高；關(guān)門時(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。設(shè)計(jì)洪水位的超高計(jì)算：=10.3+0.8+0.7=11.8m校核洪水位的超高計(jì)算：=10.7+0.5+0.5=11.7m取上述二者中的較大者，取為11.8m。閘墩下游部分的高度只要比下游最高水位適當(dāng)高些，不影響泄流即可?？纱蟠蟮陀谏嫌尾糠值母叨龋渖显O(shè)有排架擱置公路橋。初擬定閘墩下游部分頂部高程為8.5m，其上設(shè)3根0.7m×0.67m，高1.8m的柱子，柱頂設(shè)0.7m×0.7m，長4.7m的小橫梁，梁頂高程即為8.5+1.8+0.7=11.0。下游閘墩上擱置公路橋，橋面高程為11.8m，與兩岸大堤齊平。閘墩上設(shè)檢修門槽和工作門槽，檢修門槽在上游，槽深為0.3m，寬0.2m，工作槽槽深為0.3m，寬0.6m。具體位置見圖。閘墩上下游均為半圓形，其半徑為0.55m。6.1.3胸墻為了保證啟吊閘門的鋼絲繩不浸在水中，胸墻設(shè)在工作閘門的上游側(cè)。胸墻頂與閘墩上游部分頂部同高取11.8m。胸墻底部高程應(yīng)以不影響引水為準(zhǔn)。=堰頂高程+堰頂下游水深+=0.5+7.0+0.3=7.8m，取胸墻底部高程為8.1m。則胸墻高度為3.7m。胸墻采用鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)，簡支于閘墩上。上梁尺寸為0.3m×0.5m,下梁尺寸為0.4m×0.8m，板厚20cm。下梁下端的上游面做成圓弧形，以利過水。6.1.4工作橋1）啟閉機(jī)選型。閘門采用平面滾輪鋼閘門，為滑動(dòng)式，門頂高程應(yīng)高出胸墻0.2m，即其高程為8.3m，門高7.8m，門寬5.4m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：G=0.073K1K2K3A0.93HS0.79,初估閘門自重。A=42.12m2;HS=10.2m；對(duì)于工作閘門，K1=1.0，H/B=7.8/5.6=1.4,1＜H/B＜2，K2=1.0;HS=10.2＜60m，K3=1.0。則門重G=14.87t=145.7KN，取門自重G=200KN。初擬啟門力FQ=（0.1—0.2）P+1.2G，閉門力FW（0.1—0.2）P-0.9G。其中G為閘門自重，P為作用在門上的總水壓力，不計(jì)浪壓力的影響，作用在每米寬門上游面的水壓力，作用在每米寬門上游面的水壓力和門上總的水壓力為：P上=1/2×9.8×(2.6+10.2)×7.6=476.7kN;P下=1/2×6.5×6.5×9.8=207.0kN，P=（P上-P下）×5.0=1363.5kNFQ=0.10×1363.5+1.2×200=376.4kNFW=0.10×1363.5-0.9×200=-43.65kNFW>0，表示閘門不能靠自重關(guān)閉，需加壓10kN重塊幫助關(guān)閉。則閘門自重為G=200+10=210KN根據(jù)計(jì)算所需的啟門力FQ=376.4kN，初選雙調(diào)點(diǎn)手搖電動(dòng)兩用卷揚(yáng)式啟閉機(jī)（上海重型機(jī)械廠產(chǎn)品）QPQ-2×25。其機(jī)架外輪廓寬J=1962mm。2）工作橋的尺寸及構(gòu)造。（見圖6-1-2）工作橋的寬度不僅要滿足啟閉機(jī)布置的要求，且兩側(cè)應(yīng)留有足夠的操作寬度。B=啟閉機(jī)寬度+2×欄桿柱寬+2×欄桿外富裕寬度＝1.962+2×0.8+2×0.15+2×0.05=3.962m。故取工作橋凈寬4.0m。工作橋?yàn)榘辶菏浇Y(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配。兩根主梁高0.8m，寬0.35m，中間活動(dòng)鋪板厚6cm。為了保證啟閉機(jī)的機(jī)腳螺栓安置在主梁上，主梁間的凈距為1.5m。在啟閉機(jī)機(jī)腳處螺栓處設(shè)兩根橫梁。其寬30cm，高50cm。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50cm，排架順?biāo)较虻膶挾葹?.3m。排架的高程為：胸墻壁底緣高程+門高+富裕高度=8.1+7.8+0.6=16.5m。在工作橋的下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面總寬為4.0m。6.1.5檢修便橋?yàn)榱吮阌跈z修、觀測(cè)、在檢修門槽處設(shè)置有檢修便橋。橋?qū)?.5m。橋身結(jié)構(gòu)僅為兩根嵌置于閘墩內(nèi)的鋼筋混凝土簡支輛。梁高40cm，寬25cm。梁中間鋪設(shè)厚6cm的鋼筋混凝土板。6.1.6交通橋在工作橋餓下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面總寬5.5m。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸見本章第一節(jié)。6.2閘室穩(wěn)定計(jì)算取中間的一個(gè)獨(dú)立的閘室單元分析，閘室結(jié)構(gòu)布置見圖6-2-1：圖6-2-1閘室結(jié)構(gòu)布置圖（單位：m）6.2.1荷載計(jì)算1）完建期的荷載.完建期的荷載主要包括閘地板重力G1、閘墩重力G2、閘門重力G3、胸墻壁重力G4、工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力G5、公路橋重力G6和檢修便橋重力G7、取混凝土、鋼筋混凝土的容重為25KN/m3。底板重力為：G1=16×1.0×12.2×25+1/2×（1+1.5）×0.5×12.2×25×2=5261.3KN閘墩重力：每個(gè)中墩重G2′=（0.5×3.14×0.552×11.3×25）+（0.5×3.14×0.552×8.0×25）+(4.2×1.1×11.3×25)+(2.3×1.1×11.3×25)+（2.3×4.7×25）+（8.4×1.1×8×25）+（3×0.67×0.7×1.8×25）+（4.7×0.7×0.7×25）-(2×0.3×0.2×11.3×25)-(2×0.3×0.6×11.3×25)=4217.6KN每個(gè)閘室單元有兩個(gè)中墩，則：G2=2G2′=8435.2KN閘門重力為：G3=200×2=400.0KN胸墻重力為：G4=0.3×0.5×10×25+0.4×0.8×10×25+0.2×(3.7-0.4-0.3)×10×25=267.5KN工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力如下工作橋重力：G5′=2×0.92×0.35×12.2×25+0.5×(0.08+0.12)×0.9×12.2×2×25+0.15×0.12×12.2×2×25+0.06×1.3×12.2×25=286.1KN考慮到欄桿及橫梁重力等，取:G5′=350.0KNQPQ２×２５啟閉機(jī)機(jī)身重40.7KN混凝土及電機(jī)重，每臺(tái)啟閉機(jī)重48.0KN,啟閉機(jī)重力G5=2×48.0KN=96.0KNG5=G5+G5=350.0+96.0=446KN公路橋重力:公路橋每米重約80KN,考慮到欄桿重,則公路橋重為:G6=80×12.2+50=1026.0KN檢修便橋重力：G7=0.25×0.4×10.0×25×2+0.06×1.5×10×25=72.5KN考慮到欄桿及橫梁重力等，取:G7=135.0KN完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算見下表6-2-1：表6-2-1完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算表(對(duì)底板上端B點(diǎn)求力矩)部位重力(KN)力臂(m)力矩(KN·m)↘↙底板5261.38.042090.4閘墩（1）268.40.3285.89（2）2542.62.656737.9（3）1496.25.908827.6（4）3938.011.2544302.5（5）190.015.682979.2工作閘門400.05.792316.0工作橋350.05.902065.0啟閉機(jī)96.05.90566.40公路橋1026.012.2512568.5檢修便橋135.01.80243.0胸墻267.54.791281.3合62）設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載。在設(shè)計(jì)洪水情況下,閘室的荷載除此之外,還有閘室內(nèi)水的重力、水壓力、揚(yáng)壓力等。閘室內(nèi)水重:W1=4.69×9.8×10×9.8+7.6×0.8×10×9.8+6.5×10×9.91×9.8=4504.3+595.8+6312.7=1141.8KN水平水壓力:首先計(jì)算波浪要素。有設(shè)計(jì)資料知：ht=0.8m，Ll/hl=10，上游=9.8m，則上游波浪線壅高為：=0.25m波浪破碎的臨界水深：可見，上游平均水深大于Ll/2,且大于Hlj，故為深水波。因此：P1=0.5×4×9.8×(4+0.25+0.8)×12.2+0.5×6×9.8×(4+10)×12.2=1207.6+5021.5=6229.1KN（→）P2=0.5×9.8×(8.33+9.75)×1.5×12.2=1610.6KN（→）P3=0.5×7.5×73.5×9.8×12.2=3452.9KN（←）P4=0.5×9.8×(7.5+8.44)×0.7×15.2=586.7KN（←）浮托力：F=7.7×9.8×16×12.2+2×0.5×(1.0+1.5)×0.5×9.8×12.2=14879.2KN(↑)滲透壓力:U=0.30×9.8×16×12.2+0.5×1.22×16×9.8×12.2=787.45+1549.50=1735.3KN(↑)設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載圖見（圖6-2-2）,設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載計(jì)算表見(表6-2-2，設(shè)計(jì)洪水情況下荷載和力矩計(jì)算對(duì)B點(diǎn)取矩)圖6-2-2設(shè)計(jì)洪水位時(shí)荷載圖表6-2-2設(shè)計(jì)洪水情況下荷載和力矩計(jì)算對(duì)B點(diǎn)取矩荷載名稱豎向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（KN×m）備注↓↑→←↘↙閘室結(jié)構(gòu)重6上游水壓力1207.65021.51610.69.184.070.7311085.820437.51175.7下游水壓力3452.9586.73.20.3411049.3199.5浮托力14879.28.0119033.6滲透壓力534.81200.58.05.334278.46398.7水重力4504.3595.86312.72.355.0911.0510585.13032.669755.3合計(jì)27383.816614.56759.74039.6240185.6140959.510769.3（↓）2720.1（→）99226.1（↘）3）校核洪水位情況的荷載。校核洪水位情況時(shí)的荷載與設(shè)計(jì)洪水位情況的荷載計(jì)算方法相似。所不同的是水壓力、揚(yáng)壓力是相應(yīng)校核水位以下的水壓力、揚(yáng)壓力。閘室內(nèi)水重:Pv=4.69×10.2×10×9.8+7.6×0.8×10×9.8+6.5×10×9.91×9.8=4688.1+595.8+6312.7=11596.6KN水平水壓力:首先計(jì)算波浪要素。在校核水位下：ht=0.5m，Ll=5.0m，h0=0.16m,Hlj=0.59m上游=10.2m，故為深水波。因此：P1=0.5×2.5×9.8×(2.5+0.16+0.5)×12.2+0.5×(2.5+10.4)×7.9×9.8×12.2=472.3+6092.2=6564.5KNP2=0.5×9.8×(8.53+9.94)×1.5×12.2=1646.9KN（→）P3=0.5×7.6×7.6×9.8×12.2=3452.9KN（←）P4=0.5×9.8×(7.5+8.47)×0.6×12.2=590.4KN（←）浮托力：F=7.7×9.8×16×16.2+0.5×(1.0+1.5)×0.5×9.8×12.2=14879.2KN(↑)滲透壓力:U=0.34×9.8×16×12.2+0.5×1.36×16×9.8×12.2=630.5+1320.5=1951.0KN(↑)校核洪水情況下的荷載圖見（圖6-2-3）,設(shè)計(jì)洪水情況下的荷載計(jì)算見(表6-2-3，設(shè)計(jì)洪水情況下荷載和力矩計(jì)算對(duì)B點(diǎn)取矩)圖6-2-3校核洪水位時(shí)荷載圖表6-2-3校核洪水情況下荷載和力矩計(jì)算對(duì)B點(diǎn)取矩荷載名稱豎向力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（KN×m）備注↓↑→←↘↙閘室結(jié)構(gòu)重6上游水壓力472.36092.21046.910.454.640.734935.528267.81202.2下游水壓力3452.9590.43.20.3411049.3200.7浮托力14879.28.0119033.6滲透壓力630.51320.58.05.335044.07038.3水重力4688.1595.86312.72.355.0911.0511017.03032.669755.3合計(jì)27567.616830.28211.44043.3242324142365.910737.4（↓）4168.1（→）99958.1（↘）6.2.2穩(wěn)定計(jì)算1）完建期閘室基底壓力計(jì)算由表6-2-1可知，∑G=15971KN，∑M=124113.6KN.m，另外，B=16m，A=16×12.2=195.2m,則е=-=0.229m（偏上游）=(16×)= 地基承載力驗(yàn)算。由上可知=（Pmax+Pmin）=（88.85+74.79）=88.12kPa持力層為堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土，N63.5=15～21擊，查表得地基允許承載力=350kPa。因?yàn)榛A(chǔ)的寬度遠(yuǎn)大于3m，故地基允許承載力應(yīng)修正。=其中：B=8m;D=1.5m;為安全起見，取mB=0.2,mD=1.0;(浮容重)=350+0.2×10.09（8-3）+1.0×10.09（1.5-1.5）=360.1kPa>,地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計(jì)算。由上可知基地壓力不均勻系數(shù)滿足要求。2)設(shè)計(jì)洪水情況，閘室地基壓力計(jì)算。由表6-2-2可知：∑G=10769.3KN，∑M=99226.1KN.m，則е=-=-1.21m（偏上游） =(16×)= 地基承載力驗(yàn)算。由上可知=（Pmax+Pmin）=55.17kPa< 地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計(jì)算。由上可知但根據(jù)SD133-84附錄五的規(guī)定，對(duì)于地基良好，結(jié)構(gòu)簡單的中型水閘，的采用直可以適當(dāng)?shù)脑龃?。本閘閘基土質(zhì)良好；在校核洪水位情況下，可以采用3.5.故基地壓力不均勻系數(shù)滿要求。閘室抗滑穩(wěn)定分析：臨界壓應(yīng)力其中A=1.75；=10.09kN/m3;B=16m,=19;c=60kPa。故閘室不會(huì)發(fā)生深層滑動(dòng)，僅需作表層抗滑穩(wěn)定分析。其中：取0.9=17.1；c0取c=20.0kPa。由于本閘齒墻較淺，可取A=29.2m2，則閘室抗滑穩(wěn)定性滿足要求。3)校核洪水情況閘室基底壓力計(jì)算。由表6-2-3可知，∑G=10737.4KN，∑M=99958.1KN.m，則е=-=-1.31(偏下游） =(16×)=地基承載力驗(yàn)算。由上可知=（P+Pmin）=55.0kPa<地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計(jì)算。由上可知基地壓力不均勻系數(shù)不滿。但根據(jù)SD-133-84附錄5的規(guī)定，對(duì)于地基良好，結(jié)構(gòu)簡單的中型水閘，可以采用3.0，在校核洪水位情況下，可以采用3.5.故基地壓力不均勻系數(shù)滿要求。閘室抗滑穩(wěn)定分析：臨界壓應(yīng)力閘室抗滑穩(wěn)定性滿足要求。7、閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1閘墩設(shè)計(jì)閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚1.1米，閘墩長與底板順?biāo)鞣较蛳嗤瑸?6米，邊墩與暗墻合而為一，采用重力式。閘墩上設(shè)置兩道閘門工作閘和檢修閘。工作閘門槽距閘墩上游端5.29米，工作閘門槽深0.3米，槽寬0.6米。閘墩上下游兩端是0.55米的半圓形狀。在閘墩的上游端設(shè)置檢修閘門。檢修閘門距離上游端1.7米處。槽寬0.2米，槽深0.3米。下有不設(shè)置檢修門。閘門設(shè)置在底板上，其底部高程是0.5米，上游閘墩底部高程為11.8米，下游閘墩頂部高程是為8.5米，由上一節(jié)在計(jì)算知道在校核洪水位情況下水平方向上的水壓力最大，這時(shí)門槽頸部應(yīng)力計(jì)算不利情況，故門槽應(yīng)力計(jì)算選校核洪水情況為計(jì)算情況。閘墩底部截面上的縱向正應(yīng)力要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力，而最大拉應(yīng)力也要小于混凝土的容許抗壓強(qiáng)度。我們計(jì)算中發(fā)現(xiàn)情況符合。故閘墩不必配置縱向受力鋼筋，但要配置構(gòu)造鋼筋。加強(qiáng)閘墩與底板的連接，防止溫度變化對(duì)閘墩不利影響。豎向配置情況是，配置Ф12的鋼筋，每米3根。其下插入底板50cm，水平方向采用Ф8的分布鋼筋。在門槽出的配筋也是配置構(gòu)造鋼筋，配置Ф12的鋼筋間距與閘墩的一致。澆注100標(biāo)號(hào)的混凝土作筑壩材料。7.2底板結(jié)構(gòu)計(jì)算采用彈性地基梁法對(duì)底板進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。7.2.1閘基的地基反力計(jì)算=(16×)= 在上一節(jié)中計(jì)算地基應(yīng)力P、P時(shí)，求的是齒墻底部基底的應(yīng)力，而不是底板底部基底應(yīng)力，故尚應(yīng)重新計(jì)算地基反力。1）完建期。完建期內(nèi)無水平荷載，故在上一節(jié)中相應(yīng)的地基應(yīng)力就等于地基反力，可以直接運(yùn)用，即（上游端）（下游端）2）校核洪水情況。此時(shí)有水平力作用，需要重新計(jì)算地基反力，見表7-3-1.e==-1.15m(偏下游)=表7-3-1校核洪水時(shí)荷載、力矩計(jì)算表 （對(duì)底板底面上游A點(diǎn)求矩）荷載名稱計(jì)算式豎向力水平力力臂力矩備注↓↑→←↘↙閘室結(jié)6表6-2-1上游水壓力0.5×2.5×9.8×(2.5+0.16+0.5)×12.2472.39.954699.40.5×(2.5+10.4)×9.8×7.9×12.26069.24.1425221.70.5×(8.51+9.27)×9.8×1.0×12.210970.49537.5下游水壓力0.5×9.8×7.62×12.23452.92.68977.510.10.5×（7.5+7.77）×9.8×0.1×12.2100.80.1浮托力14879.28.0119033.6表6-2-3滲透壓力630.58.05044.0表6-2-31320.55.337038.3閘室內(nèi)水重力11596.683804.9合計(jì)27567.616830.27661.53552.9238377.1140103.510737.4（↓）4108.6（→）98273.6（↘）7.2.2不平衡剪力及剪力分配以胸墻與閘門之間的連線為界，將閘室分為上、下游段，各自承受其分段內(nèi)的上部結(jié)構(gòu)重力和其他荷載。1）不平衡剪力。對(duì)完建期、校核洪進(jìn)行計(jì)算。不平衡剪力值見表7-3-22）不平衡剪力的分配，截面的形心軸至底板底面的距離如圖7-3-1所示，即=4.5m=606=0.04則=（1-0.04）=0.96每個(gè)閘墩分配不平衡剪力為=0.48表7-3-2不平衡剪力計(jì)算表單位：KN荷載名稱完建情況下校核洪水情況下上游段下游段小計(jì)上游段下游段小計(jì)結(jié)構(gòu)重力閘墩底板胸墻公路橋工作橋檢修便橋閘門啟閉機(jī)3357.81672.9267.517513548.05077.43588.4102617540048.08435.25267.3267.5102635013540096.03357.81672.9267.517513548.05077.43588.4102617540048.08435.25267.3267.5102635013540096.05656.210314.8159715656.210314.815971水重力5283.96312.711596.6揚(yáng)壓力-6091.5-10738.7-16830.2地基反力-5789-10182-15971-2495.1-8242.1-10737.2不平衡力132.8（↑）132.8（↓）0.02353.5（↓）2353.3（↑）0.2（↓）不平衡剪力132.8（↓）132.8（↑）0.02353.4（↑）2353.4（↓）0.01）完建期板條荷載見圖7-3-2（a）（1)上游段：均布荷載=24.90KN/m(↓)閘墩處的集中荷載=351.1KN/m(↓)（2）下游段：均布荷載KN/m(↓)閘墩處的集中荷載=313.9KN/m(↓)圖7-3-2板條荷載圖（a）完建期；（b）校核洪水情況2）校核水位情況的板條荷載見圖7-3-2（b）（1）上游段：均布荷載閘墩處的集中荷載P=閘墩及其上部結(jié)構(gòu)的重力-均布荷載中多計(jì)算的閘墩處的水重力-不平衡剪力的分配值，即下游段：均布荷載閘墩處的集中荷載7.2.4彎矩計(jì)算（1）梁的柔性指數(shù)。柔性指數(shù)按下式計(jì)算.柔性指數(shù)按下式計(jì)算式中E0——地基土變形模量，E0=4.0;Eh——混凝土彈性模量，Eh=2.3；——梁高，m。則 故按t=5查表計(jì)算。因1<t<10,故為短梁。表7-3-3底板彎矩計(jì)算表段別板帶上荷載產(chǎn)生的彎矩板帶荷載完建期校核洪水位情況備注均布荷載q集中荷載Pq上=24.9kN/mq下=27.9kN/mP上=351.1kNP下=313.9kNq上=28.9kN/mq下=8.64kN/mP上=49.14kNP下=363.8kN(1）(2）(5）=(1)(7）=(5)+(6)(8）=(1)(9）=(2)(10）=（8）+（9）上游段L=6.1mt=50.00.0800.0674.1128.5202.685.918.0103.90.10.0790.0773.2149.9223.184.921.0105.80.20.0760.0870.4171.3241.881.624.0105.60.30.0700.1064.9214.2279.075.230.0105.20.40.0630.1358.4278.4336.867.739.0106.60.50.0530.1749.1364.1413.256.951.0107.90.60.0420.1238.9257.0295.945.136.081.10.70.0290.0726.9149.9176.831.221.052.10.80.0160.0414.885.7100.517.212.029.20.90.0050.014.621.426.05.43.08.41.00.0000.000.00.00.00.00.00.0段別板帶上荷載產(chǎn)生的彎矩備注板帶荷載完建期校核洪水位情況均布荷載q集中荷載Pq上=24.9kN/mq下=27.9kN/mP上=351.1kNP下=313.9kNq上=28.9kN/mq下=8.64kN/mP上=49.14kNP下=363.8kN(1）(2）(5）=(1)(6）=(2)(7）=(5)+(6)(8）=(1)(9）=(2)(10）=（8）+（9）下游段③邊荷載使梁上大部分處的彎矩改變符號(hào)，對(duì)梁的內(nèi)力是不利的；0.00.0800.0683.2114.9198.125.8133.2159.00.10.0790.0782.1134.0216.225.5155.3180.80.20.0760.0879.0153.2232.224.5177.5202.10.30.0700.1072.8191.5264.322.6221.9244.50.40.0630.1365.5248.9314.420.3288.5308.80.50.0530.1755.1325.5380.617.1377.3394.40.60.0420.1243.7229.8273.413.5266.3279.90.70.0290.0730.1134.0164.29.4155.3164.70.80.0160.0416.676.693.25.288.893.90.90.0050.015.219.124.31.622.223.81.00.0000.000.00.00.00.00.00.0（2）彎矩計(jì)算。由于地基可壓縮層較厚，其與地基梁半長L之比大于2，故可按半無限深的彈性地基梁計(jì)算。彎矩計(jì)算見表7-3-3。由于閘基為粘性土，根據(jù)SD133-84規(guī)定，若邊荷載產(chǎn)生的彎矩使梁上彎矩減少時(shí)（即有利時(shí)），則完全不計(jì)邊荷載的影響；若邊