【文章內容簡介】 7~9中砂和粗砂6~7亞粘土和亞砂土5~6粘土3~4 水頭較高或重要的船閘，宜同時采用阻力系數(shù)法、空間滲流計算法和三維電模擬試驗法等進行分析研究。阻力系數(shù)法見附錄F。6 荷載 荷載計算 作用于船閘水工建筑物上的荷載應包括下列內容：（1）建筑物自重力及水重力；（2）建筑物內部或上部填料重力；（3）閘門、閥門、啟閉機械及其他設備重力；（4）土壓力；（5）靜水壓力‘（6）揚壓力，包括浮托力和滲透壓力；（7）船舶荷載，包括船舶撞擊力和船舶系攬力；（8）活荷載；（9）波浪力；（10）水流力；（11）地震力；（12）其他。 建筑物自重力及建筑物內部或上部填料的重力，可按其尺寸和材料重度計算。當無實測資料時，材料重度可參照附錄G采用。對重要工程，材料重度應通過試驗確定。 閘門、閥門、啟閉機械及其他設備重力應通過計算確定，初步估算時，可按現(xiàn)行行業(yè)標準《船閘設計規(guī)范 第四篇 船閘閘門、閥門設計》（JTJ264）和《船閘設計規(guī)范 第五篇船閘啟閉機械設計》（JTJ265）的有關規(guī)定執(zhí)行。 土壓力的計算狀態(tài)應根據(jù)地基性質、結構類型和回填土性質等因素按下列情況判別。 土基上的重力式、扶壁式和懸臂式等結構，墻后填土應按主動土壓力計算。 土基上設斜樁和帶橫撐的直樁基礎上或巖基上的重力式、扶壁式和懸臂式和混合式等結構，以及整體式結構，墻后填土應按靜止土壓力計算。 墻高大于15m的整體式和懸臂式鋼筋混凝土結構，應對附加土壓力的影響進行分析研究。 主動土壓力的計算（），對無粘性多層土或折線墻背與垂直線夾角大于等于15度的仰角，且小于第二破裂面與垂直線的夾角時，第n層土的土壓力合力可按式（）計算，其土壓力合力的水平分力和土壓力的垂直分力可分別按式（）和式（）計算。第二破裂面與垂直線的夾角可按式（）和（）計算。 （） （） （） （） （） 式中 ——第n層土的土壓力合力（）；——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力強度（）；——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力的水平分力強度（）；——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力的垂直分力強度（）；——第n層土的厚度（）；——折線墻背與垂線的夾角，仰角為正值，俯角為負值；——分別為第n層土的土壓力合力的水平分力和垂直分力（）；——第二破裂面與垂直線的夾角；——第n層土的內摩擦角；——參數(shù)；——地面與水平面的夾角，在水平面以上為正，在水平面以下為負，且應小于等于。 作用在墻背上，第n層土上、下端處單位面積土壓力強度，第n層土上、下端處的單位面積土壓力的水平分力強度，第n層土上、下端處的單位面積土壓力的垂直分力強度，可分別按式（）至（）計算。 （） （） （） （） （） （） （） （） 式中 ——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力強度（）；、——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力的水平分力強度（）；、——分別為第n層土上、下端處單位面積土壓力的垂直分力強度（）；——地面荷載力系數(shù)；——地面均布荷載（）；——第n層土主動土壓力系數(shù)；——折線墻背與垂線夾角，仰角為正，俯角為負；——地面與水平面的夾角，在水平面以上為正，在水平面以下為負，且應小于等于；——第i層土的厚度（）；——第i層土的重度，水下取浮重度；——第i層土的內摩擦角；——土與墻背間的摩擦角。 對無粘性土，當?shù)孛鏋樗矫?，墻背與垂直線夾角大于等于45度減/2，或墻身為L型結構時，計算主動土壓力應計入墻背與垂直面間的土體重量。墻背水平向主動土壓力系數(shù)可按下式近似計算： （）式中 ——墻背水平向主動土壓力系數(shù)； ——土的內摩擦角。 不同的墻背型式、回填土和荷載等情況下的主動土壓力可按附錄H近似計算。 回填土與墻背間的摩擦角應根據(jù)回填土性質、墻背型式和粗糙程度等按下列規(guī)定采用：（1）仰斜的混凝土或砌體墻背采用（1/2~2/3），階梯型墻背采用（2/3~1）；（2）垂直的混凝土或砌體墻背采用（1/3~1/2）；（3）俯斜的混凝土或砌體墻背采用（0~1/3）。注：為回填土的內摩擦角。 粘性土主動土壓力計算根據(jù)經驗可選用下列計算方法。 當?shù)孛鏋樗綍r，在垂直墻背或計算垂面上可按公式（）和公式（）計算土壓力強度。 （） （）式中 ——主動土壓力強度（），當小于等于0時，取0；——地面均布荷載（）；——第i層土的重度，水下取浮重度；——第i層土的厚度（）；——第n層土主動土壓力系數(shù)； ——第n層土的粘聚力（）；——第n層土的內摩擦角。 粘性土的主動土壓力，可按楔體極限平衡圖解法確定；當有經驗時，也可采用等代內摩擦角，按無粘性土計算。土質較差或回填不密實的粘性土，可不計粘聚力。 靜止土壓力系數(shù)，~。 當墻后填土遇到堅硬陡坡時，應以陡坡面為滑楔破裂面，有力系平衡計算土壓力。 土的重度、內摩擦角和粘聚力應根據(jù)工程地質鉆探土樣試驗資料確定。土的重度無實測資料時，可參照附錄G采用。 作用于建筑物表面的靜水壓力，應根據(jù)不同的水位組合情況進行計算確定。水的重度取10（），高含沙量河流應根據(jù)實際情況確定。 作用于結構基礎底面的浮托力應按低水一側的水位計算。 土基上的滲透壓力計算，基礎地面高水一側取全水頭H，低水一側取零，其間可根據(jù)滲透輪廓按直線或折線相連。滲徑長度應按第5章的有關規(guī)定執(zhí)行。 巖基上的滲透壓力計算，可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《混凝土重力壩設計規(guī)范》（SDJ21）的有關規(guī)定計算。對未設帷幕和排水的船閘，單位長度上的總滲透壓力可按下式計算： （）式中 ——單位長度上的總滲透壓力（）；——滲壓折減系數(shù)，；——水的重度（）；——計算面到水面的深度（）；——墻截面寬度（）。 在確定滲壓折減系數(shù)時，應根據(jù)下述各因素綜合考慮確定：（1）基巖節(jié)理裂隙不發(fā)育，地質條件良好，取較小值；（2）閘墻承受的水頭較高時，取較大值；（3）建筑物級別較高時，取較大值；（4）建筑物材料為混凝土時，取較小值；漿砌塊石取較大值；（5）施工質量及地基處理良好時，取較小值。 閘墻水平計算截面的揚壓力，當計算面位于低水位以下時，其單位長度上的浮托力應按下式計算： （）式中 ——船舶撞擊力——水的重度（）；——計算面到水面的深度（）；——墻截面寬度（）。 閘墻背后填土時，作用于墻背的水壓力可按靜止水壓力計算。墻后地下水水位的確定，應按第5章的有關規(guī)定執(zhí)行。 作用于襯砌式閘墻背后的水壓力可按靜水壓力乘以滲壓折減系數(shù)計算。 船舶撞擊力可按下式計算： （）式中 ——船舶撞擊力（kN）；K——系數(shù)，；，；W——船隊排水量（t）。 船舶撞擊力的作用方向可按垂直于建筑物表面考慮。連續(xù)閘墻及導航墻頂端最不利撞擊情況，其分布長度可按下列公式計算： （） （）式中 ——沿墻長度方向的分布長度（）；——撞擊點至計算截面的高度（）；——計算截面處墻的厚度（）；——墻的分塊長度（）。 。 內河貨船和駁船系攬力 船舶載重噸DWT（t）系攬力值（kN）DWT10030100DWT50050500DWT10001001000DWT20001502000DWT30002003000DWT5000250 閘面活荷載可取2~5kPa，當閘面有汽車、牽引車通行或堆放材料時，應根據(jù)具體情況確定。 承受風浪作用的建筑物在計算波浪壓力時，波浪要素可根據(jù)建筑物所在位置的吹程、風速和地形等條件，按現(xiàn)行行業(yè)標準《內河航道與港口水文規(guī)范》（JTJ214）的有關規(guī)定估算。 作用于建筑物各部件上的水流力應按下式計算： （）式中 ——水流力（kN）；——水流阻力系數(shù)，與設計構件的斷面形狀等因素有關，可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《港口工程荷載規(guī)范》（JTJ215）的有關規(guī)定選用；——水的重度（）；——計算流速，可采用建筑物使用期間，在其所處范圍內可能出現(xiàn)的最大平均流速；——重力加速度，；——計算構件與流向垂直平面上的投影面積（）。 地震力應按現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程抗震設計規(guī)范》（JTJ225）的有關規(guī)定計算。 荷載組合 ，必要時尚應考慮其他可能的不利組合。 荷載組合 荷載組合計算情況自重設備重土壓力水壓力揚壓力船舶荷載水流力波浪力或荷載地震力基本組合運用情況—檢修情況————施工情況———————完建情況——————特殊組合校核洪水——排水堵塞、止水局部破壞———運用情況+地震——檢修情況+地震——注：溢洪情況列入基本組合。7 閘室結構設計 一般規(guī)定 閘室結構型式應根據(jù)地基條件、水頭大小、輸水系統(tǒng)型式、材料來源和施工條件等因素，通過經濟比較確定。 閘室結構可分為分離式結構和整體式結構。閘室應采用直立式墻面。 土基上分離式閘室結構的閘墻，可氛圍重力式、懸臂式、扶壁式、板樁和地下連續(xù)墻等型式。閘室宜采用帶有橫撐的透水閘底，當?shù)鼗鶠榉凵?、細砂等對滲透和變形比較敏感的土質時，可采用不透水的雙鉸式底板。 巖基上分離式閘室結構的閘墻，可氛圍重力式、襯砌式和混合式。當巖基堅硬、完整，閘底不設輸水廊道時，可不設底板，并應直接由巖石開挖形成閘墻面；當巖基不耐沖刷或需設輸水廊道時，應設置底板，底板宜采用雙鉸式。 閘墻和底板的斷面尺寸應滿足結構穩(wěn)定、強度和有關設施布置的要求。 當?shù)鼗?、荷載和斷面尺寸變化不大時，閘室結構可選擇有代表性懂得斷面按平面問題進行計算。 系船設備和爬梯等輔助設備均應置于壁龕內，壁龕邊角應做成圓弧形或采用鋼板鑲護。 閘墻底部前趾可設有利于結構受力的斜托，但不得妨礙船舶在最低通航水位時的運行。 溢洪船閘墻后填土表面應設置防滲蓋面。 重力式閘墻結構設計 重力式閘墻結構宜采用混凝土或鋼筋混凝土結構。對水頭不高的小型船閘，當?shù)厥a石料，切技術可靠時，經論證可采用漿砌石結構。 重力式閘墻采用梯形斷面或衡重式斷面時，應符合下列規(guī)定。 混凝土和漿砌塊石閘墻背坡可采用折線形，漿砌條石閘墻背坡可采用階梯形。 ~，平臺以上為梯形斷面，平臺以下設坡度為1：~1：。 。當閘身基礎采用混凝土底板時，應在墻身與底板結合部的混凝土內預埋石榫。砌體應砌筑密實，墻面和背坡應嚴密勾縫。 重力式閘墻應進行地基承載力、整體穩(wěn)定性、截面強度、土基滲透穩(wěn)定性等驗算和土基沉降計算。 扶壁式閘墻結構設計 扶壁式閘墻結構應由底板、肋板和立板組成。底板可分為趾板和內底板兩部分，不宜設置尾板。 肋板的數(shù)量和間距應通過技術經濟比較確定，立板兩端部宜采用懸臂結構。 扶壁式結構各構件尺寸應由計算確定，并應符下列規(guī)定。 扶壁立板厚度應根據(jù)扶壁高度和混凝土施工工藝確定，懸臂端厚度應滿足布置止水的構造求。 ，底寬應與底板寬相同。 。 立板、肋板和底板等連接部位應設置加強斜托。 當扶壁結構頂部設有胸墻時，立板和肋板豎向鋼筋應伸入胸墻。 扶壁式結構應進行整體穩(wěn)定、地基承載力、滲透穩(wěn)定性、截面強度和限裂驗算及地基沉降計算。 扶壁式構件應按下列規(guī)定計算：（1）趾板按固定在立板上的懸臂板計算；（2）肋板按固定在底板上的懸臂板計算；（3），按三邊固定一邊簡支的雙向板計算，；（4）肋板與立板、肋板與底板的連接按軸心受拉構件計算。 襯砌式閘墻結構設計 當巖面高于閘墻設計頂高程時，可采用重力式或薄壁式襯砌閘墻，并應符合下列規(guī)定。 當巖石質地松軟或裂隙發(fā)育時，宜采用重力式襯砌閘墻，其材料宜采用混凝土