【文章內(nèi)容簡介】 會產(chǎn)生不均勻沉降而影響閘門正常啟閉 ， 因此將縫設在底板上 ， 以減少閘室的工程量和底 板上的彎矩。 根據(jù)前章論證 ， 底板型 式采用低實用堰 ， 可以保證洪水來臨時大量泄洪。 底板尺寸與布置 ??4 (1) 底板 ： 考慮到防滲要求和 結(jié) 構(gòu)布置要求 ， 現(xiàn)擬定值為 L=25m (其中 , 9 5 9 6 4 ???? H ~??HL ) 厚度為 (~)m 本設計取 2m ， 見圖 (2)鋪蓋 ： 一般取 (~) H? ， 本設計取 L = 35m ( ~ )厚為 (3) 齒墻底板齒墻 : 取深 ， 鋪蓋齒墻 : 取 。 圖 31底板尺寸布置圖 孔口 孔口形式以開敞式 ， 胸墻式 ， 只有在穿堤引水或深挖方渠道上才采用涵洞式。 當水閘無擋水位須高于設計與校核洪水位等特殊要求時 采用開敞式水閘 ， 利于河流1m2m河北工程大學畢業(yè)設計 8 排冰 ， 排沙 ， 迅速泄洪。 閘門 閘門按工作的性質(zhì)不同 ， 可分為工作閘門 ， 檢修閘門 ， 備用閘門 。 而在泄水建筑物的 進水口一般 需設工作閘門 ， 檢修閘門。 對于工作閘門形式的選擇 ， 應考慮其工作性質(zhì) ， 設置位置 ， 啟閉方式 ， 并參照已有實踐經(jīng)驗 ， 經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。一般對于深式泄水孔道流速較高的情況 ， 適宜用露頂式弧形閘門 ， 所需工作橋高度低 ， 閘墩厚度小 ， 閘門埋固少 ， 重量輕 ， 受力條件好 ， 啟閉運用靈活 ， 不需要設水槽 ， 使過閘水流條件順暢。 閘墩 按工作條件不同 ， 閘墩可分為中墩 ， 邊墩 ， 縫墩 。 一般做成實心結(jié)構(gòu) 邊墩頭部為矩形，上下游側(cè)與翼墻連接。中墩頭部形狀 應滿足過水平順的要求，設置為半圓形，便與施工與設置沉降縫。 。 橋 (1)交通 橋 一般設置在水閘下游部位，有時可根據(jù)結(jié)構(gòu)布置需要也可以設在上游側(cè)。 (2)工作橋 橋高較大時，一般是在閘墩上修建排架或支墩來支撐工作橋，橋底高程應使閘門開啟后門底高于最高泄洪水位，并有一定安全裕度，且滿足閘門能從閘孔中取出檢修。 泄水槽段布置 (1)斷面形式：采用矩形斷面。 (2)底坡 為保證泄水槽中水層不影響溢流堰的自由出流和槽中部發(fā)生水躍，泄 水槽的縱坡必須大于臨界底坡，且不陡于 1： 1 采用同一坡度，本設計取 1： 3。 (3)邊墻 因初步設計泄水時水深較大，故邊墻形式采用懸臂式。 其他選型布置 連接段 (1)水閘上游翼墻的平面布置型式選擇 水閘上游翼墻的平面布置型式選擇一般有八字形翼墻、 圓弧翼墻 和扭曲面翼墻 。但圓弧式翼墻施工復雜，適用于 單寬 流量大，閘身高，地基承載力低的 大中型 水閘。八字形翼墻工程量較大，所以 選 擇為扭曲面翼墻，保證水利條件好，工程量小，但應確保墻后回填土夯實，以避免墻身斷裂。 喀河溢洪道設計 9 (2)兩岸聯(lián)接 閘室與兩岸的連接 是指閘室與兩側(cè)河岸和閘室與上下游河道的連接，作用是側(cè)向擋土 ，保護兩岸邊坡不受進 出閘水流沖刷。 形式主要取決于地基情況和閘身高 度，閘身較高時，由于邊墩地基所受荷載 常遠大于閘身地基上的荷載， ，地基 可能會不均勻下降，應在邊緣另設 輕型 岸墻擋土，岸墻還可能使作用在地基上的荷 載從閘室向兩岸過渡的作用，減小地基不均勻沉降對閘室 結(jié)構(gòu)的不利影響。作為兩岸連接建筑物的岸墻與翼墻型式有重力式、 懸臂式和 扶臂式。當墻高大于 9m時為扶 臂式擋土墻，立墻與底板的剛度，為減小墻厚可在立墻與 底板之間設置與之固結(jié)的鋼筋混凝土扶臂即為扶臂式結(jié)構(gòu)，與同高度的懸 臂式結(jié)構(gòu)相比，扶臂式較為經(jīng)濟。 漸變段水利計算 (1)漸變 段長度計算 漸變段首端斷面 B= m ， 取末端寬為 b=35m ， 收縮角為 ?25 則漸變段長度為mtgtg bBL ??????? (2)漸變段水深計算 ??1 為 了 堰頂洪水安全泄洪，漸變段底坡 i 應大于臨界坡度 ki 在這種情況下，漸變段進口水深 khh?1 。 公式 3 2gqh k ?? （ 3? 10） 式中： q —— 單寬流量 。 smBQq / 5 0 5 ??? 設 ? —— 動能修正系數(shù) ， 近似取 。 ? 23 1 .0 3 7 .6 4 5 .2 59 .8khm??? 其有關的水 力 要素為 246 .8 5. 25 24 5. 70KkW B h m? ? ? ? 2 4 6 . 8 2 5 . 2 5 5 7 . 3kkX B h m? ? ? ? ? ? 河北工程大學畢業(yè)設計 10 24 0 957 .3KkKWRmX? ? ? 糙率 n 取 116611 4 . 2 9 9 8 . 0 50 . 0 1 3KKCRn? ? ? ? 臨界底坡 322 ???? ??? kkk Cgi ? ? 選用 32 ?? ????? kii ? 屬于陡坡，因此漸變段進口水深 1 h m?? (3)漸變段出口水深 采用能量守恒公式fhgvhiLgvh ????? 22222211 ?? （ 3? 11） 1h —— 進口水深 ， 1h = V1 —— 斷面流速 ， V1 =1 msh ?? iL —— 首末兩端的落差 ， iL = ? = fh —— 水頭損失 ， RC Lvhf 22? （ 3? 12) ? miLgvh 2211 ???????? ? 試算：選取 2h 21,ww 為過水面積。 21 0kw w m?? x 為濕周， 1 x m?? 1 ?? 表 31 漸變段水深計算表 續(xù)表 31 喀河溢洪道設計 11 則出口水深 mh ? 。 陡坡段 (1) 判斷底坡類型根據(jù)選定的溢洪道位置的高度取底坡 i=1:3 底寬 B=35m ， 按照最大泄洪量 設計 。 表 32 正常水深設計表（試算法） H BhA? hB 2??? ?AR? 6/11Rnc? RiAcQ? 35 37 42 所以求得正常水深 ?h m 校核時水深為 。 2h 22 bhw? 22 wQv ? 22 2hbx ?? 2 21 ?? 2 21 xxx ?? 210 46 203 xwR? 611Rnc? wQv? fh fhgvh ?? 2 22 ?總水頭 河北工程大學畢業(yè)設計 12 最大單寬流量 q= 202735= sm/3 臨界水深 hk = 23 ?= 設計 單寬流量 q=35= sm/3 hk =3 2gq?= 23 ?= ? h0 ?hk ? 水流流態(tài) 為陡坡急流，水面曲線為 b2 型降水曲線。 (2)陡坡長度 ??9 堰頂高程為 ， 收縮段落差為 ??H = = 初設鼻坎高程為 1865m (高出下游水位 1~2m )， 挑射角 ?= ?20 反弧半徑 R=20m ， 底坡 i=31 公式： sL = 22 ??????? iPP （ 3? 13） p —— 陡坡總跌差 。 i —— 底坡坡度 P== 陡坡長： sL = 22 ??????? iPP = 223/1 ?????????= 消能防沖設施 (1)對于挑流式消能，尾檻選擇連續(xù)式，對壅高池水位穩(wěn)定水躍有利，且施工方便不易空蝕。 為提高消能效果，穩(wěn)定水躍，減小池長和池深，可在池內(nèi)設置消力墩作為輔助消 能喀河溢洪道設計 13 設施，對于本工程中溢洪道泄洪時水流速高的 情況，可將消力墩作成矩形斷面設于消力池后部。 (2)為了消除水流余能，調(diào)整流速及水流擴散均勻，增大水深減小流速，保護河床面受沖刷，在消力池后緊接設置海漫及其末端的加固防沖槽。 防滲排水設施 在細巖沙基上，應在水閘上游側(cè)布置鋪蓋和板樁相結(jié)合的防滲設施，以延長滲徑，減小底板滲透壓力，降低閘基平均滲流坡降，保證不超過允許值，在水閘下游側(cè)布置排水孔，使?jié)B透水流盡快 安全排走，防止?jié)B流發(fā)生滲透變形，并減小底板滲透壓力，增加閘室抗滑 穩(wěn)定性。 消能段 挑流消能是一種既安全又經(jīng)濟的消 能措施，它 主要是借助于挑流鼻坎是高速水流沿著拋物線射流。因為堅硬巖石具有較強的抗沖蝕性能，對高水頭樞紐采用挑流消能較為適宜。 綜合考慮本工程選用挑流消能。 )(2 ZPHg qhc ??? ? （ 3? 14） 式中： q—— 單寬流量 。 2027 57 .9 135q ?? sm/3 H —— 堰上 游 水深， m ； 1 9 6 4 .5 1 9 5 4 1 0 .5H ? ? ?m p —— 堰頂與下游河床的高差 ， m ； 1954 1857 97P ? ? ?m Z—— 坎頂與出口地面的高差 ， m ； 818571865 ?? m （坎頂高程應高出下游最高層水位 1～ 2m ， 取 m1866??坎頂 ，溢洪道出口地面高程為 ） ? —— 流量 系數(shù)公式： )/(Sq??? （ 3? 15） 20200 BPs ?? （ 3? 16） 0p —— 堰頂與坎頂高差 。 0p ==89m 河北工程大學畢業(yè)設計 14 0B 溢流區(qū)水平投影 。 0B = ? ? ????????? m 挑坎厚度為 1m mS 220 ??? ? ? ???? ? ? mh c ??????? ? ? mhR c 22~1112~6 ?? ? 取反弧半徑為 20m 。 圖 31 溢洪道縱剖圖 第四章 水力計算 水力計算內(nèi)容 對控制斷面進行閘孔設計； 過水能力計算，包括設計流量，校核流量下的過水能力計算；泄水過程計算，主要繪制在設計和校核流量下逐漸開啟閘門的 e～ Q 曲線；泄槽水面計算，計算泄槽斷面的最大水深；消能計算，通過計算驗證尾坎尺寸是否合理。 閘室段 漸變段 i =1/ 50陡坡段i=1/3R=20m1951 m18 65 m喀河溢洪道設計 15 控制段閘孔設計 閘孔尺寸包括 :閘孔凈寬 ， 孔數(shù) ， 單孔凈寬 ， 閘孔總寬 ， 閘頂及閘門頂高程。 (1) 利用排澇情況設計，校核洪水驗算 (2) 2/30 2 HgBmQ s??? (3? 1) 式中： Q —— 過閘流量， sm/3 ； 0H —— 計入行進流速水頭的堰頂水頭， m 。 m —— 流量系數(shù) ， 實用堰初取 m =。 ?—— 側(cè)收縮系數(shù) ，由 《水力學 》 查出 在 ～ 取值 ， 初擬為 ； s? —— 淹沒系數(shù) ，自由出流 s? ＝ 。 取校核水位進行設計 堰 上游水深 0H == 堰 下游水深 th == （ ,0 HHht ??? mmH ,~ 此取?? ） 0 320Q2sB m g H???校 = 322027 1 2 m?? ? ? ?取 400 ?B m (2)取閘孔 總數(shù) n=5， 則閘孔的凈寬 b=40/5=8m (3)閘墩的分縫及結(jié)構(gòu)尺寸 ：設置溫度沉降縫 寬為 20cm 。 ：邊墩 ? 圖 41 邊墩（單位 :cm） 中墩 cd ＝ 河北工程大學畢業(yè)設計 16 圖 42 中墩（單位 :cm） (4) 閘墩型式 邊墩頭部為方型與兩岸翼墻連接較好，中墩頭部為半圓型或流線型． 圖 43 閘分縫及尺寸圖 （單位： cm） （ 6）設計非常過水能力 ??1 公式 2/300 2 HgBmQ s??? (3? 2) 式中： ?—— 側(cè)收縮系數(shù)，查《