【文章內(nèi)容簡介】 定的閘底板長度較短，僅20m，故于底板上游增設一長 20m的鋼筋砼防滲鋪蓋，并于齒墻下設 6m 深板樁，以增加滲徑長度，初步擬定的閘底輪廓線如圖下圖所示。為了便于計算，將閘底還透水部分輪廓線 劃分成 7個段 ，如下圖。 附圖 L=L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6+ L7 =10+++++++ =36(m) 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 17 上下最大水位差 H= 查表 , 取 C0= C0 H= 5= (m) ∵ L C0 H ∴閘底輪廓長度滿足防滲要求 ,地下輪廓是合適的。 ①、為了簡化計算，簡化地下輪廊，見圖 62 ②、由各角隅點 5引出等勢線 22′、 33′、 44′、 55，將滲透區(qū)域分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等 5 個分段，各分段的計算見圖 62 ③、確定計算深度 Tc 地下輪廓線的水平總長度 L0=20+20=40m， 最大鉛直投影長度 S0=， 根據(jù) L0/S0=40/= ，查《水閘》表 43得 A= B=0 則 Tc=A S0+B L0= +0=(m) ∵ TS=Tc ∴采用 Tc= m ④、計算阻力系數(shù)《水閘設計規(guī)范》附錄 C ( 公式 ) a)、進口段： 用實際階齒高度 a=， 得ξ 1={*(s1/Tc) +}= m b)、鋪蓋水平段： L=20+=(m)， S1==(m)， S2==(m) 故 ξ 2=( S1+ S2)]/T1 =[(1+ 8)]/()= c)、板樁垂直段 S==(m) a == 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 18 T1== m T2== (m) 及 T2/T1= 0S/T2= 則 ξ 3=a/T1+ S/ T2+ S/ T2/[ S/ T2] =1/++ 54/( 54)= d)、底板水平段 L==(m) S1=, S2= ξ 4=( (S1+ S2)=((7+1) )/()= ⑤、出口段：用實際階齒在反濾層底面以下的突出長度 a== m S=(m) T1== m T2== (m) S/T2= ξ 5= a/T1+ S/ T2+s/ T 2/[ S/ T2]+ =1/+ + 3/( 3)+ = Σξ =ξ 1+ξ 2+ξ 3+ξ 4+ξ 5 =++++= ⑥ 、求滲透逸出坡降 ∵ T2/T1= ∴ 可用《水閘》 41 417式計算出逸坡降 Jc 根據(jù) S/T1及 T2/T1兩者的比值 ， 查《水閘》圖 419， 得修正系數(shù)δ = 故 Jc=Δ H/(T1δΣξ )=(0. 72 13)= ∵ Jc[J]=~ ∴不會產(chǎn)生滲透變形，所以閘底板輪廓合適。 已知 H 上 =， H 下 = H=H 上 H 下 = 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 19 ①、各分段的滲壓水頭損失 入口段： hⅠ =H/Σξξ 1= 1= (m) 鋪蓋水平段： hⅡ = H/Σξξ 2= 78=(m) 內(nèi)部板樁段： hⅢ = H/Σξξ 3= 21= (m) 底部水平段： hⅣ = H/Σξξ 4= 58=(m) 出口段： hⅤ = H/Σξξ 5= 45= (m) Σ h= hⅠ + hⅡ + hⅢ + hⅣ + hⅤ =++++= (m) ②、角隅點的滲壓水頭 由地下輪廓線末端逐次向首端迭加各分段的滲壓水頭損失值，即得各角隅點的滲壓水頭值： h5=hⅤ =(m) h4=h5+hⅣ =+=(m) h3=h4+hⅢ =+=(m) h2=h3+hⅡ =+=(m) h1=h2+hⅠ =+= (m) 采用抗沖蝕能力強的鋼筋砼防滲鋪蓋，長 20m，厚 ，首端齒墻深 ，每 10m設伸縮縫，與閘底板交接部位及伸縮縫都必須設止水。 水閘底板為了適于布置公路橋、工作橋及檢修便橋，確定底板長度 20m，底板厚 ；設前后齒墻，前齒墻應寬 ，后齒墻底寬 ，并在前齒墻下設 6m深砼板樁，以增長滲徑，以防滲透變 形。 為了降低閘底板的滲透壓力，緊接底板出口下設反濾層，以利排水，要求反濾層級配良好。 兩岸側(cè)向繞流防滲設計 水閘岸墻后面設置長 12m的 C20砼刺墻，刺墻底高程 ，頂高程 ，以防側(cè)向滲透破壞。 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 20 第 6 章 泄洪閘閘室布置和穩(wěn)定計算 泄洪閘 閘孔總凈寬為 320m。每孔孔寬為 10m，閘孔孔數(shù)為 32孔。為了防止地基的不均勻沉降而將底板折斷，閘孔采用分塊式。閘孔每 3孔為一整體，每 3 孔分一縫，閘墩中墩厚為 ，分縫中墩厚為 ，中間縫寬為 2cm，邊墩厚為 。則閘身總寬為： L=n*L0+n1*d1+n2*d2+ n3*d4 +(n4+1)*δ 式中： n— 閘孔孔數(shù)； L0—— 每孔凈寬 (m)； n1—— 中墩數(shù)； d1—— 中墩厚 (m)； n2—— 分縫中墩數(shù)； d2—— 邊墩厚 (m)； n3—— 邊墩數(shù)； d3—— 邊墩厚 (m)； n4—— 閘底板分塊數(shù)；δ —— 縫寬。 則閘身總寬為： L=32*10+21*+10*+2*+10*=。 閘身擋水高度的確定： h=hl+ h2+ h3 式中 hl—— 閘上游最高靜水位 (m)； h2—— 閘前波浪壅高 (m)； h3—— 安全超高 (m)。 正常水位時風浪超高計算 計算風速取多年平均最大風速 , V10= = m/s 吹程 D= km 閘前水深 H== m 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 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) 1/2= (m) e)、 ∵ HLB=(m) ∴波浪的波長及涌高要作修正， H/2LB = 查《水閘設計》表 42得 k1=， k2= f)、計算浪高及波長 浪高 2hB =k1(2hB)= = (m) 波長 2LB =k2(2LB)= = (m) g)、風浪中心線在靜水位以上的超高計算 所以 h0＝ 2π (hB)2/LB=2( )2/（ ）＝ (m) h)、安全超高 δ = i)、風浪超高 H2=+= (m) 閘墩高度的確定 正常水位時 h=hl+ h2 + h3=+ += 設計水位時 h=hl+ h3= += 校核水位時 h=hl+ h3 = += 故取閘墩高度為 。 在滿足上部結(jié)構(gòu)布置要求的前提 下，底板長度的初步估算公式 B=（ H+2h+a） (1+△ H)ξ (m) (815) 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 22 式中 ： H—— 上游最大水深 (包括設計和校核兩種情況， m)； △ H—— 相應最大水深丑時的上、下游水位差 (m)； 2h—— 波浪高度 (m)； α —— 安全超高 (m)； ξ —— 與閘址地質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，ξ =。 閘底板長度估算： 設計水位時： B=（ H+2h+a） (1+△ H)ξ =（ ++） *(1+*)=； 校核水位時： B=（ H+2h+a） (1+△ H)ξ =（ ++） *(1+*)=。 上部結(jié)構(gòu)要求凈寬：公路橋加欄桿總寬 ，工作橋?qū)挾扔砷l門啟閉機安置場地尺寸決定為 ，檢修橋置于檢修門槽之上，寬度選 ，因此，上部結(jié)構(gòu)要求最小寬度為 。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，順水流方向底板長度為： B=20m。 閘底板厚為 ，上下游齒墻深為 1m，齒墻底寬為 。 閘墩墩頂?shù)拈L度取決于上部結(jié)構(gòu)的尺寸和布置，應 略大于架設于閘頂?shù)母鞣N橋梁（包括交通橋、主閘門和檢修閘門的工作橋）寬度的總和。閘墩長度采用與底板同長，同時用階梯形式由底板向上部結(jié)構(gòu)過渡，以減少工程量。檢 修閘門和工作橋之間保持 2m凈寬，便于檢修人員進出和工作。 檢修門槽深 20cm，寬 30cm，工作門槽深 30cm，寬 60cm。閘墩上下游端部均采用半圓形墩頭，以便設置沉降縫和施工縫。 閘墩的高度在迎水面為最高水位加超高，閘墩下游適當降低，取同公路橋梁底高程 25m。閘墩厚度受控于閘門槽處最小寬度為 50cm，邊墩厚 ，不分縫中墩厚 ，分縫中 墩厚 ，中間縫寬 2cm。 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 23 根據(jù)閘身高度的計算，水閘正常水位時所需的閘門高度為 ，故取閘門高度為 。當設計洪水位及校核洪水位時，閘門開啟泄水，閘門頂可以過浪。本水閘擋水水位較低而泄水洪水位較高，故不宜采用胸墻 ,本水閘不設胸墻。 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*+=。 故取工作橋的橋底高程為 。工作橋?qū)挒?5m。 交通橋 公路橋載重按汽 — 20設計，掛 — 100校核，雙車道橋面凈寬 ，兩側(cè)人行道 2 ，總寬 9m，采用 T型結(jié)構(gòu)。梁高 ，梁腹寬 ，梁翼寬 ，用 5根梁組成，兩側(cè)人行道為懸臂式。每 m延長重量按 8噸計。公路橋底高程為 ，橋面高程為 。交通橋布置在上游側(cè)。 （未蓄水）期閘室穩(wěn)定計算 未充水，不考慮揚壓力影響，已知：中砂 N63..5=20，查《水工設計手冊》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 272022 工作橋 1785 15 26775 交通橋 2125 閘門 3150 15 47250 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 24 檢修橋 2040 23256 合計 65200 由表 61知 W=65200 KN M= 偏心距 e=M/= 平均基底壓應力 σ =W/BL=65200/(20 )= KN/m2 上游趾板應力 : σ max=σ (1 6e/B)=(1+60. 250/20)= 下游趾板應力 : 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。 荷載組合 因本區(qū)地震基本烈度小于 6度，可不考慮地震荷載。閘前底板無泥沙淤積，也不考慮泥沙壓力。 設計情況下荷載基本組合： 水閘自重及水重； 靜水壓力； 揚壓力； 波浪壓力。 水閘自重和水重計算 ①、 水閘自重：計算見表 61，得 G=65200（ KN）。 ②、 水重 W：水重包括閘門上水重 W1和閘門下水重 W2兩部分，以兩閘孔為計算單位。已知閘底板頂高程 m，閘門中心距底板首端 L1=18 m ,有 W1=r h 上 L1 3 B = () 1 5 3 10=28665(KN) W2=r h 下 L1 3 B = () 5 310= 2205(KN) 華北水院 2022 級函授本科畢業(yè)設計 —— 函江泄水閘設計算書 25 波浪壓力計算 ①、波浪涌高計算：根據(jù)風浪爬高計算結(jié)果 設計水位時： 2hB =(m)； 2