第二部分水利工程(3)

1、1第第 5 节节 水水 闸闸 功能功能 分类分类 组成组成25.1 水闸的功能水闸的功能 水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、海、湖泊岸边。海、湖泊岸边。 35.2 水闸的分类水闸的分类 挡潮闸挡潮闸分洪闸分洪闸拦河闸拦河闸进水闸进水闸排水闸排水闸退水闸退水闸泄洪闸泄洪闸挡潮闸挡潮闸4 水闸的分类水闸的分类 (1) 节制闸（拦河闸）节制闸（拦河闸）拦河或在渠道上建造，用于拦洪、调节水拦河或在渠道上建造，用于拦洪、调节水位、控制下泄流量。河道上的节制闸又称拦位、控制下泄流量。河道上的节制闸

2、又称拦河闸。河闸。(2) 分洪闸分洪闸常建于河道的一侧，用来将超过下游河道常建于河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区或分洪道。安全泄量的洪水泄入分洪区或分洪道。 5 水闸的分类水闸的分类 (3) 进水闸（取水闸）进水闸（取水闸）又称取水闸、渠首闸。建在河道、水库或又称取水闸、渠首闸。建在河道、水库或湖泊的岸边，用以控制引水流量，以满足灌湖泊的岸边，用以控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。溉、发电或供水的需要。(4) 排水闸排水闸 建于江河沿岸，用来排除内河或低洼地建于江河沿岸，用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水。区对农作物有害的渍水。6(5) 挡潮闸挡潮闸建在入

3、海河口附近，涨潮时关闸，退潮时开建在入海河口附近，涨潮时关闸，退潮时开闸泄水。闸泄水。(6) 冲沙闸（排沙闸）冲沙闸（排沙闸）常建在进水闸一侧的河道上与拦河闸并排布常建在进水闸一侧的河道上与拦河闸并排布置或在引水渠内的进水闸旁。置或在引水渠内的进水闸旁。其他还有其他还有排冰闸、排污闸排冰闸、排污闸等。等。按闸室结构分：按闸室结构分：开敞式、胸墙式、涵洞式开敞式、胸墙式、涵洞式等。等。 水闸的分类水闸的分类 7 水闸的分类水闸的分类 (1) 拦河闸拦河闸(2) 分洪闸分洪闸(3) 进水闸进水闸(4) 排水闸排水闸(5) 挡潮闸挡潮闸(6) 排沙闸排沙闸85.3 水闸的组成水闸的组成 闸室闸室闸门

4、、闸墩、边墙、底板、胸墙、工闸门、闸墩、边墙、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。作桥、交通桥、启闭机等。上游连接段上游连接段两侧的翼墙、护坡、河床部分的铺盖。两侧的翼墙、护坡、河床部分的铺盖。下游连接段下游连接段护坦、海漫、防冲槽、两岸的翼墙、护坦、海漫、防冲槽、两岸的翼墙、护坡等。护坡等。 95.5 水闸的设计水闸的设计 闸址选择闸址选择 闸孔设计闸孔设计 防渗、排水设计防渗、排水设计 消能、防冲设计消能、防冲设计 闸室的布置和构造闸室的布置和构造 闸室稳定分析、沉降校核和地基处理闸室稳定分析、沉降校核和地基处理 闸室结构计算闸室结构计算 水闸与两岸的连接建筑水闸与两岸的连接建筑10 闸

5、址选择闸址选择 壤土、中砂、砂砾石地基适于作壤土、中砂、砂砾石地基适于作为水闸的地基。为水闸的地基。尽量避开淤泥质、粉细砂地基。尽量避开淤泥质、粉细砂地基。11 闸孔设计闸孔设计 堰流：堰流： 孔流：孔流：23002HgmQL 闸孔总净宽：闸孔总净宽：wgHaQL20 、 、 m、 淹没系数，侧收缩系数，流量系数，淹没系数，侧收缩系数，流量系数，流速系流速系数数。a孔口高度。孔口高度。 B孔口净宽。孔口净宽。H0堰上水头。堰上水头。 Hw孔口中心的水头。孔口中心的水头。12第第 6 节节 堤防工程堤防工程 堤防是沿江河、湖泊、海洋的岸边或蓄堤防是沿江河、湖泊、海洋的岸边或蓄滞洪区、水库库区的周

6、边修建的防止洪水漫滞洪区、水库库区的周边修建的防止洪水漫溢或风暴潮袭击的挡水建筑物。溢或风暴潮袭击的挡水建筑物。136.1 分类分类 按位置分为：按位置分为： 河堤、湖堤、海堤、围堤、水库堤防。河堤、湖堤、海堤、围堤、水库堤防。146.2 河堤河堤 遥堤遥堤 缕堤缕堤 格堤格堤 月堤月堤 越堤越堤黄河堤防黄河堤防缕堤缕堤遥堤遥堤格堤格堤格堤格堤月堤月堤缕堤缕堤遥堤遥堤格堤格堤遥堤遥堤15 遥堤遥堤： 又称主堤或干堤，距河较远，堤身较又称主堤或干堤，距河较远，堤身较厚，用于防御特大洪水，是防洪的最后一厚，用于防御特大洪水，是防洪的最后一道防线。道防线。 缕堤缕堤： 又名民垸、民埝、生产堤，距河较

7、近，又名民垸、民埝、生产堤，距河较近，堤身单薄，保护缕堤至遥堤之间的滩地洪堤身单薄，保护缕堤至遥堤之间的滩地洪水大时可能漫溢溃决。水大时可能漫溢溃决。 河堤分类河堤分类16 格堤格堤： 连接遥堤与缕堤的横向堤防，形成格状，连接遥堤与缕堤的横向堤防，形成格状，一旦缕堤决口，水遇格堤即止，同时可防止一旦缕堤决口，水遇格堤即止，同时可防止沿遥堤形成串沟夺河。沿遥堤形成串沟夺河。 月堤与越堤月堤与越堤： 依缕堤或遥堤进占或退后的月牙形堤防。依缕堤或遥堤进占或退后的月牙形堤防。退后为月堤，进占为越堤。退后为月堤，进占为越堤。 其他：其他： 在堤顶加修的小堤称为子堤或子埝。在堤顶加修的小堤称为子堤或子埝。

8、 河堤分类河堤分类176.3 堤防渗透破坏及渗控措施堤防渗透破坏及渗控措施 渗透破坏：渗透破坏： 管涌；管涌； 流土；流土； 接触冲刷；接触冲刷； 剥离；剥离； 化学管涌。化学管涌。18 渗透破坏渗透破坏 管涌：管涌： 土体中部分颗粒被渗流水带走的现象，土体中部分颗粒被渗流水带走的现象，只发生于无粘性土中。只发生于无粘性土中。 流土：流土： 渗流作用下，粘性土及均匀无粘性土渗流作用下，粘性土及均匀无粘性土体被浮动的现象，常见于渗流从坝下游溢体被浮动的现象，常见于渗流从坝下游溢出处。出处。19 接触冲刷：接触冲刷： 细粒土（砂土或粘土）与粗粒土交界面上，细粒土被渗细粒土（砂土或粘土）与粗粒土交界

9、面上，细粒土被渗流水冲动发生破坏的情况。此时渗流方向与交界面平行。流水冲动发生破坏的情况。此时渗流方向与交界面平行。 剥剥 离：离： 粘性土与粗粒土接触面上，由于渗流作用使土颗粒与整粘性土与粗粒土接触面上，由于渗流作用使土颗粒与整体结构分离的现象。体结构分离的现象。 剥离可发生于粘性土与反滤层交界面上。剥离可发生于粘性土与反滤层交界面上。 化学管涌：化学管涌： 土体中的盐类被渗流水溶解带走的现象。土体中的盐类被渗流水溶解带走的现象。 渗透破坏渗透破坏20 渗控措施渗控措施 (1) 截水墙：截水墙： 拦截通过透水地基渗水的最有效手段。拦截通过透水地基渗水的最有效手段。 土料、钢板桩、混凝土土料、

10、钢板桩、混凝土(2) 临河面不透水粘土铺盖临河面不透水粘土铺盖(3) 堤背防渗盖重堤背防渗盖重(4) 堤背脚滤水设施：堤背脚滤水设施： 滤水戗台、反滤层、导渗沟、减压井。滤水戗台、反滤层、导渗沟、减压井。216.4 堤防抢险堤防抢险1防止漫溢：防止漫溢： 泄、蓄、分；泄、蓄、分； 原堤加固加高，堤顶抢筑子堤。原堤加固加高，堤顶抢筑子堤。222散浸抢护：散浸抢护：外截内导外截内导 (1) 临河截渗：临河截渗：粘土前戗截渗，外坡粘土前戗截渗，外坡铺设不透水土工膜。铺设不透水土工膜。 (2) 背河导渗：背河导渗：导渗沟、反滤层、透导渗沟、反滤层、透水后戗（滤水压浸台）。水后戗（滤水压浸台）。 (3)

11、 抢护脱坡：抢护脱坡：滤水换坡、滤水土撑。滤水换坡、滤水土撑。 堤防抢险堤防抢险233抢堵漏洞：抢堵漏洞： (1) 堤外堵塞漏洞；堤外堵塞漏洞； (2) 堤内导水抑砂；堤内导水抑砂； (3) 堤身截断漏管。堤身截断漏管。 4抢护管涌：抢护管涌： 与抢堵漏洞相似，修筑背水月堤、反滤与抢堵漏洞相似，修筑背水月堤、反滤铺盖层。铺盖层。 堤防抢险堤防抢险24 堤防抢险堤防抢险5跌窝抢险跌窝抢险6防风浪：防风浪： 柳枕、木排、芦苇或土袋还坡、土工织物柳枕、木排、芦苇或土袋还坡、土工织物7凌汛抢险：凌汛抢险： 上游水库调度，下游破冰泄流上游水库调度，下游破冰泄流25第第 7 节节 桥桥 梁梁26 上部结构

12、：上部结构：桥跨结构；桥跨结构； 下部结构：下部结构：桥墩、桥台；桥墩、桥台； 墩台基础。墩台基础。7.1 桥梁的基本组成桥梁的基本组成 桥跨结构桥跨结构桥墩桥台桥墩桥台墩台基础墩台基础277.2 桥梁的基本设计步骤桥梁的基本设计步骤强度、刚度、稳定性验算强度、刚度、稳定性验算设设 计计验验 算算桥梁规划设计桥梁规划设计方案设计方案设计技术设计技术设计施工图设计施工图设计平面布置平面布置纵剖面设计纵剖面设计桥梁总跨径桥梁总跨径桥梁分孔桥梁分孔桥面标高桥面标高桥下净空桥下净空桥上与桥头的纵坡布置桥上与桥头的纵坡布置基础埋置深度基础埋置深度横剖面设计横剖面设计桥面宽度桥面宽度横截面布置横截面布置设

13、计方案比较设计方案比较结构形式、尺寸、数结构形式、尺寸、数量指标、施工方案量指标、施工方案28按基本结构体系分类按基本结构体系分类 ： 梁式桥梁式桥 拱桥拱桥 刚架桥刚架桥 缆索承重桥缆索承重桥 组合体系桥组合体系桥7.3 桥梁的分类桥梁的分类 29 7.3.1 梁式桥梁式桥 定义：定义： 桥梁在垂直荷载作用下，支承处仅产桥梁在垂直荷载作用下，支承处仅产生竖向反力而无水平推力的结构体系。生竖向反力而无水平推力的结构体系。多采用钢筋混凝土、预应力混凝土、钢多采用钢筋混凝土、预应力混凝土、钢结构。结构。 受力特点：受力特点：梁以承受弯矩为主。梁以承受弯矩为主。 特点：特点：结构简单，施工方便。结构

14、简单，施工方便。30河南开封黄河公路大桥河南开封黄河公路大桥31 梁式桥梁式桥 基本类型：基本类型： 按承重结构的截面形式分：按承重结构的截面形式分： 板桥、肋板式梁桥、箱形梁桥。板桥、肋板式梁桥、箱形梁桥。 按承重结构的静力体系分：按承重结构的静力体系分： 简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥。简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥。32a. 简支梁桥简支梁桥33b. 悬臂梁桥悬臂梁桥34c. 连续梁桥连续梁桥357.3.2 刚架桥刚架桥367.3.2 刚架桥刚架桥 定义定义 桥跨结构和墩台整体连接的桥梁。桥跨结构和墩台整体连接的桥梁。 受力特点受力特点 主梁端部产生负弯矩，减少了跨中正弯矩；主梁端部产生负弯

15、矩，减少了跨中正弯矩； 支柱承受压力和弯矩；支柱承受压力和弯矩；支柱脚产生水平支柱脚产生水平推力。推力。37 刚架桥刚架桥特点特点外形尺寸小，桥下净空大，桥下视外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。但钢筋用量野开阔，混凝土用量少。但钢筋用量大，基础造价较高。主梁高度较梁桥大，基础造价较高。主梁高度较梁桥小，适用于需较大桥下净空或建筑高小，适用于需较大桥下净空或建筑高度受限的情况，如立交桥、高架桥。度受限的情况，如立交桥、高架桥。38d. T型刚构桥型刚构桥39e. 斜腿刚构桥斜腿刚构桥40f. 连续刚构桥连续刚构桥41f. 连续刚构桥连续刚构桥427.3.3 拱拱 桥桥43 拱桥

16、拱桥 定义定义: 主要承载结构是拱圈或拱肋。通常用主要承载结构是拱圈或拱肋。通常用圬工材料和钢筋混凝土。圬工材料和钢筋混凝土。 受力特点受力特点: 在竖向荷载作用下，拱的两端支承处在竖向荷载作用下，拱的两端支承处产生竖向和水平力，降低了拱圈（拱肋）产生竖向和水平力，降低了拱圈（拱肋）的弯矩。的弯矩。44 拱桥拱桥 特点特点:优点：优点： 跨越能力大；能就地取材，造价低；耐跨越能力大；能就地取材，造价低；耐久性好，维护费用低；外形美观；构造简久性好，维护费用低；外形美观；构造简单，技术易掌握。单，技术易掌握。缺点：缺点： 对地基要求高，增大下部结构工程量和对地基要求高，增大下部结构工程量和造价；

17、施工是重要影响因素；建筑高度较造价；施工是重要影响因素；建筑高度较梁式桥高。梁式桥高。45 ： 圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、 组合材料拱桥（如钢管混凝土拱桥）。组合材料拱桥（如钢管混凝土拱桥）。 拱圈截面形式拱圈截面形式： 板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥。板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥。 拱桥的分类拱桥的分类46刚架拱桥刚架拱桥47钢筋混凝土肋拱桥钢筋混凝土肋拱桥48钢管拱桥钢管拱桥1995，国内第一座钢管砼拱桥，115m49 拱式桥的分类拱式桥的分类 拱上建筑形式拱上建筑形式：实腹式、空腹式实腹式、空腹式 拱轴线形式拱轴线形式：圆弧线、抛物线、

18、悬链线圆弧线、抛物线、悬链线 桥面位置桥面位置：上承式、中承式、下承式上承式、中承式、下承式 有无推力有无推力：有推力、无推力有推力、无推力50中承式中承式51下承式下承式527.3.4 缆索承重桥缆索承重桥 以缆索为主要承重构件的桥梁。以缆索为主要承重构件的桥梁。 分为斜拉桥、悬索桥。分为斜拉桥、悬索桥。斜拉桥斜拉桥悬索桥悬索桥53悬索桥悬索桥下部结构下部结构上部结构上部结构54悬索桥悬索桥55悬索桥的组成悬索桥的组成主缆主缆加劲梁加劲梁索塔索塔吊索吊索鞍座鞍座桥面结构桥面结构锚碇锚碇56 悬索桥特点悬索桥特点 跨越能力在所有桥梁体系中最大。跨越能力在所有桥梁体系中最大。 可避免不良基础。可避免不良基础。 采用高强材料作为主要承重结构，用料省。采用高强材料作为主要承重结构，用料省。 构造简单、轻便，施工方便。构造简单、轻便，施工方便。 建筑高度较小，外形美观建筑高度较小，外形美观 缺点：缺点： 主索为柔性结构，对有节奏荷载造成的振动主索为柔性结构，对有节奏荷载造成的振动敏感。敏感。 57斜拉