【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(shè) ht根據(jù)水力學(xué)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(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)或校核流量時(shí)，此時(shí)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(shè)渠道中無任何阻礙水流運(yùn)動的建筑物，故下游可按明渠均勻流計(jì)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(shè)計(jì) 閘孔型式：包括閘底板的型式（堰型）、閘門、閘門頂部胸墻。 ⑵設(shè)計(jì)水閘的消能防沖設(shè)施 ，使水閘避免沖刷。本設(shè)計(jì)初步采用底流消能方式。本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)初步選用梁板式。本設(shè)計(jì)初步采用卷揚(yáng)式平面閘門啟閉機(jī)。本設(shè)計(jì)初步采用平面鋼閘門。本設(shè)計(jì)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(chǔ)，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(shí)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(hù)地基免受水流沖刷。 本水閘設(shè)計(jì)閘門全開時(shí)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(jìn)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(shè)置胸墻擋水，底部設(shè)置孔口泄水，這樣可以減少閘門尺寸。當(dāng)閘檻高程較低，閘室高度較大，需要泄放或取用底層水流時(shí)，常采用這種型式。當(dāng) 閘門全部打開時(shí)，水河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(diǎn)。按照閘室的泄流特點(diǎn)分類，可以分為以下幾種型式： 當(dāng)閘門全開時(shí)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?xiàng)l件 也是閘址選擇時(shí)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(shè)備的設(shè)計(jì)，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(shí)應(yīng)考慮這些條件。 水閘位置時(shí)應(yīng)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(yīng)盡可能選擇土質(zhì)密實(shí)，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(jìn)水閘取水，洪水期開閘泄洪。這次我們主要設(shè)計(jì)修建在平原道上的 節(jié)制閘。它是一種利用閘門進(jìn)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(shè)計(jì) 平面鋼閘門的門葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，水平次梁、頂梁和底梁的設(shè)計(jì)， 頂梁和底梁的截面計(jì)算，橫隔板設(shè)計(jì)，縱向連接系設(shè)計(jì)，邊梁設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)配筋圖，支架的計(jì)算與配筋。按完建期和運(yùn)用期兩種工況，計(jì)算作用于板條上的荷載。 閘室結(jié)構(gòu)計(jì)算 ⑴ 、閘墩應(yīng)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(jì)算控制面，分別按運(yùn)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(jì)算中墩墩底水平截面垂直正應(yīng)力、剪應(yīng)力、門槽應(yīng)力、墩底水平截面?zhèn)认驊?yīng)力，并分析計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。 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(yīng)力比值及基底面抗滑穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算。 ⑶ 、閘基深層滑動及地基沉降量計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)資料給出的土壤物理力學(xué)特性指標(biāo)，驗(yàn)算在荷載作用下基礎(chǔ)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(jìn)行地基沉降量計(jì)算。 ⑵ 、閘室穩(wěn)定計(jì)算 選取計(jì)算單元，計(jì)算作用于閘室的荷載，并按計(jì)算條件進(jìn)行組合。 ⑶ 、防滲排水設(shè)計(jì) 首先擬定水閘地下輪廓線型式，初步計(jì)算所需長度， 然后依次確定閘室底板、鋪蓋長度及材料，設(shè)計(jì)反濾層及排水孔位置，最后計(jì)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(jì)算，布置海漫，確定長度及建筑材料。 ① 、消力池：計(jì)算在設(shè) 計(jì)蓄水位下，閘門在各種運(yùn)行工況和不同開啟高度時(shí)的泄流量，確定是否設(shè)消力池。然后再驗(yàn)算初擬閘孔尺寸的過流量是否滿足泄流要求。 水力計(jì)算 主要包括閘孔設(shè)計(jì)、消能防沖設(shè)計(jì)、防滲排水設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 6 頁 共 73 頁 設(shè)計(jì)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(jìn)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(yùn)行要求設(shè)人行便橋。 五 .水文氣象 由水文分析 ,東風(fēng)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(dāng)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(xì)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(jìn)尺 米，取原狀樣 5 個，散狀樣 24 個，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 56 個，作以上土樣的物理力學(xué)試驗(yàn)及擊實(shí)實(shí)驗(yàn)各一組。校核流量 Q 校 =237 立方米 /秒，最高設(shè)計(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（水利水電工程） 第 1 頁 共 73 頁 目錄 東風(fēng)水閘設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) .......................................................................... 4 設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)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(jì)算 .................................................................. 16 閘孔設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................................... 16 上下游水位的確定 .................................................................................................................... 16 閘孔尺寸設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 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(shè)計(jì) ..............................................................................