【正文】 m in 1 .1 4 2 .0????? ? ? ?，滿足要求。 m 下游水壓力 M14=－ = － 正常運行期基底壓力驗算： 鉛直力計算過程如下： 閘門前水重 G9= 10= kN 閘門后水重 G10= 10= kN 揚壓力：閘室部分揚壓力分布圖見圖 12： 浮托力 F1= 7 10= kN 滲流力 F2= (－ ) 7 10= 水壓力計算過程如下： 上游水壓力 P1= 3 10= kN 下游水壓力 P2= 3 10= 各力對基底面沿垂直水流流向的形心軸的力矩計算過程如下： 圖 12 閘室部分揚壓力分布圖 26 閘門前水重 M9= = m 完建期基底壓力驗算： 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基底面垂直水流流向形心軸的力矩之和： M? =－ m 閘門： M5=－ =－ 表 4 荷載組合 荷載組合 計算情況 荷載 自重 靜水壓力 揚壓力 泥沙壓力 浪壓力 地震力 基本組合 完建無水期 √ — — — — — 正常擋水期 √ √ √ — — — 閘室的穩(wěn)定計算 驗算閘室基底壓力 閘室部分的示意圖見圖 11： 圖 10 閘基滲流壓力分布圖 24 閘室各主要部分的自重計算過程如下： 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 啟閉機自重 G8=515 2247。 (1)完建無水期 完建無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，這是驗算地基承載力的設計情況。由于閘基滲流區(qū)域的邊界條件十分復雜，很難求得解析解，因而在實際工程中常采用一次近似而實用的方法，如流網法、改進的阻力系數法；對于地下輪廓較簡單，地基又不復雜的中、小型工程，可采用直線法。 10 水閘的防滲設計 閘基防滲設計主要控制滲流量和防止?jié)B透變形破壞。 由于該設計單寬流量很小，且無水躍產生，無需消能措施，故不再進行消能防沖計算。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? ???? ? ? 不計行近流速的影響，上式中閘孔自由出流的流量系數 ? 按南京水利科學研究所的經驗公式計算： 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，正常運行情況下，閘門開度 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） 經計算 ?? 。 在上述建筑物混凝土結構施工完成后，在其結構迎水面刷涂 TB 混凝土防滲防腐涂層，以提高混凝土的抗腐蝕性能。 底板結構計算 底板的設計采用倒置梁法，即假定地基反力沿閘室縱向（順水流流向）呈直線分布，橫向（垂直水流流向）為均勻分布，把閘墩當做底板的支座，在地基反力和揚壓力、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)梁計算底板內力。 閘墩結構計算 閘墩簡化為固結于底板的懸臂結構，采用材料力學方法進行分析。 工作橋結構計算 機架橋的主要構件為 T 型梁和橋面板。 剛架結構計算 剛架主要受力為立柱承受的軸向壓力，按照軸壓構件進行配筋計算。 胸墻結構計算 胸墻 的控制工況為正常運行期。 18 抗裂度驗算： 本設計對底板進行了抗裂驗算。 中墻受力筋選用 Φ18150。本設計中選用的公式為 39。0()c sbs yKNe f b hA f h a??? ? （ 23） 39。 本設計計算中出現的均為大偏心構件，分別計算 SA? 和 SA 。 對頂板、底板及側墻、中墻分別進行計算。由表查得安全系數 K=， C25 混凝土彎曲抗壓設計強度 fc=178。計算得出的鋼筋數量應控制在經濟含鋼率以內 (?常用 %~%)。解箱涵的內力，變位法較為適用，屬于這一類的方法有轉角位移法、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向土壓力的計算（ 取單位長度進行計算）： 11aq HK?? （ 15） 2tan 45 2oaK ????????? （ 16） 式中： ?—— 回填土的內摩擦角； H1—— 頂板中心線距地面的距離， m； 1q —— 側向土壓力， kN/m。本設計涵洞主要的回填方式為填埋式，取單位長度的涵洞為研究對象，按下式進行計算： 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。（詳見計算書） 作用于箱涵的外荷載通常有垂直土壓力、活荷載、箱涵自重、土的側向壓力及內外水壓力等。 經計算 1 2 .0 2 [ ] 1 .5ttKK? ? ?，滿足 抗傾覆穩(wěn)定要求。 經計算 2 6 .7 5 [ ] 1 .2 0ccKK? ? ?，滿足抗滑穩(wěn)定安全要求。 地基承載力驗算 與閘室穩(wěn)定計算的地基承載力驗算基本相同， 其中 B 為墻底寬度。 14 擋土墻的穩(wěn)定計算 擋土墻容易出現的破壞形式有以下幾種：滑動破壞、淺層地基的剪切破壞、深層地基的剪切破壞、下沉破壞等。 本設計水閘地基土質為粘性土，沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數宜按公式（ 12）計算，其中 f=， 0? =， c0=。 要求 ? ???? ， ??? 為容許的地基應力，根據資料 ??? =110 2/kN m 。對于孔數較少而未分縫的小型水閘，可取整個閘室（包括邊墩）作為驗算單元；對于孔數較少設有沉降縫的水閘，則應取兩縫之間的閘室進行驗算。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使閘室傾斜，影響水閘的正常運行。 滲流計算說明 地下輪廓線長度計算， C=13，閘基防滲長度 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。每側翼墻的擴散角取為 12176。立柱尺寸： 300 300mm2，橫梁尺寸： 300 400mm2。 橋寬＝機墩底寬＋兩側操作所須的寬度＋欄桿尺寸 ＝ 280+2 500+（ 2 75＋ 2 25） =1480mm 橋長＝ 1500+500+800=2800mm 當閘墩較高，能滿足機架橋高程要求時，機架橋可以直接擱置在閘墩上；否則，應在閘墩上加設排架，將橋擱置在排架上。 工作橋結構尺寸的確定 根據閘的規(guī)模為小型建筑物，選用的啟閉設備比較簡單。啟閉機采用固定型式。 ()T G j s x t z d z sF n G G W P P T T? ? ? ? ? ? ? （ 5） 啟門力 QF 的計算： 39。 閘墩具體尺寸見圖 2 及圖 3。 墩厚：中墩采用 ，邊墩采用 。 閘墩結構尺寸的確定 本設計采用半圓形閘墩，這種形式外形比較平順，便于過流，并且施工方便。閘基防 滲長度實際取 ，均為鋼筋混凝土結構。 底板結構尺寸的確定 順水流方向的底板長度和閘門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。 經計算，當310 /m s?， b=。 200 2VHHg?? （ 1） 式中： H—— 水頭， m； H0—— 計入行近流速水頭在內的堰頂總水頭， m； V0—— 行近流速， m/s。當閘門位于某一開度時，可能出現兩種流態(tài)的相互轉換。此閘過閘單寬流量取 m3/s。而實用堰適用于大工程，高水頭的工程，費用較高。 堰型的選擇 根據水閘設計規(guī)范 SL2652020，常用的堰型有寬頂堰和實用堰兩種。 閘室穩(wěn)定計算：取兩相鄰順水流向永久縫之間的閘段作為計算單元進行計算。 穩(wěn)定計算 水閘穩(wěn)定計算應根據結構受力條件及工程地質條件進行，其內容應包括：荷載及其組合；閘室、岸墻和翼墻的穩(wěn)定計算；結構應力分析。 灌溉出水閘下游翼墻采用八字形重力式擋土墻 ,漿砌石 護底。灌溉出水閘為涵洞式水閘 ,設計流量為 。 2 設計內容 本次設計內容主要包括：水閘總體布置、水力設計、水閘防滲排水設計、閘室結構布置、閘室穩(wěn)定計算、擋土墻穩(wěn)定計算、涵洞結構設計、胸墻結構設計、剛架結構設計、工作橋結構設 計、閘墩結構設計、底板結構設計。； 鋼筋混凝土容重 25kN/m179。建議評定為四類建筑物，拆除重建。 本場地為中軟場地土，建筑場地類別為Ⅲ類。 工程區(qū)存在的主要工程地質問題是不均勻沉陷，建議加強基礎整體性和上部結構的剛度，以防止不均勻沉陷的發(fā)生。工程區(qū)屬 III 類場地環(huán)境類型，地下水、地表水水質類型均為 +.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)屬于北溫帶半濕潤季風區(qū)，大陸性氣候，四季分明，春季干燥多風，夏季溫熱多雨，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，灌溉引水設計流量 。南北長度 65km，東西寬度 45km，全區(qū)總面積 1450km2，耕地面積 萬畝，全區(qū)總人口 萬人，其中農業(yè)人口 萬人。 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。根據選擇的堰型，通過水力計算確定閘孔尺寸、孔數及消能防沖形式和尺寸；根據地質資料等確定防滲措施，選擇防滲設施 的形式和尺寸。本設計主要任務是對西老口泵站灌溉出水閘進行更新改造設計；通過分析本工程區(qū)域地形、地質、水文和其它有關資料及相應的規(guī)劃成果，進行出水閘設計，主要內容包括：確定閘址位置，選擇閘孔型式，對水閘結構形式及閘室主要部位、上下游連接方式和結構尺寸進行確定。 關鍵詞： 水閘；改造設計；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 萬畝，排澇標準為十年一遇。根據天津市排澇總體規(guī)