【文章內(nèi)容簡介】 第四章 閘室布置第一節(jié) 閘室的結(jié)構(gòu)的組成底板底板分為整體式與分離式兩種，本工程采用整體式底板即平地板與閘墩連成整體，為三孔一連，兩側(cè)設(shè)伸縮縫，如圖（4—1）。 閘室剖面圖（4—1）它是閘室的基礎(chǔ)部分，能把上部結(jié)構(gòu)的重力及荷載傳給地基，并有防沖和防滲的作用、支撐作用。底板的厚度必須滿足結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的要求，可取為1/5～1/7的閘孔凈寬，～，，以增加閘室的穩(wěn)定性和延長防滲長度。底板混凝土應(yīng)滿足強(qiáng)度、防滲和抗沖等要求，其強(qiáng)度等級(jí)采用C25整體式平底板抗震性能好，閘墩 閘墩的主要作用是分隔閘門，同時(shí)也支撐閘門、工作橋、交通橋等上部結(jié)構(gòu)。閘墩的長度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)布置要求，該值一般等于底板的長度， 閘墩分為中墩、邊墩及縫墩。中墩上游部分（以閘門為界）的頂部高程一般要高出設(shè)計(jì)（校核）水位，以使閘上交通橋既不防礙過水，也不受波浪影響。邊墩是閘室與兩岸擋水墻相連接的部分，邊墩頂部高程在泄洪時(shí)應(yīng)高出設(shè)計(jì)或校核洪水位加上安全超高值；關(guān)門時(shí)應(yīng)高出設(shè)計(jì)或校核洪水位加上波浪計(jì)算高度及安全超高值。該兩項(xiàng)安全保證應(yīng)該同時(shí)得到滿足，以便使上游來水不漫過邊墩頂部，確保閘室安全。一、墩頂高程確定 超高值等于波浪中心線超過靜水位的高度、波浪高度及安全超高的總和。 （4—1） 公式中：—超高—波浪中心線超過靜水位的高度—相應(yīng)于波列累積頻率（p=5%）的波高—安全超高。（1）。▽墩=▽設(shè)+=+=▽墩=▽校+=+=（2）在關(guān)門時(shí)利用公式（4—2） （4—3） （4—4）公式中：—平均波高（m）—計(jì)算風(fēng)速（m/s）,—風(fēng)區(qū)長度（m），為3000m—風(fēng)區(qū)內(nèi)平均水深（m）—平均波周期（s）①設(shè)計(jì)洪水時(shí)，H上=，▽堰=，== m/s= s—2—3 ，▽墩=▽設(shè)+d=+++=21m②校核時(shí) —2—3 ，▽墩=▽設(shè)+d=+++=所以，綜合以上幾種工況條件，選取閘墩頂高程為▽墩=閘門。啟閉方式：根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)尺寸，與及運(yùn)用條件，采用升臥式平板鋼閘門。定型：選擇露天式鋼質(zhì)平面閘門。構(gòu)造：根據(jù)《閘門與啟閉機(jī)》選擇滾動(dòng)行走支承，定輪式。主輪直徑選擇800mm，輪緣寬度為140mm。懸臂軸，軸直徑為180mm。側(cè)輪安放在門體側(cè)向四角，當(dāng)閘門在啟閉過程中偏斜是，可沿著閘墩或門槽邊側(cè)滾動(dòng)以導(dǎo)向，直徑為200mm，輪緣60mm。閘門止水止水是為了堵塞閘門門體活動(dòng)部分和它的接觸面之間以及閘門門體分段之間的空隙，以防止漏水而裝設(shè)的。止水可根據(jù)其裝設(shè)的位置不同而分為頂止水、側(cè)止水、底止水和中間止水等。止水是用其上游的水壓力作用來保證。本工程側(cè)止水采用P型止水，底止水采用條形橡皮。 閘墩的平面設(shè)計(jì)閘墩的外部形狀主要考慮水流平順的基本要求，以減小側(cè)收縮的影響，提高閘孔過水能力，閘墩的頭部及尾部多采用圓頭形和尖圓形，閘墩的上游端部一般做成半圓形，以減小水流進(jìn)口損失，下游端部宜做成流線型，以利于水流擴(kuò)散。閘墩的厚度必須滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度的要求，～，；，取1m，此多孔閘門為平面閘門，～，～，；，～，；～，為方便檢修，取2m。升臥平面鋼閘門（1）升臥式平面鋼閘門 它是在直升式閘門的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。閘門在關(guān)閉狀態(tài)直立擋水，啟門3首先直立上升，然后邊上升邊轉(zhuǎn)動(dòng)，全開時(shí)閘門平臥在閘墩頂部。這種閘門最大的特點(diǎn)是工作橋高度小，從而可以降低造價(jià)，提高抗震能力。起吊設(shè)備為卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，吊點(diǎn)一般設(shè)置在上游一側(cè)。平面閘門的制造、安裝和管理、維護(hù)，一般比較簡單，但平面閘門的啟閉力，受門重、水壓力的影響較大，同時(shí)，平面閘門也需要較高的啟閉臺(tái)和較厚的閘墩等。本工程為鋼閘門，它有材料的強(qiáng)度高、性能和質(zhì)量有保證，結(jié)構(gòu)受荷明確，施工和養(yǎng)護(hù)較容易掌握的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，鋼閘門在孔口尺寸和水頭較大的情況以及運(yùn)行條件較差有遭受震動(dòng)、空蝕等危害時(shí)，也有更為適應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。采用鋼閘門，由于門體活動(dòng)部位較輕，其啟閉費(fèi)用也較為節(jié)省。（2）閘門設(shè)計(jì) 平面鋼閘門的門體主要由面板、梁格及支撐等部分組成。面板承受水壓力，并將其傳給梁格，在由梁格通過支撐行走部分傳給閘墩或閘墻的門槽等處。 面板為閘門的擋水部分，一般采用平面鋼板。它被支持于梁格，并與之焊為整體。梁格由橫梁、縱梁和支撐等部分組成。為了獲得合理的面板厚度，以及照顧門體的剛度，梁格布置為多橫梁式閘門，（如圖4—6）。圖中1—主橫梁 2—頂橫梁3—底橫梁4—邊縱梁 5—中縱梁梁格的連接方式采用齊平連接，又叫等高連接，梁格的全部與面板連成整體，面板成為四邊支承板，門體的剛度最高，因采用主次梁布置，不涉及到小橫梁斷開的情況。如圖（4—7）， 圖中1—主橫梁 2—縱梁 3—面板閘門底緣按布置要求設(shè)計(jì)，如圖（4—8）。 圖（4—6） 圖（4—7） 圖（4—8）橋梁設(shè)計(jì)1）工作橋 為了安置閘門的啟閉設(shè)備和工作人員操作的需要，通常設(shè)置工作橋，并在閘墩上修建支撐或排架等，用來支撐工作橋。 (1)底梁高程 底梁高程=▽墩頂+起吊富裕高度 =▽+=▽(2)工作橋?qū)挾裙ぷ鳂虺龖?yīng)滿足啟閉設(shè)備所需的寬度外，～，以供工作人員操作及設(shè)置欄桿用，橋面總寬約3～ 2）交通橋（公路橋） 供汽車、拖拉機(jī)運(yùn)行等通行使用，交通橋的位置根據(jù)閘室穩(wěn)定及兩岸交通條件確定。本工程不置在閘室的靠高水位一側(cè)，可以使閘門上游的水重加大以使閘室穩(wěn)定。公路橋重按汽—20t設(shè)計(jì)，掛100t校核，雙車道，，采用T型結(jié)構(gòu)，，用5根組梁組成，兩側(cè)人行道為懸臂式，每米延長重量按8t/m計(jì)。3)檢修便橋由于交通橋緊挨著檢修閘門，為了節(jié)約投資，可以不設(shè)檢修便橋分縫和止水閘室在垂直水流方向，每隔一段距離需要用縫分開，以免閘室因?yàn)榈鼗痪鶆虺两导皽囟茸兓a(chǎn)生裂縫，為了使閘室在溫度變化下能自由伸縮而建造的縫叫做溫度縫，縫距一般為15～20m，縫寬1～4mm；為了使閘室在地基不均勻沉降下能自由伸縮而建造的縫叫做沉降縫，縫距一般為15～25m，但不超過35m,；縫寬視地基土質(zhì)情況及水閘荷載變化情況而定，縫的寬度應(yīng)保證相臨部分沉降時(shí)互不影響。～。 本工程為整體式底板，沉降縫設(shè)閘墩中間，主要保證在閘室在發(fā)生不均勻沉降時(shí)不防礙閘門的正常運(yùn)行，分縫不宜過多，因?yàn)榉挚p的閘墩加厚，工程量必將加大，設(shè)計(jì)為三孔一聯(lián)，即每隔三孔設(shè)一道沉降縫，并且以沉降縫代替溫度縫。水閘分縫后，凡是有縫的地方都必須有止水設(shè)備，對(duì)于止水設(shè)備，除應(yīng)滿足防滲要求外，還應(yīng)該能適應(yīng)混凝土的收縮和地基的不均勻沉降，同時(shí)，也要構(gòu)造簡單，易于施工。在此采用條形止水。閉力的估算1）閘門重量計(jì)算本工程閘門采用平板鋼閘門，根據(jù)公式： （4—5）公式中：—閘門的支承構(gòu)造系數(shù)，滾動(dòng)支承，—閘門的材料系數(shù)，普通碳素鋼， —閘門高度,為7米—閘門的高度系數(shù)， —孔口寬度2）支承摩阻力 （1）滑動(dòng)摩擦系數(shù)：滾輪的材料，一般采用碳素鋼或合金鋼，為了減小輪子尺寸，選用合金鑄鋼。門槽軌道采用Q235碳素鋼，因此，滑動(dòng)摩擦系數(shù)查《水閘設(shè)計(jì)下》,鋼對(duì)鋼最大：～；最?。? 在此取用： （2）滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)：由于膠木軸套經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)諸如抱軸，軸套脫落等毛病，故在此不采用，而采用鋼對(duì)青銅（有潤滑）時(shí)的系數(shù)最大：；最?。?（3）止水摩擦系數(shù)：在門槽邊緣鋪設(shè)不銹鋼，側(cè)止水采用P形橡皮。則橡皮對(duì)不銹鋼最大： ；最?。?）啟閉力計(jì)算公式對(duì)于平面閘門的啟閉力計(jì)算，查《水閘設(shè)計(jì)下》應(yīng)用公式：（1）滾動(dòng)支承摩擦阻力用公式 （4—6）公式中：—閘門上的總水壓力 —滾輪半徑（cm） —軸與軸套的滑動(dòng)摩擦系數(shù)， —軸的半徑（cm）—（2）止水摩擦阻力用公式 （4—7） 公式中：—止水與止水座的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，—作用在止水上的水壓力，可以從側(cè)止水和頂止水的總長度乘以止水橡皮的寬度，再乘以平均水壓力得出。（3）上托力用公式公式中： —水的重度， H—上游水頭 D—底止水厚度 B—底止水長度（3）在動(dòng)水中的啟門力為： （4—8） 閉門力為：（4—9）當(dāng)利用水柱壓力關(guān)閉閘門時(shí)需要的持住力 （4—10）上式中：—摩擦阻力的安全系數(shù)，—計(jì)算啟門力和持住力用的門重修正系數(shù)，—計(jì)算閉門力用的門重修正系數(shù)，—閘門活動(dòng)部分的自重 —作用在閘門上的水住壓力—支承摩擦阻力 —止水摩擦阻力—上托力4）啟閉力計(jì)算（1）啟門力計(jì)算在校核水位情況下啟動(dòng)，上下游水位差最備，閘門受到水壓力最大， H上=，H下=，計(jì)算閘門所受的力。 選用滾倫直徑為D=800mm,輪緣寬度為b=140mm,輪軸直徑d=180mm,將上述參數(shù)帶入公式（4—6）得：滾動(dòng)支承摩擦阻力用公式：止水摩擦阻力用公式： 則啟門力： （2）閉門力計(jì)算由于閉門時(shí)上下游水位差很小，故水平水壓力可以忽略不計(jì)，即P=0, ,則 上托力： 閉門力：t算出的閉門力為負(fù)值，表示閘門可以靠自重關(guān)閉，不需施加水柱壓力，因此也不需要驗(yàn)算持住力。綜上所述啟門力=；閉門力= t5)啟閉機(jī)選型根據(jù)上述所算啟閉力，查閱有關(guān)資料，結(jié)合實(shí)際情況，在此選用QPQ—225雙吊點(diǎn)的卷揚(yáng)式啟閉機(jī)符合條件。QPQ—225雙吊點(diǎn)的卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的尺寸如下：DdChl側(cè)輪（mm）150451090100主輪（mm）3001030190170tgBBf側(cè)輪（mm）102505060230主輪（mm）3030080100250尺寸表（4—3）啟閉機(jī)的情況表（4—4）