【文章內(nèi)容簡介】 .................................................. 40 第六章 閘室的穩(wěn)定分析 ................................................................................................ 42 作用于閘室上的荷載和組合 ................................................................................ 42 ..................................................................................................... 45 抗滑穩(wěn)定驗算 ..................................................................................................... 49 第七 章 閘室的結(jié)構(gòu)計算 ................................................................................................ 51 閘底板設(shè)計 ........................................................................................................ 51 閘底板下的應(yīng)力計算（倒置梁法 ） ............................................................ 51 水重及底板自重、揚壓力的計算 ............................................................... 51 作用在梁上的計算荷載的計算 ................................................................... 51 此屬于三跨梁 ........................................................................................... 51 底板配筋的計算 ........................................................................................ 52 閘墩的設(shè)計 ........................................................................................................ 52 閘墩底面的正應(yīng)力計算 ............................................................................. 53 邊墩墩底的主拉應(yīng)力的計算 ...................................................................... 55 閘墩配筋 .................................................................................................. 56 兩岸連接建筑物 ................................................................................................. 56 閘室與兩岸連接 ........................................................................................ 57 閘室與上下游連接 .................................................................................... 58 平面布置型式 ........................................................................................... 59 謝辭 ............................................................................................................................... 60 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 61 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第一章 總論 基本資料 概述 張菜園引黃防洪閘是人民勝利渠上的一座穿堤閘。原有老閘位于武陡縣境內(nèi)黃河北大堤 86+500 號樁處。該閘修建于日偽時期，質(zhì)量低劣，損壞嚴(yán)重，目前已經(jīng)不能滿足防洪要求。 根據(jù)南水北調(diào)引黃濟(jì)衛(wèi)規(guī)劃，本閘建成后出閘水流將直接進(jìn)入天然沉沙池，并可抬高池水位，增加庫容延長壽命。為此，要求新建閘的閘軸線設(shè)在老閘以東，大堤公里樁號 86+660 處。兩閘建筑物外緣間距 60m。經(jīng)地質(zhì)鉆探結(jié)果，地基土質(zhì)可以滿足建閘要求。 工程規(guī)模與主要設(shè)計指標(biāo) 根據(jù)泄流特點和運行要求，可選用開敞式、胸墻式、涵洞式或雙層式等結(jié)構(gòu)。根據(jù)黃委關(guān)于黃河設(shè)計的要求，凡是在臨黃河堤上的涵閘工程均屬于一級建筑物。故本閘應(yīng)按一級建筑物 設(shè)計。 （ 1）設(shè)計與校核流量：根據(jù)引黃濟(jì)衛(wèi)規(guī)劃，黃委會對重建張菜園閘的批復(fù)確定：設(shè)計流量 Q設(shè) ＝ 100 3ms，校核流量 Q校 =130 3ms。 （ 2）上下游正常水位：根據(jù)南水北調(diào)設(shè)計組提供的資料，按現(xiàn)有干渠渠道斷面考慮，通過 100 3ms流量時，閘前渠道水深為 ，相應(yīng) 閘前水位為 ，閘后渠道水深為 ，相應(yīng)閘后水位為 ，作閘孔水力計算時，按 考慮以給下游節(jié)制閘預(yù)留 。（本工程一律采用黃海標(biāo)高） （ 3）防洪水位：為能較好的適應(yīng)黃河河床逐年淤高，水位逐年上升，大堤逐年必須相應(yīng)加高的特點，防洪水位按 1995 年黃河防洪水位設(shè)計并按此水位加高 1m校核。經(jīng)計算設(shè)計水位為 ，校核水位為 。 （ 4）閘地板高程：根據(jù)南水北調(diào)規(guī)劃，定為 ，與上下游渠底齊平。 （ 5）地震烈度：根據(jù)武漢地震局提供的資料，閘址處基本烈度為 6 度 ，一級建筑物提高一級按 7 度設(shè)防。 工程地質(zhì) 本工程閘址范圍內(nèi)先后鉆孔 15 個，總進(jìn)尺 337m，鉆孔深度在閘底基礎(chǔ)以下 15～20m，共取原狀土 20 組，散狀土 139 個，閘基座落在輕粉質(zhì)沙壤土上（第二層厚 1 米），在閘底板以下約一米處有一層 ～ 2m的粉質(zhì)粘土夾層（第三層）各層物理力學(xué)指標(biāo)如 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 下表：（底板上下附近土層、全部土層分布見地質(zhì)剖面圖）。 層次 土層 標(biāo)高 (m) 含水量 % 濕容重 Kg/m3 干容重 Kg/m3 孔隙比 飽和度 比重 液限 塑限 塑性 指數(shù) 凝聚力 Kg/m2 內(nèi)磨擦角 滲透 系數(shù) 一 重粉質(zhì) 壤土 88～92 26 19 88 31 19 12 24028/ 二 輕粉質(zhì) 沙壤土 88～87 28 97 28 21 7 32037 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 表 巖土層工程特性指標(biāo)建議值 三 粉質(zhì)粘土 87～85 30 97 36 21 15 7058 四 重粉質(zhì)沙壤土 85～83 24 89 28 22 6 27055 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 1 0重粉質(zhì)壤土重粉質(zhì)壤土泥質(zhì)灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r白 云 質(zhì) 灰 巖1 ： 100泥質(zhì)灰?guī)r2 2 02 3 02 4 02 5 02 6 02 7 02 8 0 圖 縱斷面圖河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 設(shè)計數(shù)據(jù) (1)土壤與力學(xué)指標(biāo) 根據(jù)本閘鉆探實驗采用土壤濕容重 19 3KNm ,內(nèi)摩擦角 025?? ,C= 2kgcm ,飽和土容量 21 3KNm ， 地基許可承載力 15 3KNm ， 大堤預(yù)壓部分 20 3KNm ，飽和土內(nèi)摩擦角 019 ， 土壤浮容重 11 3KNm ，土壤壓縮模數(shù) E=250 ，大堤預(yù)壓部分 E=500 (2)混凝土 ,砌石與地基摩擦系數(shù) f= (3)鋼筋混凝土、混凝土容重、砌石容重查規(guī)范 (4)穩(wěn)定安全系數(shù) :基本荷載組合情況下 ,抗滑安全系數(shù) Kn=。抗傾安全系數(shù) Kg= (5)材料強度：查規(guī)范取用 (6)結(jié)構(gòu) 強度安全系數(shù)， 表 安全系數(shù) 構(gòu)件破壞原因 荷載組合 基本荷載 特殊荷載 混凝土到抗壓極限或鋼筋達(dá)到屈服極限 K 混凝土達(dá)到抗拉極限強度 (主拉應(yīng)力 ) 混凝土抗裂安全系數(shù) 擬建閘址上下游渠道基本資料 根據(jù)閘底板高程已定為 米 ,閘體上下游渠道斷面水力要素如下表 : 表 斷面水力要素 項目 上游渠道 下游渠道 渠道比降 1/4150 1/1800 渠道底寬 (米 ) 20 15 渠道邊坡 1:2 1:2 糙率 渠底高程 (米 ) 通過 100m3/s 時水深 (米 ) 相應(yīng)水位 (Q=100m3/s) 通過 130m3/s 時水深 (米 ) 相應(yīng)水位 (Q=130 m3/s) 閘址交通條件及要求 閘址位于鄭州與新鄉(xiāng)之間的黃河北岸大堤 86+620 號樁處這里，外線交通雖依靠京河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 廣鐵路占店與老田奄火車站轉(zhuǎn)運交通方便，但是本段大堤頂面仍承擔(dān)著新鄭公路的運輸任務(wù)。故擬建新閘應(yīng)考慮到這一交通要求。 由 于閘址處通行的公路聯(lián)結(jié)著重要的政治與經(jīng)濟(jì)中心，是一主要干線公路 ,公路實屬二級。因此擬建新閘上附設(shè)的橋面凈寬根據(jù)有關(guān)規(guī)范定為凈 9m，相應(yīng)兩側(cè)人行道寬應(yīng)采用 。 根據(jù)現(xiàn)有關(guān)資料得知 ,本段大堤頂寬為 ，背水與臨水坡的邊坡系數(shù) M 皆為。又因堤頂高程為 ，所以要求閘上設(shè)計的交通橋面高程也應(yīng)以此為準(zhǔn)。 工程簡介 本閘是河南勝利渠干渠上的防洪閘，位于張菜園西面大堤樁號 86+660 處，是座穿黃河大堤水閘。因此它有雙重作用，平時引水灌溉，汛期閉閘防洪。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，本閘屬于一級建筑物。 本閘，通過初步擴(kuò)大技術(shù)設(shè)計確定：閘型：帶胸墻的開敞式。堰型：平底式寬頂堰。閘孔分為三孔，每孔凈寬 5 米，過水總凈寬 15 米；通過流量 sm3 ，加大流量 sm3 。閘室段：齒墻實心底板，定高程 米，與上下游渠 底平齊。其長順?biāo)鞣较?27 米，垂直流向 米，厚度 米。閘墩與底板整澆，和底板等長平齊，頂高程 93 米，中墩厚 米，邊 敦厚 米，它不直接擋土，利用岸墻擋土，交通橋采用板式，交通橋底高程 米，頂高程 102 米，由柱子支承，柱子座落在閘墩上。胸墻底緣高程 91 米，頂緣高程 米，胸墻的兩根橫梁，各個斷面尺寸：頂梁 ? 米，底梁 米，胸墻板厚 15 厘米。 采用卷揚式雙吊點 QPQ25000啟閉機，平面鋼閘門。工作橋底緣高程 100 米，布置在胸墻下游。上游連接段：采用圓弧式翼墻，半徑 6 米，鋪蓋長 45 米，混凝土材料，下面鋪設(shè) 10 厘米碎石墊層。下游連接段：消力池長 10 米，池深 米，下面鋪設(shè) 米反 濾層，設(shè)有排水孔；海漫水平段用漿砌石厚 米，長 10 米，下面鋪設(shè) 米厚反濾層，斜坡段用干砌石厚 米，坡降 1:15，長 20 米，下面鋪設(shè) 米厚碎石墊層 ，防沖槽用堆石，深 2 米。岸墻采用扶壁式擋土墻。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 整體布置圖 （單位： m）河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第二章 樞紐布置 水閘是一種低水頭水工建筑物，具有擋水、泄水的雙重作用，在水利工程中應(yīng)用十分廣泛。其主要作用除了通過閘門的啟閉控制流量和調(diào)節(jié)水位外，還擔(dān)負(fù)著防止潮水倒灌以及汛期排泄洪水的功能。 確定水閘閘址時應(yīng)考慮的幾個 因素 閘址選擇是水閘規(guī)范設(shè)計中的一項重要工作，閘址合適與否，不僅涉及到水閘建設(shè)的成敗，并且關(guān)系到整個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此對閘址選擇的工作應(yīng)十分重視。 閘址應(yīng)根據(jù)