【文章內(nèi)容簡介】 坡降 J 為0J = = =＜[J ]=～39。39。閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。6． 閘室布置與穩(wěn)定計算 閘室結(jié)構(gòu)布置閘室結(jié)構(gòu)布置主要包括底板、閘墩、閘門、工作橋和交通橋等部分結(jié)構(gòu)的布置和尺寸的擬定。 底板底板的結(jié)構(gòu)、布置、構(gòu)造與上面的相同。 閘墩順?biāo)较虻拈L度取與底板相同，取 16m。閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中墩厚均為 。邊緣與岸墻合二為一，采用重力式結(jié)構(gòu)。18閘墩上游部分的頂部高程在泄洪時應(yīng)高于設(shè)計或校核洪水位加安全超高；關(guān)門時應(yīng)高于設(shè)計或校核洪水位加波浪計算高度加安全超高。設(shè)計洪水位的超高計算： =++=?1校核洪水位的超高計算： =++=取上述二者中的較大者，取為 。閘墩下游部分的高度只要比下游最高水位適當(dāng)高些，不影響泄流即可。可大大低于上游部分的高度，而其上設(shè)有排架擱置公路橋。初擬定閘墩下游部分頂部高程為 ，其上設(shè) 3 根，高 的柱子，柱頂設(shè) ，長 的小橫梁，梁頂高程即為++=。下游閘墩上擱置公路橋，橋面高程為 ，與兩岸大堤齊平。閘墩上設(shè)檢修門槽和工作門槽，檢修門槽在上游，槽深為 ，寬 ，工作槽槽深為，寬 。具體位置見圖。閘墩上下游均為半圓形，其半徑為 。 胸墻為了保證啟吊閘門的鋼絲繩不浸在水中，胸墻設(shè)在工作閘門的上游側(cè)。胸墻頂與閘墩上游部分頂部同高取 。胸墻底部高程應(yīng)以不影響引水為準(zhǔn)。 =堰ZB?頂高程+堰頂下游水深+ =++= m，取胸墻底部高程為 。則胸墻高度為?。胸墻采用鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)，簡支于閘墩上。上梁尺寸為 ,下梁尺寸為，板厚 20cm。下梁下端的上游面做成圓弧形，以利過水。 工作橋1）啟閉機(jī)選型。閘門采用平面滾輪鋼閘門，為滑動式，門頂高程應(yīng)高出胸墻 ，即其高程為 ，門高 ，門寬 +2 =。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：?G=,初估閘門自重。A=。HS=；對于工作閘門，K1=，H/B=, H/B＜1，K 2=。HS=＜60m，K 3=。則門重G==，取門自重 G=260KN。初擬啟門力FQ=（—）P+，閉門力 FW（—）P。其中 G 為閘門自重，P 為作用在門上的總水壓力，不計浪壓力的影響，作用在每米寬門19上游面的水壓力，作用在每米寬門下游面的水壓力和門上總的水壓力為：P 上 =1/2(+) =。P 下 =1/2 =，P=（P 上 P 下 ）=FQ=+260=FW=260=FW0，表示閘門能靠自重關(guān)閉，不需加壓重塊幫助關(guān)閉。根據(jù)計算所需的啟門力FQ=，初選單吊點(diǎn)手搖電動兩用卷揚(yáng)式啟閉機(jī)（上海重型機(jī)械廠產(chǎn)品）QPQ63。其機(jī)架外輪廓寬 J=1962mm。2）工作橋的尺寸及構(gòu)造。 （見圖 612）工作橋的寬度不僅要滿足啟閉機(jī)布置的要求，且兩側(cè)應(yīng)留有足夠的操作寬度。B=啟閉機(jī)寬度+2欄桿柱寬+2欄桿外富裕寬度＝+2+2+2=。故取工作橋凈寬 。工作橋?yàn)榘辶菏浇Y(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配。兩根主梁高 ，寬 ，中間活動鋪板厚 6cm。為了保證啟閉機(jī)的機(jī)腳螺栓安置在主梁上，主梁間的凈距為 。在啟閉機(jī)機(jī)腳處螺栓處設(shè)兩根橫梁。其寬 30cm，高 50cm。工作橋設(shè)在實(shí)體排架上，排架的厚度即閘墩門槽處的頸厚為 50cm，排架順?biāo)较虻膶挾葹?。排架的高程為：胸墻壁底緣高程+門高+富裕高度=++=。 檢修便橋?yàn)榱吮阌跈z修、觀測、在檢修門槽處設(shè)置有檢修便橋。橋?qū)?。橋身結(jié)構(gòu)僅為兩根嵌置于閘墩內(nèi)的鋼筋混凝土簡支輛。梁高 40cm，寬 25cm。梁中間鋪設(shè)厚 6cm 的鋼筋混凝土板。 交通橋在工作橋的下游側(cè)布置公路橋，橋身結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)，橋面總寬 。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸見本章第一節(jié)。 閘室穩(wěn)定計算 取中間的一個獨(dú)立的閘室單元分析，閘室結(jié)構(gòu)布置見圖 621：20圖 621 閘室結(jié)構(gòu)布置圖 （單位： m） 荷載計算1） G 、閘墩重力 G 、閘門重力 G 、123胸墻壁重力 G 、工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力 G 、公路橋重力 G 和檢修便橋重力 G 、取混凝土、4 567鋼筋混凝土的容重為 25KN/ 。3m底板重力為：G =1625+（1+）252121=9816KN閘墩重力：每個中墩重G =（ 25）+（ 25）‘+（225）+（25225）+（25）+（825）+（325）+（25） ）=每個閘室單元有兩個中墩，則：G 2=2 G =‘閘門重力為：G 3=2602=胸墻重力為：G 4=1725+ 1725+()?1725= 工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力如下:工作橋重力：G 5=225+(+)39。225+225+25=考慮到欄桿及橫梁重力等，取: G 5=510KN39。QPQ63 啟閉機(jī)機(jī)身重 ，考慮到機(jī)架混凝土及電機(jī)重，每臺啟閉機(jī)重 66KN,啟閉機(jī)重力 G 5=2=39。 G5= G 5+ G 5=510+=642KN39。39。公路橋重力:公路橋每米重約 80KN,考慮到欄桿重,則公路橋重為: G6=80+50=檢修便橋重力：G 7=252+1725=考慮到欄桿及橫梁重力等，取: G 7=完建情況下作用荷載和力矩計算見下表 621：表 621 完建情況下作用荷載和力矩計算表(對底板上端 B 點(diǎn)求力矩)力矩(KNm)部位重力(KN)力臂(m) ↘ ↙22底板 78528（1） （2） （3） （4） 閘墩（5） 閘門 工作橋 啟閉機(jī) 公路橋 檢修便橋 胸墻 合計 1703652）設(shè)計洪水情況下的荷載。在設(shè)計洪水情況下,閘室的荷載除此之外,還有閘室內(nèi)水的重力、水壓力、揚(yáng)壓力等。閘室內(nèi)水重:W1=17+17+17 =++=19510 KN設(shè)計洪水情況下的荷載圖見（圖 522）, 設(shè)計洪水情況下的荷載計算表見 (表 522，設(shè)計洪水情況下荷載和力矩計算對 B 點(diǎn)取矩)水平水壓力:首先計算波浪要素。有設(shè)計資料知：h =，L /h =10，上游 =，則上游波lllH浪線壅高為： llHcthLππ 20?=.20??ππ t23波浪破碎的臨界水深： llllj hLHπππ 2n4??? mlj ??πππ可見，上游平均水深大于 Ll/2,且大于 Hlj，故為深水波。因此：P1=4(4++) +6(4+10) =+=（→）P2=(+) =（→）P3==（←）P4=(+) =（←）浮托力：F=16+(+) =(↑)滲透壓力:U=16+16 =843+=(↑)設(shè)計洪水情況下的荷載圖見（圖 622）, 設(shè)計洪水情況下的荷載計算表見 (表 622，設(shè)計洪水情況下荷載和力矩計算對 B 點(diǎn)取矩)24圖 622 設(shè)計洪水位時荷載圖表 622 設(shè)計洪水情況下荷載和力矩計算（對 B 點(diǎn)取矩）豎向力（KN） 水平力（KN） 力矩（KNm） 備注荷載名稱↓ ↑ → ←力臂（m） ↘ ↙閘室結(jié)構(gòu)重力 170365 表 621上游水壓力下游水壓力 浮托力 187332滲透壓力 水重力11．0 合計（↓） （→） （↘）3）校核洪水位情況的荷載。校核洪水位情況時的荷載與設(shè)計洪水位情況的荷載計算方法25相似。所不同的是水壓力、揚(yáng)壓力是相應(yīng)校核水位以下的水壓力、揚(yáng)壓力。閘室內(nèi)水重: Pv=17+17+17 =++=水平水壓力:首先計算波浪要素。在校核水位下：h =，L l=，h 0=,Hlj= 上游 =，故為深水波。l H因此：P1=(++) +(+) =+=（→）P2=(+) =（→）P3= =（←）P4=(+) =906KN（←）浮托力：F=16+(+) 2? =(↑)滲透壓力:U=16+16=+=(↑)校核洪水情況下的荷載圖見（圖 623）, 校核洪水情況下的荷載計算見 (表 623，校核洪水情況下荷載和力矩計算對 B 點(diǎn)取矩)26圖 623 校核洪水位時荷載圖表 623 校核洪水情況下荷載和力矩計算（對 B 點(diǎn)取矩）豎向力（KN） 水平力（KN） 力矩（KNm） 備注荷載名稱↓ ↑ → ←力臂（m） ↘ ↙閘室結(jié)構(gòu)重力 170365 表 621上游水壓力下游水壓力 浮托力 187332滲透壓力 水重力1118729 223552合計（↓） （→） （↘）27 穩(wěn)定計算1）完建期 閘室基底壓力計算 )6(maxinBeAGP????GM???2由表 621 可知，∑G=，∑M=，另外，B=16m，A=16= ,則2 е= =（偏上游） = (1 6 )=Pmaxin.?)(4地基承載力驗(yàn)算。由上可知 = （P max+Pmin）= （+）=?212持力層為堅硬粉質(zhì)粘土，=15～21 擊，查表得地基允許承載力 ???R=350kPa。因?yàn)榛A(chǔ)的寬度遠(yuǎn)大于 3m，故地基允許承載力應(yīng)修正。 =??R)()3(????? DmBPS??其中：B=8m。D=。 為安全起見，取 m =,m =。B(浮容重)31 /)742()( kNeGP ???????? =350+（83）+（）??R = , 地基承載力滿足要求。?不均勻系數(shù)計算。由上可知 ?? axP???基地壓力不均勻系數(shù)滿足要求。2)設(shè)計洪水情況，閘室地基壓力計算。由表 622 可知：∑G=，∑M=，則??KNH016.28 е= =（偏上游） = (1 6 )=Pmaxin3.?)上2.(73地基承載力驗(yàn)算。由上可知 = （P max+Pmin）=49kPa21??R地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計算。由上可知 ??axP????但根據(jù) SD13384 附錄五的規(guī)定，對于地基良好，結(jié)構(gòu)簡單的中型水閘， 的采用直可??η 以適當(dāng)?shù)脑龃?。本閘閘基土質(zhì)良好；在設(shè)計洪水位情況下， 可采用 。??η 閘室抗滑穩(wěn)定分析：臨界壓應(yīng)力 )1(2??tgcBtAPkp??其中 A=； =。B=16m, =19 。c=60kPa。o故閘室不會發(fā)生深層滑動，僅需作表層抗滑穩(wěn)定分,?析。 HAcGtgKc???00?其中： 取 ， = ；c 取 c=。由于本閘齒墻較淺，可取 A= ，則0?051 2??. ?????? cc K?閘室抗滑穩(wěn)定性滿足要求。3)校核洪水情況 閘室基底壓力計算。由表 623 可知，∑G=，∑M=，則?? е= =（偏上游） = (1 6 )=Pmaxin37.?)(8029地基承載力驗(yàn)算。由上可知 = （P +Pmin）=?21max??R地基承載力滿足要求。不均勻系數(shù)計算。由上可知 ?? ???基地壓力不均勻系數(shù)不滿足。但根據(jù) SD13384 附錄 5 的規(guī)定，對于地基良好，結(jié)構(gòu)簡單的中型水閘，在校核洪水位情況下， 可以采用 。η閘室抗滑穩(wěn)定分析：顯然 ，不必驗(yàn)算深層抗滑穩(wěn)定性，只需驗(yàn)證表層抗滑穩(wěn)定性，即kpP?max臨界壓應(yīng)力 ?? c00c ???????????閘室抗滑穩(wěn)定性滿足要求。7． 閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計 邊墻設(shè)計由于閘基土質(zhì)條件較好，承載能力較大，邊墩與岸墻合二為一，既擋土，又擋水，以節(jié)省工程量。 邊墻斷面擬定邊墻為重力式結(jié)構(gòu)，頂部高程為 ，墻底高程為 ，墻頂垂直段部分寬 ，高 ， （對應(yīng)公路橋部分，墻頂垂直段部分厚 ，以便留出 寬擱置交通橋。但這一差異對整個邊墻而言是十分微小的，故在計算中可忽略這一差異，而認(rèn)為邊墻自上游而下游斷面形狀一樣） 。墻背坡度為 1:。邊墻的前趾也是閘室底板，長 ，后趾長 ，邊墻的斷面形狀及尺寸見圖 711。墻身用 75 號水泥砂漿漿砌塊石砌筑而成。門槽前后局部范圍內(nèi)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。底板混凝土標(biāo)號與閘底板混凝土標(biāo)號相同，為 150 。30 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算完建期未放水，墻