【正文】 這些老師都在默默的關心著我們的畢業(yè)設計。原來他累的在辦公桌上睡著啦，那一刻我感動了，一位老師為了我們的畢業(yè)設計，犧牲了自己的午休時間，犧牲了陪家人吃午飯的時間，這就是偉大的老師??！還有辦公室的涂老師、劉老師等，雖然他們不是我們直接的指導老師，但是只要我們有問題而張老師不在的情況下，他們都會很熱心的幫助我們解答，同時還會夸獎我們學習認真，鼓勵我們的士氣。但是實際上除了張老師上課的時間，他基本上都在辦公室里等著我們?nèi)枂栴}。謝辭本次設計的指導老師魏張煥敏老師。其中最大的收獲還是讓我更加了解了以后的工作的方向以及工作的內(nèi)容。水電的開發(fā)能改變整個能源的結(jié)構(gòu)，減少煤、石油等的使用，減少環(huán)境污染。還有就是在設計之初，需要在網(wǎng)上查看許多關于閘壩、水電相關的知識。這次的問題也讓我對工程的設計與施工有了更深的理解，也對實際施工設計工作產(chǎn)生了弄厚的興趣。之后在老師的指導下才采用了毛旭熙高級工程師的關于海曼計算公式，最后才計算出了正確的海曼長度。讓我更加牢固的掌握了我們所學習的專業(yè)知識。比如設計之初工程等級的確定就在以前《水工建筑物》里學過，再后來水閘的水利計算，更是充分運用了《水力學》里面的各種知識，比如堰型的選擇，過閘流量的計算，消力池深度的計算等等。在這期間我學會了很多的東西，這些東西在我畢業(yè)后的工作中將成為一種寶貴的財富積累。同時水電的計算設計中包含很多估算以及安全系數(shù)的取值范圍，在這部分計算值應該引起重視以免出現(xiàn)設計不合格或者是取值過于保守從而引起經(jīng)濟上和材料上的浪費。在翻看了各種資料書后發(fā)現(xiàn)毛旭熙高級工程師的海曼計算公式比較精確從而解決了這一問題。還有閘室的長度也有所差異，閘室的長度主要是根據(jù)上下游水位差等因素估算，從而計算出的長度與實際也有所差異，在老師的指導下進行了改進，因此得出了更為精確的長度。本次設計的結(jié)果與工程實際十分接近只是在局部地方有一些瑕疵，現(xiàn)在進行逐個說明。防滲計算式水閘計算中的一個重點，采用改進阻力法進行計算，這種方法是在阻力系數(shù)法、分段發(fā)以及獨立函數(shù)的基礎上綜合發(fā)展而來，因此近似度非常高。在消力池末端設置海曼，海曼長20m，在海曼末端設置防沖槽。在上游設置15m長的鋪蓋，在鋪蓋與閘室的連接處設置齒墻，并采用止水銅片止水，閘室長度為10m，每孔設計一道工作閘門一道檢修閘門，其中檢修閘門可移動。泄洪閘布置在主河床中間，右岸有成洞條件便于引水隧洞的開挖，因此在右岸設置進水口。然后參照水閘設計規(guī)范確定出工程等級。泄洪閘的主要作用是宣泄水庫中超過調(diào)蓄能力的洪水或存水。12結(jié)論本次設計是羌河口攔河閘壩首部樞紐的設計。考慮到板厚達到了兩米，所以需要在上層配置構(gòu)造筋，構(gòu)造筋選用HRB400直徑選用20mm間距取為200mm，進行配設。配筋率：＞=％查表《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》附錄3表2選擇HRB400直徑為22mm間距為70mm進行布設。查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》附錄4知a=c+10=30+10=40mm。所以有： 再求解： 可求得鋼筋截面面積：由以上計算可知：=116854KN將代入上式，并令： 則有 式中：—截面抵抗矩系數(shù)；—相對受壓區(qū)計算高度；—系數(shù)。表113 邊荷載計算表x01234567891001416192224262620054—14119641261326—560——P224—2130405626636401120V0065020154816311658163115471382116085752519301548143713541133967774552414193550M309630683012276425142156171212717182480 取。 取。 取。首先算出基礎梁的無因次的柔度指標t： 式中：為基土的變形模量；為混凝土的彈性模量；l為地基梁的半梁長度，m；h為梁的高度，m。郭氏表中沒有能考慮邊荷載的影響，所以對于邊荷載的計算則采用河海大學徐芝綸教授編寫的計算表格。對于半無限大彈性體假說下平面地基上的常截面基礎梁，常采用郭氏表計算。只有這樣才能確保閘室的整體安全性。而且其作用也十分重要，假使底板受到很小的破壞或者滑動將直接導致整個閘室傾覆。 11閘室底板的配筋計算底板直接建在地基面上，承受著閘室上部的所有荷載，包括閘室自重、閘室上面的水中、工作橋自重、閘墩自重等等、并且它還還起著傳遞力的作用，將上部的所有荷載直接傳遞給地基。所以對于粘性土地基上的水閘采用此公式計算比較好。目前在水閘設計中普遍采用公式進行計算。 閘室抗滑穩(wěn)定計算水閘沿地基面的抗滑穩(wěn)定按下式計算：或 式中：為沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f為閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù)；為作用在閘室上的全部水平荷載之和，kN；閘基基礎底面與土質(zhì)地基之間的摩擦角，（）；為閘室基底面與土質(zhì)地基之間的粘聚力，kPa。經(jīng)過計算，閘室基地應力滿足要求，設計結(jié)果合理。m逆時針力矩kNm底板自重3500517500閘墩自重4500522500工作橋及啟閉設備自重101411014交通橋自重82554125檢修橋自重1322264閘門自重78178合計1004945481計算偏心距e： =10/245481/10049= =所以有： = KN/m2 =η==＜[η]=符合應力要求。此次設計計算完建期和正常運用期。設計時應選擇計算情況和確定其可能存在的最不利荷載組合。m；B—閘室底板的長度，m。表91 η的容許值地基土質(zhì)荷載組合基本特殊松軟中等堅硬、緊密堅硬、緊密沿土基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)因水閘的級別而異，見表92。值愈大，表明閘室兩端基底反力相差愈大，沉降差愈大，閘室的傾斜度也愈大。根據(jù)黃河水利勘測規(guī)劃設計院的經(jīng)驗計算可能淤積厚度確定為：在淤積高度確定后可按以下公式計算計算泥沙壓力：式中：為作用于水閘上的泥沙壓力，；閘前沉積泥沙的浮重度，；為 為淤積泥沙的內(nèi)摩擦角，（）；n為泥沙的孔隙率。圖91 上游水壓力圖作用在水閘基礎底面的揚壓力應根據(jù)地基內(nèi)別、防滲排水布置及上下游水位組合條件計算確定。在這里=，=3m， L=6m， = kN， = kN。==3956kN作用在水閘上的水平水壓力應根據(jù)水閘不同的運行情況時的上、下游水位組合條件計算確定，計算簡圖如圖91。作用在水閘上面的水閘應該按照其實際體積及其容重計算確定，水的容重一般取10，在多泥沙的河流上應考慮水中含有的懸移質(zhì)對誰容重的影響，這是采用渾水容重，渾水容重的計算公式如下：式中：—渾水容重，；—實測最大泥沙含量，；～。①本工程閘門高度為6m屬于5≤H≤8的范圍，所以閘門的重量：=②底板自重底板長10m，寬7m，厚2m，底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。對于露頂式平面鋼閘門按一下經(jīng)驗公式計算：當5≤H≤8時，當H＞8時，式中：G—閘門重力，kN；H、B—分別為孔口高度和寬度，m；為閘門行走支承系數(shù)，對于滑動式支承=，滾動式支承=，對于臺車式支承=，；為材料系數(shù)，閘門若為普通碳素鋼是=，閘門若為普通低合金鋼時=，；為孔口高度系數(shù)，當H＜5時，=，當5≤H≤8時，=。水閘結(jié)構(gòu)自重應按其幾何尺寸及其材料容重確定。因此，在防滲排水設備及閘室各部分結(jié)構(gòu)布置后，必須進行閘室穩(wěn)定計算。防沖槽的單寬拋石量A為經(jīng)驗系數(shù)，取3，可得V=3m3。在海漫末端預留一些石塊塊徑大于30cm，當水流沖刷河床時，沖刷坑向預計深度發(fā)展時，預留在海漫末端的石塊將沿沖刷斜坡陸續(xù)滾下，鋪在沖坑的上游斜面上，自動形成護面，使沖刷坑不再繼續(xù)向上游側(cè)發(fā)展。 防沖槽及末端加固水流經(jīng)過海漫后，盡管多余能量得到了進一步消除，流速分布接近河床水流的正常狀態(tài)，但在海漫末端仍有沖刷現(xiàn)象。③參照《水閘》 張世儒編著一書中毛旭熙高級工程師的公式計算，在內(nèi)容和形式上更為合理，具體如下：式中：k—海曼長度形式，與上式的相同取為12；—海曼上的水深；q—消力池末端最大單寬流量，一般近似取為過閘單寬流量；的比值可參見《水閘》 張世儒表313，～，～，可參考《水閘》 張世儒表314而取得。m)；H為上下游水位差，m；k2為河床土質(zhì)系數(shù)，取12?？紤]到羌河口水電站的水頭小，單寬流量小的特點，所以在起始端可以不設置水平段，直接采用緩坡段，考慮到開挖量因此將坡盡量緩一些做成1:20的坡度，由于取材不便所以采用鋼筋混凝土板海曼。 海漫海漫的布置和構(gòu)造一般在海曼的起始端做5到10m長的水平段，水平段后做成不陡于1:10的斜坡，以使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布，保護河床不受沖刷。①在設計洪水位時q=258/= H===②在校核洪水位時q=359/= H===，取t=。消力池底板厚度取計算結(jié)果中的大值。m)； H—閘孔泄水時的上、下游水位差，m； k1—消力池底板計算系數(shù)，； Kf—消力池底板抗浮安全系數(shù)，； W—作用在消力池底板頂面的水重，kN； U—作用在消力池底板底面的揚壓力，kN； Pm—作用在消力池底板上的脈動壓力，kN； A—消力池底板面積，m2。消力池的底板厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求確定。=（）===為了安全和施工及其測量上的方便，取為13m。 ①在設計洪水位時因為在計算消力池深度的時候已經(jīng)計算了躍前水深和為躍后水深所以在這里可以直接引用，所以就有=，=。平底板消力池的長度可以按下式計算 式中：為水躍長度，m；為躍前水深，m；為躍后水深，m；β為水躍長度校正系數(shù)。 m T01=T0+d = =+計算消力池深度d時采用試算法，利用公式，相關數(shù)據(jù)由水力學下冊附圖解5中查得，試算結(jié)果如表82。由可知，當d取1m時，誤差很小，符合試算要求，在設計洪水時，消力池深度取1m符合消能要求。m)上游水頭T為：T=18581853=5m，v0=q/T=，由 T=5m，可得T0=。m)]；T0—消力池底板頂面算起的總勢能，m；—出池落差，m；—出池河床水深，m；—流速系數(shù)。參照SL 2652001《水閘設計規(guī)范》中消能防沖計算相關公式。消力池的深度是在某一給定的流量和相應的下游水深條件下確定的。表72 出口段容許坡降值地基土質(zhì)類別粉砂細砂中砂粗砂中礫細礫粗礫夾卵石砂壤土粘壤土軟粘土堅硬粘土極堅硬黏土容許坡降～～～～～～～～～～～J=（～），水力坡降未超過允許滲透坡降，閘基滲透穩(wěn)定，因此閘基的防滲設計是可行的。進口段水頭損失應修正為： ②出口段的水頭損失修正值按下式計算： 有 = = ，應予修正。為阻力修正系數(shù)，當≥1時，采用=。+++++++++=（1） 進口段 （2）齒墻水平段 （3）齒墻垂直段 =（m）（4）鋪蓋水平段 =（m）（5）板樁垂直段 =（m）（6）板樁垂直段 =（m）（7）底板水平段 =（m）（8）齒墻垂直段 =（m）（9）齒墻水平段 =（m）（10）出口段 =（m） 4. 進、出口損失的修正當進、出口板樁較短時，進、出口處的滲流坡降線將呈急變曲線的形式。各段阻力系數(shù)計算如下：①進口段：將齒墻簡化為短板樁，板樁入土深度為1m，鋪蓋厚度為1m，故S=1+1=2 T=10按式計算進口段阻力系數(shù)為：=②齒墻水平段：，按計算齒墻水平段阻力系數(shù)為：③齒墻垂直段：。其中：=10m，S1=S2=1m。②內(nèi)部垂直段阻力系數(shù) 式中：為內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)。根據(jù)地質(zhì)分析河床底部透水層深度大概為10m左右，所以T=10m。土基上的地