【導(dǎo)讀】H江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書

　　

【正文】 向下游 向上游啟閉機(jī)房 1600 10 16000 0交通橋板 9 1 1819 0 10004檢修橋 6 909 2 0 0閘墩20 11 9 7920 35640 0閘墩 20 20 8 12800 0 0 0閘底板 20 17400 0 0 0啟閉機(jī) 80閘門 950 475 0合計(jì) 43478 52115 10004總計(jì) 42111荷載名稱 高度 荷 載到底板中心距 二、基底壓力計(jì)算 ∑ G=43478kn(↓ )；∑ H=0kn(→ )；∑ M=42111kn178。 m。 壓應(yīng)力 P=∑ G/(BL)+6∑ M/(BL2) Pmin=(kn/m2)， Pmax＝ (kn/m2)； P[R] =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。 應(yīng)力不均勻系數(shù) η ＝ Pmax/Pmin=[]，滿足規(guī)范要求。 設(shè)計(jì)工況 一、自重計(jì)算 與完建工況相同。 二、水壓力計(jì)算 水壓力包括水重、上游水平水壓力、下游水平水壓力、下游風(fēng)浪壓力、揚(yáng)壓力和側(cè)向水壓力。計(jì)算公式按下式進(jìn)行： 上游水壓力＝ 10H2B/2=10179。 ()2179。 下游水壓力＝ 10H2B/2=10179。 ()2179。 上游水重＝ 10179。 ()179。 179。 10=15080 KN 下游水重＝ 10179。 ()179。 179。 =2958 KN 計(jì)算成果如下表： 設(shè)計(jì)工況水壓力計(jì)算成果表 H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 27 水位 水平 豎向 彎矩 ( K N －M )（m ） 水壓力 水壓力 （+ ） （ ）(KN) (KN) 向下游 向上游上游水壓力 4901 10619 0下游水壓力 261 0 131上游水重 15080 0 52780下游水重 2958 17009 0揚(yáng)壓力1 18560 0 0 0揚(yáng)壓力2 5800 12064 1227浪壓力 1250 0 4 5000 0合計(jì) 5890 6322 44691 54138總計(jì) 9446荷載名稱 荷載到底板中心距( m ) 注 :(表示方向相反 ) 三、抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的基底摩擦系數(shù) f＝ 。 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) KC=f∑ G/∑ H=179。 49368/6322 =[KC]=，滿足規(guī)范要求。 四、基底壓力計(jì)算 ∑ G=49368kn(↓ )；∑ H=6322kn(→ )；∑ M=9446kn178。 m。 壓應(yīng)力 P=∑ G/(BL)+6∑ M/(BL2) Pmin=(kn/m2)， Pmax＝ (kn/m2)； P[R] =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。 應(yīng)力不均勻系數(shù) η ＝ Pmax/Pmin=[]，滿足規(guī)范要求。 校核工況 一、自重計(jì)算 與完建工況相同。 二、水壓力計(jì)算 計(jì)算成果如下表： 校核工況水壓力計(jì)算表 H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 28 水位 水平 豎向 彎矩 (KN －M)（m） 水壓力 水壓力 （+） （）(KN) (KN) 向下游 向上游上游水壓力 20 5684 16105 0下游水壓力 261 0 261上游水重 20 16240 0 56840下游水重 2958 17009 0揚(yáng)壓力1 18560 0 0 0揚(yáng)壓力2 20 6380 13270 1227浪壓力 20 1480 0 4 5920 0合計(jì) 6903 5742 52304 58328總計(jì) 6025荷載名稱 荷載到底板中心距 三、抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的基底摩擦系數(shù) f＝ 。 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) KC=f∑ G/∑ H=179。 50381/5742 =[KC]= 滿足規(guī)范要求。 四、基底壓力計(jì)算 ∑ G=50381kn(↓ )；∑ H=5742kn(→ )；∑ M=6025kn178。 m。 壓應(yīng)力 P=∑ G/(BL)+6∑ M/(BL2) Pmin=(kn/m2)， Pmax＝ (kn/m2)； P[R] =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。 應(yīng)力不 均勻系數(shù)η＝ Pmax/Pmin=[]，滿足規(guī)范要求。 閘室底板結(jié)構(gòu)計(jì)算 底板結(jié)構(gòu)計(jì)算以閘門為分界點(diǎn)，分上游段和下游段，本設(shè)計(jì)只作了上游段的計(jì)算。 一、計(jì)算荷載 W1=15179。 179。 179。 =1305t； G1=15179。 12179。（ ++）179。 25=1440t； G21（公路橋）＝ 8179。 =； H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 29 G22（工作橋）＝ 179。 179。 =； G2=； W2=15179。 20179。 179。 =1950T； U1=15179。 179。 179。 =705T； U2=179。（ +）179。 15179。 179。 =； R=179。 15179。 =3193T； 二、總不平衡剪力 Q=R+U1+U2－ W1－ W2－ G1－ G2 ＝ 3193+705+599－ 1305－ 1950－ 1440－ ＝－ ； 三、不平衡剪力分配 e1= 179。 [ 179。 +( － ) 179。 ]/[ 179。 +( － ) 179。]=； Iy＝ (1/3)179。 [179。 － (－ )(－ )3+179。 ] =； (Sy)abcd=179。 179。 =； (Iy)abcd=∫ Ay2dA=b∫ ＝ 179。 (1/3)y 3 =。 Q 墩 ＝ (Q/ Iy)[ (Sy)abcd178。 ae－ 178。 (Iy)abcd] =(－ )(179。 12－ 179。 ) =－ Q 板 ＝ Q－ Q 墩 ＝－ － (－ ) =－ 四、單寬截條上的計(jì)算荷載 H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 30 （ 1）由閘墩傳遞的集中荷載 Q=()179。 Q 墩 ＝－ ； Q=()179。 Q 墩 ＝－ ； 縫墩 G=+++=； 中墩 G=+++=； P 縫墩 =(G 縫墩 － Q 縫墩 )/B=(－ )/15 =； P 中墩 ＝ (G 中墩 － Q 中墩 )/B=(－ )/15 ＝ ； （ 2）作用于底板的均布荷載 q=(W－ U－ Q 板 )/2LB =[1950+1305/2－ (705+)－ ]/(179。 15) =； 五、彈性地基參數(shù) E0 及μ 0的確定 由于第一層中砂厚度較薄，第二層砂礫石厚度較大，兩層土的彈性模量接近，故取砂礫石彈性模量 E0， E0＝ 360kg/cm2。 砂的泊松比μ 0一般取 。 六、整體式底板的基礎(chǔ)梁計(jì)算 由于本工程的地基基礎(chǔ)從高程 10 m 至－ 15m 以下為基巖， H/L=29/=4。 H基礎(chǔ)以下基巖的埋深； L基礎(chǔ)梁半長； 因此，根據(jù)《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 6 冊(cè) P659 的說明，基礎(chǔ)梁計(jì)算可按《有限深彈性基礎(chǔ)梁計(jì)算用表》（張?jiān)ｂ?，水利出版社?1980 年版）的列數(shù)表，直接算出基底反力的分布。 現(xiàn)根據(jù)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》按半無限大彈性基礎(chǔ)梁，采用郭氏表計(jì)H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 31 算。 混凝土彈性模量（ C20） E=179。 107KN/m2； 地基土彈性模量 E0=36000KN/m2； 柔度指標(biāo) t=10(E0/E)(l/h)3 ＝ 10(36000/179。 107)()3= E0— 地基土彈性模量， KN/m2； E— 混凝土彈性模量， KN/m2； l— 底板半長； h— 底板厚度； 0t10，可采用郭氏表計(jì)算。 查表計(jì)算 對(duì)右邊的荷載 P1=231KN,α 1＝ 11/=≈ 1； 對(duì)中間的荷載 P2=231KN,α 2＝ 0/=0； 對(duì)左邊的荷載 P3=231KN,α 3＝－ 11/=≈－ 1； 查《水工鋼筋混凝土手冊(cè)》表 2426(a)、 (b)、 (c)，分別得各截面處的 ?p? 、 ?V 、?M 值。 集中力作用按《水工鋼筋混凝土手冊(cè)》公式 2442計(jì)算， p=?p 178。 P/l ； V＝177。 ?V P； M=?M Pl ； p — 反力； P— 集中荷載， KN； l — 基礎(chǔ)梁半長， m。 ?p 、 ?V 、 ?M — 查表所得； 均布荷載作用按公式 2441計(jì)算， p =?p 178。 q； H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 32 V＝177。 ?V q l； M=?M ql 2 ； q— 作用在底板上的均布荷載； 計(jì)算結(jié) 果如下： Mmax1=178。 m，底面受拉； Mmax2=－ 178。 m，頂面受拉； Vmax=－ 。 （ 3）配筋計(jì)算 a、正截面 Mμ 0=γ d178。 M 設(shè) ＝ 179。 = KN178。 m； γ d結(jié)構(gòu)系數(shù)，取 ； 查《水工鋼筋混凝土手冊(cè)》表 411(C)，矩形截面 (b=1000mm)受彎構(gòu)件正截面受彎承載力 Mμ 0(KN178。 m)及配筋 AS0(mm2)計(jì)算用表得， AS0＝ 1679 mm2,ρ＝ %； 應(yīng)按構(gòu)造配筋，ρ min=%，則 AS=2100 mm2； 配Φ 25＠ 200（ AS=2454 mm2）。 底板頂面配筋與底面相同，均為Φ 25＠ 200。 B、斜截面 C20 混凝土： fC =， h0=h－ 50=1450mm, VC= fCbh0179。 10－ 3 =179。 179。 1000179。 1450179。 10－ 3 =1015KN。 γ dV=179。 =。 γ dVVC 因此，無需配箍筋。 兩岸連接建筑物設(shè)計(jì) 因本工程左右兩側(cè)分別布置了船閘和水電站，因此，兩岸連接建筑物因與該些建筑物聯(lián)合布置在一起，成為一個(gè)整體。 根據(jù)本工程閘底板與閘頂高差以及兩側(cè)建筑物的運(yùn)行特點(diǎn)，泄水閘左側(cè)連接物與船閘上下游引航道導(dǎo)墻相結(jié)合，直接利用引航道導(dǎo)墻作為本工程左側(cè)翼墻。右側(cè)上下H 江水利樞紐工程泄水閘設(shè)計(jì)說明書 33 游翼墻采用懸臂式鋼筋砼結(jié)構(gòu)擋土墻。上游翼墻頂高程 ，底高程 。下游翼墻頂高程 ，底高程 ～ 。初步擬訂上游擋墻高 ，擋墻壁厚 ，墻身垂直，墻身高 12m，墻底板厚 。下游擋墻高 13～ ，擋墻壁厚 ，墻身高度 12～ ，底板厚度 m。翼墻兩側(cè)設(shè)置 179。 腋角，兩側(cè) 懸挑 4m，底板總寬 11m。上游翼墻長 30m，下游翼墻長 。翼墻采用 C25 鋼筋砼澆筑。 翼墻穩(wěn)定計(jì)算及配筋計(jì)算采用理正擋土墻計(jì)算軟件完成。