【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為中山市S水閘重建工程。該工程位于中山市某鎮(zhèn)境內(nèi)，綜合性水利工程。年代已久，經(jīng)有關(guān)部門復(fù)核在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，水閘不能安全運(yùn)行。閘，在原閘上重建新水閘。舊閘建于50年代，設(shè)計(jì)閘孔為一孔，凈寬，原閘底板高程。施已趨落后，存在著很多安全隱患，嚴(yán)重影響水閘的正常運(yùn)行。經(jīng)過(guò)中山市水利局和市水電設(shè)計(jì)院論證，決定重建該水閘，以從根本。上解決該水閘在防洪、排澇、安全運(yùn)行方面等問(wèn)題。S水閘地處珠江三角洲中心地帶，屬于亞熱帶海洋性氣候，常年溫暖濕潤(rùn)，溫23℃，最高七月均溫29℃左右，最低一月均溫10℃左右，無(wú)霜期352天。月為南海臺(tái)風(fēng)季節(jié)，年平均4次，以7～9月頻率最高，占全年登陸次數(shù)的73%，偶有颶風(fēng)，最大風(fēng)力12級(jí)，并伴有暴雨。其次是臺(tái)風(fēng)雨，降雨集中于4至9月汛期，占全年的80％。Ⅶ度，結(jié)合本次勘察結(jié)果，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJll—89)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判定，發(fā)現(xiàn)可液化地層，可不考慮液化問(wèn)題。

　　

【正文】 下游端 21 計(jì)算情況計(jì)算荷載q反q自q揚(yáng) q?水q 配筋計(jì)算（按 運(yùn)用期下游端 設(shè)計(jì)值計(jì)算） 由內(nèi)力計(jì)算分析得：計(jì)算跨度 onll??m。 2110 oqM l? = 1）、先計(jì)s? 2dSocMf bh?? ? = 《建筑結(jié)構(gòu)》 式中：s?—— 保護(hù)層計(jì)算厚度 ,mm。 （查《建筑結(jié)構(gòu)》 P19表 19 本工程選定為四類環(huán)境得：砼保護(hù)層 C=45mm, s? =50mm）； d?—— 結(jié)構(gòu)系數(shù)； (查《建筑結(jié)構(gòu)》 P30 表 25 d?=)； M —— 彎距設(shè)計(jì)值； 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 cf—— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， N/mm^3 (查《建筑結(jié)構(gòu)》 P14表17 C25：cf= N/mm^3)； b —— 矩形截面寬度，取 1m 來(lái)計(jì)算； oh—— 截面有效高度，oshh???=150050=1450mm。 2）、計(jì) ? 1 1 2 S? ?? ? ?=? b? = 《建筑結(jié)構(gòu)》 說(shuō)明不會(huì)發(fā)生超筋破壞 式中： ? —— 實(shí)際混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度 ； b?—— 相對(duì) 極 限受壓計(jì)算高度。 3）、計(jì) ? cyff??? =% min?=% 《建筑結(jié)構(gòu)》 說(shuō)明有可能發(fā)生少筋破壞，這時(shí)須按 ? =min?=%進(jìn)行計(jì)算，則取? =% ? —— 受拉縱筋配筋率，（ %）； yf—— 普通鋼筋得抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， N/mm^3，（按《建筑結(jié)構(gòu)》 P11 表 13 二級(jí)熱扎鋼筋yf=310 N/mm^3）； min?—— 最小配筋率，（ %），（查《建筑結(jié)構(gòu)》一級(jí)板梁鋼筋：min?=% ；二級(jí)板梁鋼筋：min?=%；） 4）、計(jì) SA s obhA ??=2175 2mm 《建筑結(jié)構(gòu)》 SA —— 鋼筋截面面積， 2mm 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 5)、選配鋼筋 水閘底板的受力鋼筋常選用直徑 12~25mm，當(dāng) h=1500mm 時(shí)，為了防止產(chǎn)生過(guò)寬裂縫板中受力鋼筋間距 S應(yīng)該小于或等于 300mm，分布鋼筋則 要求單位長(zhǎng)度上截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的 15%，且每米長(zhǎng)度內(nèi)不少于3根，其直徑不宜小于 6mm。 所以 ，受力鋼筋 選用 @25 200? SA 2454? 2mm 分布鋼筋 選用 @ 25012? SA 425? 2mm 二、閘墩結(jié)構(gòu)計(jì)算 閘墩的主要荷載是結(jié)構(gòu)自重（包括上部結(jié)構(gòu)的重量）和水推力，在順?biāo)骱痛怪毕蛩貎蓚€(gè)方向受力。 閘墩在垂直水流方向的外力作用下，可以當(dāng)作一個(gè)固支于底板上的懸臂梁或 框架（視上部結(jié)構(gòu)與閘墩的連接情況而定），取單位寬度用材料力學(xué)方法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，但在順?biāo)鞣较虻耐饬ψ饔孟碌拈l墩應(yīng)力分析是一個(gè)比較復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，因?yàn)檫@時(shí)不能再把閘墩看作一個(gè)桿件，而是一個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu)，要用彈性理論的方法才能作比較準(zhǔn)確的應(yīng)力計(jì)算，但是由于水閘的擋水水頭低，閘墩的應(yīng)力比較低（與材料的允許應(yīng)力比較而言），沒有必要進(jìn)行精確的應(yīng)力計(jì)算，通常仍把它當(dāng)作固支于底板上的懸臂梁，用材料力學(xué)方法進(jìn)行近似計(jì)算。 閘墩設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)閘墩進(jìn)行下面幾項(xiàng)應(yīng)力的計(jì)算： 1) .閘墩底面的正應(yīng)力計(jì)算（包括橫向和縱向正應(yīng)力） 2) .墩底水平 截面上的剪應(yīng)力計(jì)算（同樣為雙向作用） 3) .邊墩墩底的主拉應(yīng)力計(jì)算 4) .門槽應(yīng)力的驗(yàn)算 經(jīng)計(jì)算，兩 種情況下的各種應(yīng)力均未超過(guò)混凝土相應(yīng)的抗拉抗壓強(qiáng)度。 閘墩配筋 1）、墩身配筋 當(dāng)兩岸建空箱式擋土墻時(shí)，兩岸的土壓力就傳不到邊墩，而當(dāng)在校核洪水位時(shí)，水對(duì)邊墩的水壓力最大，邊墩處于最危險(xiǎn)的時(shí)候。經(jīng)過(guò)配筋計(jì)算得：配受力鋼筋 @1 8 2 2 0? SA 1157? 2mm； 分 布 鋼 筋 選 用@8 250? SA 201? 2mm 2）、門槽配筋 由前面計(jì)算可知，門槽底頂部出現(xiàn)拉應(yīng)力，其最大值為 。此值低于混凝土允許抗拉強(qiáng)度 421 .3 1 0*c KNf m?， 頂部為壓應(yīng)力，該值也小于 混凝土畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 的允許抗壓強(qiáng)度，故門槽處不必配置水平受力鋼筋 ，僅需按構(gòu)造配置鋼筋：門槽頸部的水平配筋沿門槽高度布置在頸部?jī)蓜t，采用 12? ＠ 200，錨固長(zhǎng)度取 40d（即 500mm）垂直構(gòu)造鋼筋在頸部?jī)蓜t布置，每側(cè)采用 2～ 4 根 12? 。 三、胸墻結(jié)構(gòu)計(jì)算 胸墻主要包括上、中、下梁和板四部分組成。 由于中間板的長(zhǎng)邊比短邊大 于 2，所以按單 向板進(jìn)行計(jì)算，取單寬 1米計(jì)算，可以參考《建筑力學(xué)》將其設(shè)定為兩端固定的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算。得最大跨中彎距為 M=. m，用于配梁底鋼筋 ，最大梁端 M=. m，用于配底梁上部。經(jīng)計(jì)算進(jìn)行配筋結(jié)果是分四層來(lái)布置。上層縱筋選用6 25?sA? 2945 2mm，中間側(cè)面兩層縱筋選用 2 12?sA? 226 2mm，下層縱筋選 4 18?sA? 1520 2mm。頂梁、中梁與底梁采用相同配筋方法，則都分四層來(lái)布置。上層縱筋選用 4 22?sA? 2945 2mm，中間側(cè)面兩層縱筋選用 2 12?sA? 226 2mm，下層縱筋選 4 18?sA? 1520 2mm。 第七節(jié) 細(xì) 部 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 一、 分縫設(shè)計(jì) 為了適應(yīng)地基不均勻沉降和伸縮變形，水下各構(gòu)件和構(gòu)件本身均留有接縫。凡不允許透水的縫中均必須設(shè)置止水設(shè)備。按照止水設(shè)備的走向，縫有垂直分縫和水平縫之分 。屬于垂直縫的有：設(shè)于邊墩與翼墻間的接縫等。屬于水平縫的有，消力池和底板之間，護(hù)底與兩則翼墻底板之間，還有閘后消力池 與閘底板之間的分縫（視 排水起點(diǎn)的不同，這種縫可能是透水的，也可能是不透水的），以及消力池 與翼墻之間的接縫。 各種接縫應(yīng)盡可能做成平面形狀，寬度和間距應(yīng)根據(jù)相對(duì)沉降量，伸縮變形和水閘總 體布置等要求擬定?？p寬一般取 ～ 。 取 。 二、 止水設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 位于防滲范圍內(nèi)的永久縫應(yīng)設(shè)一道止水。大型水閘的永久縫應(yīng)設(shè)兩道止水。止水的型式應(yīng)能適應(yīng)不均勻沉降和溫度變化的要求，止水材料應(yīng)耐久。垂直止水與水平止水相交處必須構(gòu)成密封系統(tǒng)。 止水有垂直止水和水平止水。接縫交叉有“垂直交叉”（垂直縫與水平縫的交叉）和“水平交叉”（水平縫和水平縫的交叉）。交叉處的連接方法大致可以分為兩類：一類是柔性連接（即將金屬止水片的接頭部分埋在瀝青塊里）， 一類是剛性連接（即將金屬止水片剪裁厚焊接成整體）。工程中 多根據(jù)交叉類型及施工條件來(lái)決定止水片的連接方法：對(duì)于“垂直交叉”，一般多用柔性連接：而對(duì)于“水平交叉”，則多用剛性連接。 分縫和止水設(shè)備的工作量雖小，但對(duì)水閘正常工作的影響很大。如果設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)，止水一旦破壞以后，嚴(yán)重的將會(huì)影響整個(gè)水閘的安全，因此應(yīng)引起足夠重視 第八節(jié) 上 下 翼 墻 設(shè) 計(jì) 上下游兩岸采用喇叭形翼墻，連接閘室段的墻頂高程為 ，底板高程為。 上游翼墻除擋土外，還有的作用是將上游來(lái)水平順 地導(dǎo)入閘室，其次是配合鋪蓋起防滲作用，因此，其平面布置與上游進(jìn)水條 件和防滲設(shè)施相協(xié)調(diào)。上游段翼墻的每側(cè)擴(kuò)散角度分別不大于 12 度～ 18 度，取 15 度。閘室上游翼墻連同上游段擋土墻總長(zhǎng)為 20m，在外江與擋土墻頭接觸處兩岸分別設(shè)半徑為 的圓弧插入岸坡。 下游翼墻除擋土外還有導(dǎo)引出 閘的水流沿翼墻均勻地?cái)U(kuò)散 的作用 ，避免在墻前出現(xiàn)回流旋渦等不利流態(tài)。翼墻的平均擴(kuò)散角每側(cè)宜采用 7 度～ 12 度，取 10度。其順?biāo)飨虻耐队伴L(zhǎng)度大于或等于消力池長(zhǎng)度 12m，與內(nèi)河連接處以半徑為畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 2m的圓弧插入岸坡。 為降低作用在兩岸的擋土墻，可在墻里設(shè)排水管，管直徑為 ，管上有排水孔，管設(shè)置高程為 第九節(jié) 基 礎(chǔ) 處 理 根據(jù)工程舊閘情況及地質(zhì)剖面知，本次設(shè)計(jì)的閘室及上下游連接段 大概位于第二層淤泥質(zhì)土層，該土層承載力基本值為 60kPa，其下層為第三層次為淤泥質(zhì)土，該土層承載力基本為 50kpa，第四層粉細(xì)砂層，該土層承載力基本值為 80kpa。若采用樁基礎(chǔ)，宜采用灌注樁 ，擬采用第四砂礫層為該水閘基礎(chǔ)持力層。 1，閘室段 根據(jù)閘室段整體穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果得知：最大反力為 2/knm ,該層最大承載力為 80kpa。層深厚為 15～ ，所以采用摩擦樁，直徑為 ，樁間中心距為 ～ 倍樁徑，取 ，樁長(zhǎng)為 8m。 2，擋土墻段 根據(jù)計(jì)算需要進(jìn)行地基處理，采用杉木樁處理，樁直徑為 120mm，間距為550mm～ 650mm，樁長(zhǎng) 6m。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第四章 參考文獻(xiàn) 1. 《水閘設(shè)計(jì)》 2. 《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（ sl2652020） 》 3. 《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》 （教材） 4. 《水工建筑物設(shè)計(jì)示例與習(xí)題》 楊樹寬主編 5. 《水工擋土墻 設(shè)計(jì) 》 管楓年 等三人編 6. 《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造》 （中國(guó)建筑出版社） 7. 《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》 （中國(guó)建 筑工業(yè)出版社） 8. 《水工建筑物》 （教材） 9. 《水力學(xué)》 （教材） 10. 《建筑力學(xué)》 （教材） 11. 《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28