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水闸设计计算【范本模板】

水闸设计计算【范本模板】

一、初步设计兴化闸为无坝引水进水闸,该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成,本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案;并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等,绘出枢纽平面布置图及上下游立视图.二、设计基本资料1。

概述兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上,闸址地理位置见图。

该闸的主要作用有:防洪:当兴化河水位较高时,关闸挡水,以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田,保护下游的农田和村镇。

灌溉:灌溉期引兴化河水北调,以灌溉兴化渠两岸的农田.引水冲淤:在枯水季节,引兴化河水北上至下游的大成港,以冲淤保港。

闸址位置示意图(单位:m)2。

规划数据兴化渠为人工渠道,其剖面尺寸如图所示。

渠底高程为0.5m,底宽50。

0m,两岸边坡均为1:2。

该闸的主要设计组合有以下几方面:11.80。

550.0兴化渠剖面示意图(单位:m)2.1孔口设计水位、流量根据规划要求,在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉,引水流量为300m3/s,此时闸上游水位为7。

83m,闸下游水位为7.78m;在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保港,引水流量为100m3/s,此时相应的闸上游水位为7.44m,下游为7。

38m。

2。

2闸室稳定计算水位组合(1)设计情况:上游水位10。

3m,浪高0。

8m,下游水位7。

0m.(2)校核情况:上游水位10。

7m,浪高0.5m,下游水位7。

0m.2。

3消能防冲设计水位组合(1)消能防冲的不利水位组合:引水流量为300m3/s,相应的上游水位10.7m,下游水位为7。

78m。

(2)下游水位流量关系下游水位流量关系见表3.地质资料3。

1闸基土质分布情况根据钻探报告,闸基土质分布情况见表3.2 闸基土工试验资料根据土工试验资料,闸基持力层为坚硬粉质粘土,其内摩擦角ϕ=190,凝聚力C=60。

0Kpa ;天然孔隙比e=0。

69,天然容重γ=20.3KN/m 3,比重G=2。

拦河闸设计计算书

拦河闸设计计算书

目录1 基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1。

2 地质资料 (3)1.3 水文气象 (3)1。

4 建筑材料 (4)1。

5 批准的规划成果 (4)2 闸孔设计 (4)2。

1闸址的选择 (4)2。

2 闸型确定 (5)2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 (5)2.4 校核泄洪能力 (7)3消能设计 (8)3.1消能防冲设计的控制情况 (8)3。

2消力池尺寸及构造 (14)3。

3海漫设计 (15)3。

4防冲槽设计 (16)3.5上下游岸坡防护 (18)4防渗排水设计 (19)4。

1闸底地下轮廓线的布置 (19)4.2排水设备的细部构造 (20)4.3防渗计算 (22)5闸室布置 (25)5。

1 底板和闸墩 (25)5.2 闸门与启闭机 (26)5。

3 上部结构 (28)5.4 闸室的分缝与止水 (30)6闸室稳定计算 (30)6。

1 设计情况及荷载组合 (30)6。

2 完建无水期地基承载力验算 (31)6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算 (34)7上下游连接建筑物 (38)7。

1上下游连接建筑物的作用 (38)7。

2上游连接建筑物 (38)7.3 下游连接建筑物 (38)8 附图 (38)8.1 水闸半平面布置图 (38)8。

2 水闸纵剖面图 (38)9.结束语 (39)1 基本资料1。

1 工程概况某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里,流域内耕地面积288万亩,河流平均纵坡1/6200。

本工程属三级建筑物。

本工程投入使用后,在正常高水位时,可蓄水2230万立米.上游5个县25个乡已建成提灌站42处,有效灌溉面积25万亩。

闸上游开南、北两干渠,配支干 23条,修建各种建筑物1230座,可自流灌溉下游三县21万农田,效益巨大,是解决某河流域农田的灌溉动脉,同时,也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。

1。

2 地质资料(一)根据地质钻探资料,闸址附近地层中粉质壤土,厚度约25m,其下为不透水层,其物理力学性质如下:=20.2KN/m31、湿重度r湿=16.0KN/m3土壤干重度r干=22.2KN/m3饱和重度r饱=12.2KN/m3浮重度r浮2。

水闸毕设计算书

水闸毕设计算书

目录第1章枢纽布置与闸址选择 (1)第2章水力计算 (2)2.1闸孔及堰型设计 (2)2.1.1 闸室结构选型 (2)2.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 (2)2.1.3 闸孔净宽试算 (2)2.1.4 泄流能力校核计算 (4)2.2 消能防冲计算 (5)2.2.1 消力池的设计 (5)2.2.2海曼的设计 (10)2.2.3防冲槽的设计 (11)第3章防渗排水设计 (12)3.1 地下轮廓设计 (12)3.1.1 底板 (12)3.1.2铺盖 (12)3.1.3侧向防渗 (12)3.1.4排水、止水 (13)3.1.5防渗长度验算 (13)3.2渗流计算 (13)3.2.1地下轮廓线的简化 (13)3.2.2确定地基的有效深度 (14)3.2.3渗流区域的分段和阻力系数的计算 (14)3.2.4 计算渗透压力 (16)3.2.5 闸底板水平段得平均渗透坡降和出口处的平均出逸坡降 (20)第4章闸室结构的布置与稳定计算 (22)4.1 闸室的结构的组成 (22)4.1.1 底板 (22)4.1.2 闸墩 (22)4.1.3工作桥 (24)4.1.4 交通桥 (25)4.1.5 检修便桥 (26)4.1.6 分缝和止水 (26)4.2闸室稳定计算 (26)4.2.1荷载 (27)4.2.2稳定计算 (32)第5章闸室结构设计 (35)5.1 边墙设计 (35)5.1.1 边墙断面拟定 (35)5.1.2 墙身截面强度验算 (35)5.1.3 边墙稳定分析 (36)5.2闸墩结构计算 (42)5.2.1、求形心的位置 (42)5.2.2 闸墩应力计算 (43)5.2.3 闸墩配筋计算 (49)5.3底板结构计算 (49)5.3.1选定计算情况 (49)5.3.2 闸基的地基反力计算 (49)5.3.3、不平衡剪力及剪力分配 (50)5.3.4 板条上荷载的计算 (52)5.3.5 边荷载计算 (53)5.3.6 弯矩计算 (54)5.3.7 配筋计算 (60)5.3.8 抗裂计算 (61)第6章两岸建筑物的设计 (62)6.1 水闸两岸连接布置要求 (62)6.2 两岸连接结构选型 (62)6.3翼墙结构布置 (62)第7章交通桥专项设计 (63)7.1 设计资料 (63)7.2简支梁桥主梁内力计算 (64)7.2.1 荷载横向分布计算 (64)7.2.2主梁内力计算 (67)7.2.3可变作用效应计算 (69)7.2.4主梁作用效应组合 (74)7.2.5 主梁配筋计算 (76)7.2.6 主梁裂缝宽度验算 (78)7.2.7变形验算 (78)7.3横梁的计算 (79)7.3.1作用在横隔梁上的计算荷载 (79)7.3.2 跨中横隔梁的作用效应影响线 (80)7.3.3 截面配筋计算 (82)7.4 行车道板的计算 (83)7.4.1恒载及内力计算 (83)7.4.2截面设计、配筋与强度验算 (84)7.4.3 连续桥面的计算 (85)7.5支座验算 (90)7.5.1选定支座的平面尺寸 (90)第1章枢纽布置与闸址选择水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成,。

拦河闸典型设计

拦河闸典型设计

拦河闸典型设计xx 河流过xx 镇项目区,是两侧田地可用的灌溉水源。

在xx 村东北处修建拦河闸。

选取xx 河上xx 拦河闸为典型进行设计。

1、洪水标准设计洪水标准为10年一遇。

2、洪峰流量计算xx 以上流域面积F=29.31km 2,河道比降i=1/550,河流所处地区为山丘区。

十年一遇的最大洪峰流量为Qm=qm ×F=13.5×29.31=395.69 m 3/s 。

3、现有河道行洪能力验算xx 处河道断面为单式结构,闸址处主河槽宽度55.5m ,深度3.3m ,河床高程218.17m 。

采用明渠均匀流公式计算: Q=C ω√R i式中:Q ——设计洪峰流量(m 3/s )ω——河道过水断面面积(m ) R ——水力半径,R=ω/x x ——湿周(m ) C ——谢才系数,C=R/n n ——糙率,取0.03 i ——河道比降 计算成果见表4-17:221/6表4-17河道行洪能力验算成果表由以上计10年4、拦河闸水力计算(1)设计依据及基本资料①洪水计算是依据《山东省小型水库洪水核算方法》进行推求。

②流域参数由万分之一地形图查算。

流域面积:F=29.31平方公里干流长度:L=7.93公里。

平均干流坡度:J=0.009米/米③闸上、下游河道比降与断面则由实测1/1000工程局部地形图查算。

④河堤防洪能力则按十年一遇设计,二十年一遇校核。

⑤其它则根据有关技术要求进行。

(2)最大洪峰流量计算:①计算流域综合特征参数K:K:=L/J1/3·F2/5=7.93/(0.0091/3×29.312/5)=9.87②设计暴雨量的计算:根据工程地点查得C V=0.57,H24=113毫米,应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线K P值表查得十年一遇K P值为1.74,二十年一遇K P值为2.11。

则:十年一遇24小时降雨量为H24=H24×K P=113×1.74=196.62毫米二十年一遇24小时降雨量为H24=H24×K P=113×2.11=238.43毫米③单位面积最大洪峰流量的计算:经实地查勘该工程地点以上干流坡度虽较缓,但植被较差,流域内土层较薄,岩石裸露,故采用胶东山区qm∽H24∽K关系曲线。

拦河闸设计计算书

拦河闸设计计算书

目录1 基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1.2 地质资料 (3)1.3 水文气象 (3)1.4 建筑材料 (4)1.5 批准的规划成果 (4)2 闸孔设计 (5)2.1闸址的选择 (5)2.2 闸型确定 (5)2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 (5)2.4 校核泄洪能力 (7)3消能设计 (8)3.1消能防冲设计的控制情况 (8)3.2消力池尺寸及构造 (15)3.3海漫设计 (16)3.4防冲槽设计 (17)3.5上下游岸坡防护 (19)4防渗排水设计 (19)4.1闸底地下轮廓线的布置 (19)4.2排水设备的细部构造 (21)4.3防渗计算 (23)5闸室布置 (26)5.1 底板和闸墩 (26)5.2 闸门与启闭机 (27)5.3 上部结构 (29)5.4 闸室的分缝与止水 (31)6闸室稳定计算 (31)6.1 设计情况及荷载组合 (31)6.2 完建无水期地基承载力验算 (32)6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算 (35)7上下游连接建筑物 (39)7.1上下游连接建筑物的作用 (39)7.2上游连接建筑物 (39)7.3 下游连接建筑物 (39)8 附图 (39)8.1 水闸半平面布置图 (39)8.2 水闸纵剖面图 (39)9.结束语 (40)1 基本资料1.1 工程概况某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里,流域内耕地面积288万亩,河流平均纵坡1/6200。

本工程属三级建筑物。

本工程投入使用后,在正常高水位时,可蓄水2230万立米。

上游5个县25个乡已建成提灌站42处,有效灌溉面积25万亩。

闸上游开南、北两干渠,配支干 23条,修建各种建筑物1230座,可自流灌溉下游三县21万农田,效益巨大,是解决某河流域农田的灌溉动脉,同时,也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。

1.2 地质资料(一)根据地质钻探资料,闸址附近地层中粉质壤土,厚度约25m,其下为不透水层,其物理力学性质如下:1、湿重度r=20.2KN/m3湿=16.0KN/m3土壤干重度r干=22.2KN/m3饱和重度r饱=12.2KN/m3浮重度r浮2.自然含水量时,内摩擦角φ=230饱和含水量时,内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=0.1KN/m2]=150KPa3.地基允许承载力[P地基4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数[η]=1.5~2.06.渗透系数K=9.29×10-3cm/s(二)本地区地震烈度为60以下1.3 水文气象(一)气温:本地区年最高气温42度,最低气温为-18度。

某乡某村拦河闸工程初步设计书

某乡某村拦河闸工程初步设计书

某乡某村拦河闸工程初步设计书某县水利勘测设计室2005/5/13第一章工程概述某村位于某乡政府所在地东南10km处,全村共有300户,总人口1720人,总耕地面积2600亩,其中水田500亩,灌溉水田的水源主要来自巨流河上的临时棵石坝,引水渠道位于左岸。

多年来,某村的300亩水田一直靠这座临时性的棵石坝引水灌溉,每年汛期都有不同程度的破坏,如遇特大洪水整个工程将荡然无存。

当地政府和群众每年都要投入大量的人力、物力、财力来修复棵石坝,当地群众饱尝年年筑坝之苦。

因此,当地政府和群众迫切需要将这座棵石坝改建成为永久性拦河坝。

该项工程建成后,能保证现有500亩水田的正常用水。

对增加农民收入和地方经济的发展将起到积极的促进作用。

第二章水文计算该坝址处上游有长岭子拦河闸,故采用面积比拟法计算洪峰流量。

查得长岭子拦河闸F长=166.45平方公里Q10%=643.93 m3/s Q20%=461.53m3/s在五万分之一地形图上查得两座拦河闸之间的集雨面积为78.63平方公里。

故F英=166.45+78.63=245.08平方公里Q英=(F英÷F长)2/3×Q长经计算得Q英10% =833.40m3/sQ英20% =597.33m3/s本工程采用五年一遇洪水Q英20% =597.33m3/s第三章水力计算一、堰上溢流水深计算按实用堰计算(取坝宽48米)Q=mεB(2g)1/2H2/3 m=0.42 ε=1 σ=0.804 B=48H={Q÷【mεσB(2g)1/2】}2/3={597.33÷【0.42×1×0.804×48×(2×9.8)1/2】}2/3=4.10米当堰上水深为4.10米时,可以通过五年一遇洪水。

二、下游河道过水能力计算采用公式Q=A/n R2/3i1/2设水深为3.75米B=52.8 n=0.03 i=0.00174 A=198 X=60.3 R=3.28 Q=198÷0.03×3.282/3×0.001741/2=608m3/s当下游水深为3.75米时,可以通过五年一遇洪水。

某水闸设计计算书

某水闸设计计算书

某水闸设计计算书一、基本资料1.水位水闸计洪水位2.96m (P=1%)堤防设计洪水位2.88m (P=2%)历史最高洪水位2.60m内河最高控制水位1.30m内河设计运行水位-0.30m2 工程等级及标准联围为2级堤围,其主要建筑物为2级建筑物,次要建筑物为3级,临时性建筑物为4级。

3风浪计算要素计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%)。

吹程在1:500实测地形图上求得D=300m闸前平均水深H m=6.0m4地质资料根据××××××××××××院提供的《**水闸工程勘察报告》。

5地震设防烈度根据《×××省地震烈度区划图》, *属7度地震基本烈度地区,故×××水闸重建工程地震烈度为7度。

6规定的安全系数对于2级水闸,规范规定的安全系数见下表1.6-1。

表1.6-1二、基本尺寸的拟定及复核2.1抗渗计算2.1.1渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸:如下图拟定的水闸底板尺寸:L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5 +1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.3.2条表4.3.2,×××水闸闸基为换砂基础,渗径系数取C=7则:设计洪水位下要求渗径长度:L=C△H=7×[2.96-(-0.30)]=22.82m∴L实〉L∴满足渗透稳定要求。

2.2闸室引堤顶高程计算闸侧堤顶高程按《堤防工程设计规范》(GB50286—98)中的有关规定进行计算。

其公式为:A e R Y ++=}])(7.0[13.0)(0018.0{])(7.0[0137.0245.027.022V gd th V gF th V gd th V H g = 5.02)V(9.13H g V T g = Ld th T g L ππ222= βcos 22gd F KV e = H R K K K R O P V p △=式中:Y —堤顶超高(m )。

拦河闸课程设计计算书

拦河闸课程设计计算书

拦河闸课程设计计算书一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握拦河闸的基本概念、结构及其工作原理;技能目标要求学生能够运用所学知识进行简单的拦河闸设计计算;情感态度价值观目标要求学生培养对水利工程的兴趣,增强保护水资源的责任感。

通过本节课的学习,学生应能理解拦河闸在水利工程中的重要性,了解拦河闸的构造和作用,掌握拦河闸设计的基本原理和方法,提高解决实际问题的能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括拦河闸的基本概念、结构及其工作原理,拦河闸设计的基本方法和步骤。

1.拦河闸的基本概念:介绍拦河闸的定义、作用及其在水利工程中的地位。

2.拦河闸的结构:讲解拦河闸的组成部分,包括闸门、闸室、上下游连接段等,并通过实物图片或模型展示其结构。

3.拦河闸的工作原理:阐述拦河闸是如何通过调节闸门开度来控制水流的,并分析其工作过程。

4.拦河闸设计的基本方法:介绍拦河闸设计的主要步骤,包括选型、尺寸确定、计算等。

5.拦河闸设计的实例分析:分析具体拦河闸工程的设计案例,让学生了解拦河闸设计的全过程。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法等。

1.讲授法:讲解拦河闸的基本概念、结构和作用,为学生提供系统的知识体系。

2.讨论法:学生讨论拦河闸设计的方法和步骤,促进学生思考和交流。

3.案例分析法:分析具体拦河闸工程的设计案例,让学生了解拦河闸设计的全过程。

4.实验法:如有条件,可安排学生参观拦河闸工程,实地了解拦河闸的结构和作用。

四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材:选用权威、实用的水利工程教材,为学生提供系统的知识体系。

2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。

3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,生动展示拦河闸的构造和作用。

4.实验设备:如有条件,准备拦河闸模型或实物,让学生直观了解拦河闸的结构和作用。

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目录1 基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1.2 地质资料 (3)1.3 水文气象 (3)1.4 建筑材料 (4)1.5 批准的规划成果 (4)2 闸孔设计 (5)2.1闸址的选择 (5)2.2 闸型确定 (5)2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 (5)2.4 校核泄洪能力 (7)3消能设计 (8)3.1消能防冲设计的控制情况 (8)3.2消力池尺寸及构造 (13)3.3海漫设计 (15)3.4防冲槽设计 (16)3.5上下游岸坡防护 (18)4防渗排水设计 (18)4.1闸底地下轮廓线的布置 (18)4.2排水设备的细部构造 (19)4.3防渗计算 (21)5闸室布置 (24)5.1 底板和闸墩 (24)5.2 闸门与启闭机 (25)5.3 上部结构 (27)5.4 闸室的分缝与止水 (29)6闸室稳定计算 (29)6.1 设计情况及荷载组合 (29)6.2 完建无水期地基承载力验算 (30)6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算 (33)7上下游连接建筑物 (37)7.1上下游连接建筑物的作用 (37)7.2上游连接建筑物 (37)7.3 下游连接建筑物 (37)8 附图 (37)8.1 水闸半平面布置图 (37)8.2 水闸纵剖面图 (37)9.结束语 (38)1 基本资料1.1 工程概况某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里,流域内耕地面积288万亩,河流平均纵坡1/6200。

本工程属三级建筑物。

本工程投入使用后,在正常高水位时,可蓄水2230万立米。

上游5个县25个乡已建成提灌站42处,有效灌溉面积25万亩。

闸上游开南、北两干渠,配支干 23条,修建各种建筑物1230座,可自流灌溉下游三县21万农田,效益巨大,是解决某河流域农田的灌溉动脉,同时,也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。

1.2 地质资料(一)根据地质钻探资料,闸址附近地层中粉质壤土,厚度约25m,其下为不透水层,其物理力学性质如下:1、湿重度r=20.2KN/m3湿=16.0KN/m3土壤干重度r干=22.2KN/m3饱和重度r饱=12.2KN/m3浮重度r浮2.自然含水量时,内摩擦角φ=230饱和含水量时,内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=0.1KN/m2]=150KPa3.地基允许承载力[P地基4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数[η]=1.5~2.06.渗透系数K=9.29×10-3cm/s(二)本地区地震烈度为60以下1.3 水文气象(一)气温:本地区年最高气温42度,最低气温为-18度。

(二)风速:最大风速V=20m/s,吹程D=0.6Km。

(三)降雨量:非汛期(1~6月及10~12月)9个月河流平均最大流量为10m3/s;汛期(7~9月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。

年平均最大流量36.1 m3/s,最大年径流总量为9.25亿m3。

年平均最小流量15.6 m3/s,最小年径流总量为0.42亿m3。

(四)冰冻:颖河流域冰冻时间短,冻土很薄,不影响施工。

(五)上下游河道断面1.4 建筑材料本工程位于平原地区、山丘少,石料需从外地供给,距京广线很近,交通条件较好。

经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。

闸址处有足够多的砂料。

1.5 批准的规划成果(一)灌溉用水季节,拦河闸的正常挡水位为58.69m,下游无水。

(二)洪水标准。

1.设计洪水位50年一遇,相应的洪峰流量1119m3/s,闸上游的洪水位为59.5m,相应的下游水位59.35m。

2.校核洪水位200年一遇,相应洪峰流量1642.35 m3/s,闸上游的洪水位6l.00m,闸下游水位60.82m。

2 闸孔设计2.1闸址的选择闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。

在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究,权衡利弊,经全面分析比较,合理确定。

本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。

2.2 闸型确定本工程主要任务是正常情况下拦河截水,以利灌溉,而当洪水来临时,开闸泄水,以保防洪安全。

由于是建于平原河道上的拦河闸,应具有较大的超泄能力,并利于排除漂浮物,因此采用不设胸墙的开敞式水闸。

同时,由于河槽蓄水,闸前淤积对洪水位影响较大,为便于排出淤沙,闸底板高程应尽可能低。

因此,采用无底坎平顶板宽顶堰,堰顶高程与河床同高,即闸底板高程为51.92m。

2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位,根据断面面积公式A=(b+mh)h(b为河床底宽,m为边坡系数,h为水深),可通过计算断面面积。

由资料可得b=80m,m=2,设计高程:h上=59.5m、h下=59.35 m,校核高程:h上=61m、h下=60.82 m马道以下的面积A1=(80+4.98×2)×4.98=448.0008㎡马道到设计水位的面积A2=(80+4.98×2×2+6×2+2.6×2)=304.512㎡马道到校核水位的面积A3=(80+4.98×2×2+6×2+4.1×2)×4.1=492.492㎡可得:A设计= A1 +A2=752.5128㎡A校核= A1 +A3=940.4928㎡列入下表,如表2-1所示:流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水深H(m)过水断面积(m2)行近流速(m/s)上游水头H0(m) 设计流量11197.437.58752.5128 1.487 0.113 7.693校核流量1642.35 8.99.08940.4928 1.746 0.156 9.236 闸门全开泄洪时,为平底板宽顶堰堰流,根据公式08.0Hhs≥判别是否为淹没出流。

表2-2 淹没出流判别表计算情况下游水深hs(m)上游水头H0(m)08.0Hhs≥流态设计水位7.437.693 7.43≥6.154淹没出流校核水位8.99.236 8.9≥7.388淹没出流按照闸门总净宽计算公式根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。

其中ε为堰流侧收缩系数,取0.96;m为堰流流量系数,取0.385。

B设计=1119/(0.96×0.385×0.57419.67.6931.5)= 55.84 mB校核=1642.35/(0.96×0.586×0.38519.69.2361.5)= 61.03m表2-3 闸孔总净宽计算表流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水头H0(m)Hhs淹没系数σB(m)设计流量11197.437.693 0.966 0.57455.84校核流量1642.35 8.99.236 0.964 0.58661.03 根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准,选定单孔净宽b=9m,同时为了保证闸门对称开启,防止不良水流形态,选用7孔,闸孔总宽度为:L=nb0+(n-1)d= (7×9)+(2×1.6+4×1.2)=71m由于闸基为软基河床,选用整体式底板,缝设在闸墩上,中墩厚1.2m,缝墩gv22厚1.6m,边墩厚1m。

如下图所示。

2.4 校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数,查《水闸设计规范》(规范表2-2),结果如下:对于中孔b0/b s =9/(9+1.2)=0.882,得9.01=中ε0.9803;靠缝墩孔b0/b s =9/(9+1.6)=0.849,得9.02=中ε0.975;对于边孔b0/b s =9/( b0 +b b)=9/(9+9.08×2+6+(80-71)/2)=0.239,b b=h校核—h底,得9.03=中ε0.910;所以956.0241909.02973.04976.01321332211=++⨯+⨯+⨯=++++=nnnnnn中中中εεεε(1×0.9803+4×0.975+2×0.910)/(1+4+2)=0.957与假定接近,根据选定的孔口尺寸与上下游水位,进一步换算流量: 利用公式校核得:Q设计=0.96×0.574×0.385×6319.67.6931.5=1262.6m3/s|(1262.6-1119)/1262.6| =11.4%Q校核=0.96×0.586×0.385×63×19.6×9.2361.5=1695.6 m3/s|(1695.6-1642.35)/1695.6| =3.1%列入下表得:计算情况堰上水头H0(m) 0hhsσεQ校核过流能力设计流量1119 7.693 0.966 0.574 0.96 1262.53 11.37%校核流量1642.35 9.236 0.964 0.586 0.96 1695.49 3.13%设计情况超过了规定5%的要求,说明孔口尺寸有些偏大,但根据校核情况满足要求,所以不再进行孔口尺寸的调整。

3消能设计3.1消能防冲设计的控制情况由于本闸位于平原地区,河床的抗冲刷能力较低,所以采用底流式消能。

设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水,为淹没出流无需消能。

闸前为正常高水位58.69m,部分闸门局部开启,只宣泄较小流量时,下流水位不高,闸下射流速度较大,才会出现严重的冲刷河床现象,需设置相应的消能设施。

为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能,所以采用闸前水深H=6.77m,闸门局部开启情况,作为消能防冲设计的控制情况。

为了降低工程造价,确保水闸安全运行,可以规定闸门的操作规程,本次设计按1、3、5、7孔对称方式开启,分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算,找出消力池池深和池长的控制条件。

按公式(7)、(8)、(9)、(11)计算:其中,本次设计取σ0=1.08,ψ=0.95,α=1.02,收缩系数ε则通过查表差值可得。

当开孔数n=1,e=0.8时,ε’=0.616,μ=0.5852,Q=0.5852×0.8×9×129.8 6.77⨯⨯hc=0.616×0.8=0.493 q= Q/b=48.54/9=5.39 hc ″=30.49288 1.02 5.3921+-1=3.26529.80.4928⎫⨯⨯⨯⎪⎪⨯⎭当开孔数n=1,e=1.0时,ε’=0.618,μ=0.5871,Q=0.5852×0.8×9×129.8 6.77⨯⨯hc=0.618×1=0.618 q= Q/b=60.87/9= 6.76hc ″=30.6188 1.02 6.761+=3.62829.80.618⎫⨯⨯⨯⎪⎪⨯⎭同理可算得其它情况的各值,将数据列入表3-3。

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