水闸毕业设计--水闸设计

1、 水闸设计说明书 SLUICE DESIGN SPECIFICATION 设计题目： 水闸工程 学院名称： 专业名称： 水利水电工程 班级名称： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 年 月 日 目 录 一、设计任务 -1 二、 设计基本资料 -1 2.1 概述 -1 2.1.1 防洪 -1 2.1.2 灌溉 -1 2.1.3 引水冲淤-2 2.2 规划数据 -2 2.2.1 孔口设计水位、流量 -2 2.2.2 闸室稳定计算水位组合-2 2.2.3 消能防冲设计水位组合-2 2.3 地质资料 -2 2.3.2 闸基土工试验资料 -3 2.4 闸的设计标准-3 2.5 其它有关资料-3

2、2.5.1 闸上交通-3 2.5.2 三材 -4 2.5.3 地震资料-4 2.5.4 风速资料-4 三、 枢纽布置-4 3.1 防沙设施-4 3.2 引水渠的布置-4 3.3 进水闸布置-4 3.3.1 闸室段布置 -4 3.3.2 上游连接段布置-5 3.3.3 下游连接段布置-5 四、水力计算 -5 4.1 闸孔设计-5 4.1.1 闸室结构形式 -5 4.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 -6 4.1.3 孔口尺寸的确定-6 4.2 消能防冲设计 -8 4.2.1 消力池的设计 -8 4.2.2 海漫的设计-10 4.2.3 防冲槽的设计-10 五、防渗排水设计 -11 5.1 地下轮

3、廓设计 -11 5.1.1 底板-11 5.1.2 铺盖-11 5.1.3 侧向防渗-11 5.1.4 排水、止水-12 5.1.5 防渗长度验算-12 5.2 渗流计算-12 5.2.1 地下轮廓线的简化 -12 5.2.2 确定地基的有效深度-13 5.2.3 渗流区域的分段和阻力系数的计算-13 5.2.4 渗透压力计算： -14 5.2.5 抗渗稳定验算-16 六、 闸室布置与稳定计算 -17 6.1 闸室结构布置 -16 6.1.1 底板-17 6.1.2 闸墩-17 6.1.3 胸墙-17 6.1.4 工作桥 -17 6.1.5 检修便桥 -18 6.1.6 交通桥-18 6.2

4、闸室稳定计算 -19 6.2.1 荷载计算 -19 6.2.2 稳定计算 -25 七、 闸室结构设计-27 7.1 闸墩设计-27 7.2 底板结构计算-28 7.2.1 闸基的地基反力计算-28 7.2.2 不平衡剪力及剪力分配 -30 7.2.3 板条上荷载的计算-31 7.2.4 弯矩计算 -32 7.2.5 配筋计算-36 7.2.6 裂缝校核-37 八、两岸连接建筑物-37 九、水闸细部构造设计 -38 十、基础处理-38 十一、总结-38 参考文献 -40 水闸课程设计计算说明书 1、设计任务 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

5、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。 2、 设计基本资料 2.1 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 2-2-1。该闸的主要作用有 防洪、灌溉和引水冲淤。 7.0 北 至大成港 9.0 渠 化 11.0 兴 闸管所 兴化闸 兴 化 河 兴 化 镇 图 2-2-1 闸址位置示意图（单位：m） 2.1.1 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。 2.1.2 灌溉 灌溉期引兴化河水北调，以灌溉兴化渠两岸的农田。 2

6、.1.3 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。 2.2 规划数据 兴化渠为人工渠道，其剖面尺寸如图 2-2 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： 11.8 0.5 50.0 图 2-2 兴化渠剖面示意图（单位：m） 2.2.1 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

7、游为 7.38m。 2.2.2 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。 2.2.3 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 2-2-1。 表 2-2-1 下游水位流量关系 Q（m3/s ） 0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0 H下 （m） 7.07.207.387.547.667.747.78

8、2.3 地质资料 2.3.1 闸基土质分布情况 根据钻探报告，闸基土质分布情况见表 2-3-1。 表 2-3-1 闸基土层分布 层序高程（m）土质情况 标准贯入击数（击） 11.752.40重粉质壤土913 2.400.7散粉质壤土 8 0.7-16.7 坚硬粉质粘土 （局部含铁锰结核） 1521 2.3.2 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 =190，凝聚力 C=60.0Kpa；天然孔隙比 e=0.69，天然容重 =20.3KN/m3，比重 G=2.74，变 形模量 E0=4.0104KPa；建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角 =260，凝聚 力 C=

9、0，天然容重 =18KN/m3；混凝土的弹性模量 Eh=2.3107KPa。 2.4 闸的设计标准 根据水闸设计规范SL265-2001，兴化闸按级建筑物设计。 2.5 其它有关资料 2.5.1 闸上交通 根据当地交通部门建议，闸上交通桥为单车道公路桥，按汽-10 设计，履带-50 校 核。桥面净宽为 4.5m，总宽 5.5m，采用板梁式结构，见图 2-5-1，每米桥长约 重 80KN。 10.0 15.0 450.0 15.0 10.0 110.0 2 2 10.0 15.0 55.0 70.0 45.0 137.50 45.0 137.50 45.0 70.0 550.0 图 2-5-1

10、交通桥剖面图 （单位：cm） 2.5.2 该地区“三材”供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由于厂设计加 工制造。 2.5.3 该地区地震烈度设计为 6 度，故可不考虑地震影响。 2.5.4 该地区风速资料不全，在进行浪压力设计时，建议取 Ll=10hl 计算。 3、 枢纽布置 兴化闸为无坝引水进水闸。整个枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸等组成。 3.1 防沙设施 闸所在河流为少泥沙河道，故防沙要求不高，仅在引水口设拦沙坎一道即可。拦 沙坎高 0.8m，底部高程 0.5m，顶高程 1.3m，迎水面直立，背流坡为 1:1 的斜坡， 其断面见图 3-1： 图 3-1 枢纽布置图 - 剖面 3

11、.2 引水渠的布置 兴化河河岸比较坚稳，引水渠可以尽量短（大约 65m） ，使兴化闸靠近兴化河河岸。 为了保证有较好的引水效果，引水角取 35，并将引水口布置在兴化河凹岸顶点偏 下游水深较大的地方。为了减轻引水口处的回流，使水流平顺的进入引水口，引 水口上、下游边角修成圆弧形。引水渠在平面上布置成不对称的向下游收缩的喇 叭状，见图 3-1。 3.3 进水闸布置 进水闸（兴化闸）为带胸墙的开敞式水闸。共 5 孔，每孔净宽 5.0m。胸墙底部高 程为 8.1m，闸顶高程为 11.8m，闸门顶高程为 8.3m。 3.3.1 闸室段布置 闸底板为倒型钢筋混凝平底板，缝设在底板中央。底板顶面高程为 0.

12、5m，厚 1.0m，其顺水流方向长 16m。 闸墩为钢筋混凝土结构，顺水流方向长和底板相等，中墩厚 1.1m，边墩与岸墙结 合布置，为重力式边墙，既挡水，又挡土，墙后填土高程为 11.8m。闸墩上设有 工作门槽和检修门槽。检修门槽距闸墩上游边缘 1.7m，工作门槽距闸墩上游边缘 5.29，胸墙与检修门槽之间净距为 2.59。 闸门采用平面滚轮钢闸门，尺寸为 4.8m7.8m。启闭设备选用 QPQ-225 卷扬 式启闭机。工作桥支承为实体排架，由闸墩缩窄而成。其顺水流长 2.3m，厚 0.5m,底面高程 11.8m，顶面高程 16.5m，排架上设有活动门槽。 公路桥设在下游侧，为板梁式结构，其总

13、宽为 5.5m。公路桥支承在排架上，排架 底部高程 8.5m。 3.3.2 上游连接段布置 铺盖为钢筋混凝土结构，其顺水流方向长 20m,厚 0.4m。铺盖上游为块石护底， 一直护至引水口。 上游翼墙为浆砌石重力式反翼墙，迎水面直立，墙背为 1:0.5 的斜坡，收缩角为 15，圆弧半径为 6.6m。墙顶高程为 11.0m，其上设 0.85m 高的混凝土挡浪板。 墙后填土高程为 10.8m。翼墙底板为 0.6m 厚的钢筋混凝土板，前趾长 1.2m，后 趾长 0.2m。翼墙上游与铺盖头部齐平。 翼墙上游为干砌块石护坡，每隔 12m 设一道浆砌石格埂。块石底部设 15cm 的砂 垫层。护坡一直延伸到

14、兴化渠的入口处。 3.3.3 下游连接段布置 闸室下游采用挖深式消力池。其长为 23m,深为 0.5m。消力池的底板为钢筋混凝 土结构，其厚度为 0.7m。消力池与闸室连接处有 1m 宽的小平台，后以 1:4 的斜 坡连接。消力池底板下按过滤的要求铺盖铺设厚 0.3m 的砂、碎石垫层，既起反滤、 过渡作用，又起排水作用。 海漫长 26m，水平设置。前 10m 为浆砌块石，后 16m 为干砌块石，并每隔 8m 设一道浆砌石格埂。海漫末端设一构造防冲槽。其深为 1.0m，边坡为 1:2。槽内 填以块石。由于土质条件较好，防冲槽下游不再设护底。 下游翼墙亦为浆砌石重力式反翼墙。迎水面直立，墙背坡度为

15、 1:0.5，其扩散角为 10，圆弧半径为 4.8m。墙顶高程为 8.5m，其上设高 0.8m 的挡浪板，墙后填土 高程为 8.0m。下游翼墙底板亦厚 0.6m 钢筋混凝土板，其前趾长 1.2m，后趾长 0.2m。翼墙下游端与消力池末端齐平。 下游亦采用干砌块石护坡，护坡至 9.8m 高程处。每隔 8m 设一道浆砌石格埂。护 坡延伸至与防冲槽下游端部齐平。 4、水力计算 水力设计主要包括两方面的内容,即闸孔设计和消能设计。 4.1 闸孔设计 闸孔设计的主要任务:确定闸室结构形式、选择堰型、确定堰顶高程及孔口尺寸。 4.1.1 闸室结构形式 该闸建在人工渠道上,故宜采用开敞式闸室结构。 在运行中

16、，该闸的挡水位达 10.3m10.7m,而泄水时上游水位为 7.44m7.83m, 挡水位时上游最高水位比下游最高水位高出 2.87m，故拟设设置胸腔代替闸门挡 水，以减小闸门高度，减小作用在闸门上的水压力，减小启门力，并降低工作桥 的高度，从而减少工程费用。 综上所述：该闸采用带胸墙的开敞式闸室结构。 4.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 该闸建在少泥沙的人工渠道上,宜采用结构简单,施工方便,自由出流范围较大的平底 板宽顶堰。考虑到闸基持力层是坚硬粉质粘土,土质良好,承载能力大,并参考该地区 已建在工程的经验,拟取闸底板顶面与兴化渠渠底齐平，高程为 0.5m。 4.1.3 孔口尺寸的确定 （

17、1）初拟闸孔尺寸。该闸的孔口必须满足引水灌溉和引水冲淤保港的要求。 1）引水灌溉 上游水深 H=7.83-0.5=7.33m 下游水深 hs=7.78-0.5=7.28m 引水流量 Q=300m /s 3 上游行近流速 V0=Q/A A=(b+mH)H=(50+27.33)7.33=473.96m2 V=300/473.96=0.633 sm 3 H0=H+V0 /2g (取 =1.0) 2 =7.33+0.6332/29.8=7.35m hS /h0=7.28/7.4=0.990.8,故属淹没出流。 查 SL265-2001 表 A01-2，淹没系数 S=0.36 由宽顶堰淹没出流公式 2

18、3 00 2 HgBmQ s 对无坎宽顶堰，取 m=0.385，假设侧收缩系数=0.96，则 )2(2 3 001 HgmQB s = =25.54m 2）引水冲淤保港 上游水深 H=7.44-0.5=6.94m 下游水深 h=7.38-0.5=6.88m 引水流量 Q=100 sm 3 上游行近流速 V0=Q/A A=(b+mH)H=(50+26.94)6.94=443.3 sm 3 V =Q/A=100/443.3=0.23m/s0.8, 故属淹没出流。 查 SL265-2001 表 A01-2，得淹没系数 s=0.36 同样取 m=0.385，假设侧收缩系数=0.96，则得 B02= =

19、 =9.24m 比较 1） 、2）的计算结果，B02 B01，可见引水灌溉情况是确定闸孔尺寸 的控制情况，故闸孔净宽 B0 宜采用较大值 25.54m。 拟将闸孔分为 5 孔，取每孔净宽为 5.0m,则闸孔实际总净宽为 B0=55.0=25.0m。 2 3 0 2 Hgm Q s 2 3 94 . 6 819296. 0385. 036 . 0 100 . 2 3 35 . 7 819296 . 0 385 . 0 360 300 . 由于闸基土质条件较好，不仅承载能力较大，而且坚硬、紧密。为了减少闸 孔总宽度，节省工作量，闸底板宜采用整体式平底板。拟将分缝设在各孔底板的 中间位置，形成倒型底

20、板。中墩采用钢筋混凝土结构，厚 1.1m，墩头、墩尾均 采用半圆形，半径为 0.55m。 （2）复核过闸流量。根据初拟的闸孔尺寸，对于中孔，b0=5.0m，bs=b0+ =5.0+1.1=6.1m，b0/bs=5.0/6.1=0.820，查 SL265-2001 表，得 971 . 0 z 对于边孔，b0=5.0m，bs=40.26m，bo/bs=1.12, 查 SL265-2001 表，得 ,则 909 . 0 b NN bz ) 1( =(0.971(5-1)+0.909)/5 =0.960 根据 SL265-2001 表，对无坎宽顶堰，取 m=0.385，则 2 3 00 2 HgmBQ

21、 s =0.360.3850.95925 2 3 35 . 7 8192 =293.3 sm 3 100%=2.24%5% Q QQ 实 实际过流能力满足引水灌溉的设计要求。 因此，该闸的孔口尺寸确定为：共分 5 孔，每孔净宽 5.0m，2 个中墩各厚 1.1m，闸孔总净宽为 25.0m，闸室总宽度为 29.4m。 4.2 消能防冲设计 消能防冲设计包括消力池、海漫及防冲槽等三部分。 4.2.1 消力池的设计 1）上下游水位连接形态的判别,闸门从关闭状态到泄流量为 300往是分 sm 3 级开启的。为了节省计算工作量,闸门的开度拟分三级,流量 50;待下游的水位 sm 3 稳定后,增大开度至

22、150，待下游的水位稳定后,增大开度至 300。 sm 3 sm 3 当泄流量为 50时: sm 3 上游水深 H=10.7-0.5=10.2m; 下游水深可采用前一级开度(即 Q=0)时的下游水深 t=7.0-0.5=6.5m; 上游行进流速=50/718.1=0.069m/s(0.5m/s),可以忽略不计。 0 V A Q 0 V 假设闸门的开度 e=0.45m.=0.45/10.2=0.0440.65,为孔流。查 H e 水力学(河海大学出版社)，由表 10.7（采用插值法）： 005 . 0 611 . 0 613 . 0 044 . 0 611 . 0 得=0.612，则： hc=e

23、=0.6120.45=0.2754m =1.332m c h gh q h c c 1 8 1 2 3 2 t=6.5m,故为淹没出流。 c h 由(t)/(H-)=0.583,查 SL265-2001 表 A03-2（采用插值法） ，得孔 c h c h 流淹没系数=0.53，所以有 / 001 2gHeBQ 1=0.6-0.176=0.592He 式中 1孔流流量系数。 因此 Q=0.530.5920.4525=49.952108192.sm 3 该值与要求的流量 50十分的接近，才所假定的闸门开度 e=0.45 正确。 sm 3 此时，跃后水深 1.332t=6.5m,故发生淹没水跃。

24、以同样的步骤可求得泄水量 150、300时的闸门开度、跃后水深， sm 3 sm 3 并可判别不同泄水量时的水面连接情况，结果列如下表： 表 4-2 水面连接计算 序 号 Q （sm 3 ） E (m) / m hc h (m) t (m) 水面连接情况 150.00.450.6120.2751.3326.50 淹没水跃 2150.01.350.6170.8332.1426.70 淹没水跃 3300.03.000.6251.8752.5557.04 淹没水跃 2）消力池的设计 a)、消力池池深：由表 4-2 可见，在消能计算中，跃后水深均小于相应的下 游水深，出闸水流已发生了淹没水跃，故从理论

25、上讲可以不必建消力池。但是为 了稳定水跃，通常需建一构造消力池。取池深 d=0.5m。 b)、消力池长度：根据前面的计算 ，以泄流量 300作为确定消力池长 sm 3 度的计算依据。略去行进流速 V0，则： T0= H+d=10.2+0.5=10.7m h = c 0 0 0 =q/2g ，q=10.20， =0.95 2 =5.88 h =0.77 c =4.88m c h gh q h c c 1 8 1 2 3 2 水跃长度 L =6.9（-）=6.9（4.88-0.77）=28.4m J c h c h 消力池与闸底板以 1：4 的斜坡段相连接，LS=dp=0.54=2.0m,则消力池

26、长 度 LSJ为 L= L +L =2.0+0.7528.4=23.3m SJSJ 长度校正系数（0.70.8) 取消力池长度为 21.5m。 c)、消力池底板厚度计算： t=K1q 式中K1消力池底板厚度计算系数,可采用（ 0.150.20） K1取 0.175 Q=300/（25+4.4）=10.2)/( 3 msm H=10.7-7.78=2.92m t=0.73m 由于消力池的池底板厚范围（0.51.2）所以取消力池的池底板厚为 0.8m,前 后等厚。在消力池底板的后半部设排水孔,孔径 10cm,间距 2m，呈梅花行布置,孔 内填以砂，碎石。消力池与闸底板连接处留有 1 米的平台,以便

27、更好地促成出闸水 流在池中产生水跃。消力池在平面上呈扩散状，扩散角度 10。 4.2.2 海漫的设计 1）海漫的长度为： L= P qKS q=300/25.0+4.4+tg10(23+1)2=7.92 )/( 3 msm H=10.77.78=2.92m 为海漫长度计算系数，取为 7.0 s K s K =25.75m p L92. 292. 70 . 7 取海漫的长度为 26.0m。 2）海漫的布置和结构。由于下游水深较大,为了节省开挖量,海漫布置成水平 的.海漫使用厚度 40cm 的块石材料,前 10m 用浆砌块石,后 16m 采用干砌块石。 浆砌块石海漫上社排水孔,干砌块石上社浆砌块石

28、格梗,格梗断面尺寸为 40cm60cm。海漫底部铺设 15cm 厚的砂粒垫层。 4.2.3 防冲槽的设计 1）海漫末端河床冲刷深度为 )( 1 . 1 0 s h V q d 海漫末端的平均宽度 =1/2(50+50+227.04) B =64.08m =300/64.08=4.68 Q )( 3 msm 对比较紧密的黏土地基，且水深大于 3m，可取为 1.1m/s,=7.04m,则： 0 V s h =-2.36m d 04 . 7 1 . 1 68 . 4 1 . 1 L，满足要求。 L 2）绕流防渗长度。必须的防渗长度为 L=CH H=3.7m,C=7（回填土为砂土，且无反滤） ，因此

29、L=25.9m 实际防渗长度 =+16=36.7m L 15cos 20 L,满足防渗要求 L 其地下轮廓布置见下图 5-1-1： 图 5-1-1 地下轮廓布置 （单位：m） 5.2 渗流计算 采用改进阻力系数法进行渗流计算。 5.2.1 地下轮廓线的简化 为了便于计算，将复杂的地下轮廓进行简化。由于铺盖头部及底板上下游两 端的齿墙均浅，简化后的形式如下图 5-2-1： 图 5-2-1 地下轮廓简化图 （单位：m） 5.2.2 确定地基的有效深度 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=16+20=3

30、6m;地下轮廓 的垂直投影长度 S0=1.3m。 L0/ S0=36/1.3=27.75,故地基的有效深度 Te=0.5 L0=18 m(图 5-2-1)。 5.2.3 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，将渗流区域分成十个典型段。1、8 段为进出口段， 3、6、二段为内部水平段，2、4、5、7 则为内部垂直段。 表 5-2-1 各流段阻力系数为 流段阻力系数为 段号 ST 10.417.9 0446进口段和 出口段 =1.5（）+0.441 T S 2/3 80.517.40.448 20.518.0 0028 41.118.0 0061 50.517.4 0029 内部

31、垂直 段=lnctg(1-) 2 4 T S 70.517.4 0029 3 S1=0.5 S2=1.1 T=18.0 L=20.0 1.049内部水平 段= T SSL)(7 . 0 21 6 S1=0.5 S2=0.5 T=17.4 L=16.0 0.879 则 = =2.969 8 1i i 5.2.4 渗透压力计算： 1）设计洪水位时：H=10.3-7.0=3.3m。根据水流的连续条件，经过各流段 的单宽渗流流量均应相等。 a）任一流段的水头损失 h = ,则 i H i h1 =0.50m h2 =0.03m h3 =1.16m h4 =0.07m h5 =0.03m h6 =0.9

32、8m h7 =0.03m h8 =0.50m b）进出口段进行必要的修正：进出口修正系数为 1 =1.21- 1 )059 . 0 (2)(12 1 2 T S T T T=18.0m T=17.9m S=0.4m 则=0.341.0 应予修正 h =h1=0.17m 1 1 1 进口段水头损失的修正量为 h=0.500.17=0.33 修正量应转移给相邻各段 h =0.03+0.03=0.06 2 h =1.16+（0.330.03）=1.46m 3 同样对出口段修正如下 =1.21- 2 )059 . 0 (2)(12 1 2 T S T T T=17.4m T=17.4m S=0.5m

33、则=0.3960，表示闸门不能靠自重关闭，需加压 10kN 重块帮助关闭。则闸门自 重为 G=200+10=210KN 根据计算所需的启门力 FQ=376.4kN，初选双调点手摇 电动两用卷扬式启闭机（上海重型机械厂产品）QPQ-225。其机架外轮廓宽 J=1962mm。 2）工作桥的尺寸及 构造。 （见图 6-1-2）工作桥的宽度不仅要满足启闭机布置的要求，且两侧应留有 足够的操作宽度。B=启闭机宽度+2栏杆柱宽+2栏杆外富裕宽度 1.962+20.8+20.15+20.05=3.962m。故取工作桥净宽 4.0m。工作桥为 板梁式结构。预制装配。两根主梁高 0.8m，宽 0.35m，中间活

34、动铺板厚 6cm。 为了保证启闭机的机脚螺栓安置在主梁上，主梁间的净距为 1.5m。在启闭机机脚 处螺栓处设两根横梁。其宽 30cm，高 50cm。 工作桥设在实体排架上，排架的厚度即闸墩门槽处的颈厚为 50cm，排架顺水 方向的宽度为 2.3m。排架的高程为：胸墙壁底缘高程+门高+富裕高度 =8.1+7.8+0.6=16.5m。 在工作桥的下游侧布置公路桥，桥身结构为钢筋混凝土板梁结构，桥面总宽 为 4.0m。 6.1.5 检修便桥 为了便于检修、观测、在检修门槽处设置有检修便桥。桥宽 1.5m。桥身 结构仅为两根嵌置于闸墩内的钢筋混凝土简支辆。梁高 40cm，宽 25cm。梁中间 铺设厚

35、6cm 的钢筋混凝土板。 6.1.6 交通桥 在工作桥饿下游侧布置公路桥，桥身结构为钢筋混凝土板梁结构，桥面 总宽 5.5m。其结构构造及尺寸见本章第一节。 6.2 闸室稳定计算 取中间的一个独立的闸室单元分析，闸室结构布置见图 6-2-1： 图 6-2-1 闸室结构布置图 （单位：m） 6.2.1 荷载计算 1）完建期的荷载.完建期的荷载主要包括闸地板重力 G1、闸墩重力 G2、闸门 重力 G3、胸墙壁重力 G4、工作桥及启闭机设备重力 G5、公路桥重力 G6和检修便 桥重力 G7、取混凝土、钢筋混凝土的容重为 25KN/m3。 底板重力为： G1=161.012.225+1/2（1+1.5

36、）0.512.2252 =5261.3KN 闸墩重力：每个中墩重 G2=（0.53.140.55211.325）+（0.53.140.5528.025） +(4.21.111.325)+(2.31.111.325)+（2.34.725） +（8.41.1825）+（30.670.71.825） +（4.70.70.725）-(20.30.211.325)-(20.30.611.325) =4217.6KN 每个闸室单元有两个中墩，则：G2=2G2=8435.2KN 闸门重力为：G3=2002=400.0KN 胸墙重力为：G4=0.30.51025+0.40.81025+0.2(3.7-0.4-

37、0.3) 1025=267.5KN 工作桥及启闭机设备重力如下 工作桥重力：G5=20.920.3512.225+0.5(0.08+0.12) 0.912.2225+0.150.1212.2225+0.061.3 12.225=286.1KN 考虑到栏杆及横梁重力等，取: G5=350.0KN QPQ启闭机机身重 40.7KN 混凝土及电机重，每台启闭机重 48.0KN, 启闭机重力 G 5=248.0KN=96.0KN G5= G 5+ G5=350.0+96.0=446KN 公路桥重力:公路桥每米重约 80KN,考虑到栏杆重,则公路桥重为: G6=8012.2+50=1026.0KN 检修

38、便桥重力：G7=0.250.410.0252+0.061.51025=72.5KN 考虑到栏杆及横梁重力等，取: G7=135.0KN 完建情况下作用荷载和力矩计算见下表 6-2-1： 表 6-2-1 完建情况下作用荷载和力矩计算表 (对底板上端 B 点求力矩) 力矩(KNm) 部位 重力 (KN) 力臂 (m) 底板5261.38.042090.4 （1）268.40.32 85.89 （2）2542.62.65 6737.9 （3）1496.25.90 8827.6 （4）3938.011.25 44302.5 闸 墩 （5）190.015.68 2979.2 工作闸门 400.05.79

39、 2316.0 工作桥 350.05.90 2065.0 启闭机 96.05.90 566.40 公路桥 1026.012.25 12568.5 检修便桥 135.01.80 243.0 胸墙 267.54.79 1281.3 合计15971 .6 2）设计洪水情况下的荷载。在设计洪水情况下,闸室的荷载除此之外,还有闸 室内水的重力、水压力、扬压力等。 闸室内水重: W1=4.699.8109.8+7.60.8109.8+6.5109.919.8 =4504.3+595.8+6312.7 =1141.8 KN 水平水压力: 首先计算波浪要素。有设计资料知：ht=0.8m，Ll/hl=10，上游

40、 =9.8m， H 则上游波浪线壅高为： =0.25m ll l L H cth L h h 2 2 0 8 9.82 cth 8 0.8 h 2 0 波浪破碎的临界水深： ll lll lj hL hLL H 2 2 ln 4 mHlj94 . 0 8 . 020 . 8 8 . 020 . 8 ln 4 8 可见，上游平均水深大于 Ll/2,且大于 Hlj，故为深水波。因此： P1=0.549.8(4+0.25+0.8)12.2+0.569.8(4+10)12.2=1207.6+ 5021.5=6229.1 KN（） P2=0.59.8(8.33+9.75) 1.512.2=1610.6

41、KN（） P3=0.57.573.5 9.812.2=3452.9 KN（） P4=0.59.8(7.5+8.44) 0.715.2=586.7 KN（） 浮托力：F=7.79.81612.2+20.5(1.0+1.5) 0.59.812.2 =14879.2 KN() 渗透压力:U=0.309.81612.2+0.51.22169.812.2 =787.45+1549.50 =1735.3 KN() 设计洪水情况下的荷载图见（图 6-2-2）, 设计洪水情况下的荷载计算表见 (表 6-2-2，设计洪水情况下荷载和力矩计算对 B 点取矩) 图 6-2-2 设计洪水位时荷载图 表 6-2-2 设

42、计洪水情况下荷载和力矩计算对 B 点取矩 竖向力（KN）水平力（KN） 力矩 （KNm） 备注 荷载名称 力 臂 （m ） 闸室结构 重力 15971.6 表6- 2-1 上游水压 力 1207.6 5021.5 1610.6 9.18 4.07 0.73 11085 .8 20437 .5 1175. 7 下游水压 力 3452. 9 3.2 0.34 11049 .3 586.7199.5 浮托力 14879. 2 8.0.6 渗透压力 534.8 1200.5 8.0 5.33 4278. 4 6398. 7 水重力 4504.3 595.8 6312.7 2.35 5.09 11.0 5 10585 .1 3032. 6 69755 .3 27383.8 16614. 5 6759.7 4039. 6 .6.5 合计 10769.3（）2720.1（）99226.1（） 3）校核洪水位情况的荷载。校核洪水位情况时的荷载与设计洪水位情况的荷 载计算方法相似。所不同的是水压力、扬压力是相应校核水位以下的水压力、扬 压力。 闸室内水重: Pv=4.6910.2109.8+7.60.8109.8+6