【導(dǎo)讀】1工程概況及相關(guān)設(shè)計(jì)資料---------------------------------------------------------------------------6. 引航道布置要求------------------------------------------------------------------------9. 2船閘參數(shù)設(shè)計(jì)及總體布置--------------------------------------------------------------------------10. 灌泄水時(shí)間計(jì)算-----------------------------------------------------------------------10. 設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算及消能措施-----------------------------------------------------------10. 輸水系統(tǒng)的水力特性曲線的繪制--------------------------------------------------12. 船閘通過(guò)能力及耗水量的計(jì)算-------------------------------------------------------------21. 船閘通過(guò)能力的計(jì)算-----------------------------------------------------------------21. 船閘耗水量的計(jì)算--------------------------------------------------------------------23. 上下游護(hù)底布置-----------------------------------------------------------------------24. 3船閘滲流計(jì)算-----------------------------------------------------------------------------------------25. 上閘首底線輪廓線布置--------------------------------------------------------------25. 船閘滲流穩(wěn)定驗(yàn)算----------------------------------------------------------------------------28. 上閘首滲流穩(wěn)定驗(yàn)算-----------------------------------------------------------------28

　　

【正文】 直投影長(zhǎng)（米） , 0S = 計(jì)算各段的阻力系數(shù) 所用公式同上閘首阻力系數(shù)計(jì)算公式，列表計(jì)算如下： 表 阻力系數(shù)及各段水頭損失計(jì)算表 編號(hào) 各段名稱(chēng) S S1 S2 T L i? ih ① 進(jìn)口段 11 ② 豎直段 3 ③ 水平段 3 3 31 ④ 豎直段 3 ⑤ 出口段 11 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正，公式同上閘首阻力修正公式，列表計(jì)算如下： 表 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正計(jì)算表 段別 T 39。T 39。S ? 出口段 11 進(jìn)口段 11 ? 值均大于 ，所以不用修正，底板各點(diǎn)滲透水頭值為： 表 底板各點(diǎn)的滲透水頭計(jì)算表 點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 6 水頭 0 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算 出口段允許滲透坡降 ??J 參照《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中附表 ，取用 ；平均坡降允許值 ??J 取用 出口段滲透坡降由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ?0 .2 9 0 .0 6 74 .3ff hJJS? ? ? ?= 符合要求 式中： fJ 為出口處的平均滲透坡降 fh 為出口段的水頭損失（米） S 為出口段的垂直長(zhǎng)度（米） 整體滲流穩(wěn)定由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ? 11iHJJT?? ? ? ? ??? 符合要求 32 閘室墻滲流穩(wěn)定驗(yàn)算 閘室墻兩側(cè)設(shè)置的防滲墻相同，所以在水頭為 米是較為危險(xiǎn)，所以驗(yàn)算此時(shí)的滲流穩(wěn)定。根據(jù)《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ263 附錄四進(jìn)行驗(yàn)算，閘室墻地基進(jìn)行分段，如下圖 所示： .5 上圖中底板尺寸見(jiàn)閘室墻地下輪廓線布置圖，按照阻力系數(shù)法進(jìn)行驗(yàn)算。 計(jì)算地基有效深度 由《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ263 中式（附 ） 008 55LS ? ? ? 0005 58 2 5eLTmLS?? ? ??? 式中： eT 為地基有效深度（米） 0L 為地下輪廓線的水平投影長(zhǎng)（米）， 0L =8m 0S 為地下輪廓線的垂直投影長(zhǎng)（米） , 0S =5m 計(jì)算各段的阻力系數(shù) 所用公式同上閘首阻力系數(shù)計(jì)算公式，列表計(jì)算如下： 表 阻力系數(shù)及各段水頭損 失計(jì)算表 33 編號(hào) 各段名稱(chēng) S S1 S2 T L i? ih ① 出口段 ② 豎直段 5 ③ 水平段 5 5 ④ 豎直段 5 ⑤ 進(jìn)口段 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正，公式同上閘首阻力 修正公式，列表計(jì)算如下： 表 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正計(jì)算表 段別 T 39。T 39。S ? 出口段 進(jìn)口段 ? 值均大于 ，所以不用修正，底板各點(diǎn)滲透水頭值為： 表 底板各點(diǎn)的滲透水頭計(jì)算表 點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 6 水頭 0 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算 出口段允許滲透坡降 ??J 參照《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中附表 ，取用 ；平均坡降允許值 ??J 取用 出口段滲透坡降由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ?0 .4 6 6 0 .0 8 55 .5ff hJJS? ? ? ?= 符合要求 式中： fJ 為出口處的平均滲透坡降 34 fh 為出口段的水頭損失（米） S 為出口段的垂直長(zhǎng)度（米） 整體滲流穩(wěn)定由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ?1 .5 0 .0 4 5 0 .1 53 .6 2 3 9 .2 7iHJJT?? ? ? ? ??? 符合要求 船閘上游翼墻滲流穩(wěn)定驗(yàn)算 水頭為 米，驗(yàn)算此時(shí)的滲流穩(wěn)定，根據(jù)《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ263 附錄四進(jìn)行驗(yàn)算，閘室墻地基進(jìn)行分段，如圖 所示： 圖 中底板尺寸見(jiàn)船閘上游翼墻地下輪廓線布置圖， 按照阻力系數(shù)法進(jìn)行驗(yàn)算。 計(jì)算地基有效深度 由《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ263 中式（附 ） 00 54LS ? ? ? 0005 5 2 4eLTmLS?? ? ??? 式中： eT 為地基有效深度（米） 0L 為地下輪廓線的水平投影長(zhǎng)（米）， 0L = 35 0S 為地下輪廓線的垂直投影長(zhǎng)（ 米） , 0S =4m 計(jì)算各段的阻力系數(shù) 所用公式同上閘首阻力系數(shù)計(jì)算公式，列表計(jì)算如下： 表 阻力系數(shù)及各段水頭損失計(jì)算表 編號(hào) 各段名稱(chēng) S S1 S2 T L i? ih 39。ih ① 進(jìn)口段 4. — — — ② 豎直段 — — — ③ 水平段 — 0 0 ④ 出口段 — — — 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正，公式同上閘首阻力修正公式，列表計(jì)算如下： 表 進(jìn)出口阻力系數(shù)修正計(jì)算表 段別 T 39。T 39。S ? 進(jìn)口 段 4 出口段 進(jìn)口段 ? 值大于 ，所以不用修正，出口段小于 ，進(jìn)行了修正，底板各點(diǎn)滲透水頭值為： 表 底板各點(diǎn)的滲透水頭計(jì)算表 點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 水頭 0 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算 36 出口段允許滲透坡降 ??J 參照《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中附表 ，取用 ；平均坡降允許值 ??J 取用 出口段滲透坡降由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ?0 .1 4 3 0 .2 30 .6ff hJJS? ? ? ?= 符合要求 式中： fJ 為出口處的平均滲透坡降 fh 為出口段的水頭損失（米） S 為出口段的垂直長(zhǎng)度（米） 整體滲流穩(wěn)定由《水閘設(shè)規(guī)范》 JTJ263 中公式（附 ） ? ?1 .5 0 0 .0 7 3 4 0 .1 53 .4 8 9 5 .8 5iHJJT?? ? ? ? ??? 符合要求 4 船閘穩(wěn)定驗(yàn)算 船閘穩(wěn)定驗(yàn)算針對(duì)下閘首進(jìn)行計(jì)算，水位組合同前水位資料，分別驗(yàn)算完建期、設(shè)計(jì)水位情況、校核水位情況、檢修期四種情況。完建期荷載包括船閘自重、設(shè)備重、揚(yáng)壓力（浮托力和滲透壓力）；設(shè)計(jì)水位和校核水位情況及檢修期的荷載包括船閘自重、設(shè)備重、揚(yáng)壓力（浮托力和滲透壓力）、水壓力、水重。 上閘首穩(wěn)定驗(yàn)算 上閘首自重及設(shè)備重的計(jì)算 船閘結(jié)構(gòu)材料為鋼筋混凝土，重度為 25 千牛 /米 3，部分結(jié)構(gòu)材料為混凝土，重度為23 千牛 /米 3，水的重度采用 千牛 /米 3。 取距點(diǎn)為底板上游邊緣與滑動(dòng)面的交點(diǎn)。 上閘首自重計(jì)算 37 圖 上閘首示意圖 a. 底板重量的計(jì)算 力： kN2 9 1 5 525*28*]*2)4**[( ???? 力矩：（ *6‐ *4)*28*25*3+9*2*28*25*+*28*25*=219152kN?m （計(jì)算尺 寸參見(jiàn)附圖一） 力： [13*16‐ (*6+2*9+)]*6‐ 6*15‐ 3*2*4*2‐ 1*3*4‐ 1*2*4‐ 4*3*4 ]=703m179。 703*25= 有兩個(gè)邊墩所以：力： 2*=35165kN（向下） 力矩： 2 351655=281320kNm? （順時(shí)針） 設(shè)備重量計(jì)算 由《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ264 中公式（附 ） 0 . 6 3 1 . 1 0 . 6 3 1 . 19 . 8 1 . 0 0 . 0 7 5 7 . 3 1 6 4 . 4 9 . 8 2 3 8 . 8 7C B SG K K H B H k N? ? ? ? ? ? ? ? ? 力矩： =? （順時(shí)針） 38 式中： CK — 材料系數(shù)，閘門(mén)用普通碳素鋼時(shí)候， CK = BK — 空口寬度系數(shù)， BK = H,B— 空口的高度及寬度 SH — 設(shè)計(jì)水頭， m 由《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ264 中公式（附 ） 0 . 9 5 1 . 0 3 0 . 9 5 1 . 0 32 2 2 . 0 3 1 1 . 9 8G h B k N? ? ? ? ? ? ? 式中： G 為單扇門(mén)自重（千牛） h為門(mén)扇的高度（米） B 為門(mén)扇的長(zhǎng)度（米） 由于閥門(mén)有兩扇，力和力矩分別為： 力： 2=（向下） 力矩： =? （順時(shí)針） 初步計(jì)算取每個(gè)閥門(mén)啟閉機(jī)重 500kg，兩個(gè)啟閉機(jī)重量為 （向下），力矩為 kNm? （順時(shí)針）。 上閘首在完建期的穩(wěn)定驗(yàn)算 荷載計(jì)算 揚(yáng)壓力計(jì)算，此時(shí)揚(yáng)壓力等于浮托力，上下游水位相等都為 ，計(jì)算如下 力的計(jì)算： 力矩的計(jì)算： 力：（向上） *16*28**9*16*=15484kN(向上 ) 力矩： *16*28***9*16**=115934kNm? （逆時(shí)針） 各種荷載匯總與下表： 表 上閘首荷載及其力矩匯總表 荷載名稱(chēng) 垂直力（千牛） 力矩（千牛米） 向下 向上 順時(shí)針 逆時(shí)針 39 閘室自 重 底板 29155 219152 邊墩 35165 281320 設(shè) 備 重 閘門(mén) 閥門(mén) 啟閉機(jī) 浮托力 15484 115934 匯總 49108 386377 地基承載力驗(yàn)算 由已知資料知允許地基承載力 [P]為 130 千帕至 180 千帕，不均勻系數(shù)按照《水工建筑物》中表 712 取用，即對(duì)于中等密實(shí)的土，基本組合取 ，特殊組合取 。 偏心距 16 3863 77 2 4910 8BMemG?? ? ? ? ?? 式中： M? 為各荷載產(chǎn)生的力矩總和（千牛米） G? 為垂直力總和（千牛） B 為順?biāo)鞣较虻装彘L(zhǎng)度（米） 地基承載力： m a x 6 49 10 8 6 32 11 1 11 516 28 16 aGeP k pAB??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?[P] m in 6 4 9 1 0 8 6 0 .1 3 2 11 1 1 0 4 .1 81 6 2 8 1 6 aGeP k pAB??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 平均地基承載力為： m a x m in 1 0 9 .5 9 [ ]2 aPPP k P P?? ? ? 地基承載力不均勻系數(shù)為： ? ?m a xm in 115 06 ??? ? ? ? ? 地基承載力符合要求。 船閘此時(shí)的抗滑、抗浮顯然符合要求。 40 上閘首在設(shè)計(jì)水位情況的穩(wěn)定驗(yàn)算 各種荷載的計(jì)算 滲透壓力的計(jì)算 此時(shí)正向水頭為 H 正 == 米，水頭在底板各段滲透水頭損失如下表所示： 表 上閘首設(shè)計(jì)水位底板各段滲透水頭損失表 段別 ① ② ③ ④ ⑤ i? ih 底板各角點(diǎn)的滲透壓力水頭如下表所示： 表 底板各角點(diǎn)的滲透壓力水頭表 點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 6 0 參考圖 , 滲透水壓力產(chǎn)生力矩的計(jì)算 : 圖 設(shè)計(jì)水位滲透壓力示意圖（ m） *16*28**8+*16*28*=38083kN?m 浮托力的計(jì)算 41 圖 上閘首設(shè)計(jì)水位浮托力計(jì)算參考圖（ m） 力： *16*28*=(向上 ) 力矩： *8=305571km?m(逆時(shí)針 ) 底板上水重 的計(jì)算 力的計(jì)算（參照?qǐng)D ） : (+6)***16*+*3**16*+*10*16**= 力矩的計(jì)算： **16*247。 2*+**16***(+)+ *3**16**()+*10*16**1136**=?m 靜水壓力的計(jì)算 42 上游靜水壓力 ： kNbgh 22 ???????? 上游靜水壓力力矩： kNbgh 22 ???????? ?m 下游凈水壓力： kNbgh 22 ???????? 下游靜水壓力力矩： mkN ???? 4 8 9 7 5 1 9 各種荷載匯總于下表： 表 上閘首設(shè)計(jì)水位時(shí)各種荷載及其力矩匯總表 荷載名稱(chēng) 水平力（千牛） 垂直力（千牛 ） 力矩（千牛米） 向右 向左 向下 向上 順時(shí)針 逆時(shí)針 閘自重 底板 29155 29152 邊墩 35165 281320 設(shè)備重 閘門(mén) 閥門(mén) 啟閉機(jī) 揚(yáng)壓力 浮托力