二线船闸毕业设计

1、港口航道与海岸工程专业毕业设计目 录1 设计基本资料- 3 -1.1 设计依据和必要性- 3 -1.2 设计标准、规范- 3 -1.3 地形资料- 3 -1.4 地质资料- 3 -1.5 公路及桥梁- 3 -1.6 地震- 3 -1.7 经济资料- 3 -1.8 水文资料和气象资料- 4 -1.9 交通、建筑材料供应情况- 5 -2 总体设计- 5 -2.1 船闸规模- 5 -2.2 各部分高程确定- 6 -2.3 引航道型式及尺度确定- 6 -2.4 船闸通过能力- 7 -2.5 船闸耗水量计算- 8 -3 结构型式选择- 9 -3.1 闸室结构型式选择- 9 -3.2 闸首结构型式选择-

2、9 -3.3 闸门与阀门型式选择- 10 -4 水利计算及输水系统设计- 10 -4.1 上下闸首断面最大平均流速计算- 10 -4.2 廊道进口最小淹没水深计算- 11 -4.3 短廊道输水系统水力计算- 11 -5 上闸首结构稳定计算- 19 -5.1 荷载计算- 19 -5.2 稳定计算- 30 -5.3 地基反力及承载力- 32 -6 底板内力计算- 33 -6.1 底板的纵向分段及中和轴的确定- 33 -6.2 不平衡剪力的计算- 34 -6.3 荷载计算- 35 -6.4 底板计算简图- 38 -6.5 底板内力及内力调整- 41 -7 配筋计算- 53 -7.1 底板第一段各截面

3、钢筋面积计算- 54 -7.2 底板第二段各截面钢筋面积计算- 64 -7.3 底板第三段各截面钢筋面积计算- 74 -7.4 钢筋的选用- 85 - 89 - 1 设计基本资料1.1 设计依据和必要性刘老涧船闸建地宿迁县境内，京杭大运河上，它和原小船闸及二座节制闸组成刘老涧枢纽。 由于小船闸年通过能力仅为300万吨，58年苏北大运河整治之后，运河上先后建成了202305(4)米的大型船闸七座，实际通过能力达800万吨左右。因此刘老涧小船闸1090.82.0米成了卡脖子的关口，大量船只滞留在船闸两侧，等待过闸时间长达57天，严重影响交通运输随着国民经济的发展，徐州煤炭的南运，浦津铁路部分货物转

4、京杭大运河运输，矛盾将要突出，故兴建此闸成为当务之急。1.2 设计标准、规范刘老涧二线船闸按级建筑物标准设计，附属建筑物按级标准设计。设计采用中华人民共和国运输部船闸水工建筑物设计规范（jtj 307-2001）。1.3 地形资料见“刘老涧船闸闸址地形图”。1.4 地质资料见表2刘老涧船闸“地基钻探土工试验设计资料采用表”，回填土资料见表3“回填土资料表”。1.5 公路及桥梁 水运、公路运输方便，可直达工地。船闸上有公路桥。1.6 地震刘老涧二线船闸按抗震烈度8度设防。附属建筑物按照降低1度设防。1.7 经济资料1.7.1 货运量 该船闸设计年货运量为2100万吨1.7.2 船型设计船型见下表

5、 设计船型表船 型顶（拖）轮马力长宽吃水驳 船长宽吃水船 队长宽吃水资料来源顶+22000370马力75142.62.8186142.62.8可行性研究推荐顶+21000270马力6210.62.02.216010.62.02.2可行性研究推荐拖+4500270-27.56.12.46538.81.9239.58.8246本省现状拖+12100250-234.91.8524.855.241.5 321.25.21.85本省现状1.7.3 通航情况 通航期，客轮及工作船过闸次数。 船只载重量利用系数，月不平均系数。 船闸昼夜工作时间小时。1.8 水文资料和气象资料1.8.1 水文情况 上游特殊洪

6、水位+21.5，为山东沂蒙山区暴雨及南水北调工程实施后引洪q2000m2/s发生的水位。 上游最高通航水位+20.0，为南水北调后，洪泽湖以北利用中运河向北送水q=600m2/s时的水位。 上游最低通航水位+17.00，为南水北调及水文资料统计所得。 下游最高洪水位+21.10相应a情况。 下游最高通航水位+18.50,相应b情况。 下游最低通航水位+14.50，大运河整治后，历年水文资料均在14.00左右。 根据南水北调600m2/s，节制闸近期泄洪q=1000m3/s，远期q=2000m3/s，拟定； 设计情况：上游+20.00 下游+15.00 校核情况上游+20.00 下游+14.50

7、 上游+21.50 下游+21.10 检修情况：上游+19.00 下游+18.001.8.2 气象资料1.8.2.1 降雨量 它主要影响施工设计，从略。1.8.2.2 气温 它主要影响施工设计及通航期长短。本船闸靠近南方，冰冻不影响航行，从略。1.8.2.3 风向、风力 最多风向：冬天盛行东北风，夏天盛行东南风。最大风力设计8级，校核12级。1.9 交通、建筑材料供应情况水运、公路运输方便，可直达工地。水泥、砂由附近经水路运抵工地；石料从徐州一带由水上运来，木材较缺。从江西，福建运来。钢材由南京上海运来。供应充裕。2 总体设计2.1 船闸规模 根据设计船型资料，考虑顶+ 船队一次过闸，拖+两排

8、并列一次过闸，1拖+两排并列一次过闸，以及顶拖+两排解队并列过闸四种组合情况。顶富裕长度：富裕宽度： 有效宽度：拖解队成六个一列，两列同时过闸富裕宽度：拖两排富裕长度：富裕宽度：其计算结果如表 船闸基本尺度计算表组合情况船队长度富裕长度有效长度船队宽度富裕宽度有效宽度186.013.2199.214.01.215.2172.17.2179.310.51.311.8133.56.0139.517.61.419.0186.013.2199.221.11.722.8综上所述，选取船闸长度，宽度。2.2 各部分高程确定上游引航道底高程：上游设计最低通航水位-引航道最小水深上游导航建筑物顶高程：上游设计

9、最高通航水位+超高（空载干舷）上闸首门顶高程：上游校核洪水位+安全超高上闸首墙顶高程：门顶高程+结构安装高度上闸首门槛高程：上游设计最低通航水位-门槛水深闸室底高程：下游设计最低通航水位-闸室设计水深闸室墙顶高程：上游设计最高通航水位+超高（空载干舷） 实际工程中，墙顶设高的胸墙，实际墙顶高程取为下闸首门顶高程：上游设计最高通航水位+超高下闸首墙顶高程：门顶高程+结构安装高度下闸首门槛高程：下游设计最低通航水位-门槛水深下游引航道底高程：下游设计最低通航水位-引航道最小水深下游导航建筑物顶高程：下游设计最高通航水位+超高（空载干舷）2.3 引航道型式及尺度确定2.3.1 引航道长度导航段：，为

10、顶推船队全长，顶+吨级船队长，取调顺段：，取停泊段：（主要考虑拖带船队），取过渡段：，取制动段：，船队进入航道航速，取 ，2.3.2 引航道宽度2.3.3 引航道水深，其中，取2.4 船闸通过能力2.4.1 进出闸时间计算单向一次过闸时间： 式中： 开门或关门的时间，取 单向第一个船队进闸时间，进闸距离： ， 闸室灌泄水时间，取 单向一个船队出闸时间，出闸距离：， 船舶船队进出闸间隔时间，取双向一次过闸时间： 式中：双向第一个船队进闸时间，进闸距离：， 双向第一个船队出闸时间，出闸距离， 2.4.2 单级船闸一次过闸时间 2.4.3 日平均过闸次数 次，取次2.4.4 年通过能力计算 式中：

11、g为过闸吨位，顶船队占，两列顶船队占，拖两列占，顶与拖三排占。吨 万吨万吨，满足通过能力要求。2.5 船闸耗水量计算船闸耗水量包括船舶过闸用水量和闸、阀门漏水量两部分。2.5.1 单级船闸单向一次过闸用水量 式中：闸室水域面积 计算水头，取 在单向和双向过闸机会相等的情况下，一次过闸用水量采用单双向过闸用水量的平均值。 2.5.2 闸阀门漏水量 式中：当水头小于时， 止水线长度 2.5.3 船闸一天平均耗水量 3 结构型式选择3.1 闸室结构型式选择3.1.1 整体式闸室结构整体式闸室系由两侧闸墙和底板连结在一起的槽型结构，又称为坞式闸室结构，其工作状态如同弹性地基上的u形框架。整体式闸室的地

12、基反力分布比较均匀，两侧闸墙相对变位小，无需考虑闸墙的滑移稳定及闸室的渗流稳定问题。由于闸墙与底板刚性连接，可以适应不均匀沉降。但底板与闸墙刚性连接对底板的工作条件不利，若有不均匀沉降，将在地板内产生附加应力。与悬臂式闸室和双铰式闸室等结构相比，闸室底板所承受的弯矩较大，底板一般较厚，钢筋用量也较多。对于大型船闸，为改善底板工作条件，可以考虑在底板中设临时施工缝，待闸墙沉降基本稳定后再进行封缝，形成整体。整体式闸室结构适用于水头较大、闸墙较高、对抗震要求较高或具有软弱夹层的情况。3.1.2 扶壁式闸墙扶壁式结构由立板、肋板和底板组成，底板分趾板和内底板。立板、肋板和底板等连接部位需要设置斜托。

13、立板厚度一般不小于，肋板厚度不小于，顶宽不小于，底宽与底板长度相同，趾板前端厚度不小于，内底板厚度不小于，肋板间距一般为。建于土基上的扶壁式船闸，由于地基的承载能力一般较小，因此一般不设尾板。扶壁式闸墙的工作特点是依靠工作底板上的回填土重力和结构自重来维持墙身稳定。由于利用肋板和立板构成薄壁t型断面，结构断面较小，地基反力也较小，因此对地基承载能力要求较低。其缺点是结构形态较复杂，钢筋用量大，施工技术要求较高。闸墙高度=闸室墙顶高程-闸室底高程闸墙底宽与底板厚度一般取倍墙高，取胸墙高取，闸墙顶宽，取综合考虑，整体式结构综合性能较好，现采用整体式闸室结构。3.2 闸首结构型式选择3.2.1 方案

14、比选在较好的地基上的闸首边墩一般采用混凝土或钢筋混凝土重力式边墩，当地基较差时，闸首结构采用轻型结构。此工程中，地基承载力良好，经综合比选，闸首结构采用整体式结构。3.2.2 闸首结构尺寸确定门前段长度，门前段长度主要根据工作闸门型式，检修闸门尺度，门槽构造以及检修要求确定。 式中：检修门槽宽度，取 = 门龛段长度，对于人字型闸门， 式中：闸首门口宽度 门龛深度，一般为门厚加 闸门与船闸横轴线的夹角，取 取支持段长度3.3 闸门与阀门型式选择 式中：判别系数 设计水头（m） 闸室灌水时间（min） 因此选用集中式短廊道对冲输水系统，另外，用消力槛及消力齿进行消能。4 水利计算及输水系统设计4.

15、1 上下闸首断面最大平均流速计算上闸首：下闸首：式中：对上闸首为灌水时闸室最大的断面平均流速；对下闸首为灌水时闸室最大的断面平均流速 闸室水域长度（m） 设计水头（m） 闸室灌泄水时间（s） 槛上最小水深（m） 上闸首： 下闸首：根据船闸输水系统设计规范上、下闸首都应布置简单的消能工，而不需另外布置消能室。4.2 廊道进口最小淹没水深计算 式中：最小淹没水深（m） 最大流量时，廊道进口断面的平均流速 重力加速度 由于不宜大于，因此本船闸为级，根据船闸输水系统设计规范，上闸首廊道最小淹没水深不得小于，下闸首廊道最小淹没水深不得小于，因此，取上闸首廊道淹没水深，下闸首廊道淹没水深。廊道入口处的尺寸

16、选为，阀门处廊道的尺寸选为，出口处，断面宜扩大为廊道阀门处断面的倍，取倍，出口廊道的面积为，尺寸定为（比略小）。在廊道自转弯段至出口，应设置中间导墙，廊道进口段中心线的平均曲率半径不小于倍廊道转弯段的平均宽度，取为；廊道内侧的曲率半径可取为倍设计水头，取为；廊道出口转弯段的平均曲率半径不小于倍廊道转弯段的平均宽度，取为；廊道内侧的曲率半径可取倍设计水头，取为；廊道直线段的长度一般取倍廊道宽度，取为。4.3 短廊道输水系统水力计算4.3.1 输水阀门处廊道断面面积 式中：输水阀门处廊道断面面积 c 计算闸室水域面积，对单级船闸，取闸室水域面积；对多级船闸中间级，取闸室水域面积的一半 闸室水域长度

17、 设计水头 阀门全开时，输水系统流量系数，可取 闸室灌水时间 系数，时， 取 重力加速度 4.3.2 输水系统的阻力系数和流量系数4.3.2.1 阻力系数（1）进口处：进口边缘未做成圆弧形，（2）进口转弯处：式中：廊道转弯阻力系数 转角，取 系数，与廊道形状及转弯曲率半径有关，此处进口转弯位方形廊道， 矩形廊道宽度 廊道轴线的曲率半径 查表得： （3）出口转弯处：（式中各符号意义同上） 其中： 查表得：（4）圆锥形扩大： 式中：以扩大前的断面为计算断面的阻力系数 系数，与圆锥顶角有关 式中：转弯段的转角，取为 转弯段的曲率半径，解得，查规范得：（5）出口处： 出口为单叉孔出水将各部分阻力系数转

18、化为阀门处廊道断面的阻力系数（假设进口段廊道断面尺寸不变，出口处逐渐扩大）4.3.2.2 流量系数 考虑阀门全开时，对平面阀门， 4.3.3 输水阀门开启时间（校核） 式中：输水阀门开启时间 系数，对锐缘平面阀门，取 输水阀门处廊道断面面积 设计水头 重力加速度 初始水位的闸室横断面面积 船舶、船队浸水横断面面积 波浪力系数，取 船舶、船队排水量 允许系缆力的纵向水平分力 查表得： 取4.3.4 闸室输水时间（校核公式） 式中：闸室输水时间 计算闸室水域面积，对单级船闸取闸室水域面积；对多级船闸中间级，取闸室水域面积的一半 设计水头 阀门全开时输水系统的流量系数，可取 输水阀门处廊道断面面积

19、系数，可按表选用，取 阀门开启时间 重力加速度 取，满足要求4.3.5 通过能力校核 因此，通过能力满足要求4.3.6 船舶、船队在闸室内的停泊条件可按下列公式核算 灌水时： 泄水时： 式中：船舶、船队所受的水汽作用力 允许系缆力的纵向水平分力，查表得： 灌水初期的波浪作用力 由泄水水面坡降所产生的作用力 由闸室纵向流速所产生的阻力 取，此处计算式取为 输水阀门处廊道断面面积 波浪力系数，此处计算时取 船舶、船队排水量 设计水头 输水阀门开启时间 初始水位的闸室横断面面积 船舶、船队浸水横断面面积 重力加速度 符合要求4.3.6.1 泄水时，闸室水面坡降所产生的作用力可按下式计算 式中：泄水时

20、，闸室水面坡降所产生的作用力 校正系数，取1.2 水的密度， 船舶、船队浸水横断面面积 换算的闸底以下水深 闸室宽度 流量最大时，对应闸室水位高程，闸室底高程， 船尾处的单宽流量 为泄水流量 为船尾处至上闸首的距离 闸室水域长度 船首处的单宽流量 船舶、船队的换算长度 4.3.6.2 闸室和引航道内的流速力计算闸室：引航道： 式中：、分别为闸室及引航道内的流速力 船舶、船队排水量方形系数，取为 剩余阻力系数，非自航契形木船和金属取；非自航式勺形铁壳船取 船前流速不均匀系数，闸室泄水及引航道取；闸室灌水，当采用复杂消能工时；当采用简单消能工时取 摩擦系数，金属船取；木船取 船舶、船队浸水横断面面

21、积 船舶浸水表面面积 系数 为闸室过水断面面积 船舶、船队排水量 此处为 水力半径 谢才系数 流量 闸室和引航道内的过水断面面积 引航道内过水断面面积： 重力加速度4.3.7 船舶在上、下游引航道内的停泊条件可按下列公式校核 式中：灌泄水时，上、下游引航道内停泊的船队所受的水汽作用力 灌泄水时，上、下游引航道内的波浪力作用 上、下游引航道纵向流速所产生的作用力 式中：灌泄水时，引航道内的波浪作用力 波浪沿船舶、船队进行时段内平均流量增率 行进时段 ，时段开始，末了的流量 系数 引航道过水断面面积 引航道水面宽度 船舶、船队的排水量 船舶、船队浸水横断面面积，此处取为 船舶、船队的换算长度，此处

22、为 5 上闸首结构稳定计算5.1 荷载计算计算情况选用运用情况，上游水位20.0m，下游水位15.0m。5.1.1 下闸首自重计算下闸首分为三段，门前段长2.7m，门龛段长14.5m，门后段长13.4m。闸首自重分段分块计算，钢筋混凝土重度。由于下闸首左右对称，计算时取一半为计算单位。第一段：门前段，长底板：边墩：门槽：空箱：第一段自重：第二段：门龛段，长底板：边墩：廊道：空箱1：空箱2：空箱3：空箱4：第二段段自重：第三段：门后段，长底板：边墩：廊道：空箱1：空箱2：空箱3：门槽：第三段自重：以下，将计算结果列成表格： 下闸首自重计算表 第一段编号部位自重力kn自重对下游端面的矩自重对边墩内

23、侧的矩1底板5508.0 29.3 161109.0 2边墩7209.0 29.3 210863.3 4.45 32080.05 3门槽-216.0 29.5 -6372.0 0.30 -64.80 4空箱-1069.3 28.6 -30527.1 5.36 -5731.18 合计11431.8 335073.2 26284.07 第二段编号部位自重力kn自重对下游端面的矩自重对边墩内侧的矩1底板22185.0 20.7 458120.3 2边墩33458.8 20.7 690923.2 3.55118778.56 3廊道-5068.4 20.7 -104661.4 3.5-17739.23

24、4空箱1-3865.8 25.6 -98769.9 3.55-13723.41 5空箱2-2196.0 19.4 -42602.4 3.55-7795.80 6空箱3-3660.0 19.4 -71004.0 3.55-12993.00 7空箱4-1845.3 14.5 -26756.1 3.55-6550.64 合计39008.4 805249.6 59976.49 第三段编号部位自重力kn自重对下游端面的矩自重对边墩内侧的矩1底板205026.7137363.42边墩38759.56.7259688.654.45172479.78 3廊道-5111.48.05-41146.775.35-2

25、7345.99 4空箱1-1220.612.9-15745.745.35-6530.21 5空箱2-52929-476284.55-24078.60 6空箱3-5512.53.3-18191.254.55-25081.88 7门槽-2161.1-237.60.3-64.80 合计41909274102.6989378.30 注：以上为闸首一半自重下闸首自重计算主要结果汇总表编号自重自重对下游端面的矩自重对边墩内侧的矩一侧边墩自重半底板自重第一段11431.8335073.226284.15923.85508.0第二段39008.4805249.659976.516823.422185.0第三段

26、41909.0274102.789378.321407.020502.0求和92349.21414425.4175638.944154.248195.0注：以上为半闸首自重5.1.2 下闸首水重下闸首水重包括廊道水重以及底板水重，分段计算。第一段：门前段，长2.7m底板水重：第二段：门龛段，长14.5m底板水重：边墩水重：第三段：门后段，长13.4m底板水重：边墩水重：水重计算重要结果汇总表编号边墩水重底板水重水重水重对下游端面的矩第一段3570.83570.8104444.4第二段2027.322177.824205.1498314.6第三段2044.69246.011290.677282.

27、4合计4071.934994.539066.4680041.4注：以上为闸首一半水重5.1.3 土压力计算作用于闸首边墩上平行于船闸轴线的纵向土压力按静止土压力计算，静止土压力系数取主动土压力系数的倍。地下水位以上土的重度，则地下水位以下土的重度为。土体内摩擦角，主动土压力压缩系数，静止土压力系数,地面活荷载，排水管坡度取为，闸室长，下闸首长，出口高程，则进口高程为。5.1.3.1 下闸首下游面土压力及力矩计算下闸首下游端面地下水位高，下闸首下游端面宽分层计算：第一层高度第一层单宽土压力第一层宽度，第一层总土压力第一层土对下游端面的矩：第二层（左边）高度：第二层（左边）单宽土压力第二层（左边）

28、宽，第二层左边总土压力第二层（左边）土压力对下游端面的矩：第二层（右边）高度：第二层（右边）单宽土压力第二层（右边）宽，总土压力第二层（右边）总土压力对下游端面的矩：下闸首下游端面土压力计算结果汇总表分层高度（m)单宽土压力(kn/m)宽度(m)总土压力(kn)分层总土压力对下游端面的矩第一层6.5221.577.91750.420421.3第二层（左）9.5647.687.95116.6724304.2第二层（右）9.5226.027.91758.65654.4下闸首下游端面（一半）土压力对下游端面的矩：5.1.3.2 下闸首上游面土压力及力矩计算下闸首上游端面地下水位高，下闸首上游端面宽分

29、层计算：第一层高度第一层单宽土压力第一层宽度，总土压力第一层土对下游端面的矩：第二层（左边）高度第二层（左边）单宽土压力第二层（左边）宽度，总土压力第二层土压力对下游端面的矩：第二层（右边）高度第二层（右边）单宽土压力第二层（右边）宽，总土压力第二层（右边）土压力对下游端面的矩：下闸首下游端面土压力计算结果汇总表分层高度（m)单宽土压力(kn/m)宽度(m)总土压力(kn)分层总土压力对下游端面的矩第一层6.35211.477.91670.619657.4第二层（左）9.65321.367.92538.724499.3第二层（右）9.65233.217.91842.45926.4下闸首上游端面

30、（一半）土压力对下游端面的矩：5.1.3.3 下闸首墙后土压力计算第一段：墙后水位高，下闸首第一段宽第一层：高度，中和轴高程单宽土压力单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二层（左边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二层（右边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第一段单宽土压力对底板中和轴的矩：第二段：墙后水位高，下闸首第二段宽第一层：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第

31、二层（左边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二层（右边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二段单宽土压力对底板中和轴的矩：第三段：墙后水位高，下闸首第二段宽第一层：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二层（左边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力对底板中和轴的矩：第二层（右边）：高度，中和轴高程单宽土压力：单宽土压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽土压力

32、对底板中和轴的矩：第三段单宽土压力对底板中和轴的矩：墙后土压力计算结果汇总表结构段第一段第二段第三段分段单宽土压力1087.41089.841093.46分段单宽土压力对底板中和轴的矩4165.64476.84543.05.1.4 扬压力计算作用于底板上的扬压力包括渗透压力和浮托力。5.1.4.1 渗透压力计算 渗透压力计算图示渗径长度：1点处的渗透压力：2点处的渗透压力：3点处的渗透压力：4点处的渗透压力：底板渗透压力：第一段：第二段：第三段：5.1.4.2 浮托力计算对于下闸首的浮托力，采用分段计算的方法第一段地下水位高程第一段浮托力：第二段浮托力：第三段浮托力：扬压力=浮托力+渗透力第一

33、段扬压力：第二段扬压力：第三段扬压力：底板浮托力：浮托力对下游端面的矩：底板渗透压力：渗透压力对下游端面的矩：5.1.5 闸门阀门及其它设备重5.1.5.1 人字门自重（单扇门自重）按下式计算 式中：门扇高度 门扇长度 ，距下游端面，对下游端面的矩5.1.5.2 阀门自重按下式计算 式中：阀门面积，距下游端面，对下游端面的矩5.1.5.3 启闭设备及控制室的自重计算启闭设备及控制室的自重每侧边墩按考虑，距下游端面，对下游端面的矩5.1.6 水压力下闸首边墩水压力分为三段计算，分别是门前段，门龛段和支持段。第一段墙后水位高单宽水压力第二段墙后水位高单宽水压力第三段墙后水位高墙后水压力计算图示 单

34、宽水压力下闸首上游端面水位高上闸首上游端面单宽水压力下闸首下游端面水位高上闸首上游端面单宽水压力水压力计算结果汇总表部位单宽水压力宽度总水压力水压力对下游端面的矩下闸首边墩第一段465.62.71257.1第二段461.114.56686.0第三段454.513.46090.3下闸首上游端面465.67.93678.211831.5下闸首下游端面451.37.93565.311290.15.1.7门推力在运用工况下，工作闸门关闭，门前为上游水位，门后为下游水位，闸门承受较大水压力作用，由此而产生闸门推力。经计算，门扇长度，门扇轴线与闸室横轴线的夹角，则门推力可计算如下：垂直于门扇轴线的单位宽度

35、的动水压力合力： 闸门推力纵向分力 门推力计算图示横向分力 水压力合力距下闸首下游端面的距离： 门推力纵向分力对下游端面的矩：5.2 稳定计算5.2.1 抗滑稳定计算作用于闸首上的荷载对称于船闸纵轴线，因此，对整体式闸首只需进行沿船闸纵轴线方向水平滑移稳定验算，可按下式计算： 式中：抗滑稳定安全系数，取为 闸首沿地基面的摩擦系数 作用于船闸的垂直力总和 作用于闸首底板的扬压力 边墩背面与回填土之间的摩擦力，在粘性填土段可不计 作用于闸首下游端面埋深部分的抗力，土基可不计 、作用于闸首上、下游端面的水压力 、作用于闸首上、下游端面的静止土压力 摩擦力折减系数，下闸首可取 边墩背面的土压力 回填土

36、与边墩背面间的摩擦角，取，为土的内摩擦角下闸首自重：下闸首水重：闸门重：阀门重：作用于底板上的扬压力：包括作用于上游端面的水压力和门推力：包涵作用于下游端面的水压力：满足抗滑稳定要求5.2.2 闸首抗倾稳定计算 式中：对下游端面的稳定力矩，由自重力矩，水重力矩，闸阀门及设备自重产生的力矩组成 对下游端面的倾覆力矩，由上、下游端面土压力，水压力，扬压力以及闸门纵向推力产生的力矩组成自重力矩：水重力矩：闸阀门及设备重产生的力矩：上游端面土压力矩下游端面土压力矩上游端面水压力矩：下游端面水压力矩：扬压力产生的力矩：门推力产生的力矩：，满足抗倾稳定要求5.2.3 抗浮稳定计算 式中：由闸首自重，水重，

37、闸阀门及设备重组成 扬压力，满足抗浮稳定要求5.3 地基反力及承载力作用在地基基础底边缘处的最大和最小压应力，按偏心受压公式进行计算。 式中：作用于闸首上外荷载合力的垂直分力 基础纵向长度， 基础面积， 合力偏心距，满足地基承载力要求，满足应力比的要求6 底板内力计算6.1 底板的纵向分段及中和轴的确定闸首底板沿纵向分为三段，其中门前段长，门龛段长，支持段长，总长。由于闸首底板沿纵向厚度不同，为简化计算，每结构段底板厚度采用平均值，即按等代梁高进行计算，等代梁的截面惯性矩等于原结构段的横截面惯性矩。6.1.1 第一段门前段长，其底板厚度为等代梁高，中和轴高程，6.1.2 第二段：门龛段长中和轴

38、距底面高度：中和轴高程：解得：，即等代梁高6.1.3 第三段：支持段长中和轴距底面高度：中和轴高程：解得：，即等代梁高各分段等代梁截面系数汇总表分段等代梁高中和轴高程截面惯性矩第一段47.514.4第二段3.527.2252.7第三段3.707.3256.66.2 不平衡剪力的计算各段的不平衡剪力应等于该段的结构自重力、设备重、水重、作用于该段的扬压力以及地基反力之和，其方向与此合力方向相反。不平衡剪力在边墩上按集中力考虑，底板上按均布力考虑，其中分配到底板上占，底板上占。第一段：门前段长自重：水重：结构自重及设备重：浮托力：渗透压力：地基压力：第二段：门龛段长自重：水重：结构自重及设备重：浮

39、托力：渗透压力：地基压力：第三段：支持段长自重：水重：设备重：结构自重及设备重：浮托力：渗透压力：地基压力：不平衡剪力计算结果汇总表（不平衡剪力以向上为正）编号结构段结构自重及设备重扬压力地基压力不平衡剪力第一段门前段3000511067.7712899.746037.49第二段门龛段126426.9858263.3769276.36-1112.75第三段支持段111259.752120.5764020.91-4881.78不平衡剪力的分配表结构段不平衡剪力一侧边墩上的不平衡剪力底板上的不平衡剪力第一段6037.492565.93905.62第二段-1112.75-472.92-166.91第

40、三段-4481.78-2074.76-732.276.3 荷载计算6.3.1 下闸首墙后水压力由前面的计算可知，下闸首一、二、三段的墙后单宽水压力分别为、。6.3.1.1 第一段单宽水压力对底板中和轴的矩第一段单宽墙后水压力，单宽水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：6.3.1.2 第二段单宽水压力对底板中和轴的矩第二段单宽墙后水压力，单宽水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：6.3.1.3 第三段单宽水压力对底板中和轴的矩第三段单宽墙后水压力，单宽水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：6.3.2 下闸首墙内侧水压力

41、在进行下闸首墙内侧水压力的计算时，第一、二两段采用上游的设计水位，第三段采用下游的设计水位。6.3.2.1 第一段闸墙内侧单宽水压力对底板中和轴的矩单宽水压力单宽水压力合力作用点距底板底面距离：水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：6.3.2.2 第二段闸墙内侧单宽水压力对底板中和轴的矩单宽水压力单宽水压力合力作用点距底板底面距离：水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：6.3.2.3 第三段闸墙内侧单宽水压力对底板中和轴的矩单宽水压力：单宽水压力合力作用点距底板底面距离：水压力合力作用点距底板中和轴的距离：单宽水压力对底板中和轴的矩：闸墙内侧

42、单宽水压力计算结果汇总表结构段闸墙内侧单宽水压力单宽水压力合力作用点距底板中和轴的距离单宽水压力对底板中和轴的矩第一段551.255.53031.88第二段661.255.113378.99第三段263.193.67965.9作用于边墩及底板上的竖向荷载汇总表（不平衡剪力以向上为正）编号一侧边墩自重一侧边墩上的不平衡剪力半底板水重半底板自重底板不平衡剪力一侧边墩水重第一段7209-2563.933570.85508-905.62第二段33458.8472.9222177.822185166.912027.3第三段38759.52074.76924620502732.272044.66.3.3

43、边荷载计算边荷载的计算长度取闸首半宽的倍，即，在此取，墙后地面高程，地下水位以下采用浮重度，边载计算如下图。边载计算简图第一段：地下水位高程第二段：地下水位高程第三段：地下水位高程6.4 底板计算简图闸首底板沿纵向分为三个结构段，每个结构段底板按弹性地基梁计算，作用于底板上的荷载有竖向集中力，均布力，水平力及弯矩，为安全起见，集中力及弯矩均移至于边墩与底板的交界处。6.4.1 作用于第一段底板上的荷载计算单位长度底板水重：底板自重：底板不平衡剪力：扬压力：则第一段底板均布力：单位长度边墩集中力边墩自重边墩不平衡剪力边墩廊道水重边墩宽作用在底板上的弯矩等于横向水平力、自重、水重、不平衡剪力及底板

44、水重在边墩上延长部分荷载所产生的弯矩之和，右半梁弯矩以顺时针为正。 横向水平力墙后土压力墙后水压力墙内水压力底板水重分布在口门宽度范围内，为查表方便，认为水重满跨分布，边墩部分多计的水重以一作用于边墩上与水重荷载大小相等，方向相反的集中力考虑，该集中力对边墩内侧产生的力矩为，边墩不平衡剪力产生的矩。在计算时，我们将边墩自重力作用看成集中力，转移到边墩内侧，则产生一个附加力偶。则第一段单宽合弯矩：6.4.2 作用于第二段底板上的荷载计算单位长度底板水重：底板自重：底板不平衡剪力：扬压力：则第一段底板均布力：单位长度边墩集中力边墩自重边墩不平衡剪力边墩廊道水重边墩宽作用在底板上的弯矩等于横向水平力、自重、水重、不平衡剪力及底板水重在边墩上延长部分荷载所产生的弯矩之和，右半梁弯矩以顺时针为正。 横向水平力墙后土压力墙后水压力墙内水压力底板水重分布在口门宽度范围内，为查表方便，认为水重满跨分布，边墩部分多计的水重以一作用于边墩上与水重荷载大小相等，方向相反的集中力考虑，该集中力对边墩内侧产生的力矩为，边墩不平衡剪力产生的矩。在计算时，我们将边墩自重力作用看成集中力，转移到边墩内侧，则产生一个附加力偶。则第二段单宽合弯矩：6.4.3 作用于第三段底板上的荷载计算单位长度底