水闸毕业设计计算书
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,。
水闸设计书-毕业设计说明书16

水闸设计书-毕业设计说明书16水闸毕业设计设计说明书学校:XX 学生姓名:XX 学号:XX 班级专业:XX 指导教师:XX 日期:XX年XX月目录一、孔径计算 (1)二、消能计算 (2)三、闸基渗流计算 (9)四、闸室布置与构造 (12)五、闸室稳定分析 (15)六、闸墩强度计算...................................................20 七、闸室底板设计 (23)一、孔径计算1、闸孔型式的确定采用无坎宽顶堰,由于挡洪水位较高,闸门上顶设置胸墙。
闸孔泄流为闸孔出流。
2、闸底板高程的确定经调查,江苏省水闸底槛高程多数与河底齐平,因此本水闸底板高程与河底齐平,为-1、8m。
3、闸孔尺寸及前沿宽度对于平底闸,当为孔流时,根据《水闸设计规范》(SL265-2001)(以下简称〈闸规〉)附录A、0、3,采用下列公式进行计算: A、0、3-1 A、0、3-2 A、0、3-3 A、0、3-4 式中:—过闸设计流量,;—孔口高度,取6、0m;—自堰顶算起的下游水深,为7、7m;—计入行近流速水头的堰上水深,;—孔流淹没系数,由表A、0、3-2查得,表中为跃后水深,计算,计算,计算=0、84, 查表得=0、295;—计算系数,由公式A、0、3-4计算求得,式中取0、2,由=0、016 —孔流垂直收缩系数,由公式A、0、3-3计算求得,—孔流流量系数,由公式A、0、3-2计算求得,经计算,,取,5孔,单孔6、0m。
,经经复核得实际流量,%<5%,符合要求。
二、消能计算1、消力计算(1)正向运行工况设计水位流量组合:闸上水位5、4m,闸下水位2、75m,流量Q=320m3/s。
1)消力池深度计算采用挖深式消力池。
--------------------------------------a----------------------------------b------------------------c---------------------------------d 式中:消力池深度(m);—水跃淹没系数,可采用1、05~1、10,本设计取用1、10;—水流动能校正系数,可用1、0~1、05,本设计取1、05;—为跃后水深(m);—收缩水深(m);—过闸单宽流量(m3/s);—消力池首端宽度(m),取=30m;—消力池未端宽度(m),取=35m;—出水池落差(m);—出水池河床水深(m);—流速系数,一般取0、95。
毕业设计——泄水闸设计算书

目录第1章工程概况 (1)1.1兴建缘由和效益 (1)1.2工程等别及设计标准 (1)1.3枢纽地形、地质及当地材料 (2)1.4泄水闸的工程布置 (3)第2章枢纽工程布置及主要建筑物的设计资料 (5)2.1设计基本资料 (5)2.2建筑物的设计参数 (6)2.3泄水闸 (7)第3章泄水闸的闸孔设计 (9)3.1堰型、堰顶高程的确定 (9)3.2闸孔净宽及泄流能力的校核 (9)3.3校核洪水位时上游水深计算 (10)第4章泄水闸的消能防冲设计 (11)4.1消能水位 (11)4.2消能计算 (11)4.3消力池深度D (13)4.4计算消力池池长L (13)4.5护坦厚度T (13)4.6海漫设计 (13)第5章泄洪闸的防渗排水设计 (15)5.1地下轮廓线的拟定 (15)5.2闸基渗流计算 (16)5.3防渗设计 (19)第6章泄洪闸闸室布置和稳定计算 (21)6.1泄洪闸的闸室布置 (21)6.2泄洪闸的闸室稳定计算 (24)第7章泄洪闸的底板结构计算 (32)7.1闸墩、底板剪力分配系数的计算(设计水位) (32)7.2作用在单宽板条上的荷载 (34)第8章连接建筑物的设计 (37)8.1翼墙的形式 (37)8.2翼墙的结构、尺寸拟定 (37)8.3翼墙的稳定计算及结构计算 (37)第1章工程概况1.1兴建缘由和效益函江位于我国华东地区,流向自东向西北。
全长375km,流域面积为176万km2,是鄱阳湖水系的重要支流,也是长江水系水路运输网的组成部分。
该流域气候温和、水量充沛、水面平缓、含沙量小,对充分开发这一地区的水路运输具有天然的优越条件。
流域内有耕地700多万亩,土地肥沃。
矿藏资源十分丰富。
工矿企业发达,有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材、轻工、电力等工业部门和十多个粮食基地;原料及销售地大部分在长江流域各省、市地区,利用水运条件十分优越。
流域梯级开发后,将建成一条长340km通航千吨级驳船的航道和另一条长50km通航300吨级驳船航道,并与长江、淮河水系相互贯通形成一个江河直达的内河水路运输网;同时也为沿江各县市扩大自流灌溉创造条件,对促进沿河地区的工农业具有重要的作用。
水闸毕业设计 计算书-YT

ε ——堰流侧收缩系数,对于多孔闸可按公式(1-2)计算求得; b0 ——闸孔单孔净宽,初定为 8m; N ——闸孔数;初定为 N=5; εz ——中闸孔侧收缩系数,可按公式(1-3)计算求得; dz ——中闸墩厚度,初定dz =1.5m; εb ——边闸孔侧收缩系数,可按公式(1-4)计算求得; bb ——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离(m); 经测量,闸址处河道宽度约为 52m,则 bb =
dm 2
2
Q校 A
= 255 .2 = 3.58 m/s。
913
v0 2 3.582 = 4.4 + = 5.1m 2g 2 × 9.81
m = φk 1 − k
2
令 dk = 0,可得 k=3 ,此时堰顶的收缩水深hc = kH0 = 3 H0 ,等于临界水深,流量系数 m 达到最大值 mmax = 1 × 3 ×
华南理工大学本科毕业设计.深岗水闸工程设计
第一章 水力计算
1.1 闸孔总净宽计算
1.1.1 计算公式
根据《水闸设计规范 SL265-2001》 ,水闸的闸孔总净宽 B0 可按以下公式计算: B0 = ε=
Q
3
(1-1) (1-2)
b0
0 +d z 4
ςε m 2g H 0 2
ε z N −1 +ε b N b0 b 0 +d z
52 −8×5 −1.5×4 2
=3m
ς ——堰流淹没系数,可按公式(1-5)计算求得;
1
第一章 水力计算
hs ——由堰顶算起的下游水深,本工程hs =1.85m;
1.1.2 参数取值
1、流量Q取值 设计情况下Q设=651m /s;校核情况下Q校=913 m /s; 2、 H0 及 Hs 取值 设计情况下: 选取闸址上游约 10m 处的河道断面,经初步测量其河床底宽约 58m,取边坡垂直,上 游水深为设计流量情况下的(2.2+2)=4.2m,则河道断面面积 ห้องสมุดไป่ตู้=58×4.2=243.6m2,则行进流速v0 =
水闸设计计算书

二、水闸水力计算
2.1闸孔尺寸与孔数
计算闸孔净宽
—为闸室净宽(m);
—为设计过闸流量( );
水闸设计与施工
专 业:水利水电建筑工程
**********************************
班 级:水工1303班
姓 名:某某某
学 号:1******
组别:第某组
2015年11月
一、闸室布置1
二、水闸水力计算4
键入章标题(第 2 级)5
键入章标题(第 3 级)6
一、闸室布置
本工程主要为下游西三干沿线灌区补水,引用水源为黄河水,布置在西干渠跨北康沟下游,芦墓张村北附近,分进水段、闸室段和出口段。
f值表
地基类别
f值
软土
软弱
0.20-0.25
中等硬度
0.25-0.35
坚硬
0.35-0.45
壤土、粉质壤土
0.25-0.40
砂壤土、粉砂土
0.35-0.40
细砂、极细砂
0.40-0.45
中、粗砂
0.45-0.50
砾、卵石
0.50-0.55
抗滑稳定分析成果表
闸室抗滑稳定
基底压力
完建期
/
27.21
31.718
出口段唱长30M,前15为1;5斜坡段,用以连续闸室末端同消力池 ,下游消力池段长10m,“U”型槽结构,底板采用C25钢筋混凝土,顶高程为64.00m,厚0.8m,下设0.1m厚粗砂垫层,侧墙为梯形断面,顶宽0.5m,底宽0.6m;消力池后为5m过渡段,两岸为扭曲面,护底采用0.2m厚C20混凝土,扭曲面采M7.5浆砌石护砌,下游按引水渠。
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 )。
毕业设计——泄水闸设计算书

目录第1章工程概况 (1)1.1兴建缘由和效益 (1)1.2工程等别及设计标准 (1)1.3枢纽地形、地质及当地材料 (2)1.4泄水闸的工程布置 (3)第2章枢纽工程布置及主要建筑物的设计资料 (5)2.1设计基本资料 (5)2.2建筑物的设计参数 (6)2.3泄水闸 (7)第3章泄水闸的闸孔设计 (9)3.1堰型、堰顶高程的确定 (9)3.2闸孔净宽及泄流能力的校核 (9)3.3校核洪水位时上游水深计算 (10)第4章泄水闸的消能防冲设计 (11)4.1消能水位 (11)4.2消能计算 (11)4.3消力池深度D (13)4.4计算消力池池长L (13)4.5护坦厚度T (13)4.6海漫设计 (13)第5章泄洪闸的防渗排水设计 (15)5.1地下轮廓线的拟定 (15)5.2闸基渗流计算 (16)5.3防渗设计 (19)第6章泄洪闸闸室布置和稳定计算 (20)6.1泄洪闸的闸室布置 (20)6.2泄洪闸的闸室稳定计算 (23)第7章泄洪闸的底板结构计算 (31)7.1闸墩、底板剪力分配系数的计算(设计水位) (31)7.2作用在单宽板条上的荷载 (33)第8章连接建筑物的设计 (37)8.1翼墙的形式 (37)8.2翼墙的结构、尺寸拟定 (37)8.3翼墙的稳定计算及结构计算 (37)第1章工程概况1.1兴建缘由和效益函江位于我国华东地区,流向自东向西北。
全长375km,流域面积为176万km2,是鄱阳湖水系的重要支流,也是长江水系水路运输网的组成部分。
该流域气候温和、水量充沛、水面平缓、含沙量小,对充分开发这一地区的水路运输具有天然的优越条件。
流域内有耕地700多万亩,土地肥沃。
矿藏资源十分丰富。
工矿企业发达,有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材、轻工、电力等工业部门和十多个粮食基地;原料及销售地大部分在长江流域各省、市地区,利用水运条件十分优越。
流域梯级开发后,将建成一条长340km通航千吨级驳船的航道和另一条长50km通航300吨级驳船航道,并与长江、淮河水系相互贯通形成一个江河直达的内河水路运输网;同时也为沿江各县市扩大自流灌溉创造条件,对促进沿河地区的工农业具有重要的作用。
水闸毕业设计

5、 中粉质壤土:分布在重粉质壤土以下,厚度5—8m。
附 闸址附近地址剖面图一张
三、土的物理力学性质指标
1.物理性质
湿容重 饱和容重
γa=19kN/m3 γ饱=21kN/m3
浮容重
γ浮=11Kn/m3
细砂比重
γg= 27kN/m3
细砂干容重 γ干=15kN/m3
2.内摩擦角
自然含水量时 φ=280
饱和含水量时 φ=250
整治后断面如附图。下游河道水位流量关系曲线见图1—1。
图1—1 上下游河道横断面图(单位:m)
八、施工条件
1、 期为两年 2、 材料供应 电源:有电网供电,工地距电源线1.0公里。 地下水位 平均28.0~30.0 m
九、批准的规划成果
1、 根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》 (SDJ 12—78)的规定,本枢纽工程为三等工程,其中永 久性主要建筑物为3级。
拦河闸应选择在河道顺直、河势相对稳定和河床断面单一的河 段,或选择在弯曲的河段采弯取直的新开河道上。应考虑材料来 源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等 条件,同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防洪抢险等条件。
水闸中心线的布置应考闸室与两岸建筑物均匀,对称的要求。
拦河闸的中心线一般应与河道中泓线相吻合。该拦河闸选在鹿邑县 城北约1km处,闸轴线如地形图所示。
洛阳水泥厂汽车运至工地商丘市其它材料工地仓库商丘sdj1220132040774061100166041984197第三节工程综合说明第二章水力计算第一节闸址及形式选择第二节闸孔尺寸确定一底板高程确定13201061107712286610700610831660117911981412881170071205s08h0106110831061866117912051179964根据hsh132010611083098004056561660117912050978042577281198328064132010830980040096130699099166012050978042096161064297设计i110000第三节消能防冲设计一过闸水流的特点hs108386309619916162017292651862225201302679897270236010354403681053034924641694050475111624262546242166058811795499261434335707111282755426614453280840134606242714569489097514092692276170815水位3950m采用071931sm收缩水深hc下游水深hs10066377806242122020128582739120675942074459245214306031741506931166093501280221326533192006122153112456233023236403616控制25061511886156608370238389139190806152633049385372032188823461206226942074459480150628011660935015402006367153112456262519311530193115087
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广东水利电力职业技术学院毕业设计计算书MD水闸改建工程初步设计专业:水利水电建筑工程(工程管理方向)班级: 08工管2姓名:***学号: *********指导教师:曾*1水力计算1.1 闸室的结构型式及孔口尺寸的确定(1)闸型选择:带胸墙式开敞式水闸 (2)堰型选择:宽顶堰(3)闸底板高程的确定:根据地质条件可知,选择平底板,底板高程与渠底同高。
取-1.0m (4)闸顶高程确定:闸顶高程不应少于设计洪水位与安全超高(按珠江三角洲经验取2m )之和:5.54+2=7.54m1.2 消能防冲设计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。
本水闸的最大引水流量Qmax=15m ³/s (1)消力池的池深流量按《水力学》闸孔出流公式计算s Q σμ=c V ='c h e ε="1ch =式中 e ——闸孔开度(m )e/H ——闸门相对开度H ——上游水深 (m) H 取3mε’——垂直收缩系数,根据e/H 值查《水力学》表8-1 h c ——收缩水深 (m)V c ——收缩断面流速 (m/s)ϕ ——闸孔流速系数 ϕ取0.97σs ——淹没系数 查《水闸设计规范》表A.0.3-2"c h——共轭水深 (m)μ ——闸孔流量系数,0.60.18eHμ=-,适用范围为0.1<e H <0.65;当e/H=0.1,μμ= Q ——流量 (m 3/s )h t ——下游水深 h t =1.8m b ——闸孔净宽 b=4.5m闸底坎为平顶坎时,0.1<e/H ≤0.65,为闸孔出流;e/H >0.65,为堰流。
下游水深小于收缩水深的共轭水深,即h t < h c ”,为自由出流,反之为淹没出流。
分别计算当开度e=0.3,e=0.5,e=0.78的流量 当e=0.78时,H=3m,97.0=ψ,b=4.5m由e/H=1/9.08=0.11<0.65,故为闸孔出流。
查《水力学》表8-1得垂直收缩系数'ε=0.616,流量系数'0ψεμ=,hc='εe 取H0=H,则:=-=)(200c h H g be Q μ14.86根据初步计算的流量,求行进流速v0=Q/BH=1.1m/s 则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.05m3/s按式002gH be Q μ=,55.0181.06.00=-=H eμ,取H0=3,02gH be Q μ==14.88m3/s,v0=Q/BH=1.1m/s则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.04m3/s,基本结果相同。
当不同开度时如下表:试算消力池池深:根据公式由上表可见,在消能计算中,闸门开度大于0.7,跃后水深均大于相应的下游水深,出闸水流是自由出流,为了稳定水跃,需建消力池。
《水力学》中池深的计算公式为"222"22c t t cd h h zq q z g h gh Qq bσααϕ=--∆∆=-=式中 d ——消力池深度 (m ) σ ——水跃淹没系数 σ=1.05Q ——流量 Q 取接近引水量,Q=14.884 m 3/s"c h ——跃后水深, 取与Q 相应的值,"1.915c h m =α ——水流动能校正系数 1.0α=q ——过闸单宽流量 (m 2/s ) Δz ——出池落差 (m ) h t ——出池河床水深ϕ ——闸流流速系数b ——闸孔净宽 b=4.5mdH T O +=0;⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=181232''c cc gh q h h ;0222203=+-ϕg q h T h c c ;,,cs h Z d h ∆++=δ经计算得池深当开度为0.78时,d=0.2--0.3满足σ=1.05--1.1 按构造取池深d=0.5(2)消力池的长度:消力池池长按照《水闸设计规范》公式计算"6.9()sj s j j c c L L L L h h β=+=-式中 sj L ——消力池长度 (m )s L ——消力池斜坡段水平投影长度 (m ) β ——水跃长度校正系数,β=0.75j L ——水跃长度 (m ) 经计算,消力池长度sj L =9.5m(3)消力池底板厚度计算消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求分别按《水闸设计规范》公式计算,并取其大值。
由于本水闸闸底板是整体式,因而不用计算抗浮。
抗冲计算公式为t k =式中 t ——消力池底板始端厚度 (m ) 'H ∆ ——闸孔泄水时的上、下游水位差 (m )1k ——消力池底板计算系数 1k =0.15经计算,取消力池底板厚为0.3m ,前后等厚。
在消力池底板的后半部设排水孔,孔径为5cm ,间距为1m ,孔下铺设反滤层,排水孔呈梅花形布置,孔内填以砂、碎石,消力池与闸底板连接处留一宽为1.0m 的平台,以便更好地促成出闸水流在池中产生水跃。
(4)海漫设计《水闸设计规范》中海漫长度计算公式为Lp k =式中 p L ——海漫长度 (m ) s q ——消力池末端单宽流量,s k ——海漫长度计算系数,本工程河床土质为粉质黏土,因而9s k =经计算,取海漫的长度为17.5m.取海漫长度为17.5m,使用厚度为40cm 的块石材料,前8m 采用浆砌石,后9.5m 采用干砌石,浆砌石海漫上设排水孔,干砌石海漫上设浆砌块石埂,断面尺寸为40cm ⨯60cm ,底部铺设15cm 厚的砂砾垫层。
(5)防冲槽设计《水闸设计规范》中海漫末端河床冲刷深度计算公式为[]"'"01.1s q d h V =-式中 'd ——海漫末端河床冲刷深度 (m )"q ——海漫末端单宽流量 "q =3.308m 2/s []0V——河床土质允许不冲流速 (m )海漫末端的可能防冲刷深度d=[].541'1.10=-t v q m 为保护海漫头部,故在海漫末端板桩防冲,深度为1.6m(6)消力池、海漫、防冲槽布置图2水闸防渗及排水设计2.1闸底轮廓布置对于粘性土地基,通常不采用垂直板桩防渗。
故地下轮廓主要包括底板和防渗铺盖。
(1)底板:底板顺水流方向长度L. 底板既是闸室的基础,又兼有防渗、防冲刷的作用。
它既要满足上部结构布置的要求,又要满足稳定及本身的结构强度等要求。
根据闸上结构布置及地基承载力两方面的要求综合考虑,闸底板长度可按《水利水电工程专业毕业设计指南》中的经验公式计算L A H=⨯式中 A——系数,对于砂砾石地基可取1.5~2.0,对于砂土、砂壤土地基可取2.0~2.5,对于粘壤土地基可取2.0~4.0,对于黏土地基可取2.5~4.5,本工程地基为粉质黏土,取A=4H——上、下游最大水头差(m)L=4H=21m,所以顺水流方向长度L=21m。
(2)厚度d:根据经验底板厚度为(1/6~1/8)单孔静跨。
所以取d=1m底板构造,底板采用钢筋混凝土结构,上下游两端各设0.5m深的齿墙插入地基,底板分缝中设以V型铜片止水。
(3)铺盖:铺盖采用钢筋混凝土结构,其长度一般为2~4倍闸上水头或3~5倍上下游水位差,取27m。
铺盖厚为0.4m,铺盖上游设0.5m深齿墙嵌入地基,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0.3 ,其下设0.2 厚的砂石垫层。
(4)排水、止水:为了减小作用于闸底板上的渗透压力,在整个消力池底板下布设砂砾石排水,其首部紧抵闸底板下游齿墙。
闸底板与铺盖、铺盖与上游翼墙、上游翼墙与边墙之间的永久性缝中,均设以铜片止水。
闸底板与消力池、消力池与下游翼墙、下游翼墙与边墙之间的永久性分缝,虽然没有防渗的要求,但为了防止闸基土与墙后填土被水流带出,缝中铺贴沥青油毛毡。
(5)防渗长度验算:《水工建筑物》中的闸室理论防渗长度计算公式为:L C H=∆式中C——允许渗径系数,查《水工建筑物》表7-1当反滤有效时,C=7;当反滤失效时,C=11。
取C=9∆——上下游最大水头差(m)H因此,9 5.2547.25L=⨯=m。
实际闸基防渗长度L‘,即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和。
L‘=21+27=48m L‘>L,防渗满足要求。
闸底轮廓布置图:2.2 防渗和排水设计及渗透压力计算(采用改进阻力系数法进行渗流计算。
)(1)地下轮廓线简化(2)确定地基有效深度:根据钻探资料,闸基透水层深度很大。
故在渗流计算中必须取一有效深度,代替实际深度。
由地下轮廓线简化图知:地下轮廓的水平投影长度L 0=27+21=48 m ,地下轮廓的垂直投影长度S 0=1.5-0.4=1.1m, L 0/S 0=48/1.1=43.6>5 m《水工建筑物》中地基的有效深度计算公式为000000当5时,0.55当<5时, 1.62e e L T L S L L T L S S ≥==+} 式中 e T ——土基上水闸的地基有效计算深度 (m ) 0L ——地下轮廓的垂直投影长度 (m ) 0S ——地下轮廓的垂直投影长度 (m) 故地基的有效深度Te=0.5 L 0=24m (3)渗流区域的分段和阻力系数的计算:过地下轮廓的角点、尖点将渗流区域分成八个典型段(I 、VIII 段为进出口段,II IV V VII 四段为内部垂直段,III VI 为内部水平段。
)《水工建筑物》中计算各典型段的阻力系数公式为 进、出口段:320 1.50.441S Tζ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭式中 0ζ ——进、出口段的阻力系数 S ——板桩或齿墙的入土深度 (m ) T ——地基透水层深度 (m ) 内部垂直段:2ln 14y S ctg T πζπ⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦式中 y ζ ——内部垂直段的阻力系数 水平段:()120.7x L S S Tζ-+=式中 x ζ ——水平段的阻力系数 L ——水平段长度 (m )12、S S ——进、出口段板桩或齿墙的入土深度 (m )进口段阻力系数为ζI =1.5(s/t )3/2+0.441=0.444 内部垂直段阻力系数为ζII =2/π ln(cot π/4(1-0.5/24)=0.021 内部水平段阻力系数为ζIII =(L-0.7(0.5+1.1))/24=1.078 内部垂直段阻力系数为ζIv =2/π ln(cot π/4(1-1.1/24)=0..046 内部垂直段阻力系数为ζv =2/π ln(cot π/4(1-0.5/23.4)=0.021 内部水平段阻力系数为ζvI =(L-0.7(0.5+0.5))/23.4=0.868 内部垂直段阻力系数为ζvII=2/π ln(cot π/4(1-0.5/23.4)=0.021 出口段ζVIII=1.5(0.9/22.9)3/2+0.441=0.453 (4)计算渗透压力各段水头损失的计算情况各段水头损失的计算《水工建筑物》中计算各典型段的水头损失公式为 81ii ii h ζζ==∑《水工建筑物》中进出口段水头损失修正系数的计算公式为211.211220.059T S T T β'=-⎡⎤''⎛⎫⎛⎫++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦式中 S ' ——底板埋深与板桩入土深度之和 (m ) T ' ——板桩另一侧地基透水层深度 (m )T——地基透水层深度 (m )校核情况:1)H ∆=5.25 且∑=ni i1ξ=2.952则hI=0.79m hII=0.04m hIII=1.92m hIV=0.08m hV=0.04m hVI= 1.54m hVII =0.04m hVIII=0.81m2)进出口段损失的修正 进口段修正系数1259.0'<=β, 应修正,进口段的水头损失修正量为h'=l h ⨯'β=0.19修正量应转移到相邻各段,则 hII '=0.04+0.04=0.08hIII'=1.92-0.6+0.04=2.48同样对出口段损失的修正 进口段修正系数为β2=1.21-(1/[12(T'/T+2) [S/T+0.059 ] )=0.33<1.0 应修正,进口段的水头损失修正为hVIII'=β2hVIII=0.27修正量4.5027.081.0=-=∆h hVII '=0.35+ 0.252=0.602 3) 计算各角偶点的渗压水头:由上游进口段开始,逐渐向下游从总水头6.8m 相继减去各分段水头损失值,即可求得各角点的渗压水头值。