【正文】 后確定。 S? ——淹沒系數(shù)， m ——流量系數(shù)。 0B = 1002232301???????HgmQs?? 一般來說采用的閘孔凈寬略大于計(jì)算值取 B0= 15 m 分孔 B0=15 米，出于防止折沖水流目的取奇數(shù)孔，孔數(shù) n=3，單孔凈寬 米屬于中小型水閘采用平面鋼閘門。 據(jù)水閘的運(yùn)用要求，其上下游水位、過閘流量以及泄流方式常復(fù)雜多變，因而水閘閘下消能防沖設(shè)施必須在各 種可能出現(xiàn)的水力情況下都要滿足消散動能與均勻擴(kuò)散水流的要求且應(yīng)與下游河道連接良好。因此，底流式消能要求修筑的消能池或其他型式的消能方式， 應(yīng)在可能發(fā)生的工作情況下，都能滿足水躍共軛水深的要求。 （ 5）閘門的控制運(yùn)用是保證工程安全運(yùn)行的主要因素，如果閘門控制運(yùn)用不當(dāng)，將產(chǎn)生集中水流或折沖水流等不 良流態(tài)。 （ 2）閘門應(yīng)盡量同時均勻?qū)ΨQ啟閉。 （ 6）關(guān)閉或減小閘門開度時， 應(yīng)避免水閘下游河道水位降落較快。這種銜接方式由于高速流的主流在底部，故稱為底流式消能。 我國北方為平原地區(qū)。 底流消能可適應(yīng)在較大范圍內(nèi)變動的過閘流量和下游水位，同時在平面上也易擴(kuò)散，故本設(shè)計(jì)采用底流式水躍消能。本設(shè)計(jì)采用綜合式消力池。 由于水躍共軛水深與流量的關(guān)系只決定于水頭及堰型和尺寸，而下游水深和流量的關(guān)系決定于下游渠道的水力特性，兩者并無固定關(guān)系。其目的為保持水流對稱，不致過大沖刷下游河床。 消力池一般布置在閘室后面，池底與閘底板之間常用 1:3～ 1:4 的 斜坡相連，斜坡頂端可緊靠閘底板的下游端。本設(shè)計(jì) ??； ?——流速系數(shù)，一般取 ； 39。sh（ m） （ A=(b+mh)h 221X b h m?? ? R=A/x C=(1/n)R1/6 Q AC Ri? 0 .5 8 1 17 27 61 38 50 3 表 中孔單開時計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch 39。s～ Q 查得 ） ΔZ d T0= d+H 表 雙孔對稱開時計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch 39。s △ Z d 6 6 6 1 2 綜上所述：由上面三個表格在三種不同工況下的計(jì)算結(jié)果得知，當(dāng)開度 e 越大，所需要消力池深度越小。故消力池池深取 d=。 消力池底板厚度的確定 水閘泄水時池內(nèi)水流強(qiáng)烈紊動，護(hù)坦承受水流沖擊力，脈動壓力和底部揚(yáng)壓力等作用，因此要求護(hù)坦應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，整 體性和穩(wěn)定性。 表 三孔全開時計(jì)算表 Q q 39。39。 在查表時，檻高未定之前， Hn 無法確定， S? 值也就不能確定，所以必須 用試算法推求，一般先按非淹沒堰流算起，此時，321 2 ?????????gmqH然后求 得檻高 c，接著便可校核檻頂堰流是否淹沒。22 ????????? ?????
。 檻高應(yīng)盡可能滿足以下要求： ① 檻頂下游水深與上游壅高水深的比值?1HHn ～ ，使檻 后形成較為平順的水流銜接； ② 檻頂高出閘室堰頂?shù)臄?shù)值宜控制在 以內(nèi)，以免影響水閘的泄水能力。39。sh Hq ? Hqkt ?? 1 30 50 70 90 110 由以上表格可得 maxt =,偏安全取 t=。 按抗沖要求 Hqkt ?? 1 （ 315） 式中： 1k ——消力池底板計(jì)算系數(shù)，可采用 ~，本設(shè)計(jì)取 ； H? ——閘孔泄水時的上、下游水位差， m； q ——消力池進(jìn)口處的單寬流量。 閘底板與挖深后的消力池之間常用 1:3～ 1:4 的斜坡連接，本設(shè)計(jì)取 1： 4， 確定消力池長度的條件： cchh??? 最大時。s差值最大時，而在實(shí)際應(yīng)用中ch39。s △ Z d 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 3 8 9 0 5 0 9 1 表 三孔全開時計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch ch 39。s △ Z d 1,463 1 7 6 全開 1 0 其中： ehc ??? qbQ?由RiAC得出流量；再查曲線 ht～ Q 得出 表 中孔單開全開時 hc 試算表 hc 2 3( 2)( 1 8 1)c c ch h q gh? ? ? 39。 查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）、 ()、 ()得全開時為堰流公式為 0 3 202QB m gH??? (39) ( 1)ZbNN??? ??? (310) 004001 122bZZbbbbddb b b b?????? ? ???? ? ? ??? (311) 式中 : 0B ——閘孔總凈寬，（ m）； Q——過閘流量，（ ms）； 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取 0 ? ； g——重力加速度，（ 2ms）； N——閘孔數(shù)，本設(shè)計(jì)3N?； m——堰流流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)； ?——堰流側(cè)收縮系數(shù)； z? ——中閘孔側(cè)收縮系數(shù) ，由表（ ）查得 z? =； b? ——邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)； 0b ——單閘孔凈寬， 0 5bm? ； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 b ——邊閘墩順?biāo)蜻呥h(yuǎn)線至上有河道水邊線之間的距離，（ m）； ????? BBbb 底； ?——堰流淹沒系數(shù)， 查表（ ）得??； 455= 1 0 .1 7 1 1 = 0 .9 7 65 + 1 .0 5 + 1 .0? ???????? 4551 0 . 1 7 1 1 0 . 9 7 15 0 . 5 0 . 8 5 0 . 5 0 . 8b? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ??? )13( ????? 由式23001 2 HgmBQ s??? 得 : = 23 ?????? = 孔流公式由《水工設(shè)計(jì)手冊》 6 表 25210 得： 02 ( )cQ Be gH h??? (312) 式中： 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取mH ? ? ——孔流自由出流的收縮系數(shù)，由e查《水工設(shè)計(jì)手冊》 6 式（ 25211）得； ? ——孔流流量系數(shù)，由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》表 ()查得； e ——閘門開度，為 ； B——閘孔總凈寬，本設(shè)計(jì)取B=15m； g ——重力加速度，（ 2ms）； ch ——收縮水深，（ m）孔流時。消力池池深由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 B 式（ ）至 ()計(jì)算： 0 csd h h Z? ?? ?? ? ?? (36) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 2 3 28( 1 1)( )2cc ch bqh gh b??? ? ? ?(37) 222 2 222scqqZg h gh???? ? ?? ?? (38) 式中：d——消力池深度，（ m）； ch——收縮水深，（ m）； c ??——躍后水深，（ m）； ?——水流動能校正系數(shù)，可采用 ～ 。閘門的初始開啟高度（ ），往往是消力池深度和長度的控制因素。所以應(yīng)通過試算，取相當(dāng)于 ?hc ?hs 為最大值的流量為池深的設(shè)計(jì)流量，實(shí)踐證明，池深的設(shè)計(jì)流量并不一定是水閘所通過的最大流量。即對閘門不同的開啟孔數(shù)及開啟高度所對應(yīng)的下泄量及不同的上下游水位差均應(yīng)進(jìn)行下游消能計(jì)算。對于有高速水流沖擊的消力池，還應(yīng)具 有較強(qiáng)的抗沖能力。加上下游水位變幅往往較大，也無法采用面流消能。 3) 挑流式消能 ：利用下瀉水流所夾帶的巨大動能，因勢利導(dǎo)將水流挑射至遠(yuǎn)離建筑物的下游，使下落水舌對河床的沖刷不會危及建筑物的安全。 1) 底流消能 ：是在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水躍發(fā)生的位置，通過水躍產(chǎn)生的表面漩滾和強(qiáng)烈的滾動，以達(dá)到消能的目的。 （ 4）對分層布置的雙層閘孔或雙扉閘門，應(yīng)先開啟底層閘孔或下扉閘門再開上層閘孔或上扉閘門，關(guān)閉時與上述順序相反。提供給管理單位，作為閘門控制調(diào)度的參考和依據(jù)。 （ 4）多孔水閘常因閘門啟的開啟不當(dāng)，形成折沖水流，沖毀消能防沖設(shè)施和下游渠道。 （ 1）出閘水流流速較大，紊動強(qiáng)烈，必須考慮下游消能問題，平原地區(qū)水閘的水頭一般較低，河道土質(zhì)抗沖能力較小，下游水位變化又較大，故不宜采用挑流式或面流式一般采用底流消能。 校核非常過水能力 此種情況下按閘門全開通過非常洪水。 g ——重力加速度 ，取 g = 2sm 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速水頭的總水頭， m Q——設(shè)計(jì)流量。 由 Q設(shè) ，求 0B 公式：23001 2 HgmBS??? (31) 式中：1?——側(cè)收縮系數(shù)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 兩岸連接布置 水閘兩岸連接應(yīng)能保證岸坡穩(wěn)定，改善水閘進(jìn)出水流條件提高泄流能力和消能防沖效果，滿足側(cè) 向防滲需要，減輕閘室底板邊荷載影響，且有利于環(huán)境綠化等。本設(shè)計(jì)初步采用底流消能方式。 (5) 閘室上部的工作橋、交通橋。 （ 3） 閘門 其結(jié)構(gòu)的選型布置應(yīng)根據(jù)其受力情況控制運(yùn)用要求、制作、運(yùn)輸、安裝維修條件等，結(jié)合閘室結(jié)構(gòu)布置合理選定。本設(shè)計(jì)初步采用平底板。涵洞式水閘主要修建在渠堤較高、引水流量不大的渠道上。 本水閘位于張菜園西面大堤樁 86+660 處。 選擇閘址還應(yīng)考慮盡可能少占土地及拆遷房屋，盡可能利用周圍已有的公路、航運(yùn)、動力、通信等 公用設(shè)施。應(yīng)先選用地質(zhì)條件良好的天然地基，最好是選用新鮮完整的巖石地基，或承載能力大、抗剪強(qiáng)度高、壓縮性低、透水性小、抗?jié)B穩(wěn)定好的土質(zhì)地基。其主要作用除了通過閘門的啟閉控制流量和調(diào)節(jié)水位外，還擔(dān)負(fù)著防止潮水倒灌以及汛期排泄洪水的功能。上游連接段：采用圓弧式翼墻，半徑 6 米，鋪蓋長 45 米，混凝土材料，下面鋪設(shè) 10 厘米碎石墊層。閘墩與底板整澆，和底板等長平齊，頂高程 93 米，中墩厚 米，邊 敦厚 米，它不直接擋土，利用岸墻擋土，交通橋采用板式，交通橋底高程 米，頂高程 102 米，由柱子支承，柱子座落在閘墩上。堰型：平底式寬頂堰。 工程簡介 本閘是河南勝利渠干渠上的防洪閘，位于張菜園西面大堤樁號 86+660 處，是座穿黃河大堤水閘。 由 于閘址處通行的公路聯(lián)結(jié)著重要的政治與經(jīng)濟(jì)中心，是一主要干線公路 ,公路實(shí)屬二級。 工程地質(zhì) 本工程閘址范圍內(nèi)先后鉆孔 15 個，總進(jìn)尺 337m，鉆孔深度在閘底基礎(chǔ)以下 15～20m，共取原狀土 20 組，散狀土 139 個，閘基座落在輕粉質(zhì)沙壤土上（第二層厚 1 米），在閘底板以下約一米處有一層 ～ 2m的粉質(zhì)粘土夾層（第三層）各層物理力學(xué)指標(biāo)如 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 下表：（底板上