水闸水力计算
水闸过流能力及稳固计算[整理版]
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水闸过流能力及结构计算计算说明书审查校核计算***市水利电力勘测设计院2011 年 08 月 29日1、水闸过流能力复核计算水闸的过流能力计算对于平底闸，当为堰流时，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.1规定的水力计算公式：2302H g b m Q s εσ=22'02ϕg bh Q h H c c ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=4001171.01ss b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ε 式中：B 0—— 闸孔总净宽，（m ）；Q ——过闸流量，（m 3/s ）；H 0——计入行进流速水头的堰上水深，（m ）；h s ——由堰顶算起的下游水深，（m ）；g ——重力加速度，采用9.81，（m/s 2）；m ——堰流流量系数，采用0.385；ε——堰流侧收缩系数；b 0——闸孔净宽，（m ）；b s ——上游河道一半水深处的深度，（m ）；b ——箱涵过水断面的宽度，m ；h c 进口断面处的水深，m ；s σ——淹没系数，按自由出流考虑，采用1.0；ϕ——流速系数，采用0.95；已知过闸流量Q=5.2（m 3/s ）先假设箱涵过流断面净宽确定箱涵过流断面高度，经试算得：综上，过流断面尺寸为2.5m ×2.0m （宽×高），设计下泄流量Q 为5.2m 3/s ，过流能力满足要求。
2、结构计算**堤防洪闸均为钢筋砼箱涵结构，对防洪闸进行抗滑稳定、抗倾覆稳定和墙基应力计算。
（1）抗滑稳定计1）计算工况及荷载组合工况一：施工完建期，荷载组合为自重+土压力工况二：外河设计洪水位，荷载组合为自重+土压力+扬压力+相应的闸前闸后静水压力+风浪压力2）荷载计算计算中砼强度等级为C20，钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级，保护层厚度梁25mm、板20mm，符号规定：力向下为正，向上为负，力矩逆时针为正，顺时针为负。
闸门重 2.352×9.81=23.07 KN；闸底板重25×4.0×0.7×4.1=287 KN；闸墩重25×0.8×4×2*2=320 KN；平台板，梁25×（0.25×0.45×2+1.05×0.15）×2.5=23.91 KN；柱25×2.82×0.4×0.4×4=45.12 KN；启闭力-100 KN；启闭机重0.56×9.81=5.49 KN；启闭梁25×（0.3×0.5+0.25×0.4+1.35×0.12）×2×3.5=72.1 KN；工作桥25×（5.9×0.12+0.2×0.25×3）×2.0=42.9 KN；25×（6.28×0.13×2×0.13+1.2×0.15×5×0.15）×2=34.73 KN；启闭房砖墙22×0.864×4.1×4=311.73 KN；∑自重=23.07+287+320+23.91+45.12-100+5.49+72.1+38.815+340=1016.98KN ；水重 10×2.0×2.0×2.5=100 KN ；由表可知浪压力为2.35 KN ；有表可知土压力为38.49 KN ；闸前静水压力 （27.7+47.7）×2/2×2.5=188.5 KN ；离截面形心距离 e=()()377.477.277.477.222⨯++⨯⨯=0.91扬压力 0.5×2×10×2×2.5=-50KN ；计算工况荷载汇总(对闸室基底面形心求矩)3）抗滑稳定计算公式[]c c K HGf K ≥⋅=∑∑式中：Kc ——为抗滑稳定安全系数；[]c K ——规范要求的抗滑稳定安全系数最小值；∑G ——作用在防洪闸上的全部垂直力总和 ；∑H ——作用在防洪闸上的全部水平力总和；f ——闸室基底面与地基之间的摩擦系数，取0.44）计算结果工况一：∑G =951.5 KN ；∑H =33.33 KN ； K c =33.335.9514.0⨯=11.41＞1.2 满足要求；工况二：∑G =1001.5 KN ；∑H =224.18 KNK c =18.2245.10014.0⨯=1.78＞1.2 满足要求。
水闸水力计算
矩形断面共轭水深比与弗劳德数的关系 Fr " 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
2
η 1 0.170 0.305 0.425 0.530 0.626 0.705 0.785 0.860 0.935
Fr
2
η 1
Fr
2
η 1 4.62 4.80 5.00 5.15 5.35 5.50 5.70 5.87 5.95 6.17 6.30 6.45 6.62 6.70 6.87 7.00 7.15 7.30 7.37
挖深式消力池池深计算2
一、输入参数 过闸流量 闸宽 消力池末宽 上游水位 底板高程 2540.00 108.00 108.00 1299.65 1292.50 下游水位 下游底高程 重力加速度g 流速系数 水流动能校正系数 1298.09 1292.00 9.81 0.95 1.00
二、计算过程 1、检查闸下水流衔 接状态 闸处单宽流量q 中间变量A 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 因hc" 故需设消力池 2、试求池深 试算淹没系数 下游水深hs 令d= T= 收缩水深hc Fr^2 跃后水深hc" 消力池末端单宽流量 行进流速 池后落差z 3、验算淹没安全系数 淹没安全系数 最终取池深d 1.150 0.500 1.050 6.090 -0.384 7.650 2.42ห้องสมุดไป่ตู้ 3.934 5.708 23.519 3.924 -0.023 查表得η 1 2.350 取池深d= 0.500 23.519 31.237 2.588 3.254 5.434 > hc 查表得η 1 2.100 上游水深 7.150
Fr
2
η 1 7.50 7.62 7.80 7.90 8.00 8.10 8.25 8.35 8.45 8.60 8.65 8.80 8.95 9.05 9.12 9.20 9.30 9.40 9.50
水闸静水压力怎么计算公式
水闸静水压力怎么计算公式水闸是一种用于控制水流的设施，通常用于水利工程中。
在水闸中，静水压力是一个重要的参数，它影响着水闸的稳定性和安全性。
因此，了解如何计算水闸的静水压力是非常重要的。
本文将介绍如何计算水闸的静水压力的公式和方法。
静水压力的定义。
在水闸中，静水压力是由于水的重力作用在水闸上产生的压力。
静水压力的大小取决于水的密度、重力加速度和水的深度。
静水压力可以用来计算水闸的稳定性和安全性，因此对于水闸的设计和运行来说是非常重要的参数。
静水压力的计算公式。
静水压力可以通过以下公式来计算：P = ρgh。
其中，P为静水压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为水的深度。
在这个公式中，水的密度ρ通常取1000kg/m3，重力加速度g取9.81m/s2。
水的深度h是指水面到水闸底部的垂直距离。
通过这个公式，我们可以很容易地计算出水闸的静水压力。
静水压力的计算方法。
在实际应用中，计算水闸的静水压力通常需要考虑水的流动情况。
如果水流是静止的，那么可以直接使用上述公式来计算静水压力。
但是，如果水流是动态的，那么需要考虑水流的速度和方向对静水压力的影响。
在考虑水流的影响时，可以使用以下方法来计算静水压力：1. 考虑水流的速度：如果水流的速度较快，那么水的动能会增加水的压力，从而使得静水压力增大。
在这种情况下，可以使用以下公式来计算静水压力：P = 0.5ρv^2 + ρgh。
其中，P为总压力，ρ为水的密度，v为水流的速度，g为重力加速度，h为水的深度。
2. 考虑水流的方向，如果水流的方向与水闸的方向不一致，那么水流的动能会对水闸产生侧向压力，从而影响水闸的稳定性。
在这种情况下，需要考虑水流的方向对静水压力的影响，通常需要进行复杂的数值计算。
总之，计算水闸的静水压力是一个复杂而重要的问题。
在实际应用中，需要考虑水流的速度、方向和水的深度对静水压力的影响。
通过合适的公式和方法，可以准确地计算出水闸的静水压力，从而保证水闸的稳定性和安全性。
水闸水力计算
平底宽顶堰淹没出流过流能力计算(校核洪水)
一、输入参数
闸孔总净宽………………………B0=84m 重力加速度……………………… g=9.81
上游水位……………………… H上=1301.65m 上游行进流速……………V0=2
底板高程…………………… H上底=1292.5 侧收缩系数……………ε=0.95
下游水位……………………… H上=1299.57m 流量系数……………m=0.38
下游底高程………………… H下底=1292m
二、计算过程
1、当hs/H0<0.9
上游水深 H=9.150m流速水头 V0^2/2/g=0.204
下游水深 h s=7.570m计入行近流速水头的堰上水深 H0=9.354淹没系数σ=2.31hs/H0(1-hs/H0)^0.4=0.964
淹没出流过流能力 Q=3702.445
2、当hs/H0>0.9
综合流量系数μ0=0.902
淹没出流过流能力 Q=3394.634
附：侧收缩系数计算
1、单孔闸
闸孔净宽…………………… b0=4m 上游河道一半水深处的宽度… b s=6m 堰流侧收缩系数ε=0.948
2、多孔闸
闸孔孔数…………………… n=6 中闸墩厚度……………………… d z=4m 闸孔净宽…………………… b0=14m 边闸墩厚………………………b b=3m
中闸孔侧收缩系数εz=0.964中闸孔侧收缩系数εz=0.958
堰流侧收缩系数ε=0.963。
水闸计算公式范文
水闸计算公式范文
1.伯努利方程
伯努利方程是流体力学中的基本方程，描述了流体在静态和动态压力
之间的关系。
对于水闸来说，伯努利方程可以写为如下形式：P + 0.5ρv^2 + ρgh = constant
其中，P是水闸中的压力，ρ是水的密度，v是水的流速，g是重力
加速度，h是离地面的高度。
2.底孔流量公式
底孔流量公式用于计算水闸中通过底孔流出的水量。
底孔流量公式与
伯努利方程相结合，可以写为如下形式：
Q = CdA√2gh
其中，Q是流出水量，Cd是底孔流出系数，A是底孔的面积，g是重
力加速度，h是水头。
3.承压能力公式
承压能力公式用于计算水闸的承压能力，即水闸可以承受的最大压力。
承压能力公式可以写为如下形式：
F=A*σ
其中，F是水闸的承压能力，A是水闸的截面积，σ是水闸材料的抗
压强度。
对于具体的水闸设计，需要根据实际情况选择适用的计算公式，并考虑因素如闸门的形状、尺寸、材料、水流的动力特性、水势差、孔口形状等。
这些因素会对水闸的流量和承压能力产生影响，因此需要综合考虑进行合理的设计和计算。
此外，水闸的计算还涉及到其他因素如水位、水流速度、泄水能力、闸门运动机构以及周围环境等的考虑。
因此，在进行水闸计算时，需要综合考虑各个方面的因素，并使用适当的计算公式，以确保水闸的正常运行和安全性。
以上是水闸计算公式的基本介绍，具体的计算过程和公式选择需要根据实际情况进行。
对于精确的水闸计算，可以使用专业的水力学软件或请相关专业人士进行计算和设计。
D-2水闸水力学计算程序
D-2 水闸水力学计算程序作者 陈靖齐（水电部天津勘测设计院） 校核 潘东海（水电部天津勘测设计院）一、概述：（一）水闸过水能力计算的难题是流量系数μ，经验方式很多，各家不同，甚至一本参考书，列出几种公式，几种算例，深入研究流量系数不是本程序范围，本程序仅对现有公式择优选一。
（二）一般计算流量时，不计行进流速V 0=Q/BH ，本程序用迭代法，考虑了V 0，即Q →V 0→H 0，再算Q ，较符合实际过程，精度│△Q │< 0.001m 3/s 。
（三）求e 用迭代法。
二．功能：本程序能计算平底平板闸门、平底弧形闸门、实用堰平板闸门、实用堰弧形闸门四种情况下的流量，闸门开启度e 。
三．公式和算法： （一）流量公式（平底平板闸门可求淹没系数σ） 或（其他三种情况）式中：μ0—流量系数，因闸门形式，底坎形式，相对开度e/H 而异； e —闸门开度（m ）； B —闸门宽（m ）； H 0—闸前水深（m ）； H S —下游水深（m ）；g —重力加速度（9.8m/s 2）。
（二）流量系数：本程序取武水的一套较完整的流量系数公式。
1，平底、平板闸门μ0=0.6-0.176e/H ［清华、武水］（华水多—尾项）2，平底、弧形闸门μ0=0.97-0.56e/H-（1-e/H ）×0.258θ［武水］式中：θ--弧形闸门下缘入流角（弧度值）。
25°≤θ≤90°，0.1≤e/H ≤0.65 R —弧形闸门半径； C —转轴高；02gH eB Q σμ=）（s h h g eB Q -=002μRe c COS -=-1θ3，实用堰上平板闸门4，实用堰上弧形闸门（三）淹没出流问题1，平板平底闸门，淹没系数σ=σ[（hs-hc ″）/（H-hc ）]，其关系为一条曲线，本程序已使其离散和数据化存数据库中，可自动插值。
式中： hs —下游水深（m ）；hc ″—水跃后水深（m ）； hc —收缩断面宽度：hc=ε eFrc=Uc 2/ghc 收缩断面Frude 数e —平板闸门侧收缩系数表，本程序已存数据库中。
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH3）1/2式中：m—堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝Q＝K＝A3△x=f1112 22i-i 2g2g⎭⎝⎭⎝式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s2）；h 1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）；v 1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a 1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）；n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）； 4、各项水头损失的计算如下： （1）沿程水头损失的计算公式为（25（1（2（3（4（5 （66式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（m ）； H v —水的气化压强水柱高（m ） 最小淹没深度S ，可按下式估算：式中：0γF —吼道断面的水流弗劳德数，000gh /V F =γ。
虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现： （1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型； （2）自发动；（3）水力真空装置； （4）水箱抽气装置。
断流装置常采用真空破坏阀。
在已知h B 、a 值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算： 式中：μ—真空破坏阀系统的流量系数；a ω—真空破坏阀的断面面积（㎡）；a ρρ、—分别为水河空气的密度。
7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式（1V B L H K （2V A K 2V ho F C 水库为不完全年调节C=O.2~0.4 水库为完全年调节C=O.5~1 水库为不完全多年调节C=l~1.3 水库为完全多年调节C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式：Q=CA Q —最大灌溉放水流量，m3/s 。
水闸水力计算(宽顶堰)
计入行进流速影响，开始试算，当流量变化不大时，可确定为所计算流量。 第一次近似计算： 第二次近似计算： 第三次近似计算： 第四次近似计算： 第五次近似计算： 第六次近似计算： 第七次近似计算： 计算结果： Q= 行进流速v= 过闸流速 V= 429.33 m3/s 1.45 m/s 4.18 m/s v1=0.00 m/s v2=1.41 m/s v3=1.45 m/s v4=1.45 m/s v5=1.45 m/s v6=1.45 m/s v7=1.45 m/s Q1= Q2= Q3= Q4= Q5= Q6= Q7= 417.52 m3/s 428.69 m3/s 429.30 m3/s 429.33 m3/s 429.33 m3/s 429.33 m3/s 429.33 m3/s
宽顶堰水力计算：流量计算主要计算流量系数、侧收缩系数、淹没系数，如 下游为自由出流，则不用计算淹没系数。有坎宽顶堰的流量系数重新取。
3/2
Q=εσmB (2g)^0.5*H0 流量系数 m 侧收缩系数 ε 0.38489
←已经计入侧收缩系数，
2.61 % 0.14 % 0.01 % 0.00 % 0.00 % 0.00 %
无坎宽顶堰
闸孔数 中间闸墩厚 河道宽 闸底板高程 堰孔总净宽 B 中孔流量系数 m1 b/B r/b 边孔流量系数 m2 b/B cotθ 加权平均流量系数 m 0.750 0.167 0.750 8.144 0.385 m2= 0.385 3 孔 2.000 m 52.000 m 2328.800 m 18.000 m r/b 每孔净宽 上游翼墙计算厚度 上游翼墙收缩角度 上游水位高程 上游水深 H0 0.167 m1= 0.385 6.000 m 3.000 m 7.000 ° 2333.500 m 5.700 m
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引水渠进口引水闸淹没出流水力计算
单孔闸净宽 ………………………………………………b0= 2.500m 多孔闸净宽 ………………………………………………B0= 5.000m 闸前圆形坎高………………………………………………P=0.500m 上游河道一半水深处的宽度 ……………………………b s= 6.300m 闸前水流流速……………………………………………υ0=0.400m/s 闸前不计入行近流速的堰上水深…………………………H= 2.100m 计入闸前行近流速的堰上水深 …………………………H0= 2.108m 堰流流量系数………………………………………………m=0.377737003水闸闸孔数 ………………………………………………n=2孔中间闸墩厚度 ……………………………………………d z=0.800m 边闸墩顺水流边缘线至上游河道水边线之间的距离 …b b=0.000m 中间闸孔侧收缩系数……………………………………εz=0.961325147边闸孔侧收缩系数………………………………………εb=0.977272922单孔闸堰流侧收缩系数 …………………………………ε=0.918136742多孔闸闸墩为圆弧形时侧收缩系数 ……………………ε=0.969299034由堰顶算起的下游水深 …………………………………h s= 2.050m 堰流淹没出流系数 ………………………………………σ=0.534m 单孔闸泄流能力……………………………………………Q= 6.280m³/s 多孔闸泄流能力……………………………………………Q=13.260m³/s
进口水面线高程2188.66m。