扬州大学水利学院本科毕业设计 水闸 模板

扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计摘 要本闸位于江苏省高邮市某中型灌区干渠渠首，为渠首取水水工建筑物。建筑物等级35.0m17m1.0QPQ-12.51.0，0.5m20m。上下游翼墙结构形式采用钢筋混凝土扶壁式挡土墙。本工程中防渗计算采用改进阻力系数法，底板内力按弹性地基梁法计算。本工程设计主要由水力设计、消能防冲设计、闸基渗流计算、闸室结构布置、闸室稳定计算、闸室结构计算、两岸连接建筑物布置、两岸连接建筑物结构计算等几个部分组成。关键词：水力计算稳定计算结构计算边荷载弹性地基梁AAbstractThisfloodgatelocatedatJiangsuProvinceGaoyousomemediumirrigationareamainchannelcanalhead,takesthewaterhydraulicengineeringstructureforthecanalhead.Thebuildingrankisfirst-level.Calculatesthisprojecttosuppose3,eachextends5.0monly,floodgateledgerwalllong17m,floororbottomofsluicegatethicknessofslab1.0m.Thisprojectusestheplanesteelstrobe,usesQPQ-12.5ShanDisodiumtohoistthetypegate.Afterthecomputationdesigntoebasinlengthis15m,deepis1m,thetoebasinbottomthicknessofslabis0.5m,andthesealongis21m.Theupstreamanddownstreamwingwallstructuralstyleusesthereinforcedconcretebuttresstypebulkhead.Inthisprojecttheanti-seepagecomputationusestheimprovementresistancemethodofcorrelates,theledgerwallandrogenicforceaccordingtoelasticallythefoundationbeamlawcomputation.thethisengineeringdesignmainlybythewaterpowerdesign,disappearscanagainstflushthedesign,thefloodgatebasetransfusioncomputation,thebrakechamberstructuralarrangement,thebrakechamberstablecomputation,thebrakechamberstructurecomputation,bothbanksconnectionbuildingarrangement,bothbanksconnectionbuildingstructurecomputationandsoonseveralpartstobecomposed.Keyword:Waterpowercomputationstablecomputationloadelasticallyfoundationbeam

structurecomputationB扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 录综合说明 1工程概况 1水文 1工程地质资料 1回填土资料 1地震设计烈度 2其他资料 2工程布置与设计 3工程总体布置 3工程设计 3闸孔设计 3消能设计 5防渗设计 8闸基渗流计算 10闸室布置 15底板布置 153.2闸墩 15工作桥 16交通桥 16检修桥 173.6胸墙 173.7闸室段布置图 17稳定分析 19完建无水期荷载计算及地基承载力验算 19闸室有水情况下的荷载计算 21结构设计 32底板设计 32闸室底板内力计算 32闸底板配筋计算及裂缝校核 50闸墩设计 53闸门设计 57闸门结构形式及布置 57面板设计 59水平次梁顶梁和底梁的设计 61主梁设计 64横隔板设计 69边梁设计 70滚轮轨道设计 73闸门启闭力和吊座计算 73工作桥设计 75工作桥布置 75工作桥上部结构计算 76支墩的计算与配筋 88交通桥设计 95设计资料 95设计计算 95两岸连接建筑物设计 107两岸连接建筑物结构 107稳定分析 110结构计算 117参考文献 130致谢 131扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE10综合说明工程概况本闸位于江苏省高邮市某中型灌区干渠渠首，为渠首取水水工建筑物。水文根据《防洪标准》（GB-50201-94《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，建筑物级别为1级。设计水位组合见表1.2.1。表1.2.1

闸孔设计时水位及流量组合外河水位(m)外河水位(m)6.00干渠水位(m)5.6060表1.2.2

消能防冲设计时水位及流量组合外河水位(m)干渠水位(m)引水流量(m3/s)4.04.060工况1.2.3闸室稳定计算时水位组合表外河水位(m)干渠水位(m)设计情况8.153.00校核情况8.53.00地震情况7.804.50工程地质资料建筑物底板下土层为粉质粘土，土层物理力学指标为：凝聚力C＝32kPa，擦角φ=18°，地基土允许承载力[R]=220kPa。回填土资料回填土采用砂壤土，假设其内摩擦角φ=28°，C=0，湿容重18kN/m3，饱和容重为20kN/m310kN/m3。地震设计烈度地震设计烈度：7°，设计基本地震加速度值为0.10g。其他资料20.0m，河底高程▽3.0m1：2.5，外河堤顶高程▽10.5m，干渠渠顶高程▽6.0m。两岸路面高程▽10.5m8.0m7.0m。工程布置与设计工程总体布置本工程为灌区进水闸，共有三段，上下游段和闸室段。上下游段都设置翼墙，闸室15m35m闸室段设计有交通桥、工作桥、检修桥、闸门、闸墩。工作桥上设置卷扬式启闭机，闸门采用潜孔式平面钢闸门。上游段设置10m16m15m20.5m工程设计闸孔设计1、闸孔型式的确定本工程的主要任务是拦蓄上游河水，确保灌溉用水，应具有较大的泄水能力，在洪水时期还应担负着泄洪的任务，对于灌溉水质有一定的要求，便于排砂排淤，所以采用无底坎宽顶堰孔口。2、闸底板高程的确定本水闸担任着拦蓄上游河水、确保灌溉用水的任务，需要较大的单宽流量，可以降低堰顶的高程，使堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为3.0m。3、闸孔尺寸及前沿宽度的确定已知上下游水位，可推算上游水头及下游水深。计算见下表流量Q下游水深hs表 上游水头计算表上游水深H过水断面积 行近水速V0V0/2g上游水头（3s）（m）（m） （m2） （m/s）(m)H0 m）（602.63 82.5 0.7270.0273.0271εh/He1εh/He2gH0所以为孔流。因此闸孔总流量公式为QBσμh0 e

，με ，ε

λ04/27116he，he—孔口高度（m，式中μ—孔口流量系数，1+λ1

h/H2e—胸墙底圆弧半径，σ—孔流淹没系数，则计算闸孔总净宽可用公式B0

Q/σh 。2gH02gH00 0 由于孔流淹没系数0q=/BEhq20 0 1+8q2/gh1+8q2/gh3ch

，先假定：c（2*9.8h， ccc

2 hhc＇)/(hc＇)0

闸孔总净宽计算表迭孔流淹闸孔总净宽单宽流量跃前水深跃后水深次没系数B（m）q(m3/s.m)h（m） h（m）c c10.517.343.460.492.000.620.5216.73.590.512.030.5930.5316.440.582.10.56根据《水利水电工程钢闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽0b31m，0边墩厚0.8m，见图所示。闸孔总宽为：B5.03+21.017m泄洪能力校核

闸孔尺寸布置图（单位：cm）QB0

σμhe

Qms与实际相差2gH02gH0消能设计为了保证水闸的正常运用，防止河床冲刷，一方面尽可能消除水流的动能，消除波状水跃，并促使水流横向扩散，防止折冲水流出现；另一方面要保护河床及河岸，防止剩余动能引起的冲刷。要解决以上问题，就是要有一个好的消能设施。工程实际中经常在池中利用水跃进行消能。海漫紧接消力池，其作用是继续消除水流的剩余动能，使水流扩散并调整流速分布，以减小底部流速。海漫末端设置防冲槽。闸下尾水深度小于跃后水深的情况。②突槛式消力池（即消力墙式消力池。适用于闸挖式消力池，本次设计也采用下挖式消力池设计。消力池的设计1、消力池深度计算根据《水闸设计规范》中公式 d=

h'h'Z，h3Th2+q2/22=0，0c s c 0c(hh''=c(h

1)(b

)0.25，ΔZ

αq2 αq2

，进行试算。式中：d：消力池1+8αq31+8αq3gh312

2g2h'2s

2gh''2c

σ1.05h

α：水0 0 c c流动能校正系数，取1.0；q：过闸单宽流量；b1

：消力池首端宽度；b2

：消力池末端宽度；T0

：由消力池底板顶面算起的总势能，T0

HdΔZh'：出0 s水池河床水深；1.0.1。表.1

上游水深计算表Q（ms）60闸室水深（m）4.0下游水深过水断面积行近流h（m）sV22g闸前水头01.0（m2）120速0.5H（m）0.01304.013由于

hq2/(2g2

2，通过试算得到hc=0.42mh=2.26m＞h=1m。为远驱0 c c c t式水跃，需建消力池。LL0.756.92.260.429.52m10mjbb2

2tan10Lb=20.53md202

σhc''ht

=1.37m，然后依次求Th0

hc

ΔZd.2。迭d迭d(m)T0(m)h(m)c次h''c(m)ΔZ(m)d(m)

消力池深计算表123411.374.38300.340.360.362.360.520.9620.964.97300.360.370.372.440.531.0331.035.04300.370.37—2.440.531.03根据上表，实际取d1.03m2、消力池长度确定j计算根据规范Lj

c

h)c消力池长度计算Lsj

LβLs

0.714.82m

m22.3m。2其中L2s

Ls

34)d4dβ为水跃长度校正系数，取0.75。3、消力池底板厚度计算t1

按公式tk1

计算，其中kqΔH'qΔH'

为消力池底板计算系数，可采用0.15—0.20，取k1

'为闸孔泄水时的上下游水位差。由于本次工程设计消力池底板下无扬压力作用，不考虑抗浮要求时的消力池底板厚度。求得消力池底板厚为0.42m。取0.5m。4、消力池构造本次工程采用下挖式消力池，为了便于施工，消力池底板做成等厚，为了降低护坦底部的渗透压力，可在护坦下设铅直排水孔，并在护坦底部铺设反滤层，排水孔设在水平底板的后半部，排水孔直径为6cm，间距为1.5m，按梅花形排列，反滤层厚为30cm，分三层，从上到下依次为10cm厚中石子，10cm厚小石子，10cm厚砂。护坦与闸室、岸墙及翼墙间需要沉陷缝分开，以适应不均匀沉降。7121022.3m。消力池构造尺寸见图。0711000

15000

1000

中石子10小石子10砂10 14300 95001、海漫计算

消力池构造尺寸图（单位：高程m，尺寸mm）海漫长度Lkp s

，其中k为海漫长度计算系数，由于河床qΔHqΔH's9.5qΔH为闸孔泄水时上下游qΔHqΔH's水位差。上述公式仅适用于

=1~9范围内。(60/22.3)(60/22.3)73qΔH's海漫构造

2.32，Lp

9.52.3220.51m21m。对于海漫要求表面有一定的粗糙度，以利于进一步消能，具有一定的透水性，以便使渗透水自由排出，降低扬压力，具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形，所以在海漫的起始段为7m长的浆砌石水平段，因为浆砌石的抗冲性能较好，其顶面高程与护坦齐平，后13.5m为干砌石段，保护河床不受冲刷，海漫厚度取为0.4m，下铺设20cm的垫层，10cm的小石子，10cm厚的砂。2、防冲槽计算海漫末端的河床冲刷深度可用公式d

qmh计算，其中

为海漫末端单宽流m ]m m0量；[v0

]为河床土质允许的不冲流速，可按公式[v0

]v0

11R45R0

由土质决定，R为水力半径；hm

为海漫末端的河床水深。海漫冲刷深度见表.1表.1 海漫冲刷坑深度计算q相应过水断面积湿周1m(m3/sm)R4A（m2）q相应过水断面积湿周1m(m3/sm)R4A（m2）χ(m)v]0(m/s)hm(m)d(m)m2.6924.827.690.970.7762.351.46m m m上游边坡取为1：3，下游边坡取为1：3。海漫构造尺寸见图.1。浆砌块石10石子10砂10浆砌块石10石子10砂10干砌块石10石子10砂10400图.1 海漫防冲槽构造图 （单位：高程m，尺寸mm）防渗设计1、防渗设计的目的和原则防渗设计的目的是防止闸基渗透变形，减小闸基渗透变形，减小闸基渗透压力，减少水量损失，合理选用地下轮廓尺寸。防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径，减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力，在低水位侧设置排水设施，如面层排水孔或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。2、防渗计算闸基防渗长度的确定根据规范，闸基防渗长度应满足公式LCHH3，则L35.516.5m防渗设备由于闸基土为粉质粘土，防渗设备采用混凝土铺盖，闸底板上下游侧设置齿墙。防渗设备的尺寸和构造①闸底板顺水流方向的长度应满足闸室整体稳定性和地基允许承载力的要求，L

，取4；H 为上下游最大水位差，所以底

maxL35.516.5m17m。底t

16

)b，b0

为闸孔净宽，所以t157

0.71m1.0m。③齿墙取为深0.7m，宽0.7m，见图所示0111000

15000

11000

闸底板尺寸构造图

（单位：高程m，尺寸mm）2—416m0.5m0.7m8°。3、校核地下轮廓线长度地下轮廓线布置如下图所示：1414050201235678079 121011170 1530

10070

70100

地下轮廓线布置图

（单位：高程m，尺寸mm）根据以上的设计数据，实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓L铺盖长度闸底板长度齿墙长度实10.50.715.31.21.00.71.414213.61.00.937.18m>L理

H16.5m通过校核，满足要求。4、排水设备的细部构造排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透压力，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工作条件，做到既减小渗压又避免渗透变形。排水设备的设计①水平排水：水平排水为加厚反虑层中的大颗粒层，形成平铺式。排水反虑层一般2—310cm10cm10cm210cm10cm②铅直排水设计：本工程在消力池后部设排水孔，孔距为1.5m，孔径为6cm，呈梅花形布置，孔下设置反滤层。闸基渗流计算1、渗流计算的目的和计算方法确，因此采用此法进行渗流计算。用改进阻力系数法计算闸基渗流地基有效深度的计算LS根据05LS00

为地下轮廓线水平投影的长度，为33m；S0

为地下轮廓L1.7m

33

5

16.5m，S0取Tc=16.5m。分段阻力系数的计算

1.7 e 03ζ.(S)3

计算阻力系数，Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ段为内部垂直段，用公式公式 15 0 T

04412 π Sζyπlnctg4(1T)计算阻力系数，Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅸ段为水平段，用公式L(Sζ 1x T

S)2

1

为入土深度，各典型段的水头损失按

ξΔH

计算，对于进出口段的阻力系数修正，按公式h

β'

，式中i iξ 0 0ii11β'

，Δh(1β'

计算，其中h

'为进出口段修正后 T'

S' 0 01(T)22(T0059) h0

β为阻力修正系数，当β'1.0时，取β'1.0，S'T'：41234123589611710ⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪ2Ⅰ90611500150070 100 100图 渗流区域分段图 （单位：cm）分段分段分段分段SS1S2TLξihi校核情地震

各段渗透压力水头损失

（单位：m）编号名称(m)(m)(m)(m)(m)设计情况况情况Ⅰ进口1.0——16.5—0.4630.7720.8240.495Ⅱ垂直—00450.0750.0800.048Ⅲ水平0.5——16—0.0310.0520.0550.033Ⅳ垂直—0.51.21615.30.0821.4701.5700.942Ⅴ水平1.2——16—0.0750.1250.1340.080Ⅵ垂直—0014.81.00.0680.1130.1210.073Ⅶ水平0.7——15.5—0.0450.0750.0800.048Ⅷ垂直—0.70.715.515.00.9051.5091.6110.967Ⅸ水平0.7——15.5—0.0450.0750.0800.048Ⅹ垂直—0014.81.00.0680.1130.1210.073Ⅺ出口0.9——15.7—0.4620.7700.8230.494合计——————3.08h'0Δhh'0Δh段别S'TT''设计校核地震设计校核地震情况情况情况情况情况情况进口段1.016.515.50.5460.4220.4500.2700.3500.3740.225出口段0.915.7620.1730.1040.6080.6500.390计算各角点的渗透压力值用上表所计算的水头损失进行计算，总的水头差分别为5.15m，各段后角点渗压水头=该段前点渗压水头—此段的水头损失，结果列入表：渗压水头H1H渗压水头H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11H12情况5.154.734.304.252.782.652.542.460.950.880.1605.55.054.604.542.972.842.722.641.030.950.1803.33.032.762.731.791.711.641.590.620.570.110算渗流逸出坡降①出口段的逸出坡降分别为J'S'

0.1730.9

0.190.60，则小于地基土出口段允许渗流坡降值0.70，满足要求，不会发生渗透变形。②水平段渗透坡降J由于地基土为粉砂，由《水闸设计规范》可查得，水平段允许坡降J0.4设计水位组合的情况下：J第Ⅳ段

h

1.47 i i 0.096i

15.3扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE14第Ⅷ段i= =0.1J 第Ⅷ段i= =0.1

1.509 []J水平 L 15JiJ校核水位组合的情况下：J第Ⅳ段i= =0.103J 第Ⅳ段i= =0.103

1.570 []水平 Li第Ⅷ段i= =0.107J 第Ⅷ段i= =0.107

15.3J1.611 []J水平 L 15iJ地震水位组合的情况下：J第Ⅳ段i= =0.06J 第Ⅳ段i= =0.06

0.942 []水平 Li第Ⅷ段i= =0.064J 第Ⅷ段i= =0.064

15.3J0.967 []J水平 L 15i所以满足要求，不会发生渗透变形。扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE15闸室布置底板布置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。2、形式：本次设计闸室底板采用整体式平底板。3、长度：根据前面设计，知闸底板长度为17m。4、厚度：根据前面设计，知闸底板厚度为1.0m。5、底板齿墙深为0.7m，可以增加闸室稳定性和加长防渗长度。闸墩1、作用：分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构，使水流顺利通过闸门。2、外形轮廓：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，闸墩长度取决于上部结构布置及闸孔形式，一般与底板同长或者稍短一些，本次设计取与闸底板同长为17m。31.0m，边墩厚度为0.8m。平面闸门槽尺寸应根据闸门的尺寸确定，检修门槽深0.2m0.30m，主门槽深0.30m，宽0.7m。检修门槽和工作门槽之间留2.0m的净距，以便工作人员检修。4、高度：闸墩高程应根据校核情况决定，闸墩顶部高程为：▽顶=校核水位+波浪高度+安全超高=8.5+0.5+0.3=9.3m20t为：700mm×300mm。闸墩尺寸见图3.2.1：0 60 060400150 2 350 30200703.2

1 0600970 23015050闸墩尺寸详图 （单位：cm）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置的桥，若工作桥较高可在闸墩上设置排架支承。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，并保留一定的富裕度。工作桥高度视闸门形式，闸孔水面线而定，对于平面闸门采用固定式启闭机时工作桥纵梁底缘高程=闸墩高程+闸门高+1~1.5m=9.3+3+1=13.3m。工作桥的纵梁高取为800mm；工作桥横梁高为纵梁的2/3～3/4480mm，宽度1/3～1/2300mm80mm550mm1540mm。工作桥尺寸布置见图3.3。08080 00801600 063001400 300交通桥

图3.3 工作桥构造图（单位：mm）7.0m0.5m8m。C25C25C30HR335R23581.0m30cm25cm，车道做成一定的坡度。交通桥断面如下图所示：

图3.4 交通桥构造图 （单位：mm）本工程设置检修桥，目的是为了在闸门检修时期放下检修门，挡住上游来水，把闸门吊出闸室进行检修。其构造尺寸如下图3.5所示：0720011002001100250胸墙

图3.5 检修桥构造图（单位：mm）50cm3.5m50cm，胸墙简R2003.6

图3.6 检修桥构造图（单位：mm）水闸的闸室段布置如下图3.7所示340013.312.3150080001000340013.312.315008000100010004006.03.02.01:500

7500

500图3.7 闸室段布置图 （单位：mm）稳定分析7组合，取整个底板验算其稳定。荷载计算情况见表4：荷载组合计算情况自重表4 荷载组合静水压力扬压力荷载泥沙压力地震力浪压力基本组合完建无水期正常挡水期√√— —√ √——————特殊组合校核水位情况地震水位情况√√√ √√ √———√——完建无水期荷载计算及地基承载力验算1、荷载计算混凝土重度采用24.5kN/m3，水重度采用9.8kN/m3。闸室底板的计算宽度为5.031.020.8218.6m4.1.1计算情况见表4.1.1：排架便桥便桥工作桥交通桥闸门闸墩底板图4.1.1 完建无水期荷载分布图2、地基承载力验算根据荷载计算结果，进行地基承载力验算，由设计资料可知地基承载力为220kPa，则：e=BΣM=17

0.01(偏下游)2 ΣG 2 21939.95G 6e21939.95 60.0169.63 上Pmax=

1 = 1

kPa min

A B18.617 1769.14 下 P+P

63+

P]地基应力平均值：

=max2

min

2 =69.385kPa

=220kPaη

PPmin

=69.14

=1.01<η=1.5根据计算结果，可得出结论为：完建期的地基承载力能够满足要求，地基也不会发生不均匀沉降。表4.1.1 完建无水期荷载计部位 算式

自重 力臂 力矩（k）（）（kNm）闸门 335.2闸底 171.71172173.4

105.68608.1

4.3158.5

45673169板 2

0.717

24.573.140.521.5211.59.33.020.30.60.40.7 闸墩 170.89.33.02

24.5

8.6 88260 81 1 4胸墙 0.330.50.30.521524.54 启闭14.313机0.30.820.081.4

458.0 3.9 178642.92 4.65 200工作 112

0.2

0.6

5.98324.5

408.98 4.65 1902桥 1.40.430.4824.51.351.51.50.21.10.1418.624.51.3218.6114.91.2514411.14517.94816001219200112.863338.584.651574合计

1521.6

21939.95

186691闸室有水情况下的荷载计算闸室有水期荷载除闸室自重外，还有静水压力、水重和闸底板所受的扬压力。闸室有水情况下的荷载分布图见图4.2.1。便桥工作桥交通桥便桥工作桥交通桥闸门闸墩上游水压力底板

有水期的闸室荷载分布图12

G=21939.95kN上游水位为8.15m，G上游

ρgV9.85.15154.33321.8kN顶点的力臂为2.15m，则M 3321.82.157142kNm。上游下游：设计水位情况为无水情况，下游水重都为0。3、扬压力扬压力=渗透压力+浮托力，浮托力有下游水深引起。设计水位情况下：下游水位为3.0m，则1）浮托力计算浮托力的计算简图如图4.2.2所示16.716.79.8图4.2.2

设计情况闸室浮托力分布图齿坎底的压强1.01039.81031.716.7kPa底板底的压强1.01039.81031.09.8kPa则浮托力{9.8171(1.71.0)(16.79.8)2]}18.63445.3kN。2渗透压力计算4.2.3

2.462.652.54

0.880.95

0.16F：

设计时期渗透压力分布图1++1+2.46)15+1+

9.8=5529.6kN2

118.62 2 扬压力=3445.3+5529.6=8975kN4、水平水压力24.2.4。混凝土铺盖：1P1=底面P'=止水处的浮托力c，2P221A、上游

上游水压力示意图上游水压力的计算简图，如右图4.2.4P=ρgh=9.85.35=52.43kN/m21P=9.80.2+9.82.78=29.2kN/m21P=1.79.8+9.82.65=42.63kN/m2.2F152.43175.351( )上游水压力：B、下游

=2 +229.2+42.631.517=3300.1kN 34345图4.2.5 上游水压力示意图下游水压力的计算简图，如上图4.2.512F=9.80.8218.6=58.33kN23F=0.80.918.6=131.24kN42F=125

0.9

9.8

0.9

=73.82kN4.2.1

力矩（力矩（kNm）

闸室荷载汇总表荷载名称↓↑→←+↘﹣↖自重21939.95———186691—上游3321.8———7142—水重下游0—————渗透压—5529.6———31334.4力浮托力—3445.3———29285上游——3300.1—8462.1—压力下游———263.41—149.26合计25261.758974.93300.1263.41202295.160769根据荷载计算结果，进行地基承载力验算：e=BΣM=17141526.1

0.19m(偏下游)2 ΣG 216286.85G

6e16286.85 60.1954.95 上Pmax=

1 = 1

kPa min

A B18.617 17 48.05 下地基应力平均值：PPmax

+P 54.95+48.05min= =51.5kPa<[P]=220kPa2 2地基不均匀系数：

P=Pmin

=54.95=1.14<48.05根据计算结果，可得出结论为：设计水位情况下的地基承载力能够满足要求，地基也不会发生不均匀沉降。抗滑稳定计算：闸底板上下游端设置的齿墙深度为0.7m，按浅齿墙考虑，滑动面沿闸底板与地基的接触面，按公式K=c

fG+CH0

计算，式中K：沿闸室地基底面的抗滑稳定安全系数cf：闸室地基面与地基之间的摩擦系数，由于本次设计地基持力层为粉质粘f=g=g0.918)=0.290H：作用在闸室上的全部水平荷载G：作用在闸室上的全部竖向荷载闸室基底面与土质地基之间的粘结力C=02C=0.2532=8kPa0K=0.2916286.85+81718.6=2.39>Kc 3036.7

]=1.35经计算闸室抗滑满足要求。校核水位期12

G=21449kN校核水位情况下：下游水位为3.0m，则上游水位为8.5m，G ρgV9.85.5154.33476.55kN，对底板前齿墙底部顶点的力臂为上游2.15m，则M 3476.552.157474.6kNm。上游0。3、扬压力浮托力计算浮托力与设计水位相同为3445.3kN。渗透压力计算渗透压力计算简图如图4.2.6所示：2.642.842.72

0.951.03

0.18F：

校核时期渗透压力分布图12.84+2.721.0+12.64+1.0315+10.95+0.18

9.85626.98kN2

118.62 2 扬压力=3445.3+5626.98=9072.3kN4、水平水压力水平水压力计算简图见图4.2.7所示。A、上游

上游水压力示意图上游水压力的计算简图，如右图4.2.7P=ρgh=9.85.7=55.86kN/m21P'=9.80.2+9.82.97=31.07kN/m21P=9.81.7+9.82.84=44.5kN/m2.2F155.86175.71( )上游水压力B、下游

=2 +231.07+44.51.517=3669.9kN下游水压力与设计情况相同闸室荷载汇总见表4.2.2。力矩（kNm）荷载名称水重

闸室荷载汇总表↓↑→←+↘﹣↖自重21939.95———186691—上游3476.55———7474.6—下游0—————渗透—5626.98———31886.2压力浮托力—3445.3———29285上游——3669.9—9876.3—压力下游———263.41—149.26合计25416.59072.33669.9263.41204041.961320根据荷载计算结果，进行地基承载力验算：e=BΣM=17142721.9

0.23m(偏下游)2 ΣG 2 16344.2G 6e16344.2 60.2355.89 上Pmax=

1 = 1

kPa min

A B18.617 17 47.49 下地基应力平均值：PPmax

+P 55.89.+47.49min= =51.69kPa<[P]=220kPa2 2地基不均匀系数：

P=Pmin

=55.89=1.18<47.49根据计算结果，可得出结论为：校核水位情况下的地基承载力能够满足要求，地基也不会发生不均匀沉降。抗滑稳定计算：K=0.2916344.2+81718.6=2.13>Kc 3406.5

]=1.35经计算闸室抗滑满足要求。地震水位期1、自重G=21449kN2、水重上游水位为7.80m，G上游

ρgV9.84.8154.33034.08kN顶点的力臂为2.15m，则M =3034.082.15=6523.3kNm。上游下游：地震水位为4.50m，下游水重为G下游

1.51512.7102857.5kN。3、扬压力4.5m，则浮托力计算浮托力的计算简图如图4.2.8所示。

24.531.3624.5齿坎底的压强

设计情况闸室浮托力分布图P =24.5+0.71039.810=31.36kPa齿坎底板底的压强P =2.51039.8103=24.5kPa底板P{24.517+1(1.7+1.0)(31.3624.5)2]}18.68091.4kN2渗透压力计算渗透压力计算简图如图4.2.9所示：1.591.711.64

0.570.62

0.11F：

校核时期渗透压力分布图11.71+1.641.0+11.59+0.6215+10.57+0.1

9.8=3388.6kN2

118.62 2 扬压力=8091.4+3388.6=11480kN4、水平水压力A、上游上游水压力的计算简图，如右图4.2.10。图4.2.10 上游水压力示意图P=gh=9.85=49kN/m21P'=9.81.7+9.81.79=34.2kN/m21P=9.83.2+9.81.71=48.12kN/m2.2上游水压力FB、下游

149175+134.2+48.121.517=3132.kN2 2下游水压力的计算简图，如上图4.2.11 34345图4.2.11上游水压力示意图F=19.82.3218.6=482.kN3 2F4F=5

=9.82.30.918.6=377.kN0.99.80.918.6=73.82kN/m25、地震期惯性力荷载计算如下表4.2.3。0.10.250.10.251.510262.81/9.8自重大小力臂力矩计算式（kN）（kN）（m）（kN.m）底板8608.170.10.251.58608.17/9.832.941.239.53闸墩10262.8139.274.85190.46交通桥16000.10.253.11600/9.812.658.3104.99检修桥114.90.10.252.91114.9/9.80.858.26.97排架338.580.10.253.42338.58/9.82.951029.5工作桥408.980.10.253.2408.98/9.83.3412.441.42合计21333.4492412.87闸室荷载汇总见表4.2.4，根据荷载计算结果，进行地基承载力验算：e=BΣM=17e

0.4m(偏下游)2 ΣG 216351.53G

6e

16351.53

60.4

59.01

上Pmax=

1

1

= kPa min

A B

18.617

17

下地基应力平均值：PP+P

=59.01+44.41=51.71kPa<[P]=220kPa=max2

min2地基不均匀系数：

P=Pmin

=59.01=1.33<44.41根据计算结果，可得出结论为：地震水位情况下的地基承载力能够满足要求，地基也不会发生不均匀沉降。抗滑稳定计算：K=0.2916351.53+81718.6=3.17>c 2290.9

1.35c力矩（kNm）荷载名称↓↑→←+↘﹣↖自重21939.95———186691—上游3034.08———6523.3—水重下游2857.5———30432.4—渗透压—3388.6———19202.1力浮托力—8091.4———68776.9———92—412.87—上游——3132.1—10179.33—压力下游———933.2—995.5合计27831.53114803224.1933.223423888974各种情况下的稳定分析汇总见表4.2.5。计算计算PmaxPminP]η[]ηK[]K情况上游下游(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)cc完建期69.6369.1469.3852201.012.0设计期8.153.054.9548.0551.52201.142.02.391.35校核期8.53.055.8947.4951.692201.182.02.131.35地震期7.84.559.0144.4151.712201.332.03.171.35结构设计底板设计闸室底板内力计算水闸闸室在顺水流方向受力很小，不用进行计算配筋，按照构造配受力钢筋就可以满足要求，而垂直水流方向受力很大，应根据计算配受力钢筋。因此在垂直水流方向取单宽板条作为梁计算，以其结果配置受力筋，而顺水流方向只按照构造要求配置受力钢筋。1、计算方法的选择本设计地基土为粉砂土，并且为了保证精度，于是采用弹性地基梁法进行计算。弹性地基梁法就是在闸门上下游侧各取一个单宽板条，通过计算板条上的不平衡剪力，来求板条的内力和板条下的地基应力。2、计算情况选择完建无水期时的水闸不受上下游水压力和扬压力的影响，只受自身重力和地基反力的影响，但自重较大，正常设计水位工况下水闸既受上下游水压力和扬压力的影响，又受自重和地基反力的影响，也是计算情况之一，校核水位工况下的上下游水位差最大，因此也是计算情况之一。弹性地基梁法计算地板内力：闸底板的地基反力地基反力分完建无水期、设计水位工况及校核水位工况，其数值与地基承载力大小相等，方向相反。因此直接采用前面计算结果可知：69.63完建无水期为Pmaxmin

66.14kPa，54.95设计水位工况为Pmax kPa，min 48.0555.89校核水位工况为Pmax kPa。min 47.49不平衡剪力的计算①计算单元选取由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以作用在单宽板条及墩条上的力是不平衡的，维持板条及墩条上的力的平衡的差值为QQ1

Q，称为不平衡剪力。选取整块底板为计算单元，以工作闸门的前缘为分界2线，分别取两个脱离体，上游段长4.3m，下游段长12.7m。计算出相应的不平衡力。计算简图如图所示：2图完建无水期不平衡剪力分布图②根据已知条件列表计算见表：表

完建期不平衡剪力计算

（单位：kN）荷载名称荷载名称上游段下游段小计闸墩底板结工作桥构检修桥重钢闸门力胸墙排架启闭设备合计地基反力不平衡力不平衡剪力25962390.1450204.49114.90458.0169.2921.465954.285↓5564.09↑390.195↓390.195↑7666.816218.0251600204.490105.60169.2921.4615985.675↓16375.87↑390.195↑290.195↓10262.818608.171600408.98114.9105.6458.0338.5842.9221939.9621939.96③不平衡剪力的分配计算中性轴的位置，中性轴计算图如图所示：001形心轴18600τ分布图τ图 中性轴计算简由图可知：中性轴位置为：个中墩的面积yy= 1

2个边墩的面积y1

y20 个中墩的面积2个边墩的面积底板的面积=16.324.150.86.324.15118.60.56.320.86.3218.6=2.85mQ采用积分法进行分配。用下列公式计算1A=hsd11 h=h

yy

y

hyd1 dh 1 12

2 2y=d

d2h3h2h

1h31 231 1 2 323=10.824.4534.4521.=167.885

13

1.853为了计算方便，在求A2

时取y坐标向下为正：A=y0sd2 h yy2y (

yy=024.4yyy+0 dh 0

2y12 ( )=624.42=30.704

33y2h0

+h321分配给闸墩Q= A1

Q=0.85Q；1分配给中墩Q

A+A1 21= d 1

=0.28Q；中墩 2d1

+2d 1 12分配给边墩Q

d2 Q=0.22Q；边墩 2d1

+2d 1 12分配给闸底板的Q2

A2A+A1

Q=0.15Q。式中Q：不平衡剪力在闸底板上的分配值；2Q：不平衡剪力在闸墩上的分配值；1Q ：不平衡剪力在一个中墩上的分配值；中墩Q ：不平衡剪力在一个风顿感上的分配值；边墩Q：闸墩和闸底板上的总的不平衡剪力。④设计水位工况和校核水位情况下的不平衡剪力的计算及分配：上游段下游段 上游段下游段上游段下游段浮托力渗透压力浮托力渗透压力浮托力渗透压力浮托力渗透压力地基反力地基反力。

不平衡剪力计算（单位：kN）荷载名称设计水位工况上游段 下游段校核水位工况上游段 下游段结构重力5954.285↓ 15985.675↓5954.285↓ 15985.675↓水重3321.8↓ 03476.55↓ 0浮托力957.074↑ 2488.226↑1943.83↑ 3683.15↑渗透压力1739.077↑ 3790.523↑2568.292↑ 877.0↑地基反力4325.32↑ 11959.82↑4385.3↑ 11959.31↑不平衡力2253↓ 2253↑533.4↓ 533.4↑不平衡剪力2253↑ 2253↓533.4↑ 533.4↓单宽板条上的荷载计算在闸底板上游段和下游段中点各取长为一联的单宽板条进行计算，上游段长b4.m，下游段长b1

12.7m。q表中符号含义如下（重力单位：kN）W：对应上、下游段闸底板重；板W ：对应上、下游段一个中墩重；中墩W ：对应上、下游段闸墩上结构重；墩上Q：对应上、下游段闸底板上的不平衡剪力；板Q ：对应上、下游段中墩上的不平衡剪力；中墩渗W：对应上、下游段闸底板所受的渗透压力；渗W：对应上、下游段闸底板所受的浮托力。浮L9.3m墩边墩1中墩2中墩2边墩11）完建时期A、上游段

图单宽板条上荷载分布图①均布荷载②闸墩处集中荷载边墩

q=2390.145+0.15390.1954.318.6 4.318.6

=30.614kN/mN=204.49+114.9+169.29+21.46+458+530.96+390.1950.0.221 4.36 4.3 4.3=177.973kN中墩N=204.49+114.9+169.29+21.46+458+767.04+390.1950.0.282 4.33 4.3 4.3=275.028kNB、下游段①均布荷载

7666.81q=

0.15

=32.208kN/m②闸墩处集中荷载边墩

12.718.6 12.718.6N=1600204.49169.2921.461568.20390.1950.850.221 12.76 12.7 12.7=155.409kN中墩N=1600204.49169.2921.462265.21390.1950.850.282 12.76 12.7 12.8=211.802kN2）设计时期A、上游段①均布荷载2390.145q=

3321.8

957.0741739.0770.15

=43.45kN/m4.318.64.315 4.318.6 4.318.6②闸墩处集中荷载边墩N=204.48114.9169.2921.46458530.963476.55220.221 4.36 4.3 4.315 4.3=19.905kN中墩N=204.48114.9169.2921.46458767.043476.55220.282 4.33 4.3 4.315 4.3=74.830kNB、下游段①均布荷载6218.025q=

2488.2263790.5230.15

=1.174kN/m12.718.6 12.718.6 12.718.6②闸墩处集中荷载边墩N1600204.49169.2921.461568.2022530.850.221 12.76 12.7 12.7182.838kN中墩N1600204.49169.2921.462265.2122530.850.282 12.76 12.8 12.8246.439kN3）校核时期A、上游段①均布荷载q2390.1453476.551943.832568.2920.15533.44.318.6 4.315 4.318.6 4.318.6②闸墩处集中荷载边墩

21.368kN/mN204.48114.9169.2921.46458530.963476.55530.221 4.36 4.3 4.315 4.394.687kN中墩N204.48114.9169.2921.46458767.043476.55530.282 4.33 4.3 4.315 5.2175.118kNB、下游段①均布荷载6218.025q

3683.15877.00.15

7.357kN/m12.718.6 12.718.6 12.718.6②闸墩处集中荷载边墩N1600204.49169.2921.461568.20533.40.850.221 12.76 12.7 12.7157.518kN中墩N1600204.49169.2921.462265.21533.40.850.282 12.76 12.7 12.7214.543kN单宽板条上的荷载计算见表。表 单宽板条荷载计算荷载类型

完建无水期

设计水位工况

校核水位工况30.61432.20830.61432.20843.451.17421.3687.357177.973155.40919.905182.83894.687157.518q（kN/m）

上游段

下游段

上游段

下游段

上游段

下游段集中荷载N（kN1集中荷载N（kN2

275.028 211.802 74.830 246.439 175.118 214.543（5）利用郭氏表计算底板内力根据已知的集中荷载、均布荷载等值，查相关郭氏表中的集中荷载弯矩系数，计算汇总得完建无水期、设计水位工况和校核工况的上下游弯矩，并根据计算结果绘制底板上下游弯矩图如图所示。对于分布荷载计算柔性指数用公式t10E0E

L3hh式中E：地基土的变形模量，本次工程为粉砂土，取2.5103kN/m20EC20，取2.55107kN/m2cLh1.0m2.5103 9.3则t10

2.55107

(1.0)3

0.791。扬州大学本科生毕业设计（a）闸底板上游弯矩图（b）闸底板下游弯矩图图 单宽板条上弯矩分布图（kN.m）对于集中荷载N1距离系数xL对于集中荷载N2

0.9641扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE42距离系数

x0.3L式中：集中力到地基梁中心的系数xL：地基梁长度的一半长度单宽板条荷载计算表。表 单宽板条弯矩系数弯矩系数板带上荷载 边荷载

P'（右）

P''（左）段别 ξ均布荷载

N1(a=±

N2(a=±

'-P

'P

''

'-P'

P''-P''⑴⑵⑴⑵0.3)⑶⑷⑷⑸⑸'00.1-0.180.14-29.1-3.8-29.1--0.20.17-30-3.8-27.6--0.210.21-29.7-3.8-25.20-9-0.210.25-28.9-3.6-22.3-8-0.210.19-26.1-3.5-18.9-7-0.210.14-23.3-2.7-15.1-5-0.20.1-19.4-2.2-11.4-4-0.170.06-13.8-1.4-7.6-2-0.140.03-7.9-0.8-3.9-1-0.080.01-2.7-0.2-1.401000000000.1-0.180.14-29.1-3.8-29.1--0.20.17-30-3.8-27.6--0.210.21-29.7-3.8-25.20-9-0.210.25-28.9-3.6-22.3-8-0.210.19-26.1-3.5-18.9-7-0.210.14-23.3-2.7-15.1-5-0.20.1-19.4-2.2-11.4-4-0.170.07-13.8-1.4-7.6-2-0.140.03-7.9-0.8-3.9-1-0.080.01-2.7-0.2-1.4010000000

1

11

1

11 15上游段下游段表 完建期单宽板条荷载产生的弯矩值板带上荷载产生的弯矩植M(kN.m)完建时期别段 ξ 别

=30.614kN上

=177.9731上

N=275.028kN2上 ∑q=32.208kNN=155.409kN N=211.802kN下 1下 2下⑹=(1)*ql2 ⑹=(1)*ql2 (7)=(2)*pl(8)=(3)*pl(9)=(6)+(7)+(8)0264.78-297.93358.09324.940.1264.78-331.03434.82368.570.2264.78-347.58537.13454.330.3238.3-347.58639.44530.160.4211.82-347.58485.97350.210.5185.35-347.58358.09195.860.6132.39-331.03255.7857.140.7105.91-281.38153.47-220.852.96-231.7276.73-102.030.926.48-132.4125.58-80.35100000278.57-260.15275.77294.190.1278.57-289.06334.86324.370.2278.57-303.51413.65388.710.3250.71-303.51492.44439.640.4222.85-303.51374.25293.590.5195-303.51266157.490.6139.28-289.0619040.220.7111.43-245.7133-1.270.855.72-202.3457-89.620.927.86-115.6219-68.76下游段110000表

设计期单宽板条荷载产生的弯矩值板带上荷载产生的弯矩植M(kN.m)设计时期段 ξ

=43.45

N

N=74.830kN别 上q

上N

上 ∑N=246.439kN下 1下 2下(10)=(1)*ql2(10)=(1)*ql2(11)=(2)*pl(12)=(3)*pl(13)=(10)+(11)+(12)0375.8-33.3297.43439.910.1375.8-37.02118.31456.910.2375.8-38.87146.14483.070.3338.22-38.87173.98473.330.4300.64-38.87132.22393.990.5263.06-38.8797.43321.620.6187.9-37.0269.59220.470.7150.32-31.4741.76160.610.875.16-25.9120.8870.130.937.58-14.816.9629.7310000010.15-306.07320.8624.940.110.15-340.08389.6259.690.210.15-357.08481.3134.370.39.14-357.08572.97225.030.48.12-357.08435.461-357.08320.86-8-340.08229.19-105.810.74.06-289.07160.43-124.580.82.03-238.0668.76-167.27下游段0.91.02-136.0322.92-112.0910000表

校核期单宽板条荷载产生的弯矩值板带上荷载产生的弯矩植M(kN.m)校核时期段 ξ

=21.368kN

N

N=175.118kN别 上q

1上N

2上 ∑N=214.543kN下 1下 2下(14)=(1)*ql2(14)=(1)*ql2(15)=(2)*pl(16)=(3)*pl(17)=(14)+(15)+(16)0184.81-158.51228254.30.1184.81-176.12276.86285.550.2184.81-184.92342.01341.90.3166.33-184.92407.15388.560.4147.85-184.92309.43272.360.5129.37-184.92228172.450.692.41-176.12162.8679.150.773.92-149.797.7221.940.836.96-123.2848.86-37.460.918.48-70.4516.29-35.6810000063.63-263.69279.3379.270.163.63-292.98339.19109.840.263.63-307.634191750.357.27-307.63498.81248.450.450.9-307.63379.1122.370.544.52-307.63279.3316.220.631.8-292.98199.52-61.660.725.44-249.03139.67-83.920.812.72-205.0959.86-132.51下游段6-117.1919.95-90.5810000（6）边荷载的影响及计算方法边荷载是指计算闸段底板两侧相邻的闸室或边墩背后填土及岸墙等作用于计算闸2L0118600边荷载0118600边荷载11-15边荷载1-10边墩1中墩2中墩2边墩边荷载11-10 图单宽板条边荷载分布图闸室两侧为扶壁式挡土墙，边荷载计算如下：①完建无水期完建无水期地基反力如图所示：上游段 上游段69.14 69.26闸门处 69.63图完建无水期地基反力分布图单位（kN/m2）上游段地基反力P上

69.14kN/m2，下游段地基反力P下

69.6kN/m2，工作闸门上缘处地基反力P门

69.26kN/m2，则单宽板条的边荷载为：上游段下游段

q 69.2kN/m2上边q 69.45kN/m2下边将q 、q上边 下

转化成集中力紧接着闸室段的L范围内转化为10个集中力，第二个L范围内转化为5个集中力。上游段PP1 10

1Lq10 上边

1

18.669.2128.7kNPP11 15

1Lq5 边

15

18.669.2257.42kN下游段 PP1 10

1下10Lq下边

1

18.669.45129.18kN扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE49PP=1Lq

118.669.45=258.35kN11 15 5②设计水位工况

下边 5设计水位工况地基反力如图所示：上游段 上游段48.05 49.88闸门处 54.95图设计水位工况地基反力分布图单位（kN/m2）上游段地基反力P上

=48.05kN/m2P下

=54.95kN/m2缘处地基反力P门

=49.88kN/m2，则单宽板条的边荷载为：上游段下游段

q =48.97kN/m2上边q =52.42kN/m2下边将q 、q上边 下

转化成集中力紧接着闸室段的L范围内转化为10个集中力，第二个L范围内转化为5个集中力。上游段PP1 10

=1Lq10 上边

1=

18.648.97=91.08kNPP11 15

=1Lq5 边

1=5

18.648.97=182.17kN下游段 PP1 10

1下=10Lq下边

1=

18.652.42=97.50kNPP=1q=118.652.42=195.00kN11 15 5 下 5边③校核水位工况校核水位工况地基反力如图0所示：上游段 上游段47.49 49.71闸门处 55.89图0校核水位地基反力分布图（单位：kN/m2）上游段地基反力P上

=47.49kN/m2，下游段地基反力P下

=55.89kN/m2，工作闸门上扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE50缘处地基反力P门

49.7kN/m2，则单宽板条的边荷载为：上游段下游段

q 48.6kN/m2上边q 52.8kN/m2下边将q 、q上边 下

转化成集中力紧接着闸室段的L范围内转化为10个集中力，第二个L范围内转化为5个集中力。上游段PP1 10

1Lq10

118.648.610PP1Lq 118.648.6180.79kN11 15 5 下边 5下游段 PP1 10

1Lq10

118.652.898.21kN10PP1Lq 118.652.8196.42kN11 15 5 下边 5边荷载产生的弯矩见附表。1、2。闸底板配筋计算及裂缝校核1、配筋量计算及选配用0cmamfc2bm0 hh-a=1000-45=955mm=1.2，选用二级钢筋f=310kN/m20 d：2、钢筋抵抗弯矩图的计算(1)上游段顶层M=154.46kN.mMMR As设

A154.19679168.65kNms实 620.812的钢筋的抵抗弯矩为28.1kNmM=309.17kN.mMMR As设

A309.171272311.96kNms实 1260.61862.4kNm。M=206.99kN.mM=MR As设

A=206.99904=221.7kNms实 844.112的钢筋的抵抗弯矩为27.7kNmM=266.82kN.mM=MR As设

A=266.821272=309.0kNms实 1098.31861.8kNm。表 闸底板配筋计算M(kN.m)M(kN.m)h(m)0s=dMfbh2c 0=11s=fcfyA=bh(m2)s0钢筋选配实际配筋（mm2）上游段下游段309.17-154.46266.82-206.999559559559550.04070.02030.03510.02720.04080.02020.03560.02740.132%0.065%0.115%0.088%1260.61272620.86791098.31272844.19040Ec=2.55104m2，钢筋的弹性模量Es

=2.0105m2上游段底层钢筋：Ate=Aste

= 6792451000

0.0080.03M= lSL 0.87hA0s

=154.461060.87955

=273.79Nmm2w =

sl+0.1d)max

123E s te=1.01.01.6(273.79)(335+0.112)310000 0.03=0.20mm<[]=0.30mm裂缝宽度满足要求。上游段顶层钢筋：Ate=Aste

= 12722451000

0.01410.03M= lSL 0.87hA0s

=309.171060.879551272

=292.54Nmm2w =

sl+0.1d)max

123E s te=1.01.01.6(292.54)(335+0.118)下游段底层钢筋：

310000 0.03=0.25mm<[]=0.30mmAte=Aste

= 9042451000

0.010.03M= lSL 0.87hA0s

=206.991060.87955

=275.59Nmm2w =

sl+0.1d)max

123E s te=1.01.01.6(275.59)(335+0.112)上游段顶层钢筋：

310000 0.03=0.21mm<[]=0.30mmA=ste Ate

= 1272 0.0142451000M= lSL 0.87hA0 s

= 266.821060.879551272

=252.47Nmm2w =

sl+0.1d)max

123E s te=1.01.01.6(252.47)(335+0.118)310000 0.03=0.22mm<[]=0.30mm式中——按荷载效应的长期组合计算的纵向受拉钢筋应力；sl——构件受力特征系数，受弯构件取1.0；1——钢筋表面形状系数，变形钢筋为1.0；2——荷载长期作用影响系数，荷载效应的长期组合为1.6；3d——受拉钢筋直径，12mm；te

AAs；teA——有效受拉混凝土截面面积；teA——受拉区纵向钢筋截面面积。s裂缝宽度满足要求。闸墩设计1、闸墩底部应力计算运用情况下在运用情况下，闸墩两侧闸门皆关闭，闸墩承受最大水头时水压力，自重与上部结构重量，这种情况为纵向最不利情况，则按下列公式计算：WAσA：计算截面的面积；

M LIx2xW：计算截面以上竖向力的总和；MyxI：计算截面对其形心轴y的惯性矩；xL：闸墩顺水流方向长度。运用情况下的闸墩计算简图如图5.2.1所示yxy图5.2.1运用情况下闸墩荷载分布图W墩底水平截面的形心轴至上游端的距离为： 20.52(16.712+0.288)+1.5115.750.60.314.859.719.8+0.70.44.65+213.30+0.30.62.15+1.511.25 x= 20.522+1.51+0.30.6+9.71+0.70.4+21+0.30.6+1.51=8.6m墩底截面形心轴的惯性矩为：1.0(0.9817)3yI= 12 =385.340m4y①完建期情况下的闸墩底部纵向正应力计算，对闸墩底形心轴求矩，M=161.74.7+14.313.95+136.33.95+38.37.35+101.83.95380.73.95=534.74kNm中墩的面积为：A=1.51.0

10.522+0.60.3+9.71+0.70.4+21+0.30.6+1.51=162闸墩底部的应力为：WML3457.06534.74 = + = +

=226.26kPa<]=6860kPamax

I 2 16.12 385.342yW =

L

3457.06534.7417=202.66kPa<]=6860kPamin

I 2 16.12 385.342y②对设计水位情况和校核水位情况比较，校核水位情况下的水位差比较大，对闸墩有更不利的影响，因此只需计算校核水位情况下的闸墩纵向正应力即可。自闸墩底向上取1m的墩条计算。闸墩墩条受上游水压力对底板形心的力矩为：M=15.59.85.555.5/3=1358.7kNm2M=534.74+1358.73=823.99kNmW = +

L

3457.06+823.9917=232.63kPa<]=6860kPamax

A I 2 16.12 385.342yW =

L

3457.06823.9917=196.26kPa<]=6860kPamin

A I 2 16.12 385.342y闸墩采用C20混凝土，混凝土的容许压应力为6860kN/m2，经计算在完建无水期和校核水位情况下闸墩的纵向正应力均小于应力容许值，见表5.2.2。因此在纵向上只需按构造配筋即可，构造配筋配直径为12mm的二级钢筋，间距为250mm。表5.2.2闸墩纵向正应力计算表上游下游（kNm）min（kNm）00226.26202.666860满足要求8.53.0232.63196.266860满足要求计算情计算情max（kNm）]是否满足况水期一孔检修，检修闸门关闭，两侧相邻孔主闸门关闭，所属校核情况闸墩承受侧向水W Md=：闸墩底部正应力；A：计算截面的面积；

AI 2xW：计算截面以上竖向力的总和；MyxIy的惯性矩；xd：闸墩厚度。833.11kN01m过水侧受到的压力对闸墩形心轴y-y的力矩为：扬州大学本科生毕业设计扬州大学本科生毕业设计PAGEPAGE56M=1x 2

9.8

(5.5

4.5)

2.3

0.48

=54.kNmIx

=17(0.981.0)312

=1.33m4Wmax=

M x

d=3457.06+54.11234.80kPa

]=6860kPamin

A I 2 16.12 1.332194.12x所以闸墩只需按构造配筋即可。边墩验算竖向荷载:W=3457.06kNM=267.37kNmy

=Pb

=19.8

5

15

0.25=76.57kNmn 1 2 2A点产生剪应力近似值为：6M= n