【文章內(nèi)容簡介】 均波周期計算表計算情況 Hm Dm(m) v0(m/s) hm(m) hm/Hm hp/hm h5%(m) Tm(s)設(shè)計情況 校核情況 平均波長和波浪中心線超出計算水位的高度分別按下式計算 mmLHthgT?2?zct2%5式中： 為平均波長，m； 為閘前水深，m； 為波浪中心線超出計算水位的高度，LHzhm。其余意義同上。采用試算的方法得出，計算結(jié)果列表 52 所示。表 52 平均波長和波浪中心線超出計算水位的高度計算表計算情況 H(m) Tm(s) h5%(m) Lm(m) hz(m)設(shè)計情況 校核情況 安全超高由《水閘設(shè)計規(guī)范》SL2652022 表 水閘安全超高下限值查的為設(shè)計情況為 ，校核情況為 。綜上閘墩高程計算列如表 53 所示。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計23表 53 閘墩高程計算表位置 計算情況 水位 浪高 波浪中心至靜水面距離 安全超高 閘墩頂高程設(shè)計情況 上游閘墩校核情況 設(shè)計情況 下游閘墩校核情況 由閘墩高程計算表可初步擬定上游閘墩閘墩高程為 。下閘墩高程 。 閘墩厚度、門槽位置和尺寸的擬定1）根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》SL2652022 實施指南 條規(guī)定：閘墩厚度應(yīng)根據(jù)閘孔孔徑、受力條件、結(jié)構(gòu)工程和施工方法確定，平面閘門閘墩門槽處最小厚度不宜小于 。兼做岸墻的邊墩還應(yīng)考慮承受側(cè)向土壓力的作用，其厚度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的需要計算確定?；炷梁蜕俳罨炷灵l墩的厚度約為～。 條規(guī)定：閘墩的外形輪廓設(shè)計應(yīng)能滿足過閘水流平順、側(cè)向收縮小、過流能力大的要求。上游墩頭可采用半圓形，下游墩頭采用流線形。根據(jù)以上要求初步擬定：中墩厚度為 ，邊墩厚度為 ，縫墩厚度 。上游墩頭采用半圓形，為便于施工，下游墩頭也做成半圓形。2）根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》SL2652022 實施指南 條規(guī)定：工作閘門門槽應(yīng)設(shè)在閘墩水流較平順部位，其寬深比取 ～。根據(jù)管理維修需要設(shè)置的檢修閘門門槽，其與工作閘門門槽之間的凈距離不宜小于 。當設(shè)有兩道檢修閘門門槽時，閘墩和底板必須滿足檢修期的結(jié)構(gòu)強度要求。初步擬定上游檢修門槽深度 ,寬度 位于閘墩上游段 處；工作閘門的門槽深度取 ，寬度取 （經(jīng)后面計算改為 ） ，位于閘墩上游段 處；為方便閘底板的檢修，在閘墩下游段也布置檢修閘門，尺寸與上游檢修閘門相同，位于閘墩下游段 處。具體尺寸如圖 51 所示中孔閘墩尺寸布置圖。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計24圖 51 中墩尺寸布置圖 （單位： cm） 閘門與胸墻 閘門的布置根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》SL2652022 條文說明 條規(guī)定：當永久縫設(shè)置在閘室底板上，由于底板的整體性能比較差，在地基不均勻沉降的情況下，較易造成閘底板高低不清、閘墩側(cè)向傾斜的情況，從而改變閘孔形狀，使得對閘孔變形很敏感的弧形閘門很難適應(yīng)，宜采用平面閘門。根據(jù)以上規(guī)定初步擬定：閘門采用平面鋼閘門，雙節(jié)點滾輪支撐；泄水時，當 e/H 為堰流，經(jīng)計算 H==，e 。故閘門高度取 ，則閘門門頂高程為 +=，寬度為 6+=。 胸墻的布置由于擋水高度較大，可設(shè)置胸墻代替一部分閘門高度。其底部高程以不影響閘孔過水為準，胸墻底緣與閘門頂部需設(shè)置止水，故胸墻底緣應(yīng)比閘門頂緣低 ～ 。則胸墻底緣高程== 。胸墻頂部高程與閘墩頂部高程相同，為 。則胸墻高度為 =。胸墻厚度為 。胸墻用鋼筋混凝土做成，底部做成圓弧形，以改善水的流態(tài)。因為閘孔凈寬 6m,故胸墻采用板梁式結(jié)構(gòu)。上梁高度（順水流反向）一般取閘孔寬度的 1/12～1/15 ，下梁高度還要考慮胸墻與閘門共同作用的影響。因為下梁背水面與閘門頂部緊靠，要求下梁有較大的剛度以免影響閘門頂部止水失效，所以下梁高度一般不小于閘孔寬的1/6～1/9.。取上梁高（順水流方向）為 ，下梁高（水平向）為 。因為在閘室底板上設(shè)置了沉陷縫，故采用胸墻與閘墩簡支的形式，連接處涂以瀝青，并設(shè)油毛氈。具體尺寸見圖 52 所示。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計25 圖 52 閘門與胸墻的尺寸 （單位：cm） 閘門重量與啟閉機的估算閘門自重估算：平面閘門自重約 3～4kN/m 2，此處取 kN/m2閘門自重 G=A=() = kN閘門啟閉所需的啟門力和閉門力的估算：閘門啟閉所需的啟門力和閉門力由近似公式： ).0~1.(??w9?式中： 為啟門力，kN； 為閉門力，kN； 為閘門上的總水壓力，kN；QF； 為閘門自重，kN。bhP)21(下上 ???G計算結(jié)果如表 54 所示。表 54 閘門啟閉所需的啟門力和閉門力計算表計算情況 P1（kN） P2（kN） P(kN) G(kN) FQ(KN) Fw(KN)消能防沖 穩(wěn)定水位 加重塊后 +23= 注：閘上水位呈梯形分布， ；閘下水位呈三角形分布，1()????下上 221Phb??揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計26由計算結(jié)果可以看出穩(wěn)定水位時閉門力 ＞0，所以閘門在關(guān)閉時需要增加配重wF塊。擬定配重塊為 23kN，閉門力 0。w 啟閉機與工作橋 啟閉設(shè)備的初步選定由表 52 計算所得啟門力，初步選用平面閘門雙吊點卷揚式啟閉機，根據(jù)《閘門與啟閉機》選定啟閉機型號如下：閘門啟閉機型號：QPQ21啟門力 2160kN 地腳螺栓的間距 Q1Q2=1208mm、Q 1Q3=1569mm。具體尺寸見圖 53 所示。圖 53 啟閉機基礎(chǔ)布置圖（單位： mm） 工作橋的形式和尺寸的擬定初步擬定:按業(yè)主要求，需在工作橋上建房屋，故擬定建 π 型梁。中間兩縱梁間距取決于啟閉機地腳螺栓距，一般取 ～，QPQ216 啟閉機的 Q1Q3=1569mm，故此處縱梁凈距取 ；外沿兩縱梁承受上部房屋墻壁傳來的力。橫梁主要為安裝啟閉機而設(shè)置，其位置決定于啟閉機的安裝位置。啟閉機最大寬度為 1769mm，兩邊需同時留出～ 的富裕寬度以供工作人員操作，初步擬定橋面總寬度為 。其中， 工作橋跨度 L=700020=6980mm,凈距 Ln=6000mm，縱梁高度 h=(1/8～1/12)Ln=(～)m，初步擬定為 ；縱梁寬度 b=(1/2～1/3)h=(～)m，初步擬定為 。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計27橫梁截面為矩形，高度為縱梁高度的 2/3～3/4，寬度為高度的 1/3～1/2，初步擬定橫梁的高度為 ，寬度為 。機墩高 ,與橫梁同寬。房屋四周墻壁厚 。房屋凈寬 2=。屋頂橫梁高 ，寬 ,垂直于水流方向每隔 3m 布置一個。具體尺寸如圖 54 所示。圖 54 工作橋尺寸及布置圖 （單位：cm）工作橋上的活動鋪板布置為了減小縱梁吊裝重量，可將兩根縱梁之間的橋面板做成可拆卸的活動鋪板，簡支在縱梁上，活動鋪板頂面與縱梁頂面齊平。板寬變化幅度在 4050cm，長度為兩根縱梁凈距加上兩邊 8cm 的支撐寬度。鋪板厚度取 810cm。該工作橋選用兩種規(guī)格的活動鋪板，分別為①146cm54cm；②146cm75cm ，厚度均為 8cm。具體尺寸如圖 55 所示。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計28圖 55 工作橋布置圖 （單位：cm） 工作橋設(shè)置高程，工作橋支墩的高度、尺寸的擬定工作橋高度視閘門的形式、閘孔水面線而定。對平面閘門采用固定式啟閉機時工作橋橫梁底高程=下游閘墩頂高程+ 門高+（～ ）富裕高度。工作橋橫梁底高程=++= ，工橋縱梁底高程== ，上游工作橋排架高為 =，下游工作橋排架高 =?；顒娱T槽采用角鋼，寬度 。具體尺寸見如圖 56 所示。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計29（a）順水流方向工作橋支墩 （b ）垂直水流方向支墩圖 56 工作橋支墩布置圖 （單位：長度 cm；高度 m） 交通橋形式和尺寸交通橋采用斜空心板，由于交通橋的標準是公路Ⅱ，雙車道。則公路橋面寬度定為 ，兩邊人行道各為 ,欄桿的厚度取 ,交通橋總寬度為 。交通橋的具體尺寸如圖 57 所示。圖 57 交通橋布置圖 （單位：長度 cm；高程 m） 工作便橋尺寸具體尺寸如圖 58。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計30 圖 58 工作便橋布置圖 （單位：cm） 閘室分縫布置與止水設(shè)置閘室沿軸線每隔一定距離順流向設(shè)縫分開，以免閘室因不均勻沉降及溫度變化而產(chǎn)生裂縫，縫寬 ，并設(shè)置水平紫銅片止水。具體分縫布置如圖 59。圖 59 閘室分縫布置與止水設(shè)置圖 (單位:cm) 閘室總體布置圖閘室具體布置見圖 510 所示。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計31輕 質(zhì) 找 坡 材 料1:3%:1 2. i= i=50 140 506180302050 30501580 650 80156,4 85015120221301030424 342 24251083210,6圖 510 閘室布置圖 (單位：高程 m；其余 cm)揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計326 閘室穩(wěn)定計算由《規(guī)范》 規(guī)定，閘室穩(wěn)定計算宜取兩相鄰順水流向永久縫之間的閘段作為計算單元，故取閘室沉陷縫之間的典型段為計算對象，底板順水流方向長度 ，底板寬度 。閘室荷載分別計算如下。 閘室結(jié)構(gòu)自重計算取混凝土重度為 25kN/m3，閘室結(jié)構(gòu)自重具體計算見表 61。表 61 閘室結(jié)構(gòu)自重計算表（以底板下邊緣中心點為矩心）構(gòu)件名稱 算式 重力（kN） 力臂（m ） 力矩（kNm）底板 25(+(+1)2) 上游縫墩 25(+（） 2/2) 上游中墩 25(+（） 2/2)2 下游縫墩 25(+（）2/22) 下游中墩 25(+（）2/22)2 胸墻 2563 交通橋 25(8+(+)16)+3 工作橋25(6+2++2++0.25(++)12+7) 上游排架 25(+(+)2)3 下游排架 25(+(+)2)3 工作便橋 25(2+)18+3 閘門 3 啟閉設(shè)備 3 重塊 23 合計 　 　 注：以順時針方向為“+”。 水重水位組合水重計算水位組合見表 62。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計33表 62 穩(wěn)定計算水位組合表計算工況 閘上水位(m) 閘下水位(m)設(shè)計情況 校核情況 計算水重根據(jù)上下游水深分別計算其水重，閘室水重具體計算見表 63。表 63 閘室水重計算表（以底板下邊緣中心點為矩心）計算情況 算式 水重(kN) 力臂(m) 力矩（kNm）上游63+(1^2)3+6 設(shè)計情況 下游63+(1^2)3+6 上游63+(1^2)3+6 校核情況 下游63+(1^2)3+6 注：以順時針方向為“+”。 浮托力計算水位組合浮托力計算水位組合見表 62。浮托力計算根據(jù)靜水力學原理和較低側(cè)水位確定閘底板所承受浮托力強度，大小分布如圖61，其值計算見表 64。設(shè)計情況 校核情況圖 61 浮托力分布圖 （單位： kN/m）揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計34表 64 浮托力計算表（以底板下邊緣中心點為矩心）計算情況 算式 浮托力(kN)力臂(m)力矩（kNm）設(shè)計情況((+)2+14+2) 0 0校核情況((+)2+14+2) 0 0 滲透壓力計算水位組合浮托力計算水位組合見表 62。滲透壓力計算滲透壓力與上下游水位差有關(guān)，大小分布如圖 62。其值計算見表 65。設(shè)計情況 校核情況圖 62 滲透壓力分布圖 （單位： kN/m）表 65 滲透壓力計算表（矩心同前）計算情況 算式 滲透壓力(kN) 力臂(m) 力矩（kNm）設(shè)計情況 (+)16/2 校核情況 (+)16/2 水平水壓力水位組合水平水壓力水位組合見表 62。水平水壓力上、下游水平水壓力與上下游水位有關(guān)，其大小分布見圖 63，具體計算見表 66。揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計35設(shè)計情況校核情況圖 63 水平水壓力分布圖 （單位： kN/m）表 66 水平水壓力計算表（矩心同前）計算情況 算式 水平水壓力 (kN) 力臂 (m) 力矩（kNm）止水上 P1 上游止水下 P2 (+) 濾層上 P3 設(shè)計情況下游濾層下 P4 (+) 止水上 P1 上游止水下 P2 (+) 校核情況下游 濾層上 P3 揚州大學本科生畢業(yè)設(shè)計36濾層下 P4 (+) 浪壓力波浪要素計算由 已求得：計算情況 平均波高 hm（m） 波高 h5%（m） 平均波周期 Tm（