【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 4 頁(yè) 共 73 頁(yè) 東風(fēng)水閘設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 一． 設(shè)計(jì)概況 東風(fēng)水閘位于我國(guó)北方 A 河右岸河畔上的一座中型節(jié)制水閘，其功用為攔蓄部分洪水， 以補(bǔ)充地下水及解決農(nóng)業(yè)灌溉用水。 二． 工程簡(jiǎn)況 1． 閘址位置： A 河為一古老河道，彎彎曲曲，河道呈 S 彎狀；選 S 彎的兩個(gè)凸岸為閘址較為適當(dāng)，優(yōu)點(diǎn)是地域開闊，工程布置在自然土基上，施工導(dǎo)流與主體工程施工無(wú)干擾，閘址基本在河道中心線上。其缺陷為上、下游連接段較長(zhǎng)，工程量較大。 2． 工程規(guī)模： 該水利工程按 5 年一遇洪水設(shè)計(jì)， 20 年一遇洪水校核，引渠邊坡m=2，縱坡 i=1/4000,渠底高程 米，設(shè)計(jì)流量 Q 設(shè) ＝ 立方米／秒。校核流量 Q 校 =237 立方米 /秒，最高設(shè)計(jì)蓄水位 米，一次蓄水量 50 萬(wàn)立方米，灌溉農(nóng)田 面積 萬(wàn)畝。 三． 地形情況 閘區(qū)西部位于丘陵地區(qū)，西高東低，地面坡度為 1／ 400～ 1／ 1000，東部為沖積平原，地勢(shì)較平坦，地面坡度為 1／ 2500～ 1／ 4000。 四． 工程地質(zhì)情況 在閘址范圍內(nèi)鉆孔 5 個(gè)，孔深 20 米，總進(jìn)尺 米，取原狀樣 5 個(gè)，散狀樣 24 個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 56 個(gè)，作以上土樣的物理力學(xué)試驗(yàn)及擊實(shí)實(shí)驗(yàn)各一組。試驗(yàn)表明：閘基處土層為河湖相沉積物， N63. 5=11,地質(zhì)自上而下劃分為五個(gè)工程地質(zhì)單元。 第 I 單元， 表層為耕植壤土，厚 米，可塑。其下為壤土、黏土及砂壤土 ,總厚 ~ 米， 底板標(biāo)高在 ~ 米之間。 第 II 單元 ,自上而下為淤泥質(zhì)壤土、砂壤土、裂隙粘土，總厚度 ~ 米 ,底板高程在 ~ 米，分布連續(xù)穩(wěn)定。 第 III 單元 , 巖性主要為淤泥質(zhì)壤土 ,總厚 ~ 米，底版高程在 ~米 ,土質(zhì)均勻 ,可塑 .有自然孔洞 ,中高壓縮性 ,頂部有零星分布的砂壤土 ,底部局部分布有黏土。 第 IV 單元 ,巖性主要為砂壤土 ,夾薄層壤土 ,還有零星分布的細(xì)砂層 ,總厚度~ 米 ,底板高程 ~ 米。 第 V 單元 , 巖性主要為裂隙黏土和裂隙壤土 ,頂高 程 ~ 米 ,分布穩(wěn)定 ,河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 5 頁(yè) 共 73 頁(yè) 局部夾薄層粉砂。 閘底板高程與河床齊平在 米處 ,相當(dāng)于第 II 工程地質(zhì)單元頂部 ,持力層影響范圍內(nèi)的第 II、 III、 IV、 V 單元土的壓縮性不均 ,一般土層為中偏低壓縮性 ,建筑物主要持力層地基土為軟塑的淤泥質(zhì)壤土及連續(xù)分布的裂隙土。 勘探范圍內(nèi) ,地下水初見水位埋深 ~ 米，有微弱承壓性 ,施工時(shí)注意預(yù)降地下水位 ,防止 II,III 單元土層破壞。 五 .水文氣象 由水文分析 ,東風(fēng)閘以上流域面積 ,其中山區(qū) km2,平原 km2,年徑流量 95%年份有 317 萬(wàn)立方米 ,扣除 60%沿途水量損失及 的不均勻系數(shù) ,還有 萬(wàn)立方米 ,滿足本閘一年一次蓄水量 ,保證灌溉效益。 該區(qū)平均氣溫 12 度 ,年平均降雨量 571 毫米 ,最大降雨量 1510 毫米 ,最小降雨量 毫米 ,70%集中在 9 三個(gè)月 ,多年平均蒸發(fā)量 931 毫米 ,該區(qū)風(fēng)速一般在 4m/s,最大風(fēng)速 13m/s,吹程 150 m,無(wú)霜期平均 220 天。 六 交通情況 閘本身無(wú)專門交通要求 ,考慮農(nóng)田耕作及水閘自身施工運(yùn)行要求設(shè)人行便橋。 七 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 地基土壤物理力學(xué)性質(zhì)及力學(xué)指標(biāo) 流限 WT=% 滲透系數(shù) KT= m/s 塑限 WP=% 凝聚力 (室內(nèi)值 ) C=2T/m2 塑性系數(shù) IP=8 內(nèi)摩擦角 (室內(nèi)值 )￠ =16０ 地基壓縮模量 E ＝９０ Kg/cm2 濕容重 r 濕 = 含水量 W=% 飽和容重 r 飽 ＝１ .90T/m3 孔隙比 e= 干容重 r 干 =地基承載力 σ =15T/m2 浮容重 r 浮 =閘底板與地基土摩擦系數(shù) f= 夯實(shí)回填土內(nèi)摩擦角 ￠ =25176。 上下游引渠糙率 n= 引渠底寬 (上 ,下游 ) b=28m 引渠邊坡系數(shù) (上 ,下游 ) m=2 混凝土容重 r=鋼筋混凝土容重 r= 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 6 頁(yè) 共 73 頁(yè) 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 水閘是灌排工程的主要建筑物之一，它是一種利用閘門進(jìn)行擋水或泄水的低水頭水工建筑物，既可控制流量又可調(diào)節(jié)水位。關(guān)閉閘門時(shí)，它可攔洪蓄 水，擋潮或抬高閘前水位；開啟閘門時(shí)，又可泄洪﹑排澇或?qū)ο掠魏拥阑蚯拦┧?。這次我們主要設(shè)計(jì)修建在平原河道上的節(jié)制閘。 節(jié)制閘一般跨越河道修建，用于枯水期蓄水，抬高水位以供進(jìn)水閘取水，洪水期開閘泄洪。在渠系中一般位于支、斗渠分水口稍下游，跨越干、支渠修建，用于抬高干、支渠水位，供支、斗渠取水。 本次設(shè)計(jì)主要分為以下六部分： 分析資料及水閘樞紐布置 已提供的資料是設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，為使設(shè)計(jì)成果安全、適用、經(jīng)濟(jì)，首先應(yīng)熟悉并分析各種資料，如地形、地質(zhì)情況，各有關(guān)高程，特征水位及相應(yīng)流量等，然后根據(jù)閘址地 形、地質(zhì) 、水流等條件以及該樞紐中各建筑物的功能、特點(diǎn)、運(yùn)用要求，確定樞紐布置，做到緊湊合理，協(xié)調(diào)美觀，組成整體效益最大的有機(jī)聯(lián)合體。 水力計(jì)算 主要包括閘孔設(shè)計(jì)、消能防沖設(shè)計(jì)、防滲排水設(shè)計(jì)。 ⑴ 、閘孔設(shè)計(jì) 首先根據(jù)上面擬定的水閘型式及設(shè)計(jì)流量，確定閘孔凈寬及適宜孔數(shù)。然后再驗(yàn)算初擬閘孔尺寸的過(guò)流量是否滿足泄流要求。 ⑵ 、 消能防沖設(shè)計(jì) 為了消除水流過(guò)閘后的能量，設(shè)計(jì)了消力池、海漫和防沖槽。 ① 、消力池：計(jì)算在設(shè) 計(jì)蓄水位下，閘門在各種運(yùn)行工況和不同開啟高度時(shí)的泄流量，確定是否設(shè)消力池。若需設(shè)置則根據(jù)消能條件，計(jì)算消力池深、長(zhǎng)、底板厚度及所用建筑材料。 ② 、海漫：消力池能消除水流 50℅的能量，其余能量由海漫消除，根據(jù)水閘不同泄量的水力計(jì)算，布置海漫，確定長(zhǎng)度及建筑材料。 ③ 、防沖槽：計(jì)算海漫末端河床沖刷深度，設(shè)計(jì)計(jì)算防沖槽斷面形狀、尺寸、確定拋石量及護(hù)坡砌置深度。 ⑶ 、防滲排水設(shè)計(jì) 首先擬定水閘地下輪廓線型式，初步計(jì)算所需長(zhǎng)度， 然后依次確定閘室底板、鋪蓋長(zhǎng)度及材料，設(shè)計(jì)反濾層及排水孔位置，最后計(jì)算閘基滲透壓力，繪制滲透壓力分布圖。 閘室的布置設(shè)計(jì)及閘室穩(wěn)定性計(jì)算 ⑴ 、閘室輪廓尺寸確定 由水力條件及水閘功用，確定閘室總寬、閘頂高程、閘墩、閘門、底板的型式與尺寸，閘室上部結(jié)構(gòu)的工作橋、交通橋、啟閉設(shè)備的型式與尺寸。 ⑵ 、閘室穩(wěn)定計(jì)算 選取計(jì)算單元，計(jì)算作用于閘室的荷載，并按計(jì)算條件進(jìn)行組合。分別按完建期，正常蓄水期，正常蓄水加特殊荷載組合三種工況進(jìn)行閘室抗滑穩(wěn)定性和地河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 7 頁(yè) 共 73 頁(yè) 基承 載力驗(yàn)算，并對(duì)地基應(yīng)力分布狀態(tài)及沉降差進(jìn)行計(jì)算分析，判斷水閘地基是否滿足承載力、抗滑穩(wěn)定和變形要求。 ⑶ 、閘基深層滑動(dòng)及地基沉降量計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)資料給出的土壤物理力學(xué)特性指標(biāo)，驗(yàn)算在荷載作用下基礎(chǔ)是否發(fā)生帶動(dòng)一部分地基土向下游深層滑動(dòng)，并確定是否進(jìn)行地基沉降量計(jì)算。 兩岸連接建筑物 —— 岸、翼墻的結(jié)構(gòu)型式，布置及穩(wěn)定性計(jì)算 ⑴ 、由閘室的結(jié)構(gòu)尺寸及地基條件，確定岸、翼墻的平面布置型式，結(jié)構(gòu)型式，斷面尺寸。 ⑵ 、按完建期 和正常蓄水期兩種工況，對(duì)岸、翼墻的地基承載力，基底最大最小應(yīng)力比值及基底面抗滑穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算。 ⑶ 、上游翼墻的防滲設(shè)施及下游翼墻的排水設(shè)施設(shè)計(jì)。 閘室結(jié)構(gòu)計(jì)算 ⑴ 、閘墩應(yīng)力分析 將閘墩視為固接于底板上的懸臂梁，以閘墩和底板的結(jié)合面作為計(jì)算控制面，分別按運(yùn)用期（閘門關(guān)閉擋水）和檢修期（一孔檢修其它孔過(guò)水）兩種工況，計(jì)算中墩墩底水平截面垂直正應(yīng)力、剪應(yīng)力、門槽應(yīng)力、墩底水平截面?zhèn)认驊?yīng)力，并分析計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。 ⑵ 、底板應(yīng)力分析 以閘門為界，將底板分為上下兩部分，分別在兩部分中央垂直水流方向取單寬板條進(jìn)行分析。按完建期和運(yùn)用期兩種工況，計(jì)算作用于板條上的荷載。包括底板自重，中、邊墩及上部結(jié)構(gòu)重，水重 ，揚(yáng)壓力及不平衡剪力并對(duì)其進(jìn)行分配，按彈性地基梁郭氏法查表計(jì)算，求得地基反力及計(jì)算板條各截面的內(nèi)力，分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行底板配筋設(shè)計(jì)。 平面鋼閘門設(shè)計(jì) 平面鋼閘門的門葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，水平次梁、頂梁和底梁的設(shè)計(jì)， 頂梁和底梁的截面計(jì)算，橫隔板設(shè)計(jì)，縱向連接系設(shè)計(jì)，邊梁設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)配筋圖，支架的計(jì)算與配筋。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 8 頁(yè) 共 73 頁(yè) Design the leader The sluice is irriated and arranged one of the main buildings among the project,it is a kind of low flood peak water conservancy project builing utilizing the gate to block water or sluice, can control the adjustable water level of the flow. While closing the gate, it can block the big conservation storage, the tide of the shelf or improving the water level in front of the floodgate, can release floodwater, drain flooded fields or supple water of the downstream river or the channel while opening the gate. We design the check gate built on plain and river mainly this time. The check gate generally crosses over the river to build, used in dry season conservation storage, redound water level for sluice fetch water, turn on floodgate release floodwater flood period. In canal is it prop up to lie in generally among the department, lateral canal divide into water mouth low reaches slightly, use for redounding the water level of branch canal, for propping up, the lateral canal fetch water This design is divided into six following parts mainly: is analysed that the materials and sluice pivot are fixed up. The materials that have already been offered are basic bases designed, in order to edable designing the achievement safe, suitable, economy, should be familiar with and analyse various kinds of materials at first, for instance topographical, geological situation, each about high Cheng, characteristic water level and corresponding flow, ect, then according to floodgate location, topography, geology, rivers, etc, terms and every building of function, characteristic, use demanding to confirm the pivot is decorateds of the pivot this, acplish the structure pactness, rational, coordinates, beautiful. conservancy is calculated: Including floodgate hole design, is it can is it wash the design, prevention of seepage drain off water and design to defend to disappear mainly.