闸室稳定计算
闸室稳定计算
（1）闸室基底应力计算
依据“水闸规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页（7.3.4-1）计算。
e=B/2-∑M/∑G
P max =∑G/A*(1+6*e/B)
P min =∑G/A*(1-6*e/B)
式中：
P max --闸室基底应力的最大值；P min --闸室基底应力的最小值；
∑G--作用在闸室上的全部竖向荷载（t ）；∑M--作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载
对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（t ·m）；A--闸室基底面的面积（m 2）；B --底板沿水流方向的长度（m）。
e --偏心距
设计水位273.58
底板高程264.24
基本资料：
闸室的稳定计算
钢筋砼容重为2.5t/m3，进口段底板座于强风化白垩系砂砾岩上，中等透水，承载
征值300kPa，f'=1.1,C'=1.1MPa。
五级建筑物水闸稳定基本组合抗滑稳定系数不小于1.05，特殊组合不小于1.0;最大基底应力与最小基底应力之比基本组合不大于2.0，特殊组合不大于2.5。
22
程264.24上游9.34
备注体积计算
12.5644.3*3.6*0.7+（0.4+0.8）*0.4*0.5*2*3.696.723*4*8.062.25927.06*0.4*0.80.5255*0.35*0.31.444*3*0.12
3.95520.4*0.4*12.36*21.97760.4*0.4*12.360.546*0.3*0.3
66.87.6212
1.8*0.27*7+0.3*0.3*0.3*8+1.98*0.12*12+0.18*0.8*8
3.66*5*0.12
75.8160.5*18*3.6*3.6*0.65427.45444
1/2*9.8*9.34*9.343.1361/2*9.8*0.8*0.833.7129.8*0.8*4.3
196.79380.5*9.8*9.34*4.3
，承载力特
滑稳定系数不小于组合不大于2.0，特
47.86329.34*4.3*3.6-96.72
0.8*8。
水工建筑物作业答案
《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一．平时作业（一）绪论1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。
我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。
解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。
2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。
3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。
专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。
4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。
上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。
较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。
水闸设计步骤计算书(多表)范本
正向挡水
反向挡水
校核情况
正向挡水
(
根据以上算得的渗压水头值,并认为沿水平段的水头损失呈线性变化,绘出如图所示的渗压力分布图:
1、
2、
2、
(
表3-5出口渗透坡降计算表
参数
水位情况
(m)
(m)
备 注
设计正向
各水位组合情况的出口渗透坡降按式(C.2.6)计算:J＝h0//s/
设计反向
校核正向
闸室结构布置
——流速系数,取1.00；
——上游行进流速。
A． ＜0.9时用下式计算过流能力:
＞0.72时,σ＝ ；(《水闸设计规范》公式A.0.1-6)
≤0.72时,σ=1
侧收缩系数ε＝１.０,流量系数m=0.385
B= ＝
B． ≥0.9时用下式计算过流能力:
闸孔总净宽:B= ==
时所需的闸孔总净宽小于初拟定的闸宽
12
内部水平段
13
内部垂直段
14
内部水平段
15
出口段
计算得:
(
根据式 计算
式中: ；
表3－2各典型段渗压水头损失计算表
渗压水头损失
设计正向
设计反向
校核正向
当底板有倾斜段时
(
(1)进口处修正系数 :
进口段水头损失应修正为: ；
进口段水头损失减小值为:
按相应公式修正各段的水头损失值为:
（2）出口处修正系数 :
式中:
φ0＝0.9 =
——所有作用在闸室上垂直力的总和；
——作用在闸室上所有水平力的总和；
C0＝0.3C＝
——底板与地基的接触面积,A=BL=。
现列表5－9计算抗稳定安全系数如下:
《水工建筑物》课程设计之前进水闸设计 3解析
《水工建筑物》课程课程设计前进闸初步设计目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)第二章闸孔设计 (7)1.闸室结构设计 (7)2.确定闸门孔口尺寸 (7)第三章消能防冲设计 (11)1.消力池设计 (11)2.海漫的设计 (13)3. 防冲槽的设计 (14)第四章地下轮廓设计 (15)1.地下轮廓布置形式 (15)2. 闸底板设计 (15)3.铺盖设计 (16)4. 侧向防渗 (16)5. 排水止水设计 (17)第五章渗流计算 (19)1.设计洪水位情况 (19)2. 校核洪水位情况 (23)第六章闸室结构布置 (24)1. 闸室的底板 (24)2. 闸墩的尺寸 (24)3. 胸墙结构布置 (24)4. 闸门和闸墩的布置 (24)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25)6. 闸室分缝布置 (26)第七章闸室稳定计算 (27)1.确定荷载组合 (27)2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27)第八章上下游连接建筑物 (31)1.上游连接建筑物 (31)2.下游连接建筑物 (31)参考文献 (31)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节。
引水北上至下游红星港，以冲淤保港。
1.2 规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。
（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）m/3。
此时相应水位（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自m/3，此时相应水位为：闸上游水位流引水至下游红星港，引水流量为100s2201.44m，闸下游水位2201.38m。
学习分享-节制闸计算(个人整理)
1、工程等级划分及洪水标准根据《水闸设计规范》SL265-2001对工程规模的划分规定，确定本工程等别为IV 等，主要建筑物按4级设计，本设计确定防洪标准为20年一遇。
2、闸顶高程、闸门高程确定根据《水闸设计规范》，闸顶高程需根据水闸挡水和过水两种运用情况确定。
外江（西小江）设计洪水位为20年一遇高水位5.10m （钱清站），常水位为3.9m ；内河20年一遇设计洪水位5.38m （萧山站），常水位水位3.9m 。
2.1闸顶高程挡水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥正常蓄水位（或最高挡水位）+波浪计算高度+相应安全超高，泄水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥设计洪水位（或校核洪水位）+相应安全超高； ⑴波浪要素计算年最大风速v 0=22.5m/s 风区长度 D=80m 风区平均水深H m =3.9m根据SL265-2001规范规定，采用下列公式计算波浪要素：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m mmm m L H th gT L ππ222=计算得平均波高h m =0.11m平均波周期T m =1.49s 平均波长L m =3.46m本工程主要建筑级别为4级，波浪累计频率为p=10%， 由h m /H m =0.11/4.02≈0.0，故计算波高h p=5%=0.11×1.71=0.188m ⑵闸顶高程确定挡水工况：闸顶高程≥（正常蓄水位）或最高挡水位+波浪计算高度+相应安全超高外江常水位3.9m ，安全超高为0.3m外江20年一遇设计洪水位5.10m ，安全超高值0.2m 正常蓄水位情况闸顶高程：m d 388.430.0188.09.3=++=∇ 最高当水情况闸顶高程：m c 488.52.0188.01.5=++=∇ 泄水工况：闸顶高程≥设计洪水位+相应安全超高 内河设计洪水位5.38m ，安全超高值0.5m ， 故：泄水工况闸顶高程：m d 88.550.038.5=+=∇ 即：取闸顶高程为m 0.6=∇。
04.第四章-水闸
水闸修建在河、渠堤之下时，便成为涵洞式水闸。根 据水力条件的不同，可分为有压式和无压式两类。
（三）按过闸流量大小分类
大（1）型水闸。过闸流量大于5000m³/s。 大（2）型水闸。过闸流量1000~5000m³/s。 中型水闸。过闸流量为1000~100m³/s。 小（1）型水闸。过闸流量为20~100m³/s。 小（2）型水闸。过闸流量小于20m³/s。
建闸后，为便于行人或车马通行，通常也在 闸墩上设置交通桥。交通桥的位置应根据闸室稳 定及两岸交通连接的需要而定，一般布置在闸墩 的下游侧。
四、分缝与止水
（一）分缝方式与布置
除闸室本身分缝以外，凡是相邻结构荷重相 差悬殊或结构较长、面积较大的地方也要设缝分 开。
（二）止水设备
凡是具有防渗要求的缝中都应设置止水设备。 对止水设备的要求是：①应防渗可靠；②应能适 应混凝土收缩及地基不均匀沉降的变形；③应结 构简单，施工方便。
（2）节制闸。在河道上或渠道上建造，枯水期用以抬高水位满足上游 取水或航运的需要；洪水期控制下泄流量，保证下游河道安全。
（3）冲沙闸。主要建在多泥沙河道上，用于排除进水闸、节制闸前或 渠道淤积的泥沙，减少引水水流的含沙量。
（4）分洪闸。建于天然河道的一侧。用来将超过下游河道安全泄量的 洪水泄入湖泊、洼地等滞洪区，以削减洪峰保证下游河道安全。
四、水闸的等级划分和洪水标准
见书中表格。
第二节 水闸的孔口尺寸确定
一、底板型式选择
闸底板型式有宽顶堰和低实用堰两种。 （1）平底板宽顶堰具有结构简单、施工方便、有利于排 沙冲淤、泄流能力比较稳定等优点；其缺点是自由泄流时 流量系数小，闸后比较容易产生波状水跃。 （2）低实用堰有WES低堰、梯形堰和驼峰堰等型式，其 优点是自由泄流时流量系数较大，可缩短闸孔宽度和减小 闸门高度，并能拦截泥沙入渠；缺点是泄流能力受下游水 位变化的影响显著，当淹没度增加时，泄流能力急剧下降。
第一部分 设计说明书(水闸)
第一部分设计说明书1 概述1.1 水闸设计目的蓟运河张头窝扬水站位于蓟运河右堤，张头窝村东南。
该站于1973年7月建成，主要担负林黄路以东、箭杆河以南、蓟运河以西、宁宝界以北的排涝任务,并兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
该扬水站泄水涵闸运行30多年，已不能正常使用，影响防洪安全，不但影响了农业生产，而且也是蓟运河右堤上的一个隐患。
[1]因此，急需对该扬水站泄水涵闸进行维修加固，在保留灌溉和排涝功能的前提下，确保蓟运河堤防的安全。
1.2 水闸设计内容1.2.1 整体布置(1)根据任务书确定闸址位置(2)确定该闸结构形式及闸室主要部分的结构尺寸(3)确定闸上下游连接方式、结构形式、尺寸1.2.2 水力计算(1)闸孔宽度：根据选择的堰型确定闸孔尺寸(2)水闸过闸流态的判别及计算1.2.3 闸基渗流计算(1)由地址资料等确定防渗措施(2)选择防渗设施的形式和尺寸1.2.4 结构布置(一）闸室布置(1)确定闸底板的结构尺寸(2)确定闸墩的结构尺寸(3)确定闸门形式、根据闸门选择启闭机形式(4)确定工作桥的结构尺寸(5)确定交通桥的结构尺寸（二）闸室上下游连接段的布置(1)确定闸上下游翼墙的结构形式、尺寸(2)确定两岸护坡的结构形式、尺寸1.2.5 闸室稳定计算(1)确定闸室稳定计算的计算情况(2)根据各种计算情况验算闸室的稳定1.2.6 进口和出口翼墙的稳定计算(1)根据计算确定进口翼墙的稳定(2)根据计算确定出口翼墙的稳定1.3 工程概况蓟运河张头窝扬水站共安装900mm直径立式轴流泵12台，设计流量24m³/s，工程排涝标准为3年一遇，兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
泵房上游145m为灌溉进水涵闸，上游245m为张头窝退水闸。
泄水闸底板高程0.7m,排沥最高水位6.20m。
沥水经扬水站水泵提升压力池通过泄水涵闸及排水渠进入蓟运河，关闭泄水涵闸闸门灌溉引水可经扬水站水泵提升至压力池经偏口闸进入张头窝联结渠灌溉农田。
水闸毕业设计
闸墩采用C20钢筋混凝土，中墩厚度按构造要求拟定为160CM，缝墩厚度按构造要求拟定为80CM，长度与闸底板顺水流方向长度相等为2000CM。
四、闸上交通桥
闸上交通桥采用C30钢筋混凝土，总宽度为900CM，采用T型结构。
闸上交通桥的布置可以有两个布置方案，即布置在上游侧和布置在下游侧，后者交通桥可以免受风浪的影响；前者在上游侧风浪较大时，风浪对交通桥会产生顶托，从而增加交通桥的造价。
4、抗倾稳定和抗浮稳定
一、渗透稳定计算
1、渗透稳定验算
渗透计算采用直线比例法。地下轮廓线从钢筋混凝土铺盖至消力池前端，水平长度有85米。
设计情况取为如下两种：
根据以上数据可得，最大的水位差为校核时的情况，具体数字为5.5米。据此可的平均渗透坡降J＝5.5/85=0.0.065，参照《水闸设计规范（SD133-84）C值取为3～4，则临界地下轮廓线的长度为L=C*H=(3～4)×5.5=（16.5～22）米<85米，防渗长临界地下轮廓线的长度基本满足所布置的地下轮廓线的长度。
水压力计算表
稳定分析表
水平抗滑稳定计算表
基底压力分布图
可见水平抗滑稳定满足要求。
根据N63.5=20,可以查规范推知[R]=300Kpa,基底压力满足要求。
一、
以闸门为界，将水闸闸室分为上下游两段计算不平衡剪力，在分析时分三种计算工况进行。
1、竣工期的不平衡剪力计算
2、竣工期的闸墩集中荷载计算
3、竣工期的闸底板均不荷载计算
一、设计任务
1、消能防冲设备形式的选择
2、消力池深度和消力池长度的确定
3、海漫长度的计算
4、防冲槽的设计
5、上下游两岸护坡的设计
6、消能防冲设备的构造
水闸设计(毕业设计)
Sluice is a low water head and the water retaining water leakage of the hydraulic structures. Relying on the control of opening and closing can lift the water level, adjust flow, in flood control, irrigationdrainage, shipping, power generation and so on of the application of water conservancy project is very extensive. The design of theTaizi sluice located in Xi Luga River middle reaches of two tributaries of Jinying river, Chifeng City, Neimenggu Province ,West Liaohe River．Taizi sluice is critical to the economic development of local agriculture and animal husbandry.
流域内六个雨量站，据1958～2001年共39年的降水资料统计，多年平均降水量为425.5mm，最大685mm（1959年），最小283.5mm（1966年），年际变化2.4倍，多年平均最大一日降水量为70mm，6～9月降水量约占全年的80%左右，7～8月的降水量占全年的60～70%。
风向多西北风，风力最大7～8级，一般为2～3级，夏秋季风小。流域内多年平均蒸发量为1988.5mm。结冻期约为160天，冻土深1.4～2m。
水闸底板、闸墩、渗径计算
数量 2 3 6 24 0.8 3.2 0.4 0.6 24 300 2 3.375 1.7 0.75 0.2 24 3.8
名称 闸墩自重 底板自重 工作桥、支墩 闸门、启闭机 交通桥 合计
符号 W1 W2 W 2.25
力距(KN/m) 0 0 -26.25 55.08 28.83
地基反力计算表 28.07 上 ∑W/LB±6*∑M/LB2 30.60 下 名称 单位（KN） 渗透压力和力 -222.3 浮托力 -136.8 闸门前水重 157.5 齿墙重 25.536 齿墙间土重 69.12 σ σ 总垂直力W 水平力P 地基基础材料 砂质粘土 561.80 171
-271.93 -269.40
25安全11上游水深8底板厚度9底板材料容重已知条件水闸稳定计算填入黄色数据查表粉红色数据5闸墩宽度6闸墩高度1闸室分为几孔2每孔闸室孔径3顺水流方向闸室宽度4闸墩材料的容重12闸门螺杆距闸墩末端距离14交通桥中心距闸墩末端距离13交通桥顺水流方向宽度17计算单元宽度16交通桥材料容重15交通桥厚度地基满足地基反力计算表内力计算表26
水闸稳定计算（填入黄色数据，查表粉红色数据）
已知条件 1、闸室分为几孔 2、每孔闸室孔径 3、顺水流方向闸室宽度 4、闸墩材料的容重 5、闸墩宽度 6、闸墩高度 7、闸墩圆头半径 8、底板厚度 9、底板材料容重 10、地基承载力 11、上游水深 12、闸门螺杆距闸墩末端距离 13、交通桥顺水流方向宽度 14、交通桥中心距闸墩末端距离 15、交通桥厚度 16、交通桥材料容重 17、计算单元宽度 内力计算表 重量（KN） 245.94 328.32 70 24.48 668.74 单位 孔 m m KN/m3 m m m m KN/m KN/m3 m m m m m m m
水闸设计指导书
课程设计指导书水闸课程设计指导书一、资料分析了解本工程在国民经济中的作用,熟悉各种水位特征及相应的流量等规划成果。
研究地形、地质、水文气象，分析这些条件对水闸设计和施工的影响。
二、闸室型式的选定及上下游渠道的布置在给定的轴线上，通过计算设计渠道的纵横断面。
根据运用要求选定闸室的型式。
三、水力计算1.闸孔口尺寸设计(1)闸底板高程的确定：根据水闸下游的地质条件及水闸工程量的经济比较，确定闸底板高程。
本次设计建议采用平底板。
(2)闸孔总宽度的计算：根据水闸的上下游水位及闸底高程判断过闸水流的性质。
按相应的水力学公式计算闸孔总宽度。
(3)孔数及孔宽的选定：根据计算和遵照‘水利水电工程钢闸门的设计规范”[SL74—95]的规定选定合理的单孔宽及相应的孔数。
(4)水闸泄流能力验算：根据初步确定的孔数，孔宽及相应的水位验算孔口泄流能力。
2.消能防冲设计根据平原地区水闸及地质条件，建议采用消力池消能。
本设计需要确定消能防冲各设计尺寸及构造。
(1)确定消能控制情况及消力池尺寸：根据情况分析，在闸门局部开启时多为最不利的消能情况，应根据列表试算法来确定消力池的各项尺寸。
(2)护坦的厚度根据公式并参考相似的已建工程确定之。
(3)海漫及防冲槽尺寸及构造的确定：可按教材中所介绍公式及参考已建工程确定之。
四、防渗设计1.闸底轮廓布置：渗径长度应满足防渗要求，渗径系数应大于5～7。
2.建议采用粘土铺盖，长度在(3～5)倍水头范围内选取。
参考教材及已建工程实例拟定铺盖的各项尺寸及构造3.排水及反滤层的布置参教科书4.侧向防渗布置：两岸防渗布置必须与闸室防渗相配合，两岸各个可能的渗径都不得小于闸室渗径。
5.闸底板渗透应力计算：建议采用改进的阻力系数法计算：五、闸室布置1.闸室建议采用整体式平底板，底板顺水流方向不宜过长，主要根据上部结构布置要求及满足闸室稳定的需要。
2.闸门及闸墩型式的选择和尺寸的拟定：建议采用钢筋混凝土平板闸门，可参考教材根据水闸的运用要求确定闸墩高度。