【正文】 寬為110m。若和 比較接近，則采用和 的平均值作為閘孔總凈寬，若和相差較大，則跳轉(zhuǎn)到第1步重新假設(shè)計(jì)算，直到和相差不大為止。閘孔總凈寬B0為204m?？傮w布置 樞紐布置水閘的樞紐布置是閘室選定后一個(gè)十分重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，關(guān)系到樞紐建成后能否安全運(yùn)行和能否充分發(fā)揮預(yù)期的工程效益，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)引水渠等均已設(shè)計(jì)完成，故只需設(shè)計(jì)布置攔河節(jié)制閘，但該節(jié)制閘同時(shí)兼作泄洪閘。閘室結(jié)構(gòu)可根據(jù)泄流特點(diǎn)和運(yùn)行要求，選用開(kāi)敞式、胸墻式、涵洞式或雙層式等結(jié)構(gòu)型式。閘檻高程較高、擋水高度較小的水閘，可采用開(kāi)敞式；泄洪閘或分洪閘宜采用開(kāi)敞式；有排水、過(guò)木或通航要求的水閘，應(yīng)采用開(kāi)敞式。要求面層溢流和底層泄流的水閘，可采用雙層式；軟弱地基上的水閘，也可采用雙層式。擋水時(shí)，閘頂高程不應(yīng)低于水閘正常蓄水位（或最高擋水位）加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高值之和；泄水時(shí)，閘頂高程不應(yīng)低于設(shè)計(jì)泄洪水位（或校核洪水位）與相應(yīng)安全超高值之和。表51 水閘安全超高下限值（m） 水閘級(jí)別運(yùn)用情況1235擋水時(shí)正常蓄水位最高擋水位泄水時(shí)設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位位于防洪（擋潮）堤上的水閘，其閘頂高程不得低于防洪（擋潮）堤堤頂高程。所以根據(jù)以上信息，若要求的閘頂高程還需要求的水閘上游水面累積頻率為1%時(shí)的波浪高度以及波浪中心線高出水面的高度。所需要公式如下所示: （51） （52） （53）對(duì)于的深水波，式子（53）還可簡(jiǎn)寫成： （54） （55）以上式子中所有字符代表意義如下：——平均波高，m——計(jì)算風(fēng)速，m/s，在正常運(yùn)用條件下，采用相應(yīng)季節(jié)50年重現(xiàn)期的最大風(fēng)速，在非常運(yùn)用條件下，采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速；——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（有效吹程），m；沿風(fēng)向兩側(cè)水域較寬時(shí)，采用計(jì)算點(diǎn)至對(duì)岸的直線距離，當(dāng)沿風(fēng)向有局部縮窄處寬度B小于12倍計(jì)算波長(zhǎng)時(shí)，可采用5B，同時(shí)不小于計(jì)算點(diǎn)至對(duì)岸的直線距離；——水域平均水深，m；——平均波周期，s；——重力加速度。根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范累計(jì)頻率需根據(jù)水閘的級(jí)別加以確定，規(guī)范中根除確定的表格如52所示：表52 P值水閘級(jí)別12345P（%）1251020計(jì)算出的平均要進(jìn)一步換算成實(shí)際的波高，這樣才有實(shí)際參考價(jià)值，水閘設(shè)計(jì)規(guī)范中給出了平均波高相對(duì)應(yīng)的實(shí)際波高的表格，先摘錄如表格53表53 累積頻率為P%的波高與平均波高的比值P%1251020由于流沙河水閘是用來(lái)蓄水灌溉，所以在確定閘頂高程的時(shí)候只需要利用水閘規(guī)范《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL2652001》里面的莆田公式分別計(jì)算出正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位時(shí)所對(duì)應(yīng)的閘頂高程，最后在三者中取大值作為閘頂?shù)挠行Ц叱?。?）、正常蓄水位時(shí)：，也就是，資料中給定的最大平均風(fēng)速為12m/s，所以正常蓄水位時(shí)的計(jì)算風(fēng)速為18m/s。所以累計(jì)頻率下的實(shí)際波高為波浪中心線至計(jì)算水位的高度需根據(jù)公式55進(jìn)行計(jì)算求得，求得結(jié)果如下所示：，+++=。風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度為閘址河寬的5倍，（m），平均水深等于設(shè)計(jì)洪水位與河底高程的差值及(m）根據(jù)莆田公式計(jì)算如下：平均波長(zhǎng)需要進(jìn)行試算，所以這里過(guò)程免去結(jié)果如下：由于流沙河水閘屬于2級(jí)建筑物，所以對(duì)應(yīng)的累計(jì)頻率由表52查的為2。（3）、校核洪水位時(shí)：根據(jù)規(guī)范水閘的校核洪水位時(shí)候的計(jì)算風(fēng)速取汛期多年最大平均風(fēng)速，也就是，資料中給定的最大平均風(fēng)速為12m/s，所以校核洪水位時(shí)的計(jì)算風(fēng)速為12m/s。所以累計(jì)頻率下的實(shí)際波高為波浪中心線至計(jì)算水位的高度需根據(jù)公式55進(jìn)行計(jì)算求得，求得結(jié)果如下所示：，+++=。 底板布置按閘墩和底板的連接方式，閘底板可分為整體式和分離式兩種。它的優(yōu)點(diǎn)是閘孔兩側(cè)閘墩之間不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降，適合于地基承載力較差的土基。所謂分離式底板，當(dāng)閘墩與底板設(shè)縫分開(kāi)時(shí)，即為分離式底板。分離式底板一般適用于地基條件較好的砂土或巖石地基。涵洞式水閘不宜采用分離式底板。水頭愈大，地基條件愈差，則底板愈長(zhǎng)。底板的厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求，大中型水閘可取閘孔凈寬的1/61/8。底板混凝土還應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗沖等要求，一般選用C15或C20。從這些信息可以得知閘址地基良好，所以初擬采用分離式底板。工作橋底部有4根梁，材料為鋼筋混凝土。交通橋一般布置在低水位側(cè)，橋面寬視兩岸交通及防汛搶險(xiǎn)要求確定。材料為鋼筋混凝土。閘室上游設(shè)置鋼筋混凝土鋪蓋，鋪蓋長(zhǎng)度為上游水頭的3倍，及10m,，在與閘底板連接處設(shè)置厚度為1m。當(dāng)閘基砂礫石層較厚時(shí)，閘室上游可采用鋪蓋和懸掛式防滲墻相結(jié)合的布置形式，閘室下游滲流出口處應(yīng)設(shè)濾層。本設(shè)計(jì)資料中給出閘址地質(zhì)情況系屬第四季沉積巖，厚度較大，河床兩岸灘地為粉質(zhì)壤土，厚度15m，河床為礫粗砂，厚度為17m，下部為粗砂層，厚度11m，基巖為花崗巖。下游設(shè)置齒墻，深度為1m。間距為1m,初步設(shè)置為10排，呈梅花形布置。水閘的消能方式一般為底流式消能，平原地區(qū)的水閘，水頭低，下游河床抗沖能力差，所以不采用挑流式消能，大部分采用底流式消能。 兩岸連接布置水閘的兩岸連接應(yīng)能保證岸坡穩(wěn)定，改善水閘進(jìn)、出水流條件，提高泄流能力和消能防沖效果，滿足側(cè)向防滲需要，減輕閘室底板邊荷載影響，且有利于環(huán)境綠化等。下游采用直線式，且每側(cè)擴(kuò)散角為，這樣有利于分散過(guò)閘水流使水流速度減緩，保護(hù)下游岸坡。表61 平板閘門垂直收縮系數(shù)消力池深度計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)找出計(jì)算工況，本例中設(shè)計(jì)洪水和校核洪水都是淹沒(méi)出流，不需要設(shè)置消力池，只有在正常蓄水情況下，才會(huì)出現(xiàn)躍后水深大于下游水深的情況，因此，正常蓄水情況為水閘消力池計(jì)算的最不利工況。 計(jì)算結(jié)果如表62所示：表62 消力池深計(jì)算表計(jì)算工況下泄流量Q單寬流量q下游水深(m)收縮水深(m)躍后水深(m)水躍類型水位差(m)消力池深(m)開(kāi)一孔遠(yuǎn)離式開(kāi)度1m遠(yuǎn)離式27。（2）、池長(zhǎng)計(jì)算根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范中的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行消力池池長(zhǎng)的計(jì)算，計(jì)算公式如下所示： （65） (66)式中 —— 消力池長(zhǎng)度，m； —— 消力池斜坡段水平投影長(zhǎng)度，m； —— 水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，可采用； —— 水躍長(zhǎng)度，m。 海漫的結(jié)構(gòu)計(jì)算水流經(jīng)過(guò)消力池消能后，仍有較大的剩余動(dòng)能，紊亂現(xiàn)象也很劇烈，特別是流速分布不均勻，底部流速較大，具有一定的沖刷能力，故在消力池后仍需采用消能防沖加固措施，如海漫和防沖槽。（1）、海漫的長(zhǎng)度海漫的長(zhǎng)度取決于消力池出口的單寬流量、上下游水位差、地質(zhì)條件、尾水深度及海漫本身的粗糙程度等因素。表62 值河床土質(zhì)粗砂、細(xì)砂中砂、粗砂、粉質(zhì)壤土粉質(zhì)黏土堅(jiān)硬黏土 資料中閘址的地方多為粗砂和細(xì)砂，所以初擬為14，計(jì)算海漫長(zhǎng)度時(shí)候也要找出最不利工況下的情況，所以當(dāng)中間閘門開(kāi)度最大的時(shí)候?yàn)樽畈焕r，,所以海漫長(zhǎng)度根據(jù)公式65計(jì)算如下：海漫水平段初擬為10m，水平段后為1：50的斜坡，這樣斜坡長(zhǎng)度為54m。海漫采用漿砌石材料建造。 閘門控制方式的擬定閘門的控制運(yùn)用應(yīng)根據(jù)水閘的水力設(shè)計(jì)或水工模型試驗(yàn)成果，規(guī)定閘門的啟閉順序和開(kāi)度，避免產(chǎn)生集中水流或折沖水流等不良流態(tài)。閘門盡量同時(shí)均勻分級(jí)啟閉。嚴(yán)格控制始流條件下的閘門開(kāi)度，避免閘門停留在振動(dòng)較大的開(kāi)度區(qū)泄水。 水閘的防滲設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù) 水閘的防滲排水設(shè)計(jì)的任務(wù)是經(jīng)濟(jì)合理地?cái)M定地下輪廓線的型式和尺寸，采取必要和可靠的防滲排水措施，以消除和減小滲流對(duì)水閘的不利影響，保證閘室的抗滑穩(wěn)定、閘基和兩岸的滲透穩(wěn)定。（2）、進(jìn)行滲流分析，計(jì)算閘底板滲透壓力，并驗(yàn)算地基土的滲透穩(wěn)定性。 閘基的防滲長(zhǎng)度在工程規(guī)劃和可行性研究階段，初步擬定的閘基防滲長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式要求： (71）式中 —— 閘基的防滲長(zhǎng)度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段長(zhǎng)度的總和，m； —— 允許滲徑系數(shù)值，見(jiàn)表71； —— 上下游水位差，m。否則，地下輪廓線要重新修改。這里采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算。在相對(duì)不透水層較深時(shí)，須用有效深度作為計(jì)算深度。式中 —— 地下輪廓線水平投影長(zhǎng)度，m； —— 地下輪廓線垂直投影長(zhǎng)度，m。（2）、按地下輪廓線形狀將滲流區(qū)分成若干個(gè)典型滲流區(qū)域，計(jì)算各段的水頭損失和各拐點(diǎn)的滲壓水頭。（3）、用直線連接相鄰拐點(diǎn)的滲壓水頭，即畫出了滲透壓強(qiáng)分布圖。一般情況下，僅在未修正前進(jìn)出口滲透坡降不滿足時(shí)才進(jìn)行修正。為了便于計(jì)算將復(fù)雜的地下輪廓線進(jìn)行簡(jiǎn)化，由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒墻均較淺，可以簡(jiǎn)化為板樁。由地下輪廓線簡(jiǎn)化圖71可知。第三步：滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算。 （ （）（） （） （）（） （） （）第四步：計(jì)算滲透壓力。； ； ； ； ； ； ； 進(jìn)出口水頭損失的修正。； ； ； ； ； 0底板單寬滲透壓力。 濾層設(shè)計(jì)目的是將閘基的滲水有計(jì)劃地排到下游，減小閘底板的滲透壓力，增加閘室的抗滑穩(wěn)定性，并能防止出口發(fā)生滲透破壞。閘室所受力的分析圖如圖81所示。F受力如圖82所示：圖82 揚(yáng)壓力分布圖在計(jì)算閘室穩(wěn)定的時(shí)候，最主要是找最不利工況下的情況，所以當(dāng)閘室在正常蓄水的時(shí)候，下游沒(méi)水，上游有水，這時(shí)候上游水壓力全部作用在閘室上，這時(shí)候閘室所受的水平推力最大，也是閘室最危險(xiǎn)的時(shí)候，如果這個(gè)時(shí)候驗(yàn)證閘室處于穩(wěn)定狀況下，那就說(shuō)明水閘的初步設(shè)計(jì)是合乎要求的。閘室基底面的最大值與最小值之比不大于表82規(guī)定的允許值。表82 的容許值地基土質(zhì)荷載組合基本特殊松軟中等堅(jiān)硬、緊密堅(jiān)硬、緊密表83 的允許值荷載組合水 閘 級(jí) 別ⅠⅡⅢⅣ、Ⅴ基本組合特殊組合12 穩(wěn)定計(jì)算驗(yàn)算閘室基底壓力對(duì)于結(jié)構(gòu)布置及受力情況對(duì)稱的閘孔，如多孔水閘的中間孔或左右對(duì)稱的單孔閘，按式81計(jì)算基底最大和最小壓應(yīng)力。m； B—— 閘室底板順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度