水闸设计及闸室稳定计算
水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书

计算书名称:进水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书目录1工程概况 (1)2水力计算 (1)2.1进水闸坝段过水能力计算 (1)2.2消能防冲设计 (3)2.3冲砂闸过水能力复核 (4)2.4消能防冲设计 (5)3稳定及应力计算 (6)3.1基本资料与数据 (6)3.2结构简化 (6)3.3计算公式 (6)3.4荷载计算及组合 (8)3.5计算成果 (9)3.6冲沙闸荷载计算 (12)3.7计算成果 (13)3.8计算简图 (17)1工程概况某调水工程由关山低坝引水枢纽和穿越秦岭山区的输水隧洞两大部分组成,按其供水对象及性质,根据《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),工程等别为三等中型工程,主要建筑物按3级建筑物设计。
低坝无调节引水枢纽由拦河坝、冲砂闸、进水闸和输水暗渠四部分组成,前三部分在平面上呈一条直线南北方向并列布置,输水暗渠紧接进水闸并连接进水闸和输水隧洞。
两个闸均设在坝的左侧。
坝轴线位于两河口下游95m ,关山村上游约1km 处,此处河谷宽度74m ,河床宽度约60m ,高程为1467.2m ,河床漂卵石覆盖层厚5~12m ,最大15m ,其下的基岩为黑云片麻岩和斜长片麻岩,岩石强风化层厚约2~3m ,岩体分类为Ⅱ~Ⅲ类,岩层倾向上游,对防渗有利。
进水闸位于冲砂闸左侧,设计流量13.5m 3/s ,单孔布置,孔口尺寸3.0m ×2.5m ,设潜孔式弧形工作闸门和平面检修闸门。
闸室后接4m 长的1:4陡坡,陡坡后接消力池,消力池池长14m ,池深1.0m ,底板厚度1.0m ,为C20钢筋混凝土结构;消力池后与输水暗渠相接。
2水力计算2.1进水闸坝段过水能力计算 2.1.1引水渠内水深的确定Q=3/22/11R Ai n式中Q -引水渠流量,13.5m 3/s ; n -引水渠糙率,0.015;A 、χ、R 、b 、h 、m 分别为过水断面面积、湿周、水力半径、渠道底宽、水深及边坡系数,其表达式如下: A=(b+mh)h χ=b+2h 21m +; R=χA =212)(mh b h mh b +++故 13.5=1/0.015×(3+0 h )h ×(1/1000)1/2×3/2)23).03((hh h ++经试算求得:h=2.282m 2.1.2过流能力复核设计流量下的渠内水深为h=2.282m ,进口闸底板高程取为1469.00m ,即下游水位为1471.282m ,进口翼墙为圆弧形翼墙。
水闸稳定计算知识分享

允许值
2 1.1 1.25
备注 偏外河侧
<[η] >[Kf] >[Kc]
外河为上游,内河为下游)
0.6
排架长1
0.6
0.3
排架宽1
0.3
2
排架高1
3.9
2
排架长2
1.3
0.3
排架宽2
0.3
0.39
排架高2
0.4
3.69
排架长3
0.3
2
排架宽3
4
0.3
排架高3
0.4
5.4
排架数
2
4
6
10.7
力臂(m) 6.85 6.85 6.10 12.95 6.10 12.95 0.85 3.95 12.95 6.40 7.75 7.75 6.80 10.36 11.20 9.20 7.95 9.20 7.75 7.95 3.95 3.95 0.53 ΣM=
满足要求 满足要求 满足要求源自上游交通桥高0.4
电机层楼板长1
边墩数
2
上游交通桥墩面积
0.1
电机层楼板长2
边墩高1
5
下游工作桥长
1.5
电机层楼板宽
边墩高2
4
下游工作桥宽
6
闸室房屋楼板厚
边敦厚
0.5
下游工作桥高
0.2
闸室房屋楼板长
边墩顺水流长度1
12.2
后墙高
5
闸室房屋楼板宽
边墩顺水流长度2
1.5
后墙厚
0.4
房屋长
中墩高1
5
后墙宽
体积(m3) 57.60 14.60 143.10 23.00
荷载计算与组合规定—水闸设计规范.

荷载计算与组合规定——水闸设计规范(1)作用在水闸上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类.基本荷载主要有下列各项:1)水闸结构及其上部填料和永久设备的自重;2)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下水闸底板上的水重;3)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的静水压力;4)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的扬压力(即浮托力与渗透压力之和);5)土压力;6)淤沙压力;7)风压力;8)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的浪压力;9)冰压力;10)土的冻胀力;11)其它出现机会较多的荷载等.特殊荷载主要有下列各项:1)相应于校核洪水位情况下水闸底板上的水重;2)相应于校核洪水位情况下的静水压力;3)相应于校核洪水位情况下的扬压力;4)相应于校核洪水位情况下的浪压力;5)地震荷载;6)其他出现机会较少的荷载等.(2)水闸结构及其上部填料的自重应按其几何尺寸及材料重度计算确定.闸门,启闭机及其他永久设备应尽量采用实际重量.(3)作用在水闸底板上的水重应按其实际体积及水的重度计算确定.多泥沙河流上的水闸,还应考虑含沙量对水的重度的影响.(4)作用在水闸上的静水压力应根据水闸不同运用情况时的上,下游水位组合条件计算确定.多泥沙河流上的水闸,还应考虑含沙量对水的重度的影响.(5)作用在水闸基础底面的扬压力应根据地基类别,防渗排水布置及水闸上,下游水位组合条件计算确定.(6)作用在水闸上的土压力应根据填土性质,挡土高度,填土内的地下水位,填土顶面坡角及超荷载等计算确定.对于向外侧移动或转动的挡土结构,可按主动土压力计算;对于保持静止不动的挡土结构,可按静止土压力计算.土压力计算公式见附录D.(7)作用在水闸上的淤沙压力应根据水闸上,下游可能淤积的厚度及泥沙重度等计算确定.(8)作用在水闸上的风压力应根据当地气象台站提供的风向,风速和水闸受风面积等计算确定.计算风压力时应考虑水闸周围地形,地貌及附近建筑物的影响.(9)作用在水闸上的浪压力应根据水闸闸前风向,风速,风区长度(吹程),风区内的平均水深以及闸前实际波态的判别等计算确定.浪压力计算公式见附录E.(10)作用在水闸上的冰压力,土的冻胀力,地震荷载以及其他荷载,可按国家现行的有关标准的规定计算确定.施工过程中各个阶段的临时荷载应根据工程实际情况确定.(11)设计水闸时,应将可能同时作用的各种荷载进行组合.荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类.基本组合由基本荷载组成;特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成,但地震荷载只应与正常蓄水位情况下的相应荷载组合.计算闸室稳定和应力时的荷载组合可按表1的规定采用.必要时还可考虑其他可能的不利组合.表1 荷载组合表荷载组合计算情况荷载沙压力压力压力压力冻胀力震荷载其它说明基本组合完建情况√ - - - √ - - - - - - √必要时,可考虑地下水产生的扬压力正常蓄水位情况√√√√√√√√ - - - √按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力设计洪水位情况√√√√√√√√ - - - -按设计洪水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力冰冻情况√√√√√√√ - √√ - √按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及冰压力特殊施工情况√ - - - √ - - - - - - √应考虑施工过程中各个阶段的临时荷载组合检修情况√ - √√√√√√ - - - √按正常蓄水位组合(必要时可按设计洪水位组合或冬季低水位条件)计算静水压力,扬压力及浪压力校核洪水位情况√√√√√√√√ - - - -按校核洪水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力地震情况√√√√√√√√ - - √ - 按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力(12)计算岸墙,翼墙稳定和应力时的荷载组合可按本规范表1的规定采用,并应验算施工期,完建期和检修期(墙前无水和墙后有地下水)等情况.。
水利水电水闸设计说明书

水利水电水闸设计说明书前言本次课程设计,是根据《水闸课程设计任务书及其指导书》要求编写完成的。
在水闸课程设计过程中,结合教学所学内容,采用了新标准、新规范。
按照突出实用性,突出理论知识的应用和有利于实践能力培养的原则,采用统一命题、统一指导,有学生自主完成的方式。
在设计过程中力求做到:基本概念准确;设计方法步骤清楚;文字简练,结构清晰。
本次课程设计的主要内容主要有:根据所给水文、地质、地形等资料及水利经济计算成果,进行闸址及闸底板高程的选择、水利计算、防渗排水设计、闸室布置、闸室稳定验算及两岸连接建筑物布置等内容。
在设计过程中,得到了郑万勇老师的精心指导,和其他老师和同学的热心帮助,在此表示由衷的感谢。
目录前言............................................................................. 0第一章总论............................................................. 3第一节基本资料............................................... 3第二章水力计算....................................................... 5第一节闸室的结构型式及孔口尺寸确定....... 5第二节消能防冲设计................................... 10第三章水闸防渗及排水设计............................... 15第一节闸底地下轮廓线的布置................... 15第二节防渗和排水设计、渗透压力计算... 16第三节防渗排水设施和细部构造............. 19第四章闸室布置................................................... 20第一节闸底板、闸墩................................... 20第二节工作桥、交通桥、检修桥............... 21第三节闸门与启闭机................................. 22第四节闸室的分缝与止水......................... 23第五章闸室稳定计算........................................... 24第一节荷载及其组合................................... 24第二节完建无水期荷载计算及地基承载力验算..................................................................... 25第三节闸室稳定验算................................. 27第六章上、下游连接建筑物............................... 29总结................................................................... 31参考文献................................................................. 32致谢....................................................................... 33第一章总论第一节基本资料1.1 工程概况及拦河闸的任务颖河拦河闸位于郾成城县境内,闸址位于颖河京广铁路上游和吴公渠入颖河下游之间。
水闸闸室的稳定分析和地基处理

水闸闸室的稳定分析和地基处理闸室在运用、检修或施工期都应该是稳定的。
在运用期,闸室受到水平推力等荷载作用,有可能沿着地基面滑动(通常称为表层滑动),还可能连同一部分地基土体滑动(通常称为深层滑动)。
闸室竣工时,一般地,闸室地基表面所受的应力很大,或者应力分布很不均匀,这不但使闸室高程降低,而且会使闸基倾斜甚至断裂,地基也有可能失去稳定性。
因此,必须验算闸室的稳定性,以保证在各种情况下闸室均能安全可靠地运用。
1荷载计算及组合1.1荷载计算闸室荷载主要有以下7种(图7-44)。
1. 自重自重指闸室自身重力,包括底板、闸墩、胸墙、工作桥及桥墩、交通桥、便桥、闸门及启闭设备等的重力。
2. 水重水重指闸室范围内作用在底板上面的水体重力。
3. 水平水压力水平水压力指胸墙、闸门及闸墩侧面所受到的水平水压力。
当有钢筋混凝土铺盖时(图7-45),止水片以上的水平水压力按静水压力分布考虑;止水片以下缝内的水平水压力按下述方法计算:由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的静水压强(相对于下游水位)与渗透压强之和,在止水片以下的缝内水流状态可以认为是静止的,所以,缝内渗透压强处处相等,其数值即为缝底这一点(图7-45中的第7点)的渗透压强,而缝内静水压强按一般方法计算。
图 7-44 闸室荷载(第5版 图7-41 图名相同)1p 、2p 、3p —水平水压力;zl p —波浪压力;G —底板重;1G —启闭机重;2G —工作桥及桥墩重;3G —胸墙重;4G —闸墩重;5G —闸门重;6G —交通桥重;1w G 、2w G —水重;b p —扬压力;fb p —浮托力;sb p —渗透压力;f F —地基反力;p h —波浪高度;z h —波浪中心线超出计算水位的高度;m L —波浪长度图 7-45 闸室上游水平水压力计算图(单位:m )图7-45所示,已知第7点渗透压强为31.9kPa ,第8点渗透压强为30.5kPa ,通过上述计算即可获得闸室上游面各点水平水压强及其分布情况。
水闸工程量计算案例

水闸工程量计算案例水闸工程量计算是指对水闸工程的各项工程量进行测算和计算,以确定工程所需的材料、人工和设备的数量,为工程的设计、施工和投资提供依据。
下面是水闸工程量计算案例的十个实例:1. 泄流量计算:根据设计要求和水闸的特点,计算水闸的泄流量。
泄流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
2. 进水流量计算:根据设计要求和水闸的特点,计算水闸的进水流量。
进水流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。
3. 水闸尺寸计算:根据设计要求和水闸的功能,计算水闸的尺寸。
水闸尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门尺寸等因素。
4. 闸门数量计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸所需的闸门数量。
闸门数量的计算需要考虑水闸的功能、流量要求等因素。
5. 闸门尺寸计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸闸门的尺寸。
闸门尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门数量等因素。
6. 闸室尺寸计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸闸室的尺寸。
闸室尺寸的计算需要考虑水闸的功能、闸门尺寸、闸门数量等因素。
7. 闸门重量计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸闸门的重量。
闸门重量的计算需要考虑水闸的材料、尺寸、密度等因素。
8. 闸门运行力计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸闸门的运行力。
闸门运行力的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门重量等因素。
9. 闸门启闭时间计算:根据设计要求和水闸的尺寸,计算水闸闸门的启闭时间。
闸门启闭时间的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门运行力等因素。
10. 水闸总工程量计算:根据水闸的各项工程量计算结果,计算水闸的总工程量。
水闸总工程量的计算需要考虑水闸的各项工程量计算结果以及其他相关因素。
通过对水闸工程量的计算,可以有效地指导水闸的设计、施工和投资,确保水闸工程的质量和安全。
同时,水闸工程量计算的准确性和严谨性也是保证水闸工程顺利进行的重要因素。
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:
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=∇。
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[附录一: 泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算1.1设计资料:根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节,平时来水量仅占全年来水量的10%;河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多;再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适,因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m 。
根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰,堰顶高程1852.40m ,过闸水流流态为堰流。
汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m 3/s,校核洪水流Q 校=1368 m 3/s 。
因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式:232Hg mbQ δε=δ- 为淹没系数,取为1.0;m ---为流量系数,因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385; ε--为侧收缩系数,先假定为1.0;H--- 位总水头,初设阶段不考虑行进流速,即假设的堰上水头; b —闸门净宽;来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担,这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。
初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+(0.2—0.3m )=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位:先假设一个水位,用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量,二者相加等于实际流接近计算工作情况下的洪水流量时,该水位就为所求。
因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式:232Hg mbQ δε=δ- 为淹没系数,取为1.0m ---为流量系数,因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385;计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3.ε--为侧收缩系数,先假定为1.0;H--- 位总水头,初设阶段不考虑行进流速,即假设的堰上水头。
b —闸门净宽计算结果如附表1-1,1-2(a )设计洪水情况下:洪水流量Q=1018 m 3/s 。
(b )校核洪水情况下:洪水流量Q=1368 m 3/s经过计算泄洪冲砂闸净宽96m ,溢流堰长度95m ,设计洪水位1855.8m 校核洪水位1856.30m 。
泄洪冲砂闸净宽为96m ,每孔取净宽8m ,边墩宽0.8m ,中墩宽1.0m 缝墩1m。
1.2泄洪冲砂闸地板渗透稳定计算1)地板渗流计算1、确定地基计算深度(1)计算e T水平投影长度0L =10m ,铅直投影长度0S =1.5m ; 因为0S L =6.67>5;所以0.5e T =⨯0L =0.5⨯10=5m ;所以地基不透水层的有效计算深度为5.0m 。
(2)计算各段Aa 阻力系数 1:S=1.5m ,T=5m ;687.0441.05.12301=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=T s δ 2:L=0.75m ,T=5m , 120S S ==;()120.7X L S S Tξ-+==0.153:S=0.5m ,T=5m , 3.1416π=;10.0145ln 23=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=t s ctg y πδ 4:L=8.5m ,S 1 =0.5m ,T=5m ,2S =0.5m ;()120.7X L S S Tξ-+==1.365:S=0.5m ,T=5m , 3.1416π=;10.0145ln 25=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=t s ctg y πδ 6:L=0.75m ,T=5m , 120S S ==;()120.7X L S S Tξ-+==0.157:S=1.5m ,T=5m ;(3)计算各段水头损失i h :总水头损失H ∆=3.90m ;i i Hh ξξ∑∆=; 在234.3=∑ξ 列表计算各段水头损失h i ;(4)进出口水头损失值的修正 1进口处修正系数1B ;12'11.211220.059B T S T T =-⎡⎤⎛⎫⎡⎤++⎢⎥ ⎪⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎝⎭⎣⎦;式中S=1.5m,T=5m,'T =5m; 代入得1B =1.01;1B >1所以不用进行修正; 2出口处修正系数2B'T =3.5m , T=5m , S=1.5m ;687.0441.05.1237=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=T s δ2B =0.857〈1.0,所以出口处要修正。
出口段水头损失减小值为:H 7=0.828⨯0.857=0.710m ;h ∆=0.828-0.710=0.118m ;H 6=0.181+0.118=0.299(5)计算各角隅点的渗压水头并列表:(6)绘制渗压水头分布图(7)闸底板水平段渗透坡降和渗流坡降的计算: 1闸底板水平段平均渗透坡降x J :闸底板的轮廓线由6点至11点,水平投影m L 50.8=。
[]28.0~22.0193.05.864.1116≤==-=L H H J x ; 2出口处得出逸坡降0J :出口处既11点至12点,渗透距离为m S 50.1'=。
[]55.0~50.047.05.171.0'12110<==-=SH H J ; []0J 、[]x J 参见SL265—2001《水闸设计规范》所以满足允许渗透比降。
1.3 泄洪冲砂闸地板抗滑稳定计算1.3.1计算单元的确定根据《水闸设计规范》SL265——2001闸室稳定计算宜取相邻顺水流向永久缝之间的闸段为计算单元,选取中间两孔闸室作为计算单元。
附图1-4计算单元选取示意图:1.3.2承载力计算 自重荷载:根据《水工钢筋混凝土结构学》中钢筋混凝土按线性分布荷载为25 KN/m 3。
根据水闸的基本尺寸设计对其进行荷载计算。
作用在水闸上的自重荷载有:底板:()[]KN G 75.268255.05.15.020.110=⨯⨯⨯⨯+⨯= 闸墩:()()[]KN G 5.123725105.45.04.55.0=⨯⨯⨯+⨯=闸门:根据《水闸》闸门为弧形露顶式B ≤10m ,所以42.033.0H H B K K G s b c = Hs ——设计水头;Kc ——材料系数,本工程取1;Kb ——孔门宽度系数,本工程Kb=0.472; H ——孔口高度;闸门:42.033.0H H B K K G s b c =()吨16.41.49.28472.00.142.033.0=⨯⨯⨯⨯=G=4.16×10=41.6KN工作桥,交通桥及其梁:KN G 25.926255.03.0195253.0419=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= 根据算出的闸门的数据参考《闸门与启闭设备》采用双吊点卷扬式160241376--+⨯φ型启闭机,该启闭机的自重为2.55吨。
启闭机:G=2.55*10=25.5KN根据SL265—2001《水闸设计规范》中应该选取不同的荷载组合作为不同的工况对闸室的稳定进行验算看闸室是否安全。
第一种工况选为完建无水的状况完建无水工况下的闸室稳定计算根据SL265-2001《水闸设计规范》中地基承载力公式:WMA G P ∑±∑=minmax式中minmaxP —完建无水期基底压力的最大和最小值,kPa ;∑G —作用在闸室上的全部竖向荷载,(包括基础底面的上的扬压力)KN ; ∑M —作用在闸室上的竖向和水平荷载对于闸底板垂直于水流方向的形心轴的力矩(kN.m );A —闸室基底的面积(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);地基承载力不均匀性验算公式:[]ηη≤=minmax p p根据计算结果,判断是否满足要求。
KPap KPap P 35.5667.561991095.597101935.10738min max2minmax ==⨯±⨯=根据SL265-2001《水闸设计规范》野云沟河床多是漂石、卵、碎石、角石、砾砂及少量的粉土,粉砂胶结而成,所以属于中等坚实η取2.0[]0.201.135.5667.56min max =<===ηηp p 所以满足要求第二种工况为上游为正常引水为下游无水的工况(此工况为最不利工况) 正常当水期荷载计算及抗滑稳定验算:附图1—5水闸稳定计算水重作用力意图:2m 45.115.03.28.09.37.2=⨯⨯+⨯=水S水重:KN G 1832101645.11=⨯⨯=m h h h h h e 42.1)(3)2(2121=++=附图1-6水闸稳定计算水平压力作用力意图:水平压力:KN gh P 8.1216169.3105.01621221=⨯⨯⨯=⨯=ρKN gh P 05.7619.3105.0121222=⨯⨯⨯=⨯=ρmh e 3.19.33131=⨯==m h e 3.19.33131=⨯==渗透压力: 359110192/1071.007.3W =⨯⨯⨯+=)(KN 浮托力: KN W 104510.59)0.3752110(=⨯⨯⨯+⨯= 计算结果列于表:附表1-7 泄洪闸闸室荷载计算成果表(正常挡水期)根据SL265-2001《水闸设计规范》中地基承载力公式:WMA G P ∑+∑=minmax 式中minmaxP —完建无水期基底压力的最大和最小值,kPa ;∑G —作用在闸室上的全部竖向荷载,(包括基础底面的上的扬压力)KN ; ∑M —作用在闸室上的竖向和水平荷载对于闸底板垂直于水流方向的形心轴的力矩(kN.m );A —闸室基底的面积(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);地基承载力不均匀性验算公式:[]ηη≤=minmaxp p 根据计算结果,判断是否满足要求。
KPap KPap P 26.4886.4819103.106719102.9227min max2minmax ==⨯±⨯=不均匀系数验算[]0.21.0126.4886.48min max =<===ηηP P 故满足要求。
闸室基底面的抗滑稳定计算:根据SL265-2001《水闸设计规范》中的闸室抗滑稳定计算公式:][K PGf K ≥⋅=∑∑式中:f —闸室与地基的摩擦系数;由张世儒 《水闸》查表7-8.∑G —作用在闸室上的全部竖向荷载,kN ; ∑P —作用在闸室上的全部水平荷载,kN ;根据喀拉沟渠首的不同运行工况选最不利工况(上游为设计引水为时)对闸室抗滑稳定进行验算。
因为喀拉沟河床多是漂石、卵、碎石、角石、砾砂,再根据SL265-2001《水闸设计规范》表7.3.10f 取0.4。
45.285.129235.79344.0=⨯=∑∑•=P G f K c因为喀拉沟渠首工程水闸为3级,根据SL265-2001《水闸设计规范》在基本荷载工况下抗滑稳定安全系数为[]25.1=c K 。