水闸设计

大坳水闸设计水闸设计流程闸孔设计消能防冲设计防渗排水设计闸室设计两岸翼墙设计一、闸孔设计*主要内容：闸孔型式、堰型的选择、堰顶高程的确定、闸孔尺寸1.闸孔型式：不带胸墙的开敞式闸孔型式2.堰型的选择：平底板宽顶堰3.堰顶高程：与原河床高程相同4.闸孔尺寸：孔数15，单孔净宽10m一、闸孔设计4.闸孔尺寸：(1)判断流态，选择合适的计算公式流量Q（m3/s）下游水深hs(m)上游水深H(m)过水断面积（m3）行进流速（m/s）V02/2g(m/s)H0(m)设计流量20102.763.931061.11.890.184.11校核流量22653.214.231142.11.980.204.43流量Q（m3/s)下游水深hs(m)H0(m)hs≥0.8H0流态设计流量20102.764.11否非淹没出流校核流量22653.214.43否非淹没出流23002HgmQB公式：一、闸孔设计4.闸孔尺寸：(2)计算步骤：①初拟侧收缩技术ε=0.98,流量系数m=0.385，代入公式计算结果列入下表根据《闸门设计规范》中的闸门尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b=10m和孔数n=15,计算闸孔总宽度，L=nb+(n-1)d=15×10+（15-1）×1=164m，式中：d为闸墩厚度，中闸墩厚度取1m，边墩厚度取0.7m。并绘制闸孔布置图。流量Q（m3/s)下游水深hs(m)H0(m)hs/H0淹没系数总净宽B0(m)设计流量20102.764.110.671144.2校核流量22653.214.430.721145.323002HgmQB一、闸孔设计4.闸孔尺寸：(2)计算步骤：②校核过水能力从表中数据可知，该拟定结果较为合理。计算情况H0（m）hs/H0бεQ(m3/s)I△QI/Q（%）设计情况4.110.6710.982090.54.0%校核情况4.430.7210.982337.23.2%二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽1.消力池*型式：深挖式*材料：钢筋混凝土*尺寸：长×深（8.7m×0.4m），倾斜段坡度为1:4二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽1.消力池②由于该设计没有当地下游水位与流量关系曲线的水文资料，故近似地按明渠均匀流求正常水深，即采用进行计算，由于河流的宽度远大于河流的深度，可将河流的水力半径近似等于河流的水力半径，即，其中n为河床糟率，i为河床坡降，（查表得，n=0.0400，i=1/10000）02gHBeQHe18.060.0①对于平顶堰，e/H≤0.65，为闸孔出流，反之为堰流，本题采用闸孔出流的方式进行计算，（适用于平板闸门）2132iRnARiACQ二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽1.消力池二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽1.消力池①消力池深度：根据所选择的控制条件，估算池深为1.50m②消力池长度：根据池深为0.40m，斜坡面坡度定为1:4则池长Lsj=40m③消力池构造：1采用挖深式消力池，为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔孔径为10cm，间距为2m，呈梅花形分布。2护坦与闸室，岸墙与翼墙之间，以及其本身沿水流方向均用缝分开，以适应不均匀沉降和温度变形。缝距15mmHqkt49.018.5848.22.0'1④消力池厚度：根据防冲要求计算厚度，，取0.5m。式中为计算系数取0.2，q为相应的单宽流量，为相应的上下游水位差。二、消能防冲设计图2消力池构造图二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽2.海幔*尺寸：1长：水平段10m，顶面高程与护坦齐平倾斜段水平投影38m，斜率1:152厚：0.5m*材料：1水平段为浆砌石2倾斜段为干砌石，下面铺15cm的砂垫层二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽2.海幔用公式，计算海漫长度，计算结果列入下表。其中为海漫长度计算系数，根据闸基地质为砾质粗砂选12，取计算结果的最大值则'HqkLsspskmLp48流量Q上游水深下游水深q△H′Lp10102.550.636.731.9236.6511702.791.047.801.7538.5513303.031.408.871.6340.3714903.251.759.931.5041.8616503.472.0711.001.4043.2918063.672.3812.041.2944.3820103.932.7613.401.1745.6921304.072.9714.201.1046.3222654.233.2115.101.0246.8622904.263.2515.271.0148.0024504.453.5216.330.9347.63二、消能防冲设计主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽3.防冲槽设在海漫末端，采用宽浅式梯形断面防冲，槽深为2，底宽为5m，上游坡率为3，下游坡率为3。三、防渗排水设计主要内容：1.防渗设计地下轮廓线的拟定（铺盖、板桩、底板）渗透压力计算渗透坡降的验算2.排水设计在消力池护坦下设置水平排水层、垂直排水孔在上下游翼墙设置水平排水管（排除绕渗水和降低墙后地下水位）三、防渗排水设计1.防渗设计（1）底板：由于闸基土质以砂性为主，故防渗设备采用铺盖与板桩相结合的形式，闸板上下游侧设齿墙，板桩取长度4m，厚度为0.5m。闸板顺水流方向长度，L=2.5×5.18=12.95m，取13m，厚度为1.5m。（2）铺盖设计：铺盖采用钢筋混凝土结构，长度一般为2-4倍闸上水头或3-5倍上下游水位差，拟取21m。铺盖厚一般为0.4～0.6m，拟取0.5m，铺盖上游端设1m深齿墙，其头部不再设防冲槽，为了防止上游河床的冲刷，铺盖上游设块石护底，厚度为0.3m，其下垫0.2m的砂石垫层。（3）板桩：板桩采用混凝土板桩，长度为4m，厚度为0.5m。三、防渗排水设计2.排水设计①水平排水：反滤层由碎石，中砂，细砂组成，其中上部为25cm厚的碎石，中部为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。②铅直排水：本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm，呈梅花形布置，孔下设反滤层。③侧向排水设计：在消力池两岸翼墙设2~3层排水孔，呈梅花形布置，孔后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。三、防渗排水设计1.防渗计算①地基有效深度的计算。L0=13+21=34m；S0=6.5m；;L0/S0=34/7.5=5.5＞5，故用Te=0.5L0计算得Te=0.5×34=17m＜T实，故取最小值Te=17m作为计算深度Te.分段阻力系数的计算。通过地下轮廓的各角点和尖端将渗流区域分成8个典型段三、防渗排水设计修正各角偶点渗压值三、防渗排水设计四、闸室设计1.底板：底板的结构、布置、构造在第四节已作了介绍，这里不在重复2.闸墩：闸墩顺水流方向的长度与底板相同，为13m。闸墩为钢筋混凝土结构，中墩厚为1m，缝墩厚1.4m，边墩厚0.7m。闸墩顶部高程在泄洪时应高于设计或校核洪水位加安全超高；关门时应高于设计或校核洪水位加波浪计算高度加安全超高；即▽1=26.23+0.64+0.5=27.37m（正常洪水位时）▽2=26.53+0.75+0.4=27.68m（校核洪水位时）闸墩坝顶高程取▽1、▽2中较大者，取28.00m。闸墩上设两道门槽（检修门槽、工作门门槽）。检修门槽在上游，槽深0.3m，宽0.2m。工作门门槽深0.3m，宽0.6m。下游不设检修门。闸墩上、下游头部均为半圆形，R=0.5m。四、闸室设计──闸室布置四、闸室设计──闸室布置4.检修便桥：检修桥的作用为放置检修闸门，观测上游水流情况，设置在闸墩的上游端。采用预制T型梁和活盖板型式。尺寸如图所示。5.交通桥：在工作桥下游侧布置公路桥，闸上交通桥为单车道交通桥，按汽-10设计，履带-50校核。桥面净宽为4.5m总宽5.5m，采用钢筋混凝土板梁结构。每米桥长大约80kN。四、闸室设计──闸室布置四、闸室设计──稳定计算取中间一个独立的闸室单元进行分析，闸室结构布置如下图取中间一个独立的闸室单元进行分析，闸室结构布置如下图四、闸室设计──稳定计算1.荷载（1）完建期荷载。完建期的荷载主要闸底板重力G1、闸墩重力G2、闸门重力G3、工作桥及启闭机重力G4、工作桥重力G5和检修便桥重力G6。取混凝土的容重为25kN/m3。①底板重力为：G1=13×1.5×33×25+0.5×（1+2）×1×33×25×2=18562.5kN②闸墩重力：每个中闸墩G2′=3.14×0.52×5.7×25+（12×1-0.2×0.2×2-0.3×0.6×2）×5.7×25+2.2×0.4×6.7×25=1906.6kN每个闸室单元有三个中墩，则G2=3G2′=3×1906.6=5720kN④工作桥重力为G4′=2×0.92×0.35×33×25+0.5×（0.08+0.12)×0.19×33×2×25+0.15×0.12×33×2×25+0.06×1.3×33×25=656.7kN考虑到栏杆及横梁重力等，取G4′=700kNQPQ-2×20启闭机机重52kN，考虑到机架混凝土及电机重，每台启闭机的重量为65kN，启闭机重力G4″=3×65=195kNG4=G4′+G4″=700+195=895kN⑤公路桥重力：公路桥每米重60kN，考虑到栏杆重量，则公路桥重为G5=80×33+100=2740kN⑥检修便桥重为G6=2×0.3×0.8×33×25+0.5×（0.1+0.3）×0.2×33×2×25+0.06×1.3×33×25=790kN考虑栏杆自重，取G6=850kN四、闸室设计──稳定计算（2）设计洪水下的荷载。在设计洪水下，闸室荷载除了闸室结构的重力外，还包括闸室内水的重力、浪压力、水压力、扬压力等。四、闸室设计──稳定计算1.荷载四、闸室设计──稳定计算2.稳定计算五、两岸翼墙设计主要内容包括：翼墙的布置、型式选择、尺寸拟定、稳定验算、结构配筋计算1.翼墙的布置、型式、尺寸*布置：沿两岸布置*型式：悬臂式*尺寸：按构造拟定2.稳定计算经计算，若Kc＞[Kc]=1.5，翼墙满足抗滑稳定要求。3.细部结构设计主要包括：分缝和止水汇报完毕!谢谢13水工一班吴某某130310133