【正文】 )2 (2 )/6Jx =△ Q 1440/Jx △ Q 2=△ Q L (h3h2)2 (2h3+h2)/6Jx =△ Q 34 ()2 (2 +)/6Jx =△ Q 159/Jx 閘墩剪力分配系數(shù)： α =△ Q 1/(△ Q 1+△ Q2)=1440/(1440+159)=90% 底板剪力分配系數(shù) 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 33 β =△ Q 2/(△ Q 1+△ Q2)=159/(1440+159)=10% 則閘墩和底板所承受的不平衡剪按以上分配系數(shù)進(jìn)行分配。 表 7— 3 在集中力 P1作用下梁內(nèi)彎矩值 ξ 1 左邊P1 M M 121 175 269 148 54 0 0 右邊P1 M M 121 94 40 14 0 0 0 由于集中力 P2= KN 引起的彎距： M=MP2l= 17 M=615M， P1相對位置 a1=177。 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 36 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 37 第 8 章 連接建筑物的設(shè)計(jì) 上游Ⅰ翼墻，根據(jù)上述墻頂及墻底高程，本工程翼墻擋土高度大于 6m，故采用較為經(jīng)濟(jì)的空箱式擋土墻。 = (m) 截面剪力 : Q = (kN) 截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋 截面彎矩 : M = (kNm) 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 40 抗彎受拉筋 : As = 4263(mm2) 鋼筋應(yīng)力 = (N/mm2) fyk= (N/mm2) 最大裂縫寬度為 : (mm) 墻踵板強(qiáng)度計(jì)算 基礎(chǔ)底面寬度 B= (m) 偏心距 e = (m) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離 Zn= (m) 基礎(chǔ)底壓應(yīng)力 (乘分項(xiàng)系數(shù)后 ): 趾點(diǎn) = 踵點(diǎn) =(kPa) 截面高度 : H39。墻后要求采用砂性土回填，回填土干容重大于 ，回填土計(jì)算指標(biāo) C=0kpa，φ =27176。 配筋計(jì)算 完建期跨中板頂最大彎矩 M=，梁高 h=1500mm， ho=1430mm； b=1000mm；K=；砼為 C20， fc=11N/mm2；鋼筋為Ⅱ級鋼， fy=310N/mm2。 取 a1=177。所以水閘在校核情況下是穩(wěn)定的。 ②、沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定計(jì)算 已知閘底板與中砂的摩擦系數(shù) f= 據(jù)表 82查計(jì)算得 ∑ W=68992KN ∑ P=8854KN 有 Kc=f*∑ W /∑ P = 68992/8854 = [Kc]= 水閘沿基底面的抗滑穩(wěn)定系數(shù)是足夠的。 完建（未蓄水）期閘室穩(wěn)定計(jì)算 未充水，不考慮揚(yáng)壓力影響，已知：中砂 N63..5=20，查《水工設(shè)計(jì)手冊》圖 2554 得地基允許承載力 [R]=235 KN/m2 表 6— 1 完建期閘室穩(wěn)定計(jì)算表 部位名稱 重量（ KN） 偏心矩（對上游齒墻） 彎矩（ ） 底板 28900 10 289000 閘墩 27200 10 272021 工作橋 1785 15 26775 交通橋 2125 閘門 3150 15 47250 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 24 檢修橋 2040 23256 合計(jì) 65200 由表 61知 W=65200 KN M= 偏心距 e=M/= 平均基底壓應(yīng)力 σ =W/BL=65200/(20 )= KN/m2 上游趾板應(yīng)力 : σ max=σ (1 6e/B)=(1+60. 250/20)= 下游趾板應(yīng)力 : σ min=σ (1+6e/B)= (1 6 )=η =σ max/σ min=[η ]=2 所以水閘在完建期安全。 工作橋高度的確定 工作橋高度： 工作橋的高度 H=2*閘門高度 +安全超高 =2*+=。檢 修閘門和工作橋之間保持 2m凈寬，便于檢修人員進(jìn)出和工作。 正常水位時(shí)風(fēng)浪超高計(jì)算 計(jì)算風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速 倍 , V10= = m/s 吹程 D= km 閘前水深 H== m 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 21 a)、波浪陡度 ε =2hB/2LB=1/(9+) =1/(9+)= b)、浪高增長系數(shù) k=1++ 3/ = c)、波長 2LB = (D/ε )1/2 = (3/) 1/2 = (m) d)、浪高 2hB= (Dε )1/2 =3 (3) 1/2= (m) e)、 ∵ HLB=(m) ∴波浪的波長及涌高要作修正， H/2LB = 查《水閘設(shè)計(jì)》表 42得 k1=， k2= f)、計(jì)算浪高及波長 浪高 2hB =k1(2hB)= = (m) 波長 2LB =k2(2LB)= = (m) g)、風(fēng)浪中心線在靜水位以 上的超高計(jì)算 所以 h0＝ 2π (hB)2/LB=2( )2/（ ）＝ (m) h)、安全超高 δ = i)、風(fēng)浪超高 H2=+= (m) 閘墩高度的確定 正常水位時(shí) h=hl+ h2 + h3=+ += 設(shè)計(jì)水位時(shí) h=hl+ h3= += 校核水位時(shí) h=hl+ h3 = += 故取閘墩高度為 。 兩岸側(cè)向繞流防滲設(shè)計(jì) 水閘岸墻后面設(shè)置長 12m的 C20 砼刺墻，刺墻底高程 ，頂高程 ，以防側(cè)向滲透破壞。上下游水位差最大的情況為閘室穩(wěn)定計(jì)算中的校核情況。鋪蓋與翼墻及底板間設(shè)沉降縫。 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 B： 公式計(jì)算海漫長度 Lp= ks [ qs (Δ H)1/2] 1/2 其中 : k—— 系數(shù)，河床土質(zhì)為中砂，查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 B表 值得K=12 當(dāng) e= 時(shí)： Lp=12 [ ] 1/2=32(m) 當(dāng) e= 時(shí)： Lp=12 [ ] 1/2=42(m) 當(dāng) e=全開時(shí)： Lp=12 [ ] 1/2=59(m) 對不同開度情況下的海漫長度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下表： 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 14 開 啟 度 (m) 單寬流量 (m3/s) qS Δ Hˊ (m) LP (m) 全 開 取海漫長度 L=60m，海漫結(jié)構(gòu)型式及布置如下： ①、 10m長水平段漿砌塊石厚 ，設(shè)排水孔和反濾層； ②、 20m長厚 ，坡度 1： 20，下設(shè)碎石墊層厚 15cm； ③、防沖槽設(shè)計(jì) 海漫末端的沖刷深度按下式計(jì)算 : hp= kq/[ d1/2(ht/d) 1/6] 式中 : k—— 系數(shù)，取 k= q— 考慮流量集中后的海漫末端的單寬流量， 取 q= d—— 河床砂粒的平均粒徑，取 d= cm ht—— 海漫末端的水深，取 ht= m hp= [ 1/2() 1/6]= (m) 防沖槽采用梯形斷面，槽深 4m，槽底寬 5m，槽內(nèi)拋填大塊石，塊石直徑不小于。 設(shè) Q下求出 σ ， 然后查表（ hs hc” ） /（ H hc” ） ~σ ，求出相應(yīng) hs值，在 Q~H 下 畫出Q， ~hs， 曲線，與 Q~H 下 曲線相交點(diǎn)為所求。 =315m 選用每孔寬 b=10m，孔數(shù) n=32 孔，總凈寬 B=320m。閘上渠道近似于矩前，寬度為 700m 河槽寬 500m。 站上的公路橋設(shè)在廠房的上游端 泄水閘 水位 正常蓄水位 ▽ ，灌溉水位 ▽ 設(shè)計(jì)洪水位 Q2% = 9540 M3/S，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 校核洪水位 % = 12350 M3/S，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 設(shè)計(jì)水位組合 ①、閘孔凈寬計(jì)算水位 設(shè)計(jì)流量 Q2% = 9540 M3/S，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 設(shè)計(jì)水位差△ H: △ H=（上游水位 H 上 =） 校核流量 % = 12350 M3/S，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 8 ②、消能計(jì)算水位 閘上水位 H 上 = 閘下水位 H 下 = 下泄流量：以閘門開啟度 e=、 e= 以及全開時(shí)的泄量 . ③、閘室穩(wěn)定計(jì)算水位（關(guān)門） 閘 上設(shè)計(jì)水位 H 上 =，閘下水位 H 下 = 閘上校核水位 H 上 =(與門頂齊平 )，閘下水位 H 下 = 其它參數(shù) ①、單孔凈寬： 8～ 12m。 閘上公路橋設(shè)在上閘首的上游端 電站 機(jī)型 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 7 水輪機(jī)型號： GE（ F02） — WP— 380 機(jī)型； 發(fā)電機(jī)型號： SFG200— 70/3960； 總裝機(jī)： 3 2200KW； 水頭 設(shè)計(jì)水頭 ，最高水頭 ，最小水頭 ，最大引用流量 225M3/S。 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 6 表 2— 3 回填土力學(xué)性質(zhì) 干容重 （ T/M3） 濕容重（ T/M3） 飽和容重（ T/M3） 內(nèi)摩擦角φ（176。 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 3 泄水閘的工程布置 泄水閘總凈寬為 320m，每孔凈寬 10m，共布置 32 孔；閘底板高程 ；并按三孔為一整體設(shè)計(jì)，兩邊孔各為單孔 10m 設(shè)計(jì)。 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 2 、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧? 閘址地形 閘址左岸與一座山頭相接，山體順流向長 700m，垂直向 長 2021m，山頂主峰標(biāo)高為 110m，靠岸邊山頂標(biāo)高 65m，山體周圍是河漫灘沖積平原，灘面標(biāo)高(～ )m；沿河兩岸筑有防洪大堤。該流域氣候溫和、水量充沛、水面平緩、含沙量小，對充分開發(fā)這一地區(qū)的水路運(yùn)輸具有天然的優(yōu)越條件。工礦企業(yè)發(fā)達(dá)，有國家最大的有色金屬冶煉工程銅基地及腹地內(nèi)的建材、輕工、電力等工業(yè)部門和十多個(gè)糧食基地；原料及銷售地大部分在長江流域各省、市地區(qū)，利用水運(yùn)條件十分優(yōu)越。 閘址地質(zhì) 閘址河床土質(zhì)主要由砂礫卵石層組成，表層為中細(xì)砂層，層厚 2～ 5m，左厚右薄并逐步消失，河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 30～ 50% ，粒經(jīng) 2～13cm，層厚 (10～ 20)m，屬于強(qiáng)透水層，滲透系數(shù) K= 101～ 5 102cm/s， 允許坡降 J=～ ；河床底層為基巖，埋深標(biāo)高從左標(biāo)高 10m 向右增深至標(biāo)高 15m 以下，其巖性為上古生界二迭長興階灰?guī)r及硅質(zhì)巖。 表 11 工程特性表 序號及名稱 單位 數(shù)量 備注 一、水文 河道允許單寬流量 m3/S 30 特征水位 設(shè)計(jì)洪水位（ P=2%） m 灌溉水位 m 正常蓄水位 m 二、主要建筑物及機(jī)電設(shè)備 地基特性 砂土、砂礫石 閘基承載力 KPa 230 閘室結(jié)構(gòu) 露頂式 閘頂高程 m 閘底板高程 m 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 4 閘門型式、尺寸 扇 32 直升鋼閘門 啟閉機(jī)型式 臺 32 QPQ2 40 固定式 卷揚(yáng)啟閉機(jī) 水閘孔數(shù)孔口凈寬 m 32 10 水閘消能方式 底流式（設(shè)消力池）消能 水閘防沖方式 砼與 漿砌塊石海漫 水閘防滲方式 C25 砼防滲墻及鋼筋砼鋪蓋 華北水院 2021 級函授本科畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 函江泄水閘設(shè)計(jì)算書 5 第 2 章 樞紐工程布置及主要建筑物 的設(shè)計(jì)資料 氣象 函江 水利樞紐工程洪水期多年平均最大風(fēng)速為 ，風(fēng)向?yàn)榇怪眽屋S線，吹程為 3 公里。 船閘、引航道尺寸及高程 閘室有效尺寸：閘室頂高程 ▽ ，閘底高 程 ▽ ； 長寬檻上水深=135 12 。 6m；中墩厚 ，