【正文】 2揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)IV　 底板設(shè)計(jì)......................................................................................................................32　 閘室底板內(nèi)力計(jì)算...............................................................................................32 閘底板配筋計(jì)算及裂縫校核..................................................................................49 閘墩設(shè)計(jì).........................................................................................................................52 閘門設(shè)計(jì).........................................................................................................................56 閘門結(jié)構(gòu)形式及布置..............................................................................................56 面板設(shè)計(jì)..................................................................................................................58 水平次梁頂梁和底梁的設(shè)計(jì)..................................................................................60 主梁設(shè)計(jì)..................................................................................................................63 橫隔板設(shè)計(jì)..............................................................................................................68 邊梁設(shè)計(jì)..................................................................................................................69 滾輪軌道設(shè)計(jì).........................................................................................................72 閘門啟閉力和吊座計(jì)算.........................................................................................72 工作橋設(shè)計(jì).....................................................................................................................74 工作橋布置..............................................................................................................74 工作橋上部結(jié)構(gòu)計(jì)算..............................................................................................75 支墩的計(jì)算與配筋..................................................................................................87 交通橋設(shè)計(jì).....................................................................................................................94 設(shè)計(jì)資料..................................................................................................................94 設(shè)計(jì)計(jì)算.................................................................................................................94 兩岸連接建筑物設(shè)計(jì) ..................................................................................................106 兩岸連接建筑物結(jié)構(gòu)............................................................................................106 穩(wěn)定分析...............................................................................................................109 結(jié)構(gòu)計(jì)算................................................................................................................116參考文獻(xiàn).................................................................................................................................129致謝.........................................................................................................................................130揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 工程概況　　本閘位于江蘇省高郵市某中型灌區(qū)干渠渠首，為渠首取水水工建筑物。 水文　　根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 （GB5020194） ， 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 （SL2522022）的規(guī)定，建筑物級(jí)別為 1 級(jí)。設(shè)計(jì)水位組合見表 。表 　閘孔設(shè)計(jì)時(shí)水位及流量組合外河水位(m) 干渠水位 (m) 引水流量(m 3/s) 60表 　消能防沖設(shè)計(jì)時(shí)水位及流量組合外河水位(m) 干渠水位 (m) 引水流量(m 3/s) 60表 　閘室穩(wěn)定計(jì)算時(shí)水位組合表工況 外河水位 (m) 干渠水位 (m)設(shè)計(jì)情況 校核情況 地震情況 工程地質(zhì)資料　　建筑物底板下土層為粉質(zhì)粘土，土層物理力學(xué)指標(biāo)為：凝聚力 C＝32kPa，擦角φ =18176。，地基土允許承載力[R ]=220kPa。 回填土資料　　回填土采用砂壤土，假設(shè)其內(nèi)摩擦角 φ =28176。，C=0，濕容重 18kN/m3，飽和容重為 20 kN/m3，浮容重 10 kN/m3。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2 地震設(shè)計(jì)烈度　　地震設(shè)計(jì)烈度：7176。，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 。 其他資料上下游河道斷面相同均為梯形，河底寬 ，河底高程 ▽ ，邊坡 1：，外河堤頂高程▽，干渠渠頂高程▽。兩岸路面高程▽。交通橋荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路－Ⅱ級(jí)，交通橋總寬 ，凈寬 。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3 工程總體布置　　本工程為灌區(qū)進(jìn)水閘，共有三段，上下游段和閘室段。上下游段都設(shè)置翼墻，閘室和上下游河道的連接都采用圓弧形翼墻。本水閘總凈寬為 15m，共設(shè) 3 孔，每孔凈寬 5m。閘室段設(shè)計(jì)有交通橋、工作橋、檢修橋、閘門、閘墩。工作橋上設(shè)置卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，閘門采用潛孔式平面鋼閘門。上游段設(shè)置 10m 漿砌塊石護(hù)坡、16m 長的混凝土鋪蓋。下游設(shè)置 15m 的消力池和 長的海漫，在海漫末端還設(shè)置了一個(gè)防沖槽。 工程設(shè)計(jì) 閘孔設(shè)計(jì)閘孔型式的確定　　本工程的主要任務(wù)是攔蓄上游河水，確保灌溉用水，應(yīng)具有較大的泄水能力，在洪水時(shí)期還應(yīng)擔(dān)負(fù)著泄洪的任務(wù)，對(duì)于灌溉水質(zhì)有一定的要求，便于排砂排淤，所以采用無底坎寬頂堰孔口。閘底板高程的確定　　本水閘擔(dān)任著攔蓄上游河水、確保灌溉用水的任務(wù)，需要較大的單寬流量，可以降低堰頂?shù)母叱?，使堰頂高程與河床同高，即閘底板高程為 。閘孔尺寸及前沿寬度的確定　　已知上下游水位，可推算上游水頭及下游水深。計(jì)算見下表 表 　上游水頭計(jì)算表流量 Q（m 3/s）下游水深hs（m ）上游水深H（m）過水?dāng)嗝娣e（m 2）行近水速V0（m/s）V0/2g(m)上游水頭H0（m）60 3 　　由于水閘閘檻高程較低、擋水高度較大，閘上水位變幅較大，所以閘式結(jié)構(gòu)選用胸墻式。設(shè)置胸墻底高程為 。由于閘孔設(shè)計(jì)時(shí)外河水位▽，高于胸墻底高程，所以為孔流。因此閘孔總流量公式為 ， ，002gHσμhBQe?/Hεhμe??1?揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4， ，h e—孔口高度（m ） ，式中 μ—孔口流量系數(shù)，????21/Hhλεe???r/./λ167840?ψ —孔流流速系數(shù)， ε —孔流垂直收縮系數(shù)， λ —計(jì)算系數(shù)，r—胸墻底圓弧半徑（m ） ，σ —孔流淹沒系數(shù)，則計(jì)算閘孔總凈寬可用公式 。 002gHhQ/σBe??　　由于孔流淹沒系數(shù) σ 和 B0 都是未知的，不能直接求得，需試算。q=Q/B0，E 0=hc+q2/（2* c2） ， ，先假定 σ =，計(jì)算見下?????????18132cc39。 /gqh表 ：表 　閘孔總凈寬計(jì)算表迭次孔流淹沒系數(shù)閘孔總凈寬B0（m）單寬流量q(m3/)躍前水深hc（m）躍后水深hc＇＇ （m）(hshc＇＇ )/(Hhc＇＇ )1 2 3 4 　　根據(jù)《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》中閘孔尺寸和水頭系列標(biāo)準(zhǔn)，選定單孔凈寬 b0=，同時(shí)為了保證閘門對(duì)稱開啟，防止不良水流形態(tài)，選用 3 孔閘，取中墩厚1m，邊墩厚 ，見圖 所示。閘孔總寬為：????B圖 閘孔尺寸布置圖 （單位：cm ）泄洪能力校核　　查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》按公式 計(jì)算，所得 Q=?%，滿足要求。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5 消能設(shè)計(jì)　　為了保證水閘的正常運(yùn)用，防止河床沖刷，一方面盡可能消除水流的動(dòng)能，消除波狀水躍，并促使水流橫向擴(kuò)散，防止折沖水流出現(xiàn)；另一方面要保護(hù)河床及河岸，防止剩余動(dòng)能引起的沖刷。要解決以上問題，就是要有一個(gè)好的消能設(shè)施。工程實(shí)際中經(jīng)常采用底流消能方式。底流消能由消力池、海漫、和防沖槽三部分組成。消力池緊接閘室，在池中利用水躍進(jìn)行消能。海漫緊接消力池，其作用是繼續(xù)消除水流的剩余動(dòng)能，使水流擴(kuò)散并調(diào)整流速分布，以減小底部流速。海漫末端設(shè)置防沖槽?！　∠Τ爻Ｓ玫挠腥N：①下挖式消力池。即降低護(hù)坦高程而形成的消力池，適用于閘下尾水深度小于躍后水深的情況。②突檻式消力池（即消力墻式消力池） 。適用于閘下尾水深度略小于躍后水深的情況。如果地基開挖困難，或因冬季要求放空池中積水以防止冰凍時(shí)，則可不開挖而直接在護(hù)坦末端修建低堰，抬高池內(nèi)水位，從而形成突檻式消力池。③綜合式消力池。當(dāng)閘下尾水深度遠(yuǎn)小于躍后水深，且計(jì)算出的消力池深度又較深時(shí)，可采用下挖式消力池與突檻式消力池相結(jié)合的綜合式。工程中經(jīng)常采用的是下挖式消力池，本次設(shè)計(jì)也采用下挖式消力池設(shè)計(jì)。 消力池的設(shè)計(jì)消力池深度計(jì)算　　根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中公式 ， ，ΔZhσd39。s39。c??0 02203???g/αqhTcc， ，進(jìn)行試算。式中：d：39。 )b(ghαq(h??? 2239。c39。sgαqΔZ?深度； ：水躍淹沒深度系數(shù)，取 ； ：躍后水深； ：收縮水深； ：?σ39。hchα流動(dòng)能校正系數(shù)，取 ；q：過閘單寬流量； ：消力池首端寬度； ：消力池末端1b2b寬度； ：由消力池底板頂面算起的總勢能， ； ：出水池落差； ：0T dHT?0ΔZ39。sh出水池河床水深； ：流速系數(shù)，取 。上游水深計(jì)算見表 。?揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6表 　上游水深計(jì)算表流量Q（m 3/s）閘室水深H（m）下游水深hs’（m）過水?dāng)嗝娣e（m 2）行近流速(m/s) gV20閘前水頭H0（m）60 120 　　由于 ，通過試算得到 hc=， =＞h t=1m。為