水利水电水闸设计说明书资料

1、黄河水利职业技术学院水闸课程设计报告刖言本次课程设计，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

2、学的热心帮助， 在此表示由衷的感谢。11目录前言1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8第三章水闸防渗及排水设计 11第一节闸底地下轮廓线的布置 11第二节 防渗和排水设计、渗透压力计算 12第三节 防渗排水设施和纟田部构造 14第四章闸室布置15第一节闸底板、闸墩15第二节 工作桥、交通桥、检修桥 16第三节 闸门与启闭机17第四节 闸室的分缝与止水 18第五章闸室稳定计算19第一节荷载及其组合19第二节完建无水期荷载计算及地基承载力验算 19第三节 闸室稳定验算2 1第六章上、下游连接建筑物 2 2总 结2 4参考文献2 5致

3、谢2 6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。流域面积2234平方公里，流域内耕地面积 288万亩。农作物以种植小麦、棉花。 经济作物为主，河流平均纵波1/6200。本工程属三级建筑物。本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水 2230万立方米。上游5个县25个乡 已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南，北两干渠，配支干渠，配支 干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万亩农田，既总灌溉面积 45万亩。总之，该闸拦蓄水源充沛可靠，效益巨大，是解决颖河流域农田的灌溉动脉，

4、同时，也解决颖河地区浅层地下水贫水区的重要水源。1.2地形资料闸址附近地形图（1： 500） 张1.3地质资料根据地质钻探资料，闸址附近地层为中粉质土壤，厚度约25m其下为不透水层，其 物理力学性质如下：3湿容重r湿=20.2KN/m土壤干容重r干=16 KN/m3饱和容重r饱=22.2 KN/m浮容重r浮=10.2KN/ m3自然含水量时，内摩擦角为=23饱和含水量时，内摩擦角/=20土壤的凝聚力c=1 KN/m3地基允许承载力S =150KPa混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.36地基应力的不均匀系数n =1.52.0渗透系数 k=9.29 x 10-3cm/s本地区地震烈度为6以下1.4

5、建筑材料1.4.1石料：本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给、距京广线很近，交通 条件较好。1.4.2粘土：经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。1.4.3闸址处有足够多的沙料。1.5水文气象1.5.1气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度1.5.2 风速：最大风速 V=20m/s,吹程D=0.6Km1.5.3降雨量：非汛期（16月及1012月）九个月份颖河平均最大流量 Q= 10 m3/s ; 汛期（79月）三个月最大流量 Q为130 m3/s。年平均最大流量Q=36.1m3/s,最大年径流总量为9.25亿m。年平均最小流量Q=15.6nVs,最小年径流总量为0.42亿m。1

6、.5.4冰冻:颖河流域冰冻时间短,冻土很薄,不影响施工。1.5.5上下游河道断面糙率河床0.0225 滩地 0.03He_F图1-1河道断面图1.6批准的规划成果为1.6.1灌溉用水季节,拦河闸的正常挡水位为58.72m,下游无水.1.6.2洪水标准1.6.2.1 设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1144.4mi/s，闸上游的洪水位为59.5m, 相应的下游水位59.35m。1.6.2.2 校核洪水位为200年一遇，相应的洪峰流量Q=1642.89rn/s，闸上游洪水位61m 闸下游水位60.82m。1.6.2.3 施工导流采用20年一遇洪水，相应的洪峰为169rVs。1.7施工条件1.7

7、.1工期：要求在两年内完成。1.7.2 电源：由电网供电、工地距电网 10Km1.7.3材料供应：三材由省统一安排，本地区无石料及水泥，主要从洛阳、南阳等地用 铁路运至漯河共350Km再用汽车转运到工地，运距40Km第二章水力计算第一节 闸室的结构型式及孔口尺寸确定1.1闸址的选择闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资 大小等方面的问题。在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁 情况等方面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。闸址宜选择在地形开阔、岸颇稳定、岩土坚实和地下水位较底的地点，优先选用地 址条件良好的天然地基，避免采用人

8、工处理地基。若在交叉河口附近建闸，选定的闸址 宜在距离交叉河口较远处。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。 本设计闸址、闸 轴线选在地形高程61.5m处，规划中已给出1.2闸型、闸孔形式的选择本工程主要任务是正常情况下拦截河水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水， 以保防洪安全。由于是建在平原地区河道上的拦河闸，应具有较大超泄能力，并利于 排除漂浮物。因此采用不设胸墙的开敞式水闸。而不采用穿堤取水或者排水的涵洞式 水闸。也不采用双层式水闸。闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型和胸墙孔口型三种。由于本工程是拦河闸， 若采用低实用堰易淤沙。若采用胸墙孔口型易对泄洪有影响。故采用

9、了有结构简单、施 工方便、泄流能力比较稳定，有利于泄洪、冲沙、排淤等优点的宽顶堰型。1.3闸槛高程的选择闸槛高程的确定，不仅对闸孔的型式、尺寸和闸室的稳定有着决定性的影响。 而且 直接关系到整个水闸工程的工程量和造价。由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大， 为排于排除淤沙。闸底板高程应尽可能低。因此，采用无底坎平底板宽顶堰，堰顶高程 与河床同咼，既闸底板咼程为51.92m。1.4拟订闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深如表2.1所示表2.1 上游水头计算流量Q下游水深上游水深过水断面面积行近流速2 V。2g上游水 头H)(m3 / s )hs (m)H(m)(m2

10、)V0 (m/s)(m)设计流量1144.457.437.58656.351.740.157.73校核流量1142.898.99.08847.331.940.199.272注：考虑雍高15-20cm C：h取值在0.1-0.3m 之间,Ho=hs+.lh +匹)2g闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰，根据公式h0.72H判别是否为淹没出流，其判 别计算见表2.2表2.2淹没出流判别计算计算情况下游水深hs(m)上游水头H(m)hs0.72H0流态设计水位7.437.737.435.57淹没出流校核水位8.99.278.906.67淹没出流1.4.1确定闸孔净宽按照闸门总净宽计算公式Qgm, 2gH

11、；/2根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算,见表2.3其中 侧收缩系数，取0.96;m为堰流流量系数，取0.385表2.3 闸孔总净宽计算流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水头H(m)hs 兀淹没系数B0(m)设计流量1144.457.437.730.960.5954.03校核流量1642.898.99.270.960.5959.04根据闸门设计规范中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b=9m同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用7孔。由于闸基为软基河床，选用整体五宽度为：L= (7X 9) + (2X 1.6+4 X 1.2 ) =71 (m)兀 丄_.6 比匚 J1.1

12、- |-|nA,jiFX. / X/ /乂/ / / / / /% /、jF /x ar z / 图2-1闸孔尺寸布置图(单位：m1.5校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数，查水闸设计规范(规范表2-2)，结果如下：对于中孔：bo90.880得 “ =0.973bs 9+1.2靠缝墩孔：bo90.85得；2 =0.973bs9+1.6对于边孔：b =0.309得；3 =0.909bs1 0.9734 0.9722 0.923 小“名=0.967所以与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上下游水位，进一步换算流量如表2.4所示。表2.4过流能力校核计算计算情况(m3 / s )堰上水头H(

13、m)hs/H06Q校核过流能力设计流量1144.457.730.960.590.961294.3413.1%校核流量1642.899.270.960.590.961647.820.3%设计情况和校核情况都没有超过了规定 5%勺要求，符合要求，孔口尺寸选择 的比较合理。1.6辅助曲线的绘制根据水闸所在的河流纵横面图，绘制下游水位与流量关系曲线。用明渠均匀流公式 进行计算：表2.5下游水位与相应流量关系表下游水位H过水面积W(m2)湿周X(m)水力半径R(m)谢才系数C流量Q(m3)下游水深h52.4234.570.240.4939.4612.10.552.927072.470.9744.2238

14、.721.053.9214476.941.8749.33123.372.054.9222281.422.7352.53244.563.055.9230485.893.5454.87398.564.056.9239090.364.3256.71583.555.057.9248094.835.0658.23798.546.058.92584.9125.304.6757.46922.17.058.92708.92129.786.4860.681318.388.059.92836.89134.256.2360.291600.039.0下游水位与流量关系曲线图2-2下游水位与流量关系曲线第二节消能防冲设

15、计2.1消能防冲设计的控制情况由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流消能。设计水位或校核水位时闸门全开宣泄洪水，为淹没出流，无须消能。闸前为正常高水位58.72m,部分闸门局部开启，只宣泄较小流量时，下游水位不高，闸下射流速度较大， 才会出现严重的冲刷河床现象，需设置相应的消能设施。为了保证无论何种开启高度的 情况下均能发生淹没式水跃消能，采用闸前水深H=6.8m闸门局部开启情况，作为消能防冲的控制情况。为了降低工程造价，确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设计按1、3、5、7孔对称方式开启，分别对不同开启孔数和开启高度进行组合计算，找 出消力池池深和池长的控制条件

16、。按 式 Q = ebnJ2gH0、 式 d =Q0h； -h$ -AZ、 式 hc=Ee、 式结果列入表2.6表2.6消力池池深、池长估算消力池尺寸开启 孔数开启 高度收缩 系数泄流量Q单宽 流量收缩水深跃后 水深下游水深流态判别池深池长水跃长备注ne/(m3/s)Qhc(m)hc(m)Hs(m)d(m)Lsj(m)Lj(m)11.00.61858.196.470.623.421.230.9819.3819.311.20.61969.807.760.743.721.37自由 出流0.9520.2525.611.50.62185.729.520.934.021.560.8420.4121.3池

17、深控 制12.00.624112.2012.471.254.451.870.6920.4222.1限开31.0061887.33.230.621.571.5831.20.619104.73.880.741.71.78自由 出流31.50.621128.154.750.931.812.0432.00.625167.256.191.251.952.36通过计算，为了节省工程造价，防止消力池过深，对开启1孔开启高度为2.0m限开为1.5m的消力池池深为控制条件。2.2消力池尺寸及构造2.2.1消力池深度计算根据所选择的控制条件，估算池深为2米用式hToh；尹、式. 2訂1麗一1)式_2g飞2爲、计算

18、挖池后的收缩水深hc和相应的出池落差Z及跃后水深h；，验算水深淹没系数符号在1.051.10之后的要求。11.371.651.063.82.2.2消力池池长根据池深为1.0m,计算出相应的消力池为22m2.2.3消力池的构造采用挖深式消力池。为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔孔径为10cm间距为2m呈梅花形布置。根据抗冲要求，按式 k L理=47.6m第二节防渗和排水设计、渗透压力计算2.1渗流计算的目的计算闸底板各点渗透压力；验算地基图在初步拟定的地下轮廓线下的渗透性。2.2计算方法计算方法有直线比例法、流网法和

19、改进阻力系数法，由于改进阻力系数法结果精确, 采用此种方法进行渗流计算。2.3计算渗透压力2.3.1地基有效深度的计算。根据公式判断L/S=23.25地基有效深度为：Te=0.5 X L0=0.5 X 52=26 (m)计算Te大于实际的地基透水层深度25m所以取最小值Te=25m.2.3.2分段阻力系数得计算。通过地下轮廓的各角点和尖端将渗流区分成9个典型段，如图3-2所示。其中1、9段为进出口段，用相应的公式计算相应的阻力系数；3、5、7段为内部垂直段，用相应的公式计算相应的阻力系数；2、4、6 8段为水平段，用相应的公式计算相应的阻力系数。各典型段的水头损失公式计算。结果列入表中。对 于

20、进出口段的阻力系数修正，按相应公式计算，结果如表3.1和3.2所示。渗流区域分段图如图3-2。层水透不图3-2渗流区域分段图（单位：m）表3.1各段渗透压力水头损失分段编号分段名称STLE ihihi 进口0.6250.450.9840.310水平一01.924.434.01.342.9303.6垂直1.9一一24.4一0.080.1750.175水平一0022.51.00.040.0870.087垂直1.0一一23.5一0.040.0870.087水平一1.01.023.516.00.621.3561.458垂直1.0一一23.5一0.040.0870.174水平一0022.51.00.04

21、0.0870.174出口1.5一一24.0一0.461.0060.73合计3.11H=6.8H=6.8表3.2进出口段的阻力系数修正表断别ST3 ho hh进口段0.624.40.310.310.6743.6出口段2.5240.720.730.450.1742.3.3计算各角点的渗透压力值。用表3.1计算的各段的水头损失进行计算，总的水头 差为正常挡水期的上、下游水头差 6.8m。各段后角点渗压水头=i亥段前角点渗压水头- 此段的水头损失失值，结果列入表 3.3。表3.3闸基各角点渗透压力值HH2HbH5HsH/H9H106.86.492.892.722.632.541.080.910.730

22、2.3.4验算渗流逸出坡降。出口段的逸出坡降为：J=h /S =0.7 3/1.5=0.48，小于壤 土出口段允许渗流坡降值J=0.500.60，满足要求，不会发生渗透变形。闸底板的渗 透压力分布如图3-3所示。图3-3闸底板下渗透压力分布图（单位：m）第三节防渗排水设施和细部构造3.1.排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。 排水的位置直接影响渗透压力的大小和分布，应根据闸基土质情况和水闸的工作条件， 作到既减少渗压又避免渗透变形。3.2排水设备的设计3.2.1水平排水水平排水为加厚反滤层中的大颗粒层， 形成平铺式。排水反滤层一般是由23层不

23、 同粒径的砂和沙砾石组成的.层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗 流方向逐层增大。反滤层的材料应该是能抗风化的砂石料， 并保护土壤的颗粒不得穿过反滤层；各层的颗粒不得发生移动；相邻两层间，较小一层的颗粒不得穿过较粗一层得空隙；反滤层不能被阻塞，应具有足够的透水性，以保证排水通畅；同时还应保证耐久、稳定，其工 作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而变差。本次设计中的反滤层由碎石、中砂和细纱组成，其中上部为20cm厚的碎石，中间为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。（见反滤层构造图3-5）3.2.2铅直排水设计。本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m孔径为10cm,呈梅花

24、形布置，孔下设反滤层。3.2.3侧向排水设计。侧向防渗排水布置（包括齿墙、板桩、排水井等）应根据上、下 游水位、墙体材料和墙后土质以及地下水位变化等情况综合考虑，并应与闸基的防渗排 水布置相适应，在空间上形成防渗整体。在消力池两岸翼墙设23层排水孔，呈梅花行布置，孔后设反滤层，排出墙后的侧 向绕渗水流。3.3止水设计凡具有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在黏土铺盖保护层 上的温度沉陷缝、消力池与底板温度沉陷缝、翼墙和消力池本身的温度沉降缝内。在 黏土铺盖与闸底板沉陷缝中设置沥 青麻袋止水。其构造详见图3-4 o

25、图3-4止水详图(单位：cm)图3-5 反滤层构造图(单位：cm)第四章闸室布置第一节闸底板、闸墩1.1闸底板的设计1.1.1作用。闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并较均匀 地传给地基，还有防冲、防渗等作用。1.1.2形式。常用的闸底板有平底板和钻孔灌注桩底板，沉陷缝设在闸墩中间。1.1.3长度。根据前面设计，已知底板长度为18m1.1.4厚度。根据前面设计，已知底板厚度为1.5mo1.2闸墩设计1.2.1作用。分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构，使水流顺利地通过闸室。1.2.2夕卜形轮廓。应能满足过闸水流平顺、侧向收缩小、过流能力大的要求。上 游墩头采用半圆形，下游墩头采

26、用流线形。其长度采用与底板同长，为15m1.2.3厚度。中墩1.2m,缝墩1.6m，边墩1.0m。平面闸门的门槽尺寸应根据闸 门的尺寸确定，检修门槽深 0.20m,宽0.20m,主门槽深0.3m,宽0.8m。检修门 槽与工作门槽之间留3.0m的净宽，以便于工作人员检修。1.2.4高度。采用以下三种方法计算，取较大值。根据计算墩高最大值为9.58m,另根据水闸设计规范中规定，有防洪任务的拦河闸闸墩高程不低于两岸堤顶 咼程，两岸堤顶咼程为61.50m,经比较后取闸墩咼程10mH墩二校核洪水位时水深+安全超高=9.08+0.4=9.48 ( m)H墩二设计洪水位时水深+安全超高=7.58+0.5=8

27、.08 ( m)H墩=正常挡水位时水深+ h=6.8+0.98=7.78 (m)式中， h为波浪高度，其计算请查阅相关书籍。缝墩尺寸见图4-1垂直止水1门L J30C-23图4-1缝墩尺寸详图(单位：cm)第二节工作桥、交通桥、检修桥2.1工作桥工作桥是为了安装启闭机和便于工作人员操作而设的桥。若工作桥较高，可在闸墩上部设排架支承。工作桥设置高程与闸门尺寸及形式有关。由于是平面钢闸门，采用固定式卷扬启闭机，闸门提升后不能影响泄放最大流量，并留有一定的富裕度。根据工作需要和设计规范，工作桥设在工作闸门的正上方，用排架支承工作桥，桥上设置启闭机 房。由启闭机的型号决定基座宽度为2m启闭机旁的过道设

28、为im启闭机房采用24砖砌墙，墙外设0.66m的阳台。因此，工作桥的总宽度为 6m由于工作桥在排架上， 确定排架的高度即可得到工作桥高程。排架咼度=闸门咼+安全超咼+吊耳咼度=9+0.4+0.5=9.9(m)工作桥高程=闸墩高程+排架高+T形梁高=61.92+9.9+仁72.82(m)工作桥细部构造见图4-2.1川 1汕 L口图4-2工作桥细部构造2.2交通桥交通桥的作用是连接两岸交通，供车辆和人通行。交通桥的形式可采用板梁式。交 通桥的位置应根据闸室稳定及两岸连接等条件确定，布置在下游。仅供人畜通行用的交 通桥，其宽度不小于3m行驶汽车等的交通桥，应按交通部门制定的规范进行设计， 一般公路单

29、车道静宽为4.5m，双车道为7-9m。本次设计采用双车道宽8m宽，并设有人行道安全带为0.75m,具体尺寸如图4-3所示图4-3交通桥细部构造图（单位:cm）2.3检修桥检修桥的作用为放置检修闸门，观测上游水流情况，设置在闸墩的上游端。采用预 制T形梁和活盖板形式。尺寸如图4-4所示。图4-4检修桥细部构造图（单位：cm）第三节闸门与启闭机3.1闸门类型按工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门；按材料分为钢闸门、混凝土闸 门和钢丝网水泥闸门；按结构分为平面闸门、弧形闸门等。3.1.1工作闸门工作闸门基本尺寸为闸门高9m宽9m采用平面钢闸门，双吊点，滚轮支承。 3.1.2检修闸门检修闸门米用

30、叠梁式，闸门槽深为 20cm宽为20cm闸门形式如图4-5所示。检修门槽宽图4-5叠梁式检修闸门示意图3.2启闭机类型启闭机可分为固定式和移动式两种，常用固定式启闭机有卷扬式、螺杆式和油压式。 卷扬式启闭机启闭能力较大，操作灵便，启闭速度快，但造价高。螺杆式启闭机简便、 廉价，适用于小型工程、水压力较大、门重不足的情况等。油压式启闭机是利用油泵产 生的液压传动，可用较小的动力获的很大启闭力，但造价较高。在有防洪要求的水闸中， 一般要求启闭机迅速可靠，能够多孔同步开启，这里采用卷扬式启闭机，一门一机。3.2.1启闭机的选型根据水工设计手册，平面直升纲闸门结构活动部分重量公式，经过计算得16.9t

31、，考虑其他因素取闸门自重170kN。G=0.012k 支 k 材 H165 B185式中G闸门结构活动部分重量，t;k支一闸门的支承结构特征系数，对于滑动式支承取0.8，对于滚轮式支承取1.0，对于台式支承取1.3 ；k材一闸门材料系数，普通碳素结构刚制成的闸门为1.0，低合金结构支承的闸门取0.8 oH孔口高度，取9mB 孔口宽度，取8m3.2.2初估闸门启闭机的启闭力。根据水工设计手册中的近似公式：FQ=(0.10 0.12 ) P+ 1.2G=0.10 X 1850+ 1.2 X 170=389 (KN)Fw= (0.10 0.12 ) P- 1.2G=0.10 X 1850- 1.2

32、X 170=-19 (KN式中 P 平面闸门的总水压力，KN. P=1/2rh 2b;Fq启门力,KNF闭门力,KN由于闸门关闭挡水时，水压力 P值最大。此时闸门前水位为 6.8m，本次设计的水 闸为中型水闸，系数采用0.10，经计算启门力Fq为389kN,闭门力Fw为-19kN。查水工 设计手册，选用电动卷扬式起闭机型号 QP2X 25o第四节闸室的分缝与止水水闸沿轴线每隔一定距离必须设置沉陷缝，兼做温度缝，以免闸室因不均匀沉陷及 温度变化产生裂缝。缝距一般为1530m缝宽为22.5cm。整体式底板闸室沉陷缝，一 般设在闸墩中间，一孔、二孔或三孔一联为独立单元，其优点是保证在不均匀沉降时闸

33、孔不变形，闸门仍然正常工作。凡是有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直和水平两种，前者设在闸墩中 间，边墩与翼墙间以及上游翼墙本身；后者设在铺盖、消力池与底板，和混凝土铺盖、 消力池本身的温度沉降缝内。本次设计缝墩宽1.6m，缝宽为2cm取中间三孔为一联，两边各为两孔一联。第五章闸室稳定计算第一节荷载及其组合1.1设计情况水闸在使用过程中，可能出现各种不利情况。完建无水期是水闸建好尚未投入使 用之前，竖向荷载最大，容易发生沉陷或不均匀沉陷，这是验算地基承载力的设计情 况。正常挡水期是下游无水，上游为正常挡水位，上下游水头差最大，闸室承受较大 的水平推力，是验算闸室抗滑稳定性设计情况泄洪期工

34、作闸门全开，水位差较小，对 水闸无大的危害，故不考虑此种情况。本次设计地震烈度为6度，不考虑地震情况。1.2荷载组合完建无水期和正常挡水期均为基本荷载组合。取中间三孔一联为单元进行计算，需 计算的荷载见表5.1表5.1 荷载组合何载组合计算情况r自重静水压力扬压力泥沙压力地震力浪压力基本组合完建无水 期V正常挡水 期VVVV第二节完建无水期荷载计算及地基承载力验算2.1 荷载计算荷载计算主要是闸室结构自重。在计算中以三孔一联为单元，省略一些细部构件重 量，如栏杆、屋顶等。力矩为对闸底板上游端点所取。钢筋混凝土重度采用25kN/mi；混凝土重度采用；水重度采用10kN/;砖石重度采用19kN/m

35、t完建无水期的荷载分布 见图5-1 ;荷载计算见表5.2表5.2完建无水期荷载计算何载自重（kN）力臂（m）力矩（KN- m ）+ /闸底板21250.009.0191250.00一中墩112209.0100980一缝墩74809.067320一工作桥1463.008.011704一黄河水利职业技术学院水闸课程设计报告交通桥16941423716一检修桥6304.52835一启闭机235.448.01883.52一启闭机房1209.608.09676.80一排架1011.008.08088一闸门621.158.04969.20一合计46814.19一422422.52一G工G检G排G交1 /1

36、 1 r rG门G墩1G板、_图5-1完建无水期荷载分布图2.2地基承载力计算根据荷载计算结果，采用式进行地基承载力的验算，可得结论为：完建无水期的地 基承载力能够满足要求，地基也不发生不均匀沉陷。地基承载力公式为：偏心距：e=B/2-工M/艺G,代入数值得：e=18/2-422422.52/46814.19=-0.02(m)代入地基承载力公式得：46814.19- 6 (-0.02) = 93.5628 81892.27(kpa)地基承载力平均值2 7心今小I,代入数值得:93.5092.272= 92.89p 1 = 150 (kpa)地基不均匀系数二血，代入数值得：二9350 =1.01

37、 ；丨-1.52.0Pmin92.27从以上可以得出结论：完建无水期的地基承载力能够满足要求，地基也不会发生不均匀 沉陷。第三节闸室稳定验算3.1荷载计算正常挡水期荷载除闸室自重外，还有静水压力、水重，闸底板所受扬压力由渗透计 算中可得。由于浪压力小于静水压力的 5%忽略不计。其荷载分布见图5-2，荷载计算 见表5.3.G检G排G交S8-72| /111.1i 1G墩上游水平水压力G水G门G工厂G 板_ 浮托力渗透压力1图5-2正常挡水期荷载分布图下游水平水压力表5.3正常挡水期荷载计算荷载名称垂直力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（KN m）J-/ +闸室自重46814.19422422

38、.52上 游 压 力P6350.62.8317972.20F24113.331.134648.06浮托力6592.329.0059330.88渗透压力6633.526.1941061.49水重12215.573.846419.17合计59029.7613225.84491461.95100392.3745803.92 J10463.93 f-391069.583.2地基承载力验算根据荷载计算结果，采用式进行地基承载力的验算，可知正常挡水期的地基承载力及地 基不均匀系数均满足要求。偏心矩：e=B/2-艺 M/艺 G=18/2-391069.58/45803.92=0.46（ m）地基承载力：p：

39、i：xM(仁)代入数据得:AWABmax P min455803.92x28 18仁土 J03*3018 丿 78.46(kpa)地基承载力平均值:P =匹匝乞p 1 代入数据得：p-103聖 旦46 =90.88 pl = 150(kpa)2 2地基不均匀系数：二匹代入数据得：二遁互=1.40 ：丨I-1.5L 2Pmin75.453.3闸室抗滑稳定计算闸底板上下游段设置的齿墙深度为1.0m，按浅齿墙考虑，闸基下没有软弱夹层。滑动沿闸底板与地基的接触面，采用式 K二？ _K 进行计算，其中的闸底板与地Z P基之间的摩擦系数，根据闸址处地层分布可知为重粉质壤土和细纱，查闸室基础底面与地基之间的

40、摩擦系数表得 0.36，允许的抗滑稳定安全系数根据本工程主要建筑物为3级，查表得1.20。经计算闸室抗滑稳定满足要求。抗滑稳定安全系数K二 _K 1,代入数值计算得：0.36 35514.2110463.93= 1.22 - IK I -1.20送P第六章上、下游连接建筑物1.1上、下游连接建筑物的作用1.1.1挡住两侧填土，维持土坝及两岸稳定；1.1.2当水闸泄水或引水时，上游翼墙主要用于引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减少冲刷；1.1.3保持两岸或土坝边坡不受过闸水流的冲刷；1.1.1控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的岸坡或土坝产生渗透变形；1.1.5在柔软地基上设有独立

41、岸墙时，可以减少地基沉降对闸身应力的影响。1.2上游连接建筑物本次设计的上游连接建筑物采用圆弧式翼墙， 这种布置是从边墩开始，上游用圆弧 行的铅直翼墙与河岸连接，上游圆弧半径为20m其优点是水流条件好，但模板用量大， 施工复杂。上游段米用的挡土墙形式有扶墙式和重力式两种。从闸室向上游岸坡连接时，先米用扶墙式，挡翼墙插入岸体一定深度时，再采用重力式挡土墙。具体构造如图6-1。/*X 一图6-11.3下游连接建筑物本次设计的下游连接建筑物采用铅直的八字形翼墙，其扩散角采用7,直到消力池末端，当进入海漫后采用扭曲面与下游两岸连接。下游连接建筑物采用悬臂式挡土墙来挡土。具体构造如6-2。1.4闸室与岸坡连接建筑物闸室边墩后采用空箱式挡土墙，上边建有桥头堡，桥头堡的墙尽量坐在空箱式挡土墙的竖墙上，用来承载一定的重量，空箱式挡土墙的具体构造如6-2所示一. 设计总结学以致用，实践才是检验真理的最好标准，紧张而充实的水闸课程设计已接近尾声， 现在想来，通过设计使我更加完善了自己三年来所学的知识，使之查漏补缺，形成了一 个较为完整的体系，为今后参加工作打下了良好的坚实基础。二. 设计的目的总结我们平时的学习成果，使所学的理论知识得到巩固、扩大、深入和系统化。培养我们综合运用所学知识，解决实际工作问题的能力，初步掌握水利枢纽设计的 内容、方法和步