水闸稳定计算书
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第四章排水闸稳定及结构计算
1.各排水闸概况
1.1水文资料
根据龙门县城堤防总体规划，县城河堤共有5个排水闸，西林河有两个排水闸：龙门中学排水闸和老干局排水闸，白沙河有三个排水闸：师范排水闸、石龙头排水闸、及罗江围排水闸。河堤上的排水闸主要作用是：平时能正常排泄内积水，洪水到来时关闸挡水，不让洪水涌入。根据水文资料，排水闸排涝标准按十年一遇（P=10%）洪水，24小时暴雨产生的洪水总量，24小时排干计算。根据《龙门县城区防洪工程洪水计算书》可知各排水闸的水位资料，详见排水闸洪水成果表1.1-1。
表1.1-1 各排水闸洪水成果表
1.2地质资料
根据《龙门县城区防洪工程地质勘探可行性研究报告》，可知各排水闸地基主要
物理指标表1.2-1。
表1.2-1 各排水闸地基土质主要物理指标表
1.3等级与安全系数
根据《龙门县城堤防加固工程可行性研究报告》西林河、白沙河大堤加固工程等级为三等，水闸为主要建筑物，其等级为三等，根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸整体抗滑稳定安全系数为：基本组合：1.25；特殊组合Ⅰ：1.10。土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值为：基本组合：2.50；特殊组合3.0.闸基抗渗稳定性要求水平段和出口段的渗流坡降必须小于规范要求，见下表6.0.4。
表6.0.4 水平段和出口段允许渗流坡降值
1.4地震烈度
龙门县基本地震烈度为Ⅵ，按《水闸设计规范SL265-2001》，设计时不考虑地震作用。
2.主要计算公式及工况
2.1闸孔净宽B 0计算公式
根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸的闸孔净宽B 0可按公式（A.0.1-1）～（A.0.1-6）计算：
2
3
02H
g m Q
B σε=
（A.0.1-1）
单孔闸 40
01171.01s s b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛--=ε （A.0.1-2）
多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时 N
N b
Z εεε+-=
)1( （A.0.1-3）
4
00
1171.01Z Z
Z d b b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+-
-=ε （A.0.1-4）
4
000
00221171.01b d b b b d b b Z b Z b ++⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡++--=ε （A.0.1-5）
4
.000131.2⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=H h H h s s σ （A.0.1-6） 式中 0B ——闸孔总宽度（m ）； Q ——过闸流量（m 3/s ）；
0H ——计入行近流速水头的堰上水深（m ），在此忽略不计； g ——重力加速度，可采用9.81（m/s 2）； m ——堰流流量系数，可采用0.385；
ε——堰流侧收系数，对于单孔闸可按公式（A.0.1-2）计算求得或由表
A.0.1-1查得；对于多孔闸可按公式（A.0.1-3）计算求得；
b 0——闸孔净宽（m ）；
b s ——上游河道一半水深处的宽度（m ）； N ——闸孔数；
Z ε——中闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-4）计算求得或由表A.0.1-1查
得，但表中b s 为b 0+d z ； d z ——中闸墩厚度（m ）；
b ε——边闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-5）计算求得或由表A.0.1-1
查得，但表中b s 为b Z
b d b ++
2
0； b b ——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离（m ）；
σ
——堰流淹没系数，可按公式（A.0.1-6）计算求得或由表A.0.1-2查
得；
hs ——由堰顶算起的下游水深（m ）。 2.2整体稳定及应力计算公式 2.2.1整体稳定及应力计算公式
根据《水闸设计规范SL265-2001》，利用闸室基底应力和闸室抗滑稳定安全系
数计算公式可分别计算各工况下排水闸的整体稳定及基底应力。
闸室基底应力W
M
A G P ∑±
∑=
max
min （7.3.4-1） 抗滑稳定安全系数H
G
f K c ∑∑=
（7.3.6-1） 式中 max
min P ——闸室基底应力的最大值或最小值（kPa ）；
G ∑——作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸室基础底面上的扬压力在
内，kN ）；
M ∑——作用在闸室上的全部竖向和水平荷载对于基础地面垂直水流方向
的形心轴的力矩（kN.m ）；
A ——闸室基底面的面积（m 2）；
W ——闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m 3）； Kc ——沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数； f ——闸室基底面与地基之间的摩擦系数； H ∑——作用在闸室上的全部水平向荷载（kN ）。 2.2.2计算工况
根据每个排水闸的具体运行情况，西林河两个排水闸的计算工况为：①完建期,上下游无水；②下游常年蓄水位67.0m ，上游无水,关闸清淤；③下游P=2%洪水位，上游水位至孔洞顶。白沙河四个排水闸的计算工况为：①完建期,上下游无水；②下游P=2%洪水位，上游水位至孔洞顶。
2.2.3主要荷载
①自重：水闸、设备自重 ②静水压力
③浮托力、渗透压力、水重 2.3消能计算 2.3.1计算工况