【正文】 算： 垂直土壓力： bqh?? （ 14） 式中：γ —— 回填土容重， kN/m3； H—— 頂板上土的高度， m。地基反力的分布于箱涵的跨徑及地基等條件有關(guān)，灌排渠系中的涵洞一般跨徑較小，為簡化計算，多假定地基反力為均勻分布。（詳見計算書） 作用于箱涵的外荷載通常有垂直土壓力、活荷載、箱涵自重、土的側(cè)向壓力及內(nèi)外水壓力等。按照完建期、正常運 行期的荷載進行結(jié)構(gòu)計算。 經(jīng)計算 1 2 .0 2 [ ] 1 .5ttKK? ? ?，滿足 抗傾覆穩(wěn)定要求。 1b Y bt bXM G e E e E ZK M E Z? ? ???? （ 13） 式中： Kt—— 抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)，正常設(shè)計情況時，一般不小于 ，對大于12m 的高墻或重要性大的擋土墻應視具體情況適當提高 Kt 值；對于校核情況時，一般為 ~，低墻取小值，高墻取大值； bM? —— 抗傾覆力矩之和，這里指對 b 點的穩(wěn)定力矩的代數(shù)和， kN m? ； 39。 經(jīng)計算 2 6 .7 5 [ ] 1 .2 0ccKK? ? ?，滿足抗滑穩(wěn)定安全要求。 經(jīng)計算基底最大壓應力為 k a，滿足地基承載力要求。 地基承載力驗算 與閘室穩(wěn)定計算的地基承載力驗算基本相同， 其中 B 為墻底寬度。 根據(jù)本設(shè)計的實際情況，邊墻可能產(chǎn)生的破壞形式有滑動破壞、沿地基面的傾覆失穩(wěn)、淺層地基的剪切破壞等；穩(wěn)定計算包括抗滑穩(wěn)定計算、抗傾覆穩(wěn)定計算和地基承載力驗算。 14 擋土墻的穩(wěn)定計算 擋土墻容易出現(xiàn)的破壞形式有以下幾種：滑動破壞、淺層地基的剪切破壞、深層地基的剪切破壞、下沉破壞等。 表 2 Kc的容許值 水閘級別 1 2 3 4 基本荷載組合 特殊荷載組合 1 特殊荷載組合 2 注 ： 1，適用于施工、檢修及校核洪水位情況。 本設(shè)計水閘地基土質(zhì)為粘性土，沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)宜按公式（ 12）計算，其中 f=， 0? =， c0=。 表 1 ?的允許值 地基土質(zhì) 荷載組合 基本 特殊 松軟 中等堅實 堅實 經(jīng)計算完建期基底最大壓應力為 ， 正常運行期 基底最大壓應力為，滿足要求。 要求 ? ???? ， ??? 為容許的地基應力，根據(jù)資料 ??? =110 2/kN m 。閘室的穩(wěn)定性是指閘室在各種荷載作用下，滿足：平均基底壓力不大于地基的容許承載力；不發(fā)生明顯的傾斜，基底壓力的最大值與最小值之比不大于規(guī)定的容許值；不致沿地基面或深 層滑動。對于孔數(shù)較少而未分縫的小型水閘，可取整個閘室（包括邊墩）作為驗算單元；對于孔數(shù)較少設(shè)有沉降縫的水閘，則應取兩縫之間的閘室進行驗算。水閘在運行期間，受水平推力的作用，有可能沿地基面或深層發(fā)生滑動。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使閘室傾斜，影響水閘的正常運行。 此時實際地下總輪廓線長度為 L=＞ ，滿足要求。 滲流計算說明 地下輪廓線長度計算， C=13，閘基防滲長度 L C H?? （ 7） 算得 L 為 。由于閘基土質(zhì)以粘性土為主，為了避免破壞天然的粘土結(jié)構(gòu)，不宜設(shè)置板樁?？p寬為 2cm。鋪蓋常用黏土、黏壤土或瀝青混凝土做成，有時也可用鋼筋混凝土作為鋪蓋材 料。 邊墩與兩岸的連接采用重力式擋土墻，材料為 M15 漿砌石。 閘室前翼墻段及護坡段均設(shè) M15 漿砌石護底。每側(cè)翼墻的擴散角取為 12176。 10 根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 SL2652020，本設(shè)計機架橋梁的具體尺 寸見圖 5。立柱尺寸： 300 300mm2，橫梁尺寸： 300 400mm2。排架高 ，小于 5m，采用單層排架。 橋?qū)挘綑C墩底寬＋兩側(cè)操作所須的寬度＋欄桿尺寸 ＝ 280+2 500+（ 2 75＋ 2 25） =1480mm 橋長＝ 1500+500+800=2800mm 當閘墩較高，能滿足機架橋高程要求時，機架橋可以直接擱置在閘墩上；否則，應在閘墩上加設(shè)排架，將橋擱置在排架上。主梁采用單跨簡支梁型式，啟閉機底座螺栓置于主梁上。 工作橋結(jié)構(gòu)尺寸的確定 根據(jù)閘的規(guī)模為小型建筑物，選用的啟閉設(shè)備比較簡單?？讖叫∮诨虻扔?6m時可采用板式，孔徑大于 6m時宜采用板梁式。啟閉機采用固定型式。Gn —— 計算持住力和啟門力用的閘門自重修正系數(shù)，可采用 ~； G—— 閘門自重， kN，當有拉桿時應計入拉桿重量，計算閉門力時選用浮重； sW—— 作用在閘門上的水柱壓力， kN； jG —— 加重塊重量， kN； tP—— 上托力， kN，包括底緣上托力及止水上托力； 圖 2 邊墩尺寸圖 圖 3 中墩尺寸圖 9 xP —— 下吸力， kN； zdT —— 支承摩阻力， kN； zsT —— 止水摩阻力， kN。 ()T G j s x t z d z sF n G G W P P T T? ? ? ? ? ? ? （ 5） 啟門力 QF 的計算： 39。 對于在動水中啟閉的閘門應計算啟門力和閉門力，而對于在動水中下降、在靜水中提升的閘門還應計算持住力。 閘墩具體尺寸見圖 2 及圖 3。箱涵段閘室底板長度為 。 墩厚：中墩采用 ，邊墩采用 。 墩高按下式進行計算： 12h h h e? ? ? （ 3） 式中： h—— 墩高； h1—— 最大過閘流量的堰頂水深； h2—— 浪高； e—— 安全超高（大于 ）。 閘墩結(jié)構(gòu)尺寸的確定 本設(shè)計采用半圓形閘墩，這種形式外形比較平順，便于過流，并且施工方便。上下游連接段底板厚度采用 ，齒墻深采用 。閘基防 滲長度實際取 ，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。此水閘加固設(shè)計選用平底板。 底板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 順水流方向的底板長度和閘門在底板上的位置是影響水閘安全穩(wěn)定和布置的主要因素。分部結(jié)構(gòu)物數(shù)目雖較多，性質(zhì)也不盡相同，但布置這些分部結(jié)構(gòu)物的總原則只有一個，即穩(wěn)定、安全、適用和經(jīng)濟。 經(jīng)計算，當310 /m s?， b=。 閘孔寬度的計算 水閘閘門部分開啟時，過閘水流表面受上部胸墻或閘門影響。 200 2VHHg?? （ 1） 式中： H—— 水頭， m； H0—— 計入行近流速水頭在內(nèi)的堰頂總水頭， m； V0—— 行近流速， m/s。一般采用下列判別式區(qū)分閘孔出流和堰流：當閘底坎為平底堰時， eH ≤ 時，為閘孔出流； eH ＞ 時，為堰流。當閘門位于某一開度時，可能出現(xiàn)兩種流態(tài)的相互轉(zhuǎn)換。要做的工作是先確定水閘的出流方式，根據(jù)所選堰型選擇相應計算公式進行流量計算。此閘過閘單寬流量取 m3/s。 過閘單寬流量的確定 根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 SL2652020，過閘單寬流量 q 與總流量 Q 之間有如下關(guān)系：q=Q／ B。而實用堰適用于大工程，高水頭的工程，費用較高。所以在灌排系統(tǒng)內(nèi)的水閘，一般均采用平底板寬頂堰的底板結(jié)構(gòu)型式。 堰型的選擇 根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范 SL2652020，常用的堰型有寬頂堰和實用堰兩種。 結(jié)構(gòu)應力分析及配筋計算 水閘結(jié)構(gòu)應力分析應根據(jù)各分部結(jié)構(gòu)布置型式、尺寸及受力條件等進行。 閘室穩(wěn)定計算：取兩相鄰順水流向永久縫之間的閘段作為計算單元進行計算。 基本荷載主要有 下列各項：水閘結(jié)構(gòu)及其上部填料和永久設(shè)備的自重；相應于正常蓄水位或設(shè)計洪水位情況下水閘底板上的水重；相應于正常蓄水位或設(shè)計洪水位情況下的靜水壓力；相應于正常蓄水位或設(shè)計洪水位情況下的揚壓力 (即浮托力與滲透 5 壓力之和 )；土壓力；淤沙壓力；風壓力；相應于正常蓄水位或設(shè)計洪水位情況下的浪壓力；冰壓力；土的凍脹力；其它出現(xiàn)機會較多的荷載等。 穩(wěn)定計算 水閘穩(wěn)定計算應根據(jù)結(jié)構(gòu)受力條件及工程地質(zhì)條件進行，其內(nèi)容應包括：荷載及其組合；閘室、岸墻和翼墻的穩(wěn)定計算；結(jié)構(gòu)應力分析。 防滲排水設(shè)計 水閘的防滲排水設(shè)計應根據(jù)閘基地質(zhì)情況，閘基和兩側(cè)輪廓線布置及上、下游水位條件等進行，由地質(zhì)資料等確定防滲措施，選擇防滲排水設(shè)施的形式和尺寸。 灌溉出水閘下游翼墻采用八字形重力式擋土墻 ,漿砌石 護底。閘室底高程 。灌溉出水閘為涵洞式水閘 ,設(shè)計流量為 。 新建灌溉出水閘位于壓力水箱左側(cè)，壓力水箱左側(cè)墻體開孔，孔口底高程 。 2 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計內(nèi)容主要包括：水閘總體布置、水力設(shè)計、水閘防滲排水設(shè)計、閘室結(jié)構(gòu)布置、閘室穩(wěn)定計算、擋土墻穩(wěn)定計算、涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計、胸墻結(jié)構(gòu)設(shè)計、剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作橋結(jié)構(gòu)設(shè) 計、閘墩結(jié)構(gòu)設(shè)計、底板結(jié)構(gòu)設(shè)計。； 水容重 10kN/m179。； 鋼筋混凝土容重 25kN/m179。灌溉范圍與排澇范圍基本相同，灌溉引水設(shè)計流量 。建議評定為四類建筑物，拆除重建。 工程任務(wù)和規(guī)模 本工程的任務(wù)是：根據(jù)天津市水利科學研究院編制的《天津市寶坻區(qū)西老口泵站安全檢測報告》的結(jié)論，對鑒定為Ⅳ類的機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)進行更新；對鑒定為Ⅲ類的建筑物進行維修加固；對鑒定為Ⅳ類的建筑物進行拆除重建，最終使 泵站樞紐能夠正常運行，滿足本區(qū)域的排灌要求。 本場地為中軟場地土，建筑場地類別為Ⅲ類。開槽后應做好釬探（ N10）及驗槽工作，發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)問題須妥善處理。 工程區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問題是不均勻沉陷，建議加強基礎(chǔ)整體性和上部結(jié)構(gòu)的剛度，以防止不均勻沉陷的發(fā)生。本場地標準凍結(jié)深度為 。工程區(qū)屬 III 類場地環(huán)境類型，地下水、地表水水質(zhì)類型均為 +.K+型弱堿 堿性水。 工程地質(zhì) 根據(jù)勘察表明， 米深度范圍內(nèi)自上而下揭示了人工填土層 (Qml)，第四系全新統(tǒng)上組河床 河漫灘相沉積層 (Q41al)，第四系全新統(tǒng)上組湖沼相沉積層 (Q41l+h)，第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積層 (Q42m)，第四系全新統(tǒng)下組河床 河漫灘相沉積層(Q41al)及第四系上更新統(tǒng)五組河床 河漫灘相沉積層 (Q3eal)。降水量年際間變化大，最大年降水量 1052mm，最小年降水量 384mm，兩者相差 倍。全年日照時數(shù) 2609 小時，無霜期年平均 193 天，凍土層深度 ~。 氣象條件 寶坻區(qū)屬于北溫帶半濕潤季風區(qū)，大陸性氣候，四季分明，春季干燥多風，夏季溫熱多雨，秋季溫降快雨量少，冬季寒冷少雪。以上諸多問題的存在嚴重影響泵站的正常運行，鑒于本泵站的重要性對其進行更新改造是非常必要的。灌溉范圍與排澇范圍基本相同，灌溉引水設(shè)計流量 。泵站建筑物主要包括排水進水閘、攔污柵橋、前 池、進水池及泵房、出水池、穿堤箱涵、排水出水涵閘、灌溉進水涵閘以及配套的房屋建筑（含生產(chǎn)用房和管理用房）等。南北長度 65km，東西寬度 45km，全區(qū)總面積 1450km2，耕地面積 萬畝，全區(qū)總?cè)丝? 萬人，其中農(nóng)業(yè)人口 萬人。 Stability analysis 西老口泵站灌溉出水閘設(shè)計 趙 云 （天津農(nóng)學院 水利工程系） 2 第一部分 說明書 1 概述 基本資料 西老口泵站位于天津市寶坻區(qū)西南部。 Gate pass type。 finally the main parts of sluice structure designed to meet the requirements of the building. Key words: The Sluice。 through the analysis of the project area terrain, geology, hydrology and other relevant data and corresponding planning results, out of the gate design, the main contents include: to determine the gate access location, select gate hole type, to determine the sluice structure form and the main parts of upper and lower chamber, connecting mode and structure size. According to weir type selection, hydraulic calculation to determine through the gate hole size, hole number and energy dissipation are determined according to the form and size。根據(jù)擬訂的各部分尺寸，進行閘室和翼墻的穩(wěn)定性分析及地基應力驗算；最后進行水閘主要部位的結(jié)構(gòu)計算；設(shè)計出符合要求的建筑物。根據(jù)選擇的堰型，通過水力計算確定閘孔尺寸、孔數(shù)及消能防沖形式和尺寸；根據(jù)地質(zhì)資料等確定防滲措施，選擇防滲設(shè)施 的形式和尺寸。