【正文】 ........ 19 閘室有水情況下的荷載計(jì)算 ........................................................................................ 21 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................................... 32 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)》（ SL25220xx）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 (m3/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 (m3/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 ，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 （ m3/s） 下游水深 hs（ m） 上游水深 H（ m） 過水?dāng)嗝娣e（ m2） 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 00 2 gHσμ hBQ e? ， /Hεhεμ e?? 1? ，揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 ? ?? ?211 1 /Hhλε e???， er/h./.λ 1671 8240? ， he— 孔口高度 （ m） ， 式中 μ — 孔口流量系數(shù)，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 00 2 gHhQ/ σB e?? 。 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， E0=hc+q2/（ 2*）， ?????? ??? 1812 32cc39。39。c / g hqhh，先假定 σ =， 計(jì)算見下表 ： 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 m 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 00 2 gHσμhBQ e? 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。 消力池常用的有三種 ： ①下挖式消力池。即降低護(hù)坦高