毕业设计论文石安河第三泵站初步设计

1、中文摘要摘 要：石安河第三泵站位于东海县房山镇石安河东岸，与房山站，石梁河站及相关配套工程一起构成连云港市引淮入石补水工程。该泵站设计流量为8m3/s，设计扬程8.6m，最大扬程9.5m。选用900HLB-10型混流泵（叶片安放角度，转速r/min），配YSL5005-10型280kW电动机4台套。站房采用湿室墩墙结构，主要建筑物包括泵房、隔墩、进水池、出水池、后墙，主厂房，副厂房等。该泵站的兴建，将对抗旱灌溉及防洪排涝发挥重要作用。本论文为石安河第三泵站初步设计，报告内容包括水泵的选型，辅助设备选择，主要建筑物设计，稳定计算，结构计算等。关键词：灌溉，排涝，流量，扬程，稳定计算，结构计算英文

2、摘要AbstractABSTRACT：Key Words: irrigation drainage flow head structure type selection stability analysis stress analysis目 录1.综合说明11.1 兴建缘由11.2 设计流量与水位资料11.3 建筑物等级11.4 工程地质资料12.设计参数确定22.1 设计流量的确定22.2 水位分析与特征扬程的确定23.水泵的选型与配套23.1 水泵选型资料23.2水泵选型方案3 第一组方案3 第二组方案44.枢纽布置及泵站结构形式44.1 泵站枢纽布置45. 主要建筑物设计65.1 前池设

3、计65.2 前池扩散角65.3 第一组方案6 前池池长6 池底纵向坡度65.4 第二组方案6 前池池长6 池底纵向坡度65.5前池构造75.6进水池设计7 第一组方案7 进水池的宽度7 悬空高度的确定7 后壁距的确定8 进水池长度L8 站房平面设计95.6.8 泵房主要高程的确定9水泵吸水喇叭管管口高程9底板高程9电机层楼板高程9机房屋面大梁下缘高95.7出水设计10 出水管出口直径10 池底至管口下缘距离105.7.3 出水池墙顶高程和池底高程10 出水池宽度10 出水池长度11 干渠护长度11 出水池与干渠的渐变段115.8 第二组方案11进水池的宽度11 悬空高度的确定12 后壁距的确定

4、12 进水池长度L13 站房平面设计135.8.6 泵房主要高程的确定13 水泵吸水喇叭管管口高程13 底板高程13 电机层楼板高程135.8.6.4 机房屋面大梁下缘高145.9 出水设计14 出水管出口直径14 池底至管口下缘距离14 出水池墙顶高程和池底高程14 出水池宽度155.9.5 出水池长度15 干渠护长度15 出水池与干渠的渐变段155.10 附属设备选择和布置15 配电设备布置15 供、排水系统布置16 起重设备165.10.4 拦污清污设备166.水泵的工况点校核166.1管路布置166.2第一组方案17局部阻力系数计算17沿程阻力系数计算17设计运行情况17最高运行情况1

5、86.3第二组方案18局部阻力系数计算18沿程阻力系数计算18设计运行情况19最高运行情况197.泵房稳定计算207.1防渗计算20防渗长度校核207.2.1第一组方案20第二组方案227.4渗透坡降校核24第一组方案24第二组方案30 第一组方案36第二组方案38运行期稳定校核418.泵房结构设计及配筋计算518.1底板结构计算52裂缝校核648.4泵房后墙结构计算68配筋计算708.5电机梁结构计算72电机梁内力计算72电机梁配筋计算73裂缝宽度验算758.6水泵梁结构计算75水泵梁的内力计算759.连接建筑物设计829.1下游翼墙设计82 截面的选择84 稳定校核88 下游翼墙结构计算及

6、配筋89 前趾结构计算及配筋92 地板结构计算及配筋94 扶壁结构计算及配筋969.2 上游翼墙98参考文献1161.综合说明经规划设计，确定石安河第三泵站的设计流量为8m3/s。泵站上、下游水位组合资料见表1.1。 表1.1 工程水位情况工况下游水位（m）上游水位（m）最低扬程9.517.5设计扬程9.418.0最高扬程9.018.5防 洪9.718.7根据省钻探队勘探试验报告站址地基为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，中部夹有中，轻粉质壤土，层厚不一，并夹有砂礓，铁锰结核。标准贯入击数N=14击，天然容重1.98g/cm3，C=0.45，F=，天然孔隙比0.76地基允许承载力为P=150k

7、pa。2.设计参数确定设计扬程：H设=H设上 H设下=18.0-9.4=8.6m；最大扬程：H高=H最高上H最低下=18.59.0=9.5m；最低扬程：H低=H最低上H最高下=17.59.5=8.0m。3.水泵的选型与配套第一组方案m3/s第二组方案4.枢纽布置及泵站结构形式为与房山站，石梁河及相关配套工程一起共同构成连云港市引淮入石补水工程。因此，站址宜选在灌区的高处。根据地形布置、拟建泵站站址及水源水流方向等，各方案枢纽如图4.1、4.2 所示泵房是泵站的主要建筑物，用以安装主机组、辅机设备、机电设备及部分管路，为机组的安装，维修运行提供良好的工作环境。泵房设计原则：5.主要建筑物设计一般

8、泵站进水池的宽度比引渠底宽大，因此需要在引渠和进水池之间设一连接段，这就是前池。其作用是为了保证水流在从引渠流向进水池的过程中能够平顺的扩散，为进水池提供良好的流态。本站采用进水条件较好的正向进水前池。前池尺寸的确定：前池扩散角是影响前池进水流态及其尺寸的主要因素，根据实际工程经验，前池扩散角的取值一般为。本工程取。前池池长池底纵向坡度由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：h=0.52m，为减小挖方，前池21.58m做成平直段，高程和引渠底一致，后5.2m做成倾斜段，边坡系

9、数：前池池长池底纵向坡度由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：h=1.435m,为减小挖方，前池14.37m做成平直段，高程和引渠底一致，后7.65m做成倾斜段，边坡系数： 在泵站防渗排水设计时，常在前池的下面布置排水系统，即在前池底下铺设水平滤层（包括排水），并在前池中设排水孔。渗流由滤层搜集，在通过排水孔排至下游。这样，作用在前池底面的渗压水头几乎为零。前池底板为混凝土结构，厚20cm。反滤层共设三层，第一层为碎石，厚20cm，第二层为瓜子石，厚10cm，底三层为中砂，

10、厚10cm。排水孔的孔径为5cm，孔间距1m，按梅花形布置。第一组方案进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。主要作用是进一步调整从前池进入的水流，为泵进口提供良好的进水条件。另外还要设置拦污栅门槽，检修门槽，以方便拦污和检修作用的发挥。进水池边壁的形式及主要几何参数的确定:进水池采用开敞式矩形“W”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型的喇叭口直径D=750m，以此来确定进水池各部分尺寸。进水池的宽度悬空高度的确定后壁距的确定设计步骤：先根据喇叭口直径D作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半B/2 为半径，以进水管中心O

11、圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点O1，以O1 为圆心，R为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以O为圆心所作的半圆弧相切，另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出：5.6.5 进水池长度L站房平面设计（1）站房宽度确定（2）泵房主要高程的确定水泵吸水喇叭管管口高程 h2为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为1.22m。底板高程 h1为水泵悬空高度，为0.6m。电机层楼板高程机房屋面大梁下缘高5.7.1出水管出口直径池底至管口下缘距离出水池墙顶高程和池底高程出水池宽度出水池长度式中： 最大淹深，为=3.95m；干渠护长度出水池与干渠的渐变段进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。主要作用是进

12、一步调整从前池进入的水流，为泵进口提供良好的进水条件。另外还要设置拦污栅门槽，检修门槽，以方便拦污和检修作用的发挥。进水池边壁的形式及主要几何参数的确定:进水池采用开敞式矩形“W”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型的喇叭口直径D=1.25m，以此来确定进水池各部分尺寸。进水池的宽度悬空高度的确定后壁距的确定设计步骤：先根据喇叭口直径D作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半B/2 为半径，以进水管中心O 为圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点O1，以O1 为圆心，R 为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以O为圆心所作的半

13、圆弧相切，另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出：进水池长度L站房平面设计（1）站房宽度确定（2）泵房主要高程的确定水泵吸水喇叭管管口高程 h2为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为1.55m。底板高程 h1为水泵悬空高度，为0.9m。电机层楼板高程5.8.6.4机房屋面大梁下缘高出水管出口直径池底至管口下缘距离出水池墙顶高程和池底高程出水池宽度出水池长度干渠护长度出水池与干渠的渐变段5.10.1配电设备布置供、排水系统布置起重设备拦污清污设备6.水泵的工况点校核局部阻力系数计算表6.1 局部阻力系数计算沿程阻力系数计算表6.2 沿程阻力系数计算设计运行情况相关数据见下表6.3。表6.3 设计

14、情况数据表最高运行情况相关数据见下表6.4。表6.4 最高运行情况数据表局部阻力系数计算相关计算结果见表6.5。表6.5 局部阻力系数计算表表6.6 沿程阻力系数计算表6.7 设计情况数据表表6.8 最高运行情况数据表7.泵房稳定计算为保证泵房地基土壤的渗透稳定性，泵房要有足够的地下轮廓线长度。防渗计算取最大水位差情况，水位差组合为上游18.5 m，下游9.0m。防渗长度校核建筑物地下轮廓线是从水流入渗点开始，沿建筑物地下不透水部分的轮廓，到渗流的逸出点为止。本设计中，在前池底部设置反滤层，并设冒水孔。反滤层由上至下分为3 层，分别是碎石（20cm），瓜子石（10cm），中砂（10cm）。出水

15、池与泵房采取分建的建筑布置形式。墙后地下水位为随上游水位的变化而变化，防渗计算取最大水位差情况（即校核工况），上下游水位分别为18.5m、9.0m，则上下游水位差h=18.59.0=9.5m。地下轮廓线如图7.1和图7.2所示。第一组方案图7.1 地下轮廓线L= L12+L23+L34+L45+L56+L67+L78+L89+L910+L1011+L1112+L1213+L1314+L1415+L15-16+L1617+ L1718+L1819+L1920=0.7+0.3+0.3+21.4+0.5+0.4+0.4×+13.11+0.4×+0.4+2.2+12.0+3.96+

16、0.5+0.5×+9.0+0.5×+0.5+0.5+20=88.32m计算12、13 两点间的渗压水头： H12=m H13=m则 则12点，13点的渗压水头分别为：，。平均渗压水头为3.42m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。H为12.42-9.0=3.42m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用这种土质，故允许渗径系数C为35，L=CH=(3 5 )×3.42=10.26 17.10m，LL，故满足防渗长度要求。L= L56+L67+L78+L89+L910+L1011+L1112

17、+L1213+L1314+L1415+L15-16+L1617+ L1718+L1819+L1920=0.5+0.4+0.4×+13.11+0.4×+0.4+2.2+12+3.96+0.5+0.5×+9.0+0.5+0.5+0.5+20=65.62m计算12、13 两点间的渗压水头： H12=m H13=m则 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为4.60m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为14.0m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。H为13.6-9.0=4.6m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄

18、夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为35，L=CH=(3 5 )×4.6=13.8 23m，LL，故满足防渗长度要求。第二组方案图7.2 地下轮廓线L= L12+L23+L34+L45+L56+L67+L78+L89+L910+L1011+L1112+L1213+L1314+L1415+L15-16+L1617+ L1718+L1819+L1920=0.7+0.3+0.3+16.1+0.5+0.4+0.4×+11.4+0.4×+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.5×+8.0+0.5×+0.5+0.5+20=81.65m计算

19、12、13 两点间的渗压水头： H12=m H13=m则 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为3.75m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。H为12.75-9.0=3.75m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为35，L=CH=(3 5 )×3.75=11.25 18.75m，LL，故满足防渗长度要求。L= L56+L67+L78+L89+L910+L1011+L1112+L1213+L1314+L1415+L15-16+L1617+ L1

20、718+L1819+L1920=0.5+0.4+0.4×+11.4+0.4×+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.5×+8.0+0.5+0.5+0.5+20=64.25m计算12、13 两点间的渗压水头： H12=m H13=m则 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为4.79m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。H为13.79-9.0=4.79m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为35，L=CH=(3 5

21、 )×4.79=14.37 29.95m，LL，故满足防渗长度要求。第一组方案（1） 图地下轮廓线简化（2） 通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段。分段阻力系数的计算 ，参考水工建筑物表7-3，阻力系数计算公式如下：进、出口段：=1.5 + 0.441为修正后的进、出口水头损失值，m； h0未修正的进、出口水头损失值，m；其中当计算结果 1.0时，采用 ' = 1.0，修正后水头损失的减少值h=（1-）×Hi将进、出口出水头损失修正汇总于。（4）进、出口段齿墙处水头损失修正对于进、出口段齿墙不规则

22、部位，可按下列方法进行修正。因渗流区各段h 值的和必须等于总水头值，故上述进、出口水头损失的减少值，应该按不同情况分别加在附近的几个渗流段内分两种情况给予修正。当 h x h时，按h x =h x+h 修正，式中hx为水平段修正前的水头损失值；h x 为水平段修正后的水头损失值；当h xh时，分别按下列方法修正。、当 h x + h y h时，h x = 2h x , h y = h y + h h x，h y为内部铅直段修正前的水头损失，h y为修正后的水头损失值。、当h x + h yh时，h x=2h x，h y= 2h y，h水平= h水平+h（h x +h y）。h水平为中间水平段修

23、正前的水头损失，h水平为中间水平段修正后的水头损失。根据以上方法，对水头损失进行修正，将修正后结果汇总于。表7.3 修正结果汇总表（5）渗流坡降校核 出口段渗透坡降J1=J1=0.60.7，满足要求。 各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于，并进行校核。表7.4 水平段渗流坡降汇总表图地下轮廓线简化（2）（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段。（5）进、出口段齿墙处水头损失修正齿墙处水头损失修正表（6）渗流坡降校核 出口段渗透坡降J1=J1=0.60.7，满足要求。 各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于

24、，并进行校核。表7.8 水平段渗流坡降汇总表第二组方案地下轮廓线简化图地下轮廓线简化（2）（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段（5）进、出口段齿墙处水头损失修正齿墙处水头损失修正表（6）渗流坡降校核 出口段渗透坡降J1=J1=0.60.7，满足要求。 各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于水平段渗流坡降汇总表图（2）（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段。（5）进、出口段齿墙处水头损失修正齿墙处水头损失修正表（6）渗流坡降校核 出口段渗透

25、坡降J1=J1=0.60.7，满足要求。 各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于，并进行校核。表7.16 水平段渗流坡降汇总表稳定计算包括完建期、运行期、校核期和地震情况的抗滑稳定安全系数、地基应力即地基应力不均匀系数。计算单元为单个进水池底板。规定荷载竖直向以向下为正，水平向以向右为正，弯矩以顺时针为正方向，以泵房底板中心为基点。各工况的水位组合情况所示。 泵房稳定计算水位组合表部位自重（kN）弯矩(kN·m)底板754.550闸墩799.15151.52水泵24.5356.17水泵梁16.5437.87电机22.0750.54电机梁33.0875.75过墙梁38.5910

26、8.82单梁起重机22.3726.62电机层楼板69.9655.76电机梁盖板21.7449.79泵房后墙体253.671319.09泵房墙体403.64480.33工作桥30.44131.19工作桥栏杆3.6419.08型后壁56.98220.5窗户1.872.23屋面150.27178.82机房内牛腿和排架113.09134.58机房外挂牛腿5.3918.87拦污栅9.844.30底板下土重335.240合计3166.612517.317.5.2 完建期稳定校核土压力计算墙后填土为黄色壤土或粘土夹砂姜，=2.006g/cm3=19.4kN/m3，=21°,C=20kPa。填土上不

27、设其他建筑物，因此均布荷载可忽略不计。根据朗肯土压力理论，则主动土压力强度为作用于泵房后墙的土压力计算，主要根据泵房结构在土压力作用下可能产生的变形情况确定。土基上的土压力作用下往往产生背离填土方向的变形，因此，可以按粘性土的主动土压力公式进行计算。计算过程如下：（1） 计算主动土压力系数：（2） 拉力区深度计算：（3） 对底板中心的力矩： =kNm（）完建期稳定校核完建期泵房荷载汇总表（1）抗滑稳定校核采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。=Kc=1.25（2）地基应力验算：基础底面不均匀系数：=2.5,查泵站设计规范附录A,表中等坚实，由于是中型泵

28、站系数适当加大0.5，取=2.5。结论：在完建期工况下，泵站满足整体稳定性要求。第二组方案竖向荷载计算部位自重（kN）弯矩(kN·m)底板612.810闸墩803.6152.36水泵24.5354.57水泵梁16.5436.8电机24.955.4电机梁33.0873.59过墙梁33.08109.81单梁起重机22.3715.43电机层楼板69.729.49电机梁盖板15.3534.01泵房后墙体319.971519.86泵房墙体515,73768.43工作桥17.6575.37工作桥栏杆4.1720.12型后壁117.6430.42窗户1.812.7屋面154.53230.25机房内

29、牛腿和排架29.6544.19机房外挂牛腿6.9234.61拦污栅9.844.30底板下土重358.660合计3192.473143.29完建期稳定校核1、土压力计算墙后填土为黄色壤土或粘土夹砂姜，=2.006g/cm3=19.4kN/m3，=21°,C=20kPa。填土上不设其他建筑物，因此均布荷载可忽略不计。根据朗肯土压力理论，则主动土压力强度为作用于泵房后墙的土压力计算，主要根据泵房结构在土压力作用下可能产生的变形情况确定。土基上的土压力作用下往往产生背离填土方向的变形，因此，可以按粘性土的主动土压力公式进行计算。计算过程如下：（4） 计算主动土压力系数：（5） 拉力区深度计算

30、：（6） 对底板中心的力矩： =kNm（）2、完建期稳定校核完建期泵房荷载汇总表（1）抗滑稳定校核采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。=Kc=1.25（2）地基应力验算：基础底面不均匀系数：=2.5,查泵站设计规范附录A,表中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取=2.5。结论：在完建期工况下，泵站满足整体稳定性要求。综合以上两种方案，由于第一种方案泵房较低，填土过高 不符合实际情况，固选择方案2运行期稳定校核(方案2)荷载计算（1）泵室内水重设计运行工况：W2=(9.3-6.55)×9.4×3.75×9.8=95

31、0.96kN ()对底板中心的力矩：M2=950.96×0.3=285.29kN·m (-)最高运行工况：W2=(9.0-6.55)×9.4×3.75×9.8=847.22kN ()对底板中心的力矩：M2=847.22×0.3=254.16kN·m (-)（2）水平水压力设计运行工况：水平水压力P1=299.74kN（）对底板中心的力矩：M3= kN·m (+)最高运行工况：水平水压力P1=253.96kN（）对底板中心的力矩：M3= kN·m (+)（3）浮托力 设计运行工况： 泵房底板所承受的浮托力为

32、： W3=kN（） 对底板中心的力矩： M4=0最高运行工况 泵房底板所承受的浮托力为： W3=kN（） 对底板中心的力矩： M4=0设计运行工况1、渗透压力计算上、下游水头差：泵房后墙地下水位经计算为：12.73m所以，计算深度。泵房地下轮廓及典型段（单位：mm）进行各段阻力系数及水头值计算。通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段。（5）进、出口段齿墙处水头损失修正各角隅点渗压水头由上表可以画出泵房底板渗透压力分布图，如下所示。 泵房底板渗透压力分布图（单位：m）泵房底板所承受的渗透压力为： =496.95kN（）对底板中心

33、的弯矩：2、土压力计算土压力计算简图如下。认为水下部分粘性土的粘聚力不变，并忽略粘性土膨胀而产生的压力。 土压力计算简图（1）计算主动土压力系数：（2）地下水 =12.73 m， 则H1 = 1.27m，H2 =7.18 m （3）拉力区深度计算： （4） （5）对底板中心的力矩： =kNm（）（6）水压力计算：P2=1098.84kN（）对底板中心的力矩：M3= kN·m ()运行期稳定校核:运行期泵房荷载汇总表（1）抗滑稳定校核采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。=Kc=1.25（2）地基应力验算：基础底面不均匀系数：=2.5,查泵站设

34、计规范附录A,表中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取=2.5。结论：在设计运行工况下，地基平均应力、不均匀系数、抗滑稳定均满足要求，泵站整体稳定。校核运行工况1、渗透压力计算上、下游水头差：泵房后墙地下水位经计算为12.73m所以，计算深度。泵房地下轮廓及典型段（单位：mm）进行各段阻力系数及水头值计算。通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平段。（5）进、出口段齿墙处水头损失修正各角隅点渗压水头由上表可以画出泵房底板渗透压力分布图，如下所示。 泵房底板渗透压力分布图（单位：m）泵房底板所承受的渗透压力为： =496.9

35、5kN（）对底板中心的弯矩：2、土压力计算土压力计算简图如下。认为水下部分粘性土的粘聚力不变，并忽略粘性土膨胀而产生的压力。 土压力计算简图（1）计算主动土压力系数：（2）地下水 = 12.75 m， 则H1 = 1.25m，H2 =7.2m （3）拉力区深度计算： （4） （5）对底板中心的力矩： =kNm（）（6）水压力计算：P2=1106.1kN（）对底板中心的力矩：M3= kN·m ()校核期稳定校核校核期泵房荷载汇总表（1）抗滑稳定校核采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。=Kc=1.25（2）地基应力验算：基础底面不均匀系数：=2

36、.5,查泵站设计规范附录A,表中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取=2.5。结论：在设计运行工况下，地基平均应力、不均匀系数、抗滑稳定均满足要求，泵站整体稳定。8 泵房结构设计及配筋计算底板结构计算主要有倒置梁法、弹性地基梁法和双向板法，本工程拟采用倒置梁法和双向板法组合。按弹性理论计算薄板受荷载后的内力时，是各级弹性薄板小挠度。8.1.1底板受力分析根据泵房的布置形式，可以将每一个进水池的底板分成两部分，从后墙前沿向前算1.5B 范围内的板（支承形式可以视作为三边固支一边自由的双向板）和大于1.5B的部分（支承形式可以视作两端固支梁）。下面分别就上述分法计算底板受力情况。8 双向板

37、计算参照水工混凝土结构设计手册（中国水利水电出版社，周氐、章定国、钮新强主编）第十八章板的内力与变位计算，进行双向板的计算。计算简图如图8-1、8-2图8-1 均荷载作用下计算示意图图82 三角形荷载作用下计算示意图可以按照下式计算单位板宽弯矩：M = (表中系数)× ql2式中：q：均布荷载的集度；L：板板的计算跨度，参见表中的说明，mE、：材料的弹性模量和泊松比。根据板的长边与短边之比为1.5，查水工混凝土结构设计手册（中国水利水电出版社）表18-1(j)三边固定、一边自由的板承受均布荷载的矩形板计算系数表和表18-2(l)三边固定、一边自由的板承受三角形分布荷载的矩形板计算系数

38、表将各系数汇总于。 承受均布荷载的矩形板计算系数表（三边固定、一边自由的板）注： =1/6 ，计算跨度l 取自由边长度。 承受三角形分布荷载的矩形板计算系数表（三边固定、一边自由的板）（1）完建期：在1.5B处的地基应力为(74.94 58.4)×(115.63) /11+58.4= 66.5 kPa。将地基应力看做66.5kPa 的均布荷载和08.44kPa 的三角形荷载。底板自重：1×24.5= 24.5kPa，故底板承受q =1.0×0.95×1.05×(66.5 24.5) = 42kPa的均布荷载和0q = =1.0×0.9

39、5×1.05×8.44=8.41kPa的三角形荷载。 特征弯矩汇总表（2）设计运行工况：在1.5B处的地基应力为(74.4 64.7)×(115.63) /11+64.7=69.43 kPa。将地基应力看做69.43kPa 的均布荷载和0（74.4-69.43=4.97）kPa 的三角形荷载。底板自重：1×24.5 = 24.5 kPa，水重：2.1×9.8 = 20.58 kPa，浮托力：1×9.8 = 9.8 kPa，渗透压力： 故底板承受的均布荷载和三角形荷载分别为：故底板承受q =1.0×1.0×1.05&

40、#215;(69.4324.520.589.8+25.9) = 63.05 kPa的均布荷载和0q = =1.0×1.0×1.05×4.97 =5.22kPa的三角形荷载。表8-4 特征弯矩汇总表（3）最高运行工况：在1.5B处的地基应力为(74.4 64.7)×(115.63) /11+64.7=69.43 kPa。将地基应力看做69.43kPa 的均布荷载和04.97kPa 的三角形荷载。底板自重：1×24.5 = 24.5 kPa，水重：2.1×9.8 = 20.58 kPa，浮托力：1×9.8 = 9.8 kPa，渗

41、透压力： 故底板承受的均布荷载和三角形荷载分别为：故底板承受q =1.0×1.0×1.05×(69.4324.520.589.8+22.53) = 59.5 kPa的均布荷载和0q = =1.0×1.0×1.05×4.97 =5.22kPa的三角形荷载。 特征弯矩汇总表（4）检修期计算检修工况地基反力检修工况除水重与设计运行工况不同外，其他荷载均与设计运行工况相同。表8-6 检修工况作用荷载汇总表水重：W2 =(21.4-19.3)×1.3×3.75×4×9.8+(21.4-19.3)×

42、;9.1×3.75×3×9.8=2508.2kN ()对底板前趾的力矩M2 =401.31×（-4.85）+ 2106.9×0.55= 787.56kN·m则地基反力：底板L = 1.5B处地基反力。将地基应力看做77.75kPa 的均布荷载和0（140.82-129.24=11.58）kPa 的三角形荷载。底板自重：1×24.5 = 24.5 kPa，浮托力：1×9.8 = 9.8kPa，渗透压力： 故底板承受的均布荷载和三角形荷载分别为：故底板承受q =1.0×0.85×1.05×

43、(129.2424.59.8+25.92) = 125.36 kPa的均布荷载和0q = =1.0×0.85×1.05×11.58 =10.35kPa的三角形荷载。 特征弯矩汇总表通过比较各工况各参数处的弯矩，得知检修期是最危险的工况，故底板的配筋按照检修期的弯矩配筋。8.2 两端固支倒置梁荷载计算在>1.5B 的底板按照倒置梁法进行结构计算。此方法以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，假定地基反力在顺水流方向直线分布，地基反力在垂直水流方向均匀分布，相邻闸墩间无任何相对位移。将截取的板条视作为支撑在闸墩的倒置梁，把闸墩作为底板的支座，按连续梁的原理计算内力并配置钢筋。作用在梁上的荷载有：底板自重q自 ，水重q水 ，浮托力q浮 ，渗透压力q渗 和地基反力P ，侧向土压力作用下产生的弯矩，侧向水压力作用下产生的弯矩。地基反力假定在顺水流方向为直线分布，垂直水流方向为均匀分布。倒置梁上的均布荷载：q = q浮 + q渗 + P q自 q水按上述方法，本设计共6孔，按5