【正文】 m in 1 .1 4 2 .0????? ? ? ?，滿足要求。 m 下游水壓力 M14=－ = － 正常運(yùn)行期基底壓力驗(yàn)算： 鉛直力計(jì)算過(guò)程如下： 閘門(mén)前水重 G9= 10= kN 閘門(mén)后水重 G10= 10= kN 揚(yáng)壓力：閘室部分揚(yáng)壓力分布圖見(jiàn)圖 12： 浮托力 F1= 7 10= kN 滲流力 F2= (－ ) 7 10= 水壓力計(jì)算過(guò)程如下： 上游水壓力 P1= 3 10= kN 下游水壓力 P2= 3 10= 各力對(duì)基底面沿垂直水流流向的形心軸的力矩計(jì)算過(guò)程如下： 圖 12 閘室部分揚(yáng)壓力分布圖 26 閘門(mén)前水重 M9= = m 完建期基底壓力驗(yàn)算： 鉛直荷載的總和 W? = G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7+G8= 作用在閘室的全部荷載對(duì)基底面垂直水流流向形心軸的力矩之和： M? =－ m 閘門(mén)： M5=－ =－ 表 4 荷載組合 荷載組合 計(jì)算情況 荷載 自重 靜水壓力 揚(yáng)壓力 泥沙壓力 浪壓力 地震力 基本組合 完建無(wú)水期 √ — — — — — 正常擋水期 √ √ √ — — — 閘室的穩(wěn)定計(jì)算 驗(yàn)算閘室基底壓力 閘室部分的示意圖見(jiàn)圖 11： 圖 10 閘基滲流壓力分布圖 24 閘室各主要部分的自重計(jì)算過(guò)程如下： 底板：由圖 11 可得底板自重 G1=[ +( + ) 2] 25= 閘墩：邊墩自重約為 G2=( － 2 ) 25 2= kN 中墩自重約為 G3=( － 4 ＋ ) 25= kN 胸墻和頂板自重約為 G4=[( ＋ ) ＋ ] 25= kN 閘門(mén)自重為 G5= 79 2= kN 排架自重 G6 =[( － ＋ ) ＋ ( ＋ ) 4] 25 3= 工作橋自重 G7=(( + + + ＋ ) 2＋ ) 25= kN 啟閉機(jī)自重 G8=515 2247。 (1)完建無(wú)水期 完建無(wú)水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷，這是驗(yàn)算地基承載力的設(shè)計(jì)情況。由于閘基滲流區(qū)域的邊界條件十分復(fù)雜，很難求得解析解，因而在實(shí)際工程中常采用一次近似而實(shí)用的方法，如流網(wǎng)法、改進(jìn)的阻力系數(shù)法；對(duì)于地下輪廓較簡(jiǎn)單，地基又不復(fù)雜的中、小型工程，可采用直線法。 10 水閘的防滲設(shè)計(jì) 閘基防滲設(shè)計(jì)主要控制滲流量和防止?jié)B透變形破壞。 由于該設(shè)計(jì)單寬流量很小，且無(wú)水躍產(chǎn)生，無(wú)需消能措施，故不再進(jìn)行消能防沖計(jì)算。39。 因此閘后水深 39。 1 8 12ccc chvh gh??? ? ????? （ 29） 收縮斷面的流速 00222 2c c b e g HQv g Hb h b e? ???? ? ? 不計(jì)行近流速的影響，上式中閘孔自由出流的流量系數(shù) ? 按南京水利科學(xué)研究所的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 0 76 eH? ?? 則 ? =； 0 . 5 3 4 2 9 . 8 4 . 6 2 5 8 . 0 8 ( / )0 . 6 2 9cv m s? ? ? ? ?。 收縮水深 ch 的共軛水深 39。 判別出流方式 因閘底坎為平底堰，正常運(yùn)行情況下，閘門(mén)開(kāi)度 e=。 上游水深 H=,閘底坎為平底堰， e/ H=1/,即出流方式為閘孔出流， 02Q be gH?? 0 76 eH? ?? （ 28） 經(jīng)計(jì)算 ?? 。 在上述建筑物混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后，在其結(jié)構(gòu)迎水面刷涂 TB 混凝土防滲防腐涂層，以提高混凝土的抗腐蝕性能。 底板結(jié)構(gòu)計(jì)算 底板的設(shè)計(jì)采用倒置梁法，即假定地基反力沿閘室縱向（順?biāo)髁飨颍┏手本€分布，橫向（垂直水流流向）為均勻分布，把閘墩當(dāng)做底板的支座，在地基反力和揚(yáng)壓力、底板自重及作用在閘室底板上的水重等荷載作用下按連續(xù)梁計(jì)算底板內(nèi)力。 閘墩結(jié)構(gòu)計(jì)算 閘墩簡(jiǎn)化為固結(jié)于底板的懸臂結(jié)構(gòu)，采用材料力學(xué)方法進(jìn)行分析。 工作橋結(jié)構(gòu)計(jì)算 機(jī)架橋的主要構(gòu)件為 T 型梁和橋面板。 剛架結(jié)構(gòu)計(jì)算 剛架主要受力為立柱承受的軸向壓力，按照軸壓構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。 胸墻結(jié)構(gòu)計(jì)算 胸墻 的控制工況為正常運(yùn)行期。 18 抗裂度驗(yàn)算： 本設(shè)計(jì)對(duì)底板進(jìn)行了抗裂驗(yàn)算。 中墻受力筋選用 Φ18150。本設(shè)計(jì)中選用的公式為 39。0()c sbs yKNe f b hA f h a??? ? （ 23） 39。 本設(shè)計(jì)計(jì)算中出現(xiàn)的均為大偏心構(gòu)件，分別計(jì)算 SA? 和 SA 。 對(duì)頂板、底板及側(cè)墻、中墻分別進(jìn)行計(jì)算。由表查得安全系數(shù) K=， C25 混凝土彎曲抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 fc=178。計(jì)算得出的鋼筋數(shù)量應(yīng)控制在經(jīng)濟(jì)含鋼率以內(nèi) (?常用 %~%)。解箱涵的內(nèi)力，變位法較為適用，屬于這一類(lèi)的方法有轉(zhuǎn)角位移法、力矩分配法等。 作用于箱涵頂上的總均布荷載（包括自重）： 39。 圖 8 涵洞斷面尺寸 16 作用于 箱涵頂板厚度中心線處側(cè)向土壓力的計(jì)算（ 取單位長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算）： 11aq HK?? （ 15） 2tan 45 2oaK ????????? （ 16） 式中： ?—— 回填土的內(nèi)摩擦角； H1—— 頂板中心線距地面的距離， m； 1q —— 側(cè)向土壓力， kN/m。本設(shè)計(jì)涵洞主要的回填方式為填埋式，取單位長(zhǎng)度的涵洞為研究對(duì)象，按下式進(jìn)行計(jì)算： 垂直土壓力： bqh?? （ 14） 式中：γ —— 回填土容重， kN/m3； H—— 頂板上土的高度， m。（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)） 作用于箱涵的外荷載通常有垂直土壓力、活荷載、箱涵自重、土的側(cè)向壓力及內(nèi)外水壓力等。 經(jīng)計(jì)算 1 2 .0 2 [ ] 1 .5ttKK? ? ?，滿足 抗傾覆穩(wěn)定要求。 經(jīng)計(jì)算 2 6 .7 5 [ ] 1 .2 0ccKK? ? ?，滿足抗滑穩(wěn)定安全要求。 地基承載力驗(yàn)算 與閘室穩(wěn)定計(jì)算的地基承載力驗(yàn)算基本相同， 其中 B 為墻底寬度。 14 擋土墻的穩(wěn)定計(jì)算 擋土墻容易出現(xiàn)的破壞形式有以下幾種：滑動(dòng)破壞、淺層地基的剪切破壞、深層地基的剪切破壞、下沉破壞等。 本設(shè)計(jì)水閘地基土質(zhì)為粘性土，沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)宜按公式（ 12）計(jì)算，其中 f=， 0? =， c0=。 要求 ? ???? ， ??? 為容許的地基應(yīng)力，根據(jù)資料 ??? =110 2/kN m 。對(duì)于孔數(shù)較少而未分縫的小型水閘，可取整個(gè)閘室（包括邊墩）作為驗(yàn)算單元；對(duì)于孔數(shù)較少設(shè)有沉降縫的水閘，則應(yīng)取兩縫之間的閘室進(jìn)行驗(yàn)算。過(guò)大的沉降，特別是不均勻沉降，會(huì)使閘室傾斜，影響水閘的正常運(yùn)行。 滲流計(jì)算說(shuō)明 地下輪廓線長(zhǎng)度計(jì)算， C=13，閘基防滲長(zhǎng)度 L C H?? （ 7） 算得 L 為 ?？p寬為 2cm。 邊墩與兩岸的連接采用重力式擋土墻，材料為 M15 漿砌石。每側(cè)翼墻的擴(kuò)散角取為 12176。立柱尺寸： 300 300mm2，橫梁尺寸： 300 400mm2。 橋?qū)挘綑C(jī)墩底寬＋兩側(cè)操作所須的寬度＋欄桿尺寸 ＝ 280+2 500+（ 2 75＋ 2 25） =1480mm 橋長(zhǎng)＝ 1500+500+800=2800mm 當(dāng)閘墩較高，能滿足機(jī)架橋高程要求時(shí)，機(jī)架橋可以直接擱置在閘墩上；否則，應(yīng)在閘墩上加設(shè)排架，將橋擱置在排架上。 工作橋結(jié)構(gòu)尺寸的確定 根據(jù)閘的規(guī)模為小型建筑物，選用的啟閉設(shè)備比較簡(jiǎn)單。啟閉機(jī)采用固定型式。 ()T G j s x t z d z sF n G G W P P T T? ? ? ? ? ? ? （ 5） 啟門(mén)力 QF 的計(jì)算： 39。 閘墩具體尺寸見(jiàn)圖 2 及圖 3。 墩厚：中墩采用 ，邊墩采用 。 閘墩結(jié)構(gòu)尺寸的確定 本設(shè)計(jì)采用半圓形閘墩，這種形式外形比較平順，便于過(guò)流，并且施工方便。閘基防 滲長(zhǎng)度實(shí)際取 ，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 底板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 順?biāo)鞣较虻牡装彘L(zhǎng)度和閘門(mén)在底板上的位置是影響水閘安全穩(wěn)定和布置的主要因素。 經(jīng)計(jì)算，當(dāng)310 /m s?， b=。 200 2VHHg?? （ 1） 式中： H—— 水頭， m； H0—— 計(jì)入行近流速水頭在內(nèi)的堰頂總水頭， m； V0—— 行近流速， m/s。當(dāng)閘門(mén)位于某一開(kāi)度時(shí)，可能出現(xiàn)兩種流態(tài)的相互轉(zhuǎn)換。此閘過(guò)閘單寬流量取 m3/s。而實(shí)用堰適用于大工程，高水頭的工程，費(fèi)用較高。 堰型的選擇 根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SL2652020，常用的堰型有寬頂堰和實(shí)用堰兩種。 閘室穩(wěn)定計(jì)算：取兩相鄰順?biāo)飨蛴谰每p之間的閘段作為計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算。 穩(wěn)定計(jì)算 水閘穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力條件及工程地質(zhì)條件進(jìn)行，其內(nèi)容應(yīng)包括：荷載及其組合；閘室、岸墻和翼墻的穩(wěn)定計(jì)算；結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析。 灌溉出水閘下游翼墻采用八字形重力式擋土墻 ,漿砌石 護(hù)底。灌溉出水閘為涵洞式水閘 ,設(shè)計(jì)流量為 。 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：水閘總體布置、水力設(shè)計(jì)、水閘防滲排水設(shè)計(jì)、閘室結(jié)構(gòu)布置、閘室穩(wěn)定計(jì)算、擋土墻穩(wěn)定計(jì)算、涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、胸墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作橋結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)、閘墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。； 鋼筋混凝土容重 25kN/m179。建議評(píng)定為四類(lèi)建筑物，拆除重建。 本場(chǎng)地為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)。 工程區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題是不均勻沉陷，建議加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性和上部結(jié)構(gòu)的剛度，以防止不均勻沉陷的發(fā)生。工程區(qū)屬 III 類(lèi)場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型，地下水、地表水水質(zhì)類(lèi)型均為 +.K+型弱堿 堿性水。降水量年際間變化大，最大年降水量 1052mm，最小年降水量 384mm，兩者相差 倍。 氣象條件 寶坻區(qū)屬于北溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，大陸性氣候，四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季溫降快雨量少，冬季寒冷少雪。灌溉范圍與排澇范圍基本相同，灌溉引水設(shè)計(jì)流量 。南北長(zhǎng)度 65km，東西寬度 45km，全區(qū)總面積 1450km2，耕地面積 萬(wàn)畝，全區(qū)總?cè)丝? 萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口 萬(wàn)人。 Gate pass type。 through the analysis of the project area terrain, geology, hydrology and other relevant data and corresponding planning results, out of the gate design, the main contents include: to determine the gate access location, select gate hole type, to determine the sluice structure form and the main parts of upper and lower chamber, connecting mode and structure size. According to weir type selection, hydraulic calculation to determine through the gate hole size, hole number and energy dissipation are determined according to the form and size。根據(jù)選擇的堰型，通過(guò)水力計(jì)算確定閘孔尺寸、孔數(shù)及消能防沖形式和尺寸；根據(jù)地質(zhì)資料等確定防滲措施，選擇防滲設(shè)施 的形式和尺寸。本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是對(duì)西老口泵站灌溉出水閘進(jìn)行更新改造設(shè)計(jì)；通過(guò)分析本工程區(qū)域地形、地質(zhì)、水文和其它有關(guān)資料及相應(yīng)的規(guī)劃成果，進(jìn)行出水閘設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括：確定閘址位置，選擇閘孔型式，對(duì)水閘結(jié)構(gòu)形式及閘室主要部位、上下游連接方式和結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行確定。 關(guān)鍵詞： 水閘；改造設(shè)計(jì)；閘孔型式；防滲措施；穩(wěn)定性分析 ABSTRACT Sluice is a low head hydraulic structure, has the double functions of water, drain, is widely used in 2 hydraulic engineering. The main task of this design is the renovation design of old pump station west irrigation water outlet。 Retrofit Design。寶坻區(qū)位于天津市北部，地處潮白河、薊運(yùn)河下游平原，處于北京、天津、唐山三市中心地帶。泵站排澇控制范圍為：引灤明渠以西，青龍灣河以北，大白渠以南，西老口排干以東，排澇總面積為 萬(wàn)畝，排澇標(biāo)準(zhǔn)為十年一遇。根據(jù)天津市排澇總體規(guī)