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水利水電工程閘門(參考版)

2024-12-19 22:25本頁面
  

【正文】 (一般情況下,平原區(qū)水閘的過閘水位差可采用 m) 下面先假設 ht根據(jù)水力學公式 Q AC Ri? 式 () 式中: A—— 明渠斷面積 ()A b mh h?? R—— 水力半徑 C—— 謝齊系數(shù) I—— 縱坡, 求得流量 Q,列表如下 第 17 頁 共 73 頁 表 水頭 流量計算表 H (m) A (m2) X (m) R (m) C () Q (m3/s) 30 64 102 4 1 144 7 0 根據(jù)上表,繪制 ht— Q曲線。根據(jù)《水閘設計規(guī)范》,一般情況下,平原水閘的過閘水位差可采用 ~ 。該水位差的大小關(guān)系到閘室工程量和上游淹沒損失。 閘孔凈寬的控制情況通常是宣泄設計或校核流量時,此時閘門全部開啟,多為淹沒流態(tài)。 下游水位:因水閘上下游為人工開挖渠道,其表面糙率沿程不變,設渠道中無任何阻礙水流運動的建筑物,故下游可按明渠均勻流計算。 上下游水位的確定 上游水位:在河道上建閘后,上下游將形成一定水頭差,上游水位是由規(guī)劃決定。 閘孔設計 閘孔型式:包括閘底板的型式(堰型)、閘門、閘門頂部胸墻。 ⑵設計水閘的消能防沖設施 ,使水閘避免沖刷。本設計初步采用底流消能方式。本設計初步采用鋼筋混凝土鋪蓋。上下游翼墻宜與閘室及兩岸岸坡平順連接。本設計初步選用梁板式。本設計初步采用卷揚式平面閘門啟閉機。本設計初步采用平面鋼閘門。本設計初步采用上游墩頭半圓形,下游墩頭流線形的型式。 ( 2) 閘墩 是閘門和各種上部結(jié)構(gòu)的支撐體,由閘門傳來的水壓力和上部結(jié)構(gòu)的重量和荷載通過閘墩傳布于底板。 ( 1) 底板 是整個閘室結(jié)構(gòu)的基礎,承受水閘上部結(jié)構(gòu)的重量及荷載并向地基傳遞的結(jié)構(gòu),同時兼有防滲及防沖作用,防止地基由于受滲透水流作用可能產(chǎn)生的滲透變形并保護地基免受水流沖刷。 本水閘設計閘門全開時具有自由水面,擋水高度較小,且依靠閘門擋水,故可采用開敞式閘室。這種類型的閘室多用于攔河節(jié)制閘或引水系統(tǒng)的進水閘上。開啟上層閘門,利用面層溢流泄放洪水和漂流物。 這是一種既具有面流溢流能力,又具有底孔泄流能力的閘室結(jié) 構(gòu)。例如設置胸墻擋水,底部設置孔口泄水,這樣可以減少閘門尺寸。當閘檻高程較低,閘室高度較大,需要泄放或取用底層水流時,常采用這種型式。當 閘門全部打開時,水河北工程大學畢業(yè)設計(水利水電工程) 第 14 頁 共 73 頁 閘的過水面積和泄流量都隨水位的抬高而增大,對于需要泄放洪水的攔河閘和分洪閘來說,這是一個很大的優(yōu)點。按照閘室的泄流特點分類,可以分為以下幾種型式: 當閘門全開時過閘水流具有自由水面的水閘成為溢流式閘室,也稱開敞式閘室。 結(jié)構(gòu)布置 閘室的結(jié)構(gòu)布置 水閘一般由上游連接段,閘室,下游連接段三部分組成。 ⑶施工、管理條件 也是閘址選擇時要考慮的一個因素要求有足夠?qū)拸V的施工場 地,并且盡可能使土方工程量最小。此外,由于閘基土質(zhì)的抗沖能力直接影響單寬流量的選擇和閘后消能防沖設備的設計,而地下水位的高低及承壓水的有無對地基的穩(wěn)定性和施工期的排水措施也有所影響,故在選擇閘址時應考慮這些條件。 水閘位置時應考慮 的幾個因素 ⑴地基條件 是影響水閘總體布置的主要因素之一應盡可能選擇土質(zhì)密實,均勻。閘址處于上下游河道直線段長度均不短于 5— 10倍水面寬度,且不宜小于 300m。用于抬高干、支渠水位,供支、斗渠取水。用于枯水期蓄水,抬高水位以及供進水閘取水,洪水期開閘泄洪。這次我們主要設計修建在平原道上的 節(jié)制閘。它是一種利用閘門進行擋水或泄水的低水頭建筑物,既可控制流量又可調(diào)節(jié)水位。 prevention of seepage drain off water and design to defend to disappear。 floodgate room。 平面鋼閘門設計 平面鋼閘門的門葉結(jié)構(gòu)設計,水平次梁、頂梁和底梁的設計, 頂梁和底梁的截面計算,橫隔板設計,縱向連接系設計,邊梁設計,上部結(jié)構(gòu)配筋圖,支架的計算與配筋。按完建期和運用期兩種工況,計算作用于板條上的荷載。 閘室結(jié)構(gòu)計算 ⑴ 、閘墩應力分析 將閘墩視為固接于底板上的懸臂梁,以閘墩和底板的結(jié)合面作為計算控制面,分別按運用期(閘門關(guān)閉擋水)和檢修期(一孔檢修其它孔過水)兩種工況,計算中墩墩底水平截面垂直正應力、剪應力、門槽應力、墩底水平截面?zhèn)认驊?,并分析計算結(jié)果,進行配筋設計。 ⑵ 、按完建期 和正常蓄水期兩種工況,對岸、翼墻的地基承載力,基底最大最小應力比值及基底面抗滑穩(wěn)定進行計算。 ⑶ 、閘基深層滑動及地基沉降量計算 根據(jù)設計資料給出的土壤物理力學特性指標,驗算在荷載作用下基礎是否發(fā)生帶動一部分地基土向下游深層滑動,并確定是否進行地基沉降量計算。 ⑵ 、閘室穩(wěn)定計算 選取計算單元,計算作用于閘室的荷載,并按計算條件進行組合。 ⑶ 、防滲排水設計 首先擬定水閘地下輪廓線型式,初步計算所需長度, 然后依次確定閘室底板、鋪蓋長度及材料,設計反濾層及排水孔位置,最后計算閘基滲透壓力,繪制滲透壓力分布圖。 ② 、海漫:消力池能消除水流 50℅的能量,其余能量由海漫消除,根據(jù)水閘不同泄量的水力計算,布置海漫,確定長度及建筑材料。 ① 、消力池:計算在設 計蓄水位下,閘門在各種運行工況和不同開啟高度時的泄流量,確定是否設消力池。然后再驗算初擬閘孔尺寸的過流量是否滿足泄流要求。 水力計算 主要包括閘孔設計、消能防沖設計、防滲排水設計。在渠系中一般位于支、斗渠分水口稍下游,跨越干、支渠修建,用于抬高干、支渠水位,供支、斗渠取水。這次我們主要設計修建在平原河道上的節(jié)制閘。 上下游引渠糙率 n= 引渠底寬 (上 ,下游 ) b=28m 引渠邊坡系數(shù) (上 ,下游 ) m=2 混凝土容重 r=鋼筋混凝土容重 r= 河北工程大學畢業(yè)設計(水利水電工程) 第 6 頁 共 73 頁 設計總說明 水閘是灌排工程的主要建筑物之一,它是一種利用閘門進行擋水或泄水的低水頭水工建筑物,既可控制流量又可調(diào)節(jié)水位。 六 交通情況 閘本身無專門交通要求 ,考慮農(nóng)田耕作及水閘自身施工運行要求設人行便橋。 五 .水文氣象 由水文分析 ,東風閘以上流域面積 ,其中山區(qū) km2,平原 km2,年徑流量 95%年份有 317 萬立方米 ,扣除 60%沿途水量損失及 的不均勻系數(shù) ,還有 萬立方米 ,滿足本閘一年一次蓄水量 ,保證灌溉效益。 閘底板高程與河床齊平在 米處 ,相當于第 II 工程地質(zhì)單元頂部 ,持力層影響范圍內(nèi)的第 II、 III、 IV、 V 單元土的壓縮性不均 ,一般土層為中偏低壓縮性 ,建筑物主要持力層地基土為軟塑的淤泥質(zhì)壤土及連續(xù)分布的裂隙土。 第 IV 單元 ,巖性主要為砂壤土 ,夾薄層壤土 ,還有零星分布的細砂層 ,總厚度~ 米 ,底板高程 ~ 米。 第 II 單元 ,自上而下為淤泥質(zhì)壤土、砂壤土、裂隙粘土,總厚度 ~ 米 ,底板高程在 ~ 米,分布連續(xù)穩(wěn)定。 第 I 單元, 表層為耕植壤土,厚 米,可塑。 四. 工程地質(zhì)情況 在閘址范圍內(nèi)鉆孔 5 個,孔深 20 米,總進尺 米,取原狀樣 5 個,散狀樣 24 個,標準貫入試驗 56 個,作以上土樣的物理力學試驗及擊實實驗各一組。校核流量 Q 校 =237 立方米 /秒,最高設計蓄水位 米,一次蓄水量 50 萬立方米,灌溉農(nóng)田 面積 萬畝。其缺陷為上、下游連接段較長,工程量較大。河北工程大學畢業(yè)設計(水利水電工程) 第 1 頁 共 73 頁 目錄 東風水閘設計原始數(shù)據(jù) .......................................................................... 4 設計總說明 ............................................................................................. 6 DESIGN THE LEADER ............................................................................... 8 第一章 水閘樞紐布置 ...................................................................... 13 總體布置 ........................................................................................................................................................ 13 水閘位置時應考慮的幾個因素 ............................................................................................... 13 結(jié)構(gòu)布置 ........................................................................................................................................................ 13 閘室的結(jié)構(gòu)布置 ........................................................................................................................ 13 兩岸連接布置 ............................................................................................................................ 14 防滲排水布置 ............................................................................................................................ 15 消能防沖布置 ............................................................................................................................ 15 第二章 水閘的水力計算 .................................................................. 16 閘孔設計 .......................................................................................................................................................... 16 上下游水位的確定 .................................................................................................................... 16 閘孔尺寸設計 ......................................................................................................................... 18 堰型選擇 ................................................................................................................................. 19 閘墩厚度的選擇 ..................................................................................................................... 19 水閘泄流能力校核 ................................................................................................................. 20 消能防沖設計 ..............................................................................
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