【正文】 彈性地基梁法計(jì)算地板內(nèi)力 ： （ 1）閘底板的地基反力 地基反力分完。 彈性地基梁法就是在閘門上下游側(cè)各取一個(gè)單寬板條，通過計(jì)算板條上的不平衡剪力，來求板條的內(nèi)力和板條下的地基應(yīng)力。因此在垂直水流方向取單寬板條作為梁計(jì)算，以其結(jié)果配置受力筋，而順?biāo)鞣较蛑话凑諛?gòu)造要求配置受力鋼筋。 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 ： ? ?c 0 . 2 9 1 6 3 5 1 . 5 3 8 1 7 1 8 . 6 3 . 1 7 1 . 3 52 2 9 0 . 9 cKK? ? ? ?? ? ? ? 經(jīng)計(jì)算閘室抗滑滿足要求 表 閘室荷載匯總表 荷載名稱 豎向力（ kN） 水平力（ kN） 力矩（ mkN? ） ↓ ↑ → ← +↘ ﹣↖ 自重 — — — 186691 — 水重 上游 — — — — 下游 — — — — 揚(yáng)壓力 滲透壓力 — — — — 浮托力 — — — — 地震力 — — — 92 — — 水平水壓力 上游 — — — — 下游 — — — — 合計(jì) 11480 234238 88974 各種情況下的穩(wěn)定分析匯總見表 。 kN / ?????P 22. k N / ?????P 上游水壓力 ? ? 1 3 ?????????F B、下游 下 游水壓力的計(jì)算簡圖，如 上 圖 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 543 圖 上游水壓力示意圖 8 23 ?????F 7 ?????F 25 k N/ ??????F 地震期慣性力荷載 計(jì)算如下表 。 圖 設(shè)計(jì) 情況閘室浮托力分布圖 齒坎底的壓強(qiáng) 332 4 . 5 0 . 7 1 0 9 . 8 1 0 3 1 . 3 6 k P aP ?? ? ? ? ? ?齒 坎 底板底的壓強(qiáng) 332 . 5 1 0 9 . 8 1 0 2 4 . 5 k P aP ?? ? ? ? ?底 板 則浮托力 ： 1{ 2 4 . 5 1 7 [ ( 1 . 7 1 . 0 ) ( 3 1 . 3 6 2 4 . 5 ) 2 ] } 1 8 . 6 8 0 9 1 . 4 kN2P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2） 滲透壓力計(jì)算 滲透壓力計(jì)算簡圖如圖 所示 ： 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 圖 校核時(shí)期滲透壓力分布圖 滲透力 F： ? ? ? ? ? ? ???????? ??????? 揚(yáng)壓力 =+=11480kN 水平水壓力 A、 上游 上游水壓力的計(jì)算簡圖，如右圖 。 下游 ： 地震水位為 ，下游水重 為 2 8 5 7 .5 k N101 2 .7151 .5下游 ?????G 。 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 ： ? ? 1 . 3 52 . 1 33 4 0 6 . 5 1 8 . . 2 9 ???????? cc KK 經(jīng)計(jì)算閘室抗滑滿足要求。P 22 4 4 . 5 k N / m2 . 8 49 . 81 . 79 . 8 ?????.P 上游水壓力 ? ? 3 6 6 9 . 9 k N171 . 54 4 . 53 1 . 0 7215 . 7175 5 . 8 621 ?????????F B、下游 下 游水壓力 與設(shè)計(jì)情況相同 閘室荷載 匯總見表 。 2） 滲透壓力計(jì)算 滲透壓力計(jì)算簡圖如圖 所 示 ： 圖 校核 時(shí)期滲透壓力分布圖 滲透力 F： ? ? ? ? ? ? 5 6 2 6 . 9 8 k N9 . 81 8 . ???????? ??????? 揚(yáng)壓力 =+= 水平水壓力 水平水壓力計(jì)算簡圖見圖 所示。 下游 ： 校核 水位情況 為無水情況， 下游水重都為 0。 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 ： 閘底板上下游端設(shè)置的齒墻深度為 ，按淺齒墻考慮，滑動(dòng)面沿閘底板與地基的接觸面，按公式 ?? ??H ACGfK c 0計(jì)算， 式中 cK ： 沿閘室地基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) f ： 閘室地基面與地基之間的摩擦系數(shù) ，由于本次設(shè)計(jì)地基持力層為粉質(zhì)粘土 層， ? ? ????? 180 .90 tgtgf ? ?H ： 作用在閘室上的全部水平荷載 ?G ： 作用在閘室上的全部豎向荷載 閘室基底面與土質(zhì)地基之間的粘結(jié)力 8 k P a320 .2 52500 ???? ? ? 1 . 3 52 . 3 93 0 3 6 . 7 1 8 . . 2 9 ???????? cc KK 經(jīng)計(jì)算閘室抗滑滿足要求。 圖 上游水壓力示意圖 A、 上游 上游水壓力的計(jì)算簡圖，如右圖 21 5 2 .4 3 k N / m5 .3 59 .8 ???? ρ g hP 21 2 9 .2 k N / m2 .7 89 .80 .29 .8 ?????P 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 22 4 2 . 6 3 k N / m2 . 6 59 . 89 . 81 . 7 ?????.P 上游水壓力 ： ? ? 3 3 0 0 . 1 k N171 . 54 2 . 6 32 9 . 2215 . 3 5175 2 . 4 321 ?????????F B、下游 34 5 圖 上游水壓力示意圖 下 游水壓力的計(jì)算簡圖，如上 圖 5 8 . 3 3 k N1 8 . 60 . 89 . 821 23 ?????F 1 3 1 .2 4 k N1 8 .60 .90 .8894 ????? .F 7 3 . 8 2 k N1 8 . 60 . 99 . 80 . 9215 ??????F 閘室荷載 匯總見表 ?；炷龄伾w ： 1 點(diǎn)處止水表面 P1=靜水壓力，止水底面 39。 設(shè)計(jì)水位情況下 ： 下游水位為 ，則 1） 浮托力計(jì)算 浮托力的計(jì)算簡圖如圖 所示 圖 設(shè)計(jì)情況閘室浮托力分布圖 齒坎底的壓強(qiáng) 16. 7k P a1. 7109. 8101. 0 33 ?????? ? 底板底的壓強(qiáng) 9. 8 kP a1. 0109. 8101. 0 33 ?????? ? 則浮托力 3 4 4 5 . 3 k N1 8 . 62 ] }9 . 8 )( 1 6 . 71 . 0 )( 1 . 721[17{ 9 . 8 ?????????? 。 下游 ： 設(shè)計(jì)水位情況 為無水情況， 下游水重都為 0。閘室有水情況下的荷載分布圖見圖 。閘室底板的計(jì)算寬度為 ?????? ，完建無水期的荷載分布見圖 ，閘室完建無水期荷載計(jì)算情況見表 ： 工作橋排架便橋閘門底板閘墩交通橋 圖 完建無水期荷載分布圖 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 地基承載力驗(yàn)算 根據(jù)荷載計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算 ，由設(shè)計(jì)資料可知地基承載力為? ? 220kPa?P ，則： 0 . 0 12 1 9 3 9 . 9 51 8 6 6 9 12172 ?????? ΣGΣMBe (偏下 游 ) ????????????? ?????????? ?? ? 下上kP a69. 1469. 63170. 01611718. 62193 9. 9561m a xm i n B eA GP 地基 應(yīng)力平均值： ? ? 2 2 0 k P a. 3 8 5 k P a962 6 9 . 1 m i nm a x ???????? PPPP 地基不均勻系數(shù) ： ? ? 1 . 51 . 0 16 9 . 1 46 9 . 6 3m inm a x ????? εPPε 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可得出結(jié)論為 ： 完建期的地基承載力能夠滿足要求，地基也不會(huì)發(fā)生不均勻沉降。 完建無水期和設(shè)計(jì)水位組 合為基本荷載組合，校核水位情況和地震水位情況為特殊組合，取整個(gè) 底板驗(yàn)算其穩(wěn)定。 其構(gòu)造尺寸如下圖 所示 ： 圖 檢修橋構(gòu)造圖（單位 ： mm） 閘室段布置圖 水閘的閘室段布置如下圖 所示 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 10001000500 7500 5001:11:1800015003400400 圖 閘室段布置圖 （單位 ： mm） 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 4 穩(wěn)定分析 水閘在使用過程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種不利情況，完建無水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷。交通橋斷面如下圖 所示 ： 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 交通橋構(gòu)造圖 （單位 ： mm） 檢修橋 本工程設(shè)置檢修橋，目的是為了在閘門檢修時(shí)期放下檢修門，擋住上游來水，把閘門吊出閘室進(jìn)行檢修。 交通橋采用預(yù)制裝配式鋼筋混凝土簡支板橋， 預(yù)制板材料為混凝土 C25，鋪裝層為混凝土 C25，填縫采用混凝土 C30，主筋采用 HR335，其它采用 R235 鋼筋。 6001400 3003006008080 100 圖 工作橋構(gòu)造圖（單位 ： mm） 交通橋 交通橋的作用是連接兩岸的交通，供車輛和人通行，交通橋的形式可采用板梁式，位置應(yīng)根據(jù)閘室穩(wěn)定及兩岸的連接條件確定，布置在下游。 工作橋的縱梁高取為 800mm； 工作橋橫梁高為縱梁的 2/3～ 3/4， 取 480mm，寬 度為高度的 1/3～ 1/2，取 300mm，鋪蓋板厚度為 80mm，預(yù)制寬度有兩個(gè)尺寸分別為 500mm和 550mm，長 1540mm。由于是平面鋼閘門，采用固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)，閘門提升后不能影響泄放最大流量，并保留一定的富裕度。 閘墩尺寸見圖 ： 60203050150100 2020 3060205015030970403070200 圖 3. 2 閘墩尺寸詳圖 （單位 ： cm） 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 工作橋 工作橋是為了安裝啟閉機(jī)和便于工作人員操作而設(shè)置的橋，若工作橋較高可在閘墩上設(shè)置排架支承。 高度 ： 閘墩高程應(yīng)根據(jù) 校核情況決定， 閘墩頂部高程為 ： ▽頂 =校核水位 +波浪高度 +安全超高 =++= 選用閘墩墩頂高程為 ，且略低于兩岸堤頂高程。 平面閘門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，檢修門槽深 ，寬 ，主門槽深，寬 。 外形輪廓 ： 應(yīng)能滿足過閘水流平順、側(cè)向收縮小，過流能力大的要求，上游墩頭采用半圓形，閘墩長度取決于上部結(jié)構(gòu)布置及閘孔形式，一般與底板同長或者稍短一些，本次設(shè)計(jì)取與閘底板同長為 17m。 底板齒墻深為 ，可以增加閘室穩(wěn)定性和加長防滲長度。 長度 ： 根據(jù)前面設(shè)計(jì)，知閘底板長度為 17m。 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 3 閘室布置 底板布置 作用 ： 閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均勻地傳給地基，還有防沖，防滲等作用。i ???? 0. 0 615 . 30. 9 42水平 第 Ⅷ 段 ? ?JLhJ i39。i ???? 0. 10 315 . 31. 57 0水平 第 Ⅷ 段 ? ?JLhJ i39。i ???? 0 . 0 9 61 5 . 31 . 4 7水平 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第 Ⅷ 段 ? ?JLhJ i39。 ②水平段滲透坡降 由于地基土為粉砂， 由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》可查得， 水平段允許坡降 ??J 取為 。39。? 39。S T 39。T 為 齒墻底部至計(jì)算深度線的 鉛直距離 。β ，39。β 為阻力修正系數(shù)，當(dāng) ?39。?? 計(jì)算，其中 39。39。 ? ，式中).TS()TT(.β 39。其中 12S S S， ， 為 入土深度，各典型段的水頭損失按公式??? ni iii ξΔHξh1計(jì)算，對(duì)于進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正，按公式 00 hβh 39。 （ 2）分段阻力系數(shù)的計(jì)算 為了計(jì)算的簡便，特將地下輪廓線進(jìn)行簡化處理，通過底下輪廓線的各角點(diǎn)和尖端將滲流區(qū)域分成 11 個(gè)典型段，如圖 所示。 1） 用改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算閘基滲流 （ 1）地基有效深度的計(jì)算 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 根據(jù)00SL 與 5 比較得出， 0L 為地下輪廓線水平投影的長度，為 33m； 0S 為地下輪廓線垂直投影的長度，為 。 閘 基滲流計(jì)算 滲流計(jì)算的目的和計(jì)算方法 計(jì)算閘底板各點(diǎn)滲透壓力，驗(yàn)算地基土在初步擬定的底下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。 消力池下面的反濾層為 10cm中石子， 10cm小石子，10cm砂