毕业设计潜孔钢筋混凝土水闸工程毕业设计

[毕业设计]潜孔钢筋混凝土水闸工程毕业XX河两岸大片低田，不使开挖XX河后闸由闸室段、上游连接段及下游连接段等三部分组成。上游护坡等部分组成；下游连接段包括下游翼墙下游护坡等五部分组成。水闸设计主要包括水力基渗流计算、闸室结构布置、两岸连接建筑物布basin,scourapronandupstrwall.analysis,structurecalculation,elasticf 3 3 3 4 4 6 4.3.4进、出口段修正及各区段渗压水头 22 22 24 26 27 28 28 29 33 34 37 38 39 40 42 45 48 61 65 67 69 73 94 400m3/s300m3/s350m3/s容重为1.95t/m3，浮容重y'=9.5t/m3。上下游河道断面相同均为梯形，河底宽分别为50.0m，河底高程▽风速V=20m/s,吹程D=0.5km。胸墙底高程▽2.0m，顶高程▽5.5m，交通桥闸底板为混凝土结构整体式平底板，顺水流方向长18.0m，底板为钢筋混凝土结构，厚1.5m，池长32.0m，顶高程▽-5.5m。海漫为浆砌块石结构，并设有混凝土格埂，长30.0m。公路桥为C25钢筋桥为钢筋混凝土T式结构，桥面宽4.0m，纵梁高0.9m，宽0.4m，跨度为为一联。胸墙采用板粱式结构，胸墙面板厚度为30cm，上梁高度50cm，下梁高度70cm；工作桥采用排架，顶部高程▽15.3m，立柱尺寸0.5×0流范围大、泄流能力较大而且比较稳定的优点由于此水闸的主要作用是泄洪。因此要求自由A设设=(94.1+50)×7.35/2==1.0×0.7552/=0.029—H0=7.35+0.029=7.38m——堰上总水头堰顶算起的下游水深hs=1.76+5.5=7.26m0=7.26／7.38=0.984≥0.9高淹没出流0Q=μ0hsB0计算表A.0.2得=0.877+²=0.877+Q实=μ0hsB=412.73m3/s×100﹪=×100﹪=3.2﹪<5﹪满足要求 -一1275流量（m3/s）池的深度又较深时，可采用下挖式消力池和突槛式消力池相结合的综合式d=σ0hc''-hs'-ΔZ2α——水流动能校正系数，可采用1.0~1.05;取1.0；q—T0——由消力池底板顶面算起的总势能，T0=H0+d，m；=0.375m/sH0=H+=10+0.375/19.62=10m所以跃前水深hc=0.62则跃后水深hc"=4.29下游水深hs=1.0+5.5=6.5A=(113+50)×105/2=855.75=0.409m/s所以跃前水深hc=0.71m，则跃后水深hc"=4.66m下游水深hs=7.33m显然hs﹥hc"所以可以不设消力池1)、水跃长度Lj的计算：Lj=6.9(hc''-hc)=25.3m（其中跃后水深hc''=4.29m，收缩断面水深Lsj=Ls+βLj=22.957m（其中消力池斜坡水平投影长度Ls=4d=4m,水跃长度校正系数β=0.75,Lj=25.3m）1)、水跃长度Lj的计算：Lj=6.9(hc''-hc)=27.255m（其中跃后水深hc''=4.66m，收缩断面水深2)、消力池长度Lsj的计算：Lsj=Ls+βLj=25m（其中消力池斜坡水平投影长度Ls=4d=4m,水跃长度校正系数β=0.75,Lj=27.255m）综合设计与校核情况下计算池长，最后确定消力池池长为25m。挡潮闸需要双向挡水，消力池底板兼顾反向挡水时的铺盖，所以先根据抗冲要求计算底板厚度，然后根据抗浮要求进行验算。抗冲要求计算公式为t=k1k1ΔH（m）8注：t——消力池底板始端厚度(m)；ΔH——闸孔泄水时上下游水位差q——过闸单宽流量(m3/s.m)；k1——消力由于双向挡水消力池亦作为反向挡水时的铺盖，消力池的构造如图Lp=Ks计算。式中Lp——海漫长度（m）qs——消力池末端单宽流量（m3/s.m）ΔH'——闸孔泄水时上下游水位差(m)Ks——海漫长度计算系数，按下质土KsQ（m3/s）b末(m)qs(m2/s)'ΔH(m)KsLp(m) ' qsΔH'况388况384使渗透水流顺利排出，以增加海漫的稳定性；应砂子垫层。每隔6—10m设置一道浆砌石埂。海漫末端的河床冲刷深度可按公式dm=1.1计算dm——海漫末端河床冲刷深度(m)；qm——海漫末端单宽流量0hm——海漫末端河床水深（mQqm(m2/s)](m/s)hm(m)dL=CΔHΔH——上、下游最大水位差(m)砂石粘土9977554331199553374当检修期时上游最高水位，下游无水此时ΔH=10.5mL拟=CΔH=4×10.5=42m本水闸持力层为坚硬粉质粘土，根据《水闸设计规范土铺盖，或土工膜防渗铺盖，闸室下游渗流出口处0.8m、齿墙深度取0.5m,铺盖长度L1=25m厚度应根据闸室地基条件、作用荷载及闸孔净宽等5os、IV-is1500 图4-1闸基地下轮廓布置示意图（单位：高程m；长度m）其实际长度L实=1×2＋0.8×2＋0.7×2＋22.4＋2.3×2＋3＋1.13×2+13.4=50.7L实＞L拟故满足规范要求L0=25+18=43mS0=2.3mL0/S0=43/2.3=18.7＞5Te=0.5L0=0.5×43=21.5m,闸基相对不透水层为无限深，故闸基渗流别ξi段156各典型段阻尼系数计内00594段段5826段6段0段8859段段0028段55分ΔHξi(4(ΔHξi4.3.4进、出口段修正及各区段渗压水头按下式：h0'=β'h0其中：h0——进、出口水头损失(m)β'——阻力修正系数，当β'≥1时，取β'=1.0S'——底板埋深与板桩入土深度之和，或为齿墙外侧埋深（m）T'——板桩另一侧地基透水层深度,或为齿墙底部至计算深度线的T——地基透水层深度(m)S'T'Tβ'进1出进1出h2h3h4h5h7h8h9核计角H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11校40设0根据各角点处的渗压水头，作闸底渗压水头力分布图如下图4-3、4-4所示f出口坡降按公式：计算水平坡降按公式：计算式中:J——出口段渗流坡降值Jx——水平段渗流坡降值ΔH——水平段水头损失值(m)；L——水平段长度(m)；铺盖水平段Jx闸室水平段Jx出口段J注：允许渗流坡降值[J]由《水闸设计规范》SL265-2001，表6.0.4水平初步拟定，可知粘土地基土质闸室底板的顺水①闸墩长度应满足上部结构布置要②要使闸室基底荷载强度顺水流方向的分布在各种工作条件下都比较均匀，避免闸室上下端产求，生过大的不均匀沉降而倾斜。根据工程经验，一般情况下该值等于底板长度，也可以大于底板长度，但伸出的闸墩悬臂长度一般不宜超过闸墩底板厚度的10v0式中hm——平均波高；v0——计算风速（m/sT比值hp/hm进而求的hp，根据水闸的级别为3级，可由表E.0.1—1查的波列Hm(hmhp/Th5%式中Lm——平均波长（m）H——闸前水深（mTLmhz安全超高由《水闸设计规范》SL265-2001表4.2.4水闸安全超高下限值至静水面4.2.13条规定：闸墩厚度应根据闸孔孔径、受力条件、结构工程和施工还应考虑承受侧向土压力的作用，其厚度应根据结构抗滑稳定性和结构强4.2.12条规定：闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺、侧向收缩根据《水闸设计规范》SL265-2001实施指南4.2.16条第三款规定：当永久缝设置在闸底板上时，宜采用平面闸门；如果采用弧形闸门时，必须考虑闸墩间可能产生的不均匀沉降对闸门强度、止水和启闭的影响。检根据以上规定初步拟定：闸门采用平面钢闸门，双节点滚轮支撑，由为2.0+0.2=▽2.2m，其胸墙采用梁板式胸墙，胸墙顶部高程为▽5.5m，底3500、5002300700根据《水工钢闸门设》水利水电出版社安徽省水利局勘测设计院附录闸门自重G=0.073×k1×k2×k3×A0.93×Hs0.79k1——闸门工作性质系数对于工作闸门与事故闸门k1=1.0对于检修与导流闸门k1=0.9k2——孔口高宽比修正系数k3——水头修正系数Hs——设计水头当Hs≥60m时，k3=0.25当Hs≤60m时k3=1.0P——闸门上的总水压力由计算结果可以看出Fw＞0所以闸门在关闭时需8初步拟定:横梁截面为矩形，高度为纵梁的2/3～3/4，宽度为高度的1/3～1/2，初2排架具体尺寸见如图5-5所示交通桥的具体尺寸如图5-6所示：闸室具体布置见图5-7所示 18.7 15.3v16.2 15.36.172.015oo/8oo18000力（7.5×3＋2.4＋1.6﹚×[2×﹙2.3+0000025×[9×0.6×26.5＋88××+××﹚674×﹙0.6×0.4×9.2×2＋0.3×7788-6.55﹚00﹚400△-7.8设计上游P14P2下游P3校核上游P14P2下P3游TLmhz（一）临界水深：Hk=（二）当H≥HK且H≥时，为深水波，此时单位长度上的浪压力为：（三）当H≥HK且H<时，为浅水波，此时单位长度上的浪压力为：ps——建筑物底面处的剩余浪压力强度(kPa)P1-4409.7-P2-132.4-8.1P1-5048-10600P2-152.3-8.2....设计情况0...-655...0.0.0力上.0.-758740.-0.-7304.10校核情况..0........0.0.0.0.力上0..0..0.-7304.1.根据偏心受压公式分运行与完建期计算基底压力和基底压力不均匀系（KN）pmaxnpminp平均η[注：表中不均匀系数p平均=闸基抗滑稳定按公式计算f0——闸室基底面与地基之间的综合摩擦系数ΣW——作用在闸室上的全部竖向荷载（kNΣH——作用在闸室上的全部水平向荷载（kNC0——闸底板底面与地基之间的凝聚力KN/㎡C0=0.25Cφ0——闸底板底面与地基之间的摩擦角φ0=0.9φ一般粘性土的容许承载力[σ]1357913(t/m2)26048262046基础宽度大于3m或埋置深度大于1.5m时，地基[σ]+mBY(B-3)+mDYP(D-1.5)mB、mD——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数按表5-22采用从此处为mB=0.3mD=1.5Yp——基础底面以上土的加权容重（地下水位以下取浮容重吨/米²)综上可得[σ]'=473KPaV1BBDBDσ=A=2YBNY(1-0.4L)+qNq(1+0.2L)(1+0.35B)iq+cNC(1+0.2L)(1+0.35L)icσ——地基的极限承载力的铅直分量（吨/米²);B——顺水流方向的基础宽度(米)；L——垂直于水流方向的基础长y——基础底面以下土的容重，水下取浮容重（吨/米²)Ny、Nq、Nc——承载力系数，决定于内摩擦角φ可查表5-27求的c——荷载倾斜系数，决定于荷载的倾斜角δ和土的内摩擦角φ其y=0.724,iq=0.851,ic=0.82tanδ=0.1σ=215KPa结构材料：平炉热轧碳素钢A3；⑤焊条：E43；⑥止水橡皮：侧止水用P 主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便2a——水面至门顶的距离；H——水面至门底的距离y1=4.7my2=7.7my3=9.8m30002100隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要k——四边固定矩形弹性薄板在支承边中点的弯应力系数，按附录九α——弹塑性调整系数，b/a>3时，a=1.4；b/a≤3时，a=1.5；p——面板计算区格中心的水压力强度，(Nmm2)；p=ygh=0.0098hN/mm2a、b——面板计算区格的短边和长边长度，mm，从面板与主（次）梁a(mm)(mm)baαkp（N/mm2）t(mm)70656805080000注：①面板边长a,b都从面板与梁格的连接焊缝算起。面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力p按式：p=0.07tσmax计算，已知面板厚度t=14mm，并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2，则p=0.07tσmax=0.07×14×160=89.6NmmP2+T2w89.622面板与梁格连接焊缝取其最小厚度hf=6mm。式中：p——是次梁轴线处的水压强度，N/cm2；a上、a下——分别为水平次梁轴线到上、下相邻梁之间的距离，m。p（kN/m2）a上下201根据表7-2的计算，水平次梁计算荷载取62.38梁为四跨连续梁，跨度M次中=0.077ql2=0.077×62.38×1.972=18.83kN.mEEM次B=0.107ql2=0.107×62.38×1.982=26.17kN.m考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选[18a，由中国水利水电出版Ix=mm4；b1=68mm；d=7mmIxB=ξ1b（对跨间正弯矩段）B=ξ2b（对支座负弯矩段）计算，然后取其中根据l0/b查中国水利水电出版社《水工钢结构》对于l0/b=1584/950=1.67，得ξ1=0.45B=ξ1b=0.45×950=741mm。对于l0/b=792/950=0.83，得ξ2=0.25B=ξ2b=0.25×950=237.5mm。--A(mm2)惯性矩I次(mm4)量Wmin(mm2)=12943741×14×9723受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在B顶梁所受荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁底梁也采用[18a。7KN/n一Li=8.007KN/n厂人L=8.00NC0.20-C0.厂人L=8.00NC0.20-C0.20 L-8.40- L1=8.0n-CP/2-78·4N/n37KN/nL-8.40改1)主梁跨度（图7-7净跨（孔口宽度）L0=7.5计算跨度L=7.9m；荷载跨度L1=7.5m2)主梁荷载：q=96kN/m。4）主梁容许挠度：[w]=L/750。（2）需要的截面抵抗矩已知Q235钢的容许应力[σ]=160N/mm2，考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力为[σ]=0.9×160=144N/mm2，经济梁高：hec=3.1W2/5=3.1×5187.52/5=95cm比hec为小，但不小于hmin。现选用腹板高度h0=100cm。（4）腹板厚度选择按经验公式计算：tw=/11=/11=0.91cm，选用tw=1.0cm980320--4320--4 12部位（cm×cm)2cm各形心离面板表面距离y'Ay'y=yy1Ay2(cm4)面板部分上翼缘板腹板下翼缘8合计2截面惯性矩+ΣAy2=+398570=481903.5cm4 （7）整体稳定性与挠度验算因主梁上翼缘直接同钢面板相连，按规范规定可不必验算整体稳定性。又因梁高大于按刚度要求的最小梁高，故（cm×cm)A（cm2)y'（cm)Ay'（cm3）y=yy1（cm）Ay2（cm4 )分板6截面惯性矩：I0=+ΣAy2=+136605=154605cm4剪应力：=2.04kN/cm2<=9.5kN/cm，安全。翼缘焊缝厚度hf按受力最大的支承端截面计算。最大剪力Vmax=360kN，截面惯性矩I0=154605cm4。下翼缘对中和轴的面积矩S2=32×1.2×45.2=1736cm3<S1全梁的上下翼缘焊缝都采用hf=8mm。板的局部稳定性。因闸门上已布置横向隔板可兼做横加劲肋，其间距梁高与弯矩都较大的区格Ⅱ可按式≤φ2ζ验算。区格Ⅱ的平均弯矩M2=(M2左+M2右)/2=654KN·m区格Ⅱ的平均弯应力=39.9N/mm2计算τcr，由于区格长短边1.98/λs0.8)满足条件因此在横隔板之间不必设横加劲肋对应于面板区格Ⅵ的长边中点的主梁弯矩（图7-6）和弯应力为：（上式中σmy，σmx和σ0x的取值均以拉应力为正号，压应力为负号）横隔板同时兼作竖直次梁，它主要承受水平次梁、顶梁和底梁传来的集中荷载和面板传来的分布荷载，计算时可把这些荷载用以梯形分布的水压力来代替（图9-1并且把横隔板作为支承在主梁上的双悬臂梁。其腹板选用与主梁腹板同高，采用1000mm×8mm，上翼缘利用面板，下翼缘采用200mm×8mm的扁钢。上翼缘可利用面板的宽度按公式B=ξ2b确定，其中b=1980mm，按=1.72从中国水利水电出版社《水工B=0.456×1980=902mm，取B=1000mm。234766 8' '=299449×104mm4验算弯应力=14.2N/mm2<最小焊缝厚度hf=6mm。边梁的截面形式采用双腹式，边梁的截面尺寸按构造要求确定计算。边梁是闸门的重要受力构件，由于受力情况复杂，故在设计时可将容许应力值降低20%作为考虑受扭影响的安全储备。7330002100700246042609801）水平荷载主要是主梁传来的水平荷载，还有水平次梁和顶梁、底梁传来的水平荷载，为简化起见，可假定这些荷载由主梁传给边梁，每个最大弯矩：Mmax=233kN.m。N=200R1f=200538×0.122=2351280400mm422最大轮压：Pl=1.1R2=596.2kN；轮直径D通常为300～100式中Pl——个轮子的计算压力，N，它等于设计轮压乘以不均匀系b、R——分别为轮缘宽度，mm，和轮半径（R=D/2mm；E——材料弹性模量，N/mm2。当互相接触的两种材料其弹性fy——互相接触的两种材料的屈服强度中之较小者，N/mm2。则<[σ]=2.5fy=2.5×315=787.5kPa-250-\30- 5\30- 2 230055轨道底板混凝土承压力按下式验算(《水利水电工程钢闸=1.8N/mm2<=9N/mm2满足要求式中P——滚轮的荷载，N；hk——轨道高度，mm；Bk——轨道底板宽度，h]——混凝土的容许承压应力，Nmm2，按《水利水电工程钢闸门设部位各形心离上Ay'Ay2(cm4)（cm2）翼缘表面距离y'y=yy1上翼缘腹板下翼缘5合计截面惯性矩：I=Σ+ΣAy2=+28541=29905cm4σ===21.7N/mm2<[σ]=120N/mm2，安全。轨道颈部的局部承压力按下式计算(《水利水电工程钢闸门设计规cd]——局部承压容许应力，Nmm2，对铸锻件按《水利水电工程钢闸门设计规范》表4.2.2采用，本工程为180Nmm2。轨道底板的弯曲应力按下式计算(《水利水电工程钢δ——底板厚度，mm；[σ]——抗弯容许应力，N/mm2，按《水利水电工程钢闸4.2.2采用，本工程为120N/mm2。式中：f1——钢基铜塑复合材料对镀铬钢（不锈钢）取0.12；f——钢对钢取1；Tzs=2fbHP=30.7kNfs—橡皮对钢取0.70G浮=G-Y水V=10010×1.0=90kNA=V/=1606mm2；又A=2/4=0.785d2取d=80mm查得=120N/mm2。较为垂直水流方向小的多，这样可以认为底板主要在垂直水流方向产生弯和地基反力的影响，但自重较大，校核水位情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，且上下游水位差较大也是完建期为P91.98=91.9895.5664.04=95.5664.04minPmaxmin60.2560.25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ΔQ=Q1-Q2，称为不平衡剪力。取中间三称8749↓8749↓8749↓↓↓↓5813↓2379↓5813↓2379↓5813↓2379↓3872↓3872↓3872↓↓↓↓573↓573↓573↓473↓473↓473↓473↓473↓473↓237↓237↓237↓237↓237↓237↓备↓↓↓↓↓↓↓6274↓↓6274↓↓6274↓↓↓↓↓↓↓↓7166↓↓7166↓力3776↑766↑4319↑881↑↑↑↑↑9642↑力↑↑↑↑↑力390↓383↑1014↓1075↑797↓794↑力↑↓↑↓↑↓2800 =4710m4为了计算方便，求A2时取y坐标向下为正，则得：：；ΔQ板ΔQ墩2个ΔQ缝墩2个ΔQ中墩缝墩=568缝墩=537KN单个缝墩缝墩=585KN单个缝墩=292KN缝墩=555.7KN单个缝墩缝墩=567KN单个缝墩=283.5KNα=1.15lα=1.35lα=1.55lα=1.75lα=1.95lα=1.05lα=1.25lα=1.45lα=1.65lα=1.85lp'8=1.325×230.7=305.7KNα=2.1lp'12=2.7×230=621KNα=1.35lα=2.3lα=2.7lp'15=2.7×230=621KNα=1.15lα=1.35lα=1.55lα=1.75lα=1.95lα=2.3lα=2.7lp'15=2.7×153.5=413.1KNα=1.15lα=2.5lp'14=2.7×230=621KNα=2.9lα=1.05lα=1.25lα=1.45lα=1.65lα=1.85lα=2.1lα=2.5lα=2.9lα=1.05lα=1.25l'p8'p10'p12'p14'p2'p4α=1.45lα=1.65lα=1.85lα=2.1lα=2.5lα=1.55lα=1.75lα=1.95lα=2.3lα=2.7lp'15=2.7×153.5=413.1KN'p8'p10'p12'p14α=2.9lp'1—p'6（KN）p7—p10'p11'—p15（1）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，边荷载弯矩系数，与均布荷载弯矩系数，计算汇总得完建无水期、设计运行期与校核运行期水工况下游弯矩，如表8-6所示，根据计算式中E0——地基土的变形模量，本工程取12000kN/m2；Ec——混凝土的变形模量，本工程采用C25混凝土取为2.85×107kN/m2；L——地基梁的一半长度为4.9m；对于集中荷载P3，距离系数=—0.97；对于集中荷载P4，距离系数 ξ0100000001000000ΣΣΣ下2(2)×pl2﹚+﹙6﹚(2)×plpl+﹙9﹚+﹙(2)×pl+﹙13﹚+﹙0669365559755019628000886495504612533851492600000﹚﹚﹚00（2）根据郭氏表计算结果绘制闸底板上、下游弯矩图，见图8-3所示置。闸底板选用C25混凝土，fc=11.9N/mm2，保护层厚度a=35mm，钢筋fy=300N/mm2。上游段最大正弯矩为M=1300kN.m12αsM(kN.m)h0(mm)A=Pminbh0(mm2)32@20025@20025@20025@200混凝土弹性模量：Ec=2.8×104N/mm2；钢筋弹性模量：Es=2.0×105N/mm2混凝土轴心抗拉强度标准值：ftk=1.75N/mm2则弹性模量比：αE==7.14混凝土拉应力限制系数αct，对荷载效应的短期组合取为0.按《水工钢筋混凝土结构学》公式（8-12）y0=(0.5+0.425αEP)hI0=(0.0833+0.19αEP)bh3式中αE——弹性模量比，αE=P——纵向受拉钢筋的配筋率，ym——矩形截面抵抗矩的塑性系数；αct——混凝土拉应力限制系数；ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值，N/mm2；W0——换算截面A0对受拉边缘的弹性抵抗矩，mm3；I0——换算截面对其重心轴的惯性矩，mm4；h——截面高度，mm；y0——换算截面重心至受压边缘的距离，mm。I0=(0.0833+0.19αEP)bh3考虑截面高度影响对ym值进行修正，得I0=(0.0833+0.19αEP)bh3考虑截面高度影响对ym值进行修正，得式中σsl——按荷载效应的长期组合计算的纵向受拉钢筋应力；α2——钢筋表面形状系数，变形钢筋为1.0；α3——荷载长期作用影响系数，荷载效应的长期组合为1.6；d——受拉钢筋直径；pte纵向受拉钢筋的有效配筋率，pte=Ate——有效受拉混凝土截面面积；As——受拉区纵向钢筋截面面积。2）闸墩沿水流方向（即纵向）的惯性矩很大，墩底水平截面上的垂直正应力一般可不予校核。但为了计算门槽应力，必须先计算出垂直应力及3）闸墩门槽处截面较小，故在门槽垂直截面上的应力应予校核。门槽截面处应力属于弯曲受拉状态，计算时可从闸墩与底板的截面处切开，把墩底截面上的垂直正应力和剪应力作为外荷载作用于闸墩上，再在闸墩的门槽处切开，在所有外荷载（闸墩自重、上部荷载重、水压、浪压、墩底ΣG=中墩重+上部荷载重=ΣM=(17425.8－3502.6－1753.8－1372.7－451.77)/3=3448.3kN.m=0.38m(偏向上游)ΣG——作用于闸墩上的铅直力总和（包括闸墩自重A——闸墩底ΣMx——作用于闸墩上的各个作用荷载对墩底截面形心轴X-X的力Ix——墩底截面对其形心轴X-X的惯性矩；=447.7kN/m2（上游端）=334.3kN/m2（下游端）(kN)(kN)力(m)3力072--=542.9kN/m2（下游端）=239.1kN/m2（上游端）根据以上计算结果可知，完建期情况下的纵向正应力较大，但仍小于混凝时，闸墩承受水压力、自重及其上部结构重等荷载，这是横向最不利的情yΣG——作用于闸墩上的铅直力总和（包括闸墩自重A——闸墩底面积；ΣMy——作用于闸墩上的各个作用荷载对墩底截面形心轴Y-Y的Iy——墩底截面对其形心轴Y-Y的惯性矩；d——闸墩厚度。由此可得σmax=1662KN/mm2σmin=—880KN/mm2ΣG=缝墩重+上部荷载重=ΣM=(17425.8－3502.6－1753.8－1372.7－451.77)/6=1724.16kN.m x=9.016=0.36m(偏向上游)ΣG——作用于闸墩上的铅直力总和（包括闸墩自重A——闸墩底面积；ΣMx——作用于闸墩上的各个作用荷载对墩底截面形心轴X-X的力Ix——墩底截面对其形心轴X-X的惯性矩；=410kN/m2（上游端）=321kN/m2（下游端）(kN)(kN)力(m)力下游游水压力71--=475.61kN/m2（下游端） =255.4kN/m2（上游端）时，闸墩承受水压力、自重及其上部结构重等荷载，这是横向最不利的情yΣG——作用于闸墩上的铅直力总和（包括闸墩自重A——闸墩底面积；ΣMy——作用于闸墩上的各个作用荷载对墩底截面形心轴Y-Y的L——闸墩顺水流方向的宽度；d——闸墩厚度。门关闭时、缝墩的门槽上将承受半扇闸门传来的水平水压力p1及p2，p1、p2不通过缝墩的中心，因而产生扭矩，其值为Mn=(p1—p2)c（如图9-2所A点的主拉应力σzl为L/2L/22-2-pp1=0.5×(0.5×10.52×9.8×7.5)=2025.8KNp2=0.5×(0.5×6.52×9.8×7.5)=776.3KN单宽闸墩上的拉力为F=6749×0.4×0.5×1=1349.8KN游段闸墩水平截面上的剪应力共同承担。假定剪应力在水平面上为均匀分布，门槽下游段水平截面的剪应力为p,由每米高度的门槽颈部承担的A如果则按构造配筋d1——门槽颈部宽度；Rl——混凝土的抗拉强度K——安全系数此处取2.65p1A2A2载：人群荷载为3.0kN/m2；栏杆重为1.5kN/m；安装荷载为6.54kN（考虑载为4kN/m2。(7)最大裂缝宽度允许值为0.3m。(8)允许挠度为l0/400。(9)建筑物安全等级Ⅱ级。(10)建筑材料Ⅱ钢筋，C25混凝土。(11)规范为《水1350_1350_ 26001350_1350_300300300\3o0300300300 8500lg1=YGgk=1.05×0.5×（0.10+0.20）×1×25=3.94kN/mfc=12.5N/mm2,fy=310N/mm2,h0=200一30=170mmAs2225PGPJ2J2225875（ab）悬臂板自重设计值g2=3.94×0.8=3.15kN/m人群荷载设计值q2=3.6×0.8=2.88kN/m悬臂板根部截面承载力计算Y0=0.9，Ψ=0.95，则M=0.9×0.95×[7.19×0As=ξbh0fc/fy=0.0197×800×170×11.9/300=106.3mm2换算成1m板宽钢筋数量As=106.3=mm2<pminbh0=0.15%×1000×170=255mm2按构造配筋即可，选用Φ10@200为受力钢筋，Φ8@300为分布钢筋。如板自重设计值g=1.05×0.08×25×1=2.1kN/mP=ξfc/fy=0.043×11.9/300=0.17%>Pmin=0.15%b=620mm,As=Pbh0=0.17%×600×50=51mmb=470mm,As=Pbh0=0.17%×400×50=34mm2212701270CCC12701270（ab）M=0.9×0.95×[×(2.1+3.6)×1.27P=ξfc/fy=0.126×11.9/300=0.5%>Pmin=0.15%b=600mm,As=Pbh0=0.5%×600×50=150mmb=400mm,As=Pbh0=0.5%×400×50=100mm22图如图10-7所示，由内力计算得，正弯矩最大M=1.33kN.m；最大负弯矩发生在支座截面MA=0.886kN.m260260260（ab）p=ξfc/fy=0.0015×11.9As2P=ξfc/fy=0.005%<Pmin所以横梁顶部应该满足构造要求选310(As=603mm2)简支式横梁剪力设计值为V=4.221kN选用双肢8@200，则 2g1=1.05×12.175=13.39kN/mg2=1.05×1.5=1.58kN/mg3=1.05×1.2=1.26kN/m人群荷载重标准值qk=3.0×2.0=6.0kN/m（半个桥宽）p=g1+g2+g3+q=12.75+1.58+1.47+4.8=22.79kN/m横梁和机墩重标准值Gk=(0.3×0.6×0.6+0.30×0.3×1设计值G=1.05×4.95=5.20kNl0=1.05ln=1.05×8100=8505mm取l0=CC估计需要双排钢筋，取a=80mm，则h0=820mm,hf'=150mm（平均）bf'=1400mm,Mmax=687kN.mp=ξfc/fy=0.044×11.9/300=0.17%>pminAs=pbf'h0=0.17%×1400×8200=1952mm2选配622(As=2281mm2)hw/b=670/400=1.7<40.25fcbh0=0.25×11.9×400×820=975.8kN>ydV=1.2×323=387.6kN0.07fcbh0=0.07×11.9×400×820=273kN<ydV=387.6kN选双肢置8@200mm的箍筋沿全梁布置，则受拉翼缘面积与腹板有效面积的比值yf=014N.mm230053300223005330022g'P=ξfc/fy=0.04%<Pmin=0.2%As2 2200 1200 200_50Q=0.5kN/m2A=0.8HL=0.8×2.28×其中上式中的0.8为考虑实际受风面积的折减系数；H为纵梁底面到启T'=T1T2T3③工作桥上风压力通过风压力通过纵梁支座在支墩上形成的等量反向 Ii2200i因水平风荷载可以从相反方向作用，立柱承受数值相近的正负弯矩，则fy=fy'=300N/mm2，ξb=0.544。结'③求As和As=M/N（mm）（mm）（mm2）pminbh0（mm2）截面。①复核截面尺寸=694.2kN>V=33.81kN②验算是否需要0.3fcA=0.3×11.9×500×600=1071KN﹥408KNV=0.7ftbh0+1.25fyvh0+0.07N=290KN﹥KV=1.2×33.87=40.57KN箍筋选用10@200双肢箍筋满足要求fc=11.9N/mm2，fy=300N/mm2，pmin=0.2%。具体计算见表10-5p=ξfc/fy横梁最大剪力V=36.7kN0.07fcbh0=0.07×11.9×250×260=54kN>ydV=44kN3183立柱可视为独立的柱，受到的荷载有立柱自重、横梁重和工作桥纵梁 --200 --200 每跨纵梁传来的压力设计值N1（kN）原配钢筋816（As=2036mm2）全部作为受压钢筋时，其配筋率为②一孔闸门正在开启、另一孔未开见图10-17（b）。荷载汇总表见表开启的一孔传来的压力设计值N1（kN）关闭的一孔传来的压力设计值N2（kN）半边刚架自重设计值G（kN）N=409+59+280=748kNe=ηe0+h/2-a（mm）g(kN/m)P=ξfc/fy(mm2)23500230070011-2胸墙受力简图（长度单位：m，力的单位KN/m2）（2）配筋计算:p=ξfc/fy=0.032×11.9/300=0.13%<pmin=0.15%故按构造配筋AS=pminbh0=0.15%×1000×210=315mm2实际选用12@250（AS=452mm2）同理可得右支座弯矩M2,跨中弯矩M3配筋值具体列表11-1如下所示（kN.m）αsξppminpminbh0As(mm2)M28M36Mk≤ymαctftkW0y0=(0.5+0.425αEP)hI0=(0.0833+0.19αEP)bh3Mk——按荷载标准值计算得到的弯矩值αct——混凝土拉应力限制系数，对荷载效应的标准组合，取值为0.85ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值，此处取值为1.78N/㎡W0——换算截面A0对受拉边缘的弹性抵抗矩y0——换算截面重心轴至受压边缘的距离I0——换算截面对重心轴的惯性矩CαE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值即Cy0=(0.5+0.425×7.14×0.0015)×300I0=(0.08333+0.19×7.14×0.0015)×1000×3003=2304042300mm4图11-4顶梁受力图（长度单位：m，力的单位KN/m）从图中易得弯矩设计值为M=63.75kN.m按计算跨度l0考虑时b=l按梁（肋）净距Sn考虑时b=b+Sn/2=0.5+2.3/2=1.65m翼缘计算宽度取b=1.25mb=1250mm,h0=540mm值M（kN.m）αsξASPAs(mm2)y0=(0.5+0.425×7.14×0.02)×600=303.6I0=(0.08333+0.19×7.14×0.002)×500×6003=9289425600mm4kV≤Vc=0.7ftbh0ft——混凝土抗拉强度，此处采用C25则为1.27N/mm2kV=1.2×51=61.2KN﹤0.7ftbh0=0.7×1.27×500×540=240KN可以不进行斜截面受剪承载力计算，仅按构造要求配置钢筋6@2001）内力计算：底梁所受的水平荷载等于高度方向上的下半块板所传来大小为:q=0.5×(16.5+35)×1.85=47.64kN.m荷载分布与计算简图见下图图11-7顶梁受力图（长度单位：m，力的单位KN/m）从图中易得弯矩设计值为M=223kN.m按计算跨度l0考虑时b=l按梁（肋）净距Sn考虑时b=b+Sn/2=0.7+2.3/2=1.85m翼缘计算宽度取b=1.25mkM=1.2×246.24=295.49kN.m值M（kN.m）αsξAS0PAS筋m2)y0=(0.5+0.425×7.14×0.02)×900=455.5mI0=(0.08333+0.19×7.14×0.002)×700×9003=43892535960mm4kV≤Vc=0.7ftbh0ft——混凝土抗拉强度，此处采用C25则为1.27N/mm2kV=1.2×178.5=214.2KN﹤0.7ftbh0=0.7×1.27×700×840=522.7KN可以不进行斜截面受剪承载力计算，仅按构造要求配置钢筋6@200图11-10顶梁受力图（长度单位：m，M（kN.m）αsξAS0P筋As(mm2)%(1.65×9.8+3.5×9.8)×1.85×0.5×0.8=309kN.mWt=(3hb)=(3×900700)=1.63×108mm30.35ftbh0=0.35×1.27×700×850=264KNKV=1.2×178.5=214.2KN﹤264KNAcor=bcorhcor=630×830=522900取ζ=1.2所以选用12@100箍筋下层纵筋=1206+=1899mm2选用425（As=19估计为单层配筋，取a=50mm，则h0=ha=600－50=550mm+=+=1.4﹤0.25fc=0.25×11.9=2.97N/mm20.35ftbh0=0.35×1.27×500×550=122KNKV=1.2×51=61.2KN﹤264KNbcor=b-2c=500-2×35=450mmhcor=h-2c=600-70=530mmμcorAcor=bcorhcor=450×530=238500取ζ=1.2=0.58mm2/mmPsv,min=0.200（HPB235级钢筋）=0.5mm2/m选用=157mm取S=150mm按最小配箍率4.控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的两岸坡产生渗透5.在软弱地基上没有独立岸墙时，可以减少地基沉降对闸身应散，下游翼墙每侧扩散角设为8度，下游翼墙圆Qpi5oo5532L3时则无伸出长度。隔墙的厚度不应小于20cm，扶壁和隔墙均按构造要求配300i300300i300-5「根据《水工挡土墙设计规范》(SL379-2007)可知：其承受的主要荷载为：自重、其上土重、墙后侧向主动土压力、水压力、扬压力、渗透压力称矩788根据地质资料墙后回填土采用粘土，墙后地下水位高程为2.2m，回8▽6.1~182▽2.2~122928注释：1，2分别表示扶壁间与扶壁上土重，同时对前墙脚点求矩，顺时根据静水力学原理，按照墙底高程和墙前水位确定墙底所承受浮托墙后回填土资料为内摩擦角φ=18。，湿容重为19.5kN/m3，浮容重为9.5kN/m3，相应主动土压力系数Ka=0.53。侧向主动土压力系数及综合内式中：Ka——墙后主动土压力系数；▽6.1~1▽2.2~12注释：1，2分别表示扶壁间与扶壁上土重，同时对前墙脚点求矩，顺时φ0=0.9φC0=0.25Cφ=190C=67KN/m2p=153.6kN/m2K0——翼墙抗倾稳定安全系数ΣMV——对翼墙前趾的抗倾覆力矩ΣMH——对翼墙前址的倾覆力矩称75重重计算情倾覆力况矩4p=230.7kN/m2选择下游第一节翼墙为计算对象，翼墙形式为空箱钢筋混凝土翼墙，高度为13.6m，其横断面形式和尺寸见图14-1。本工程的设计与校核情况的下游水位相同，由于墙前水位最低时为最不利情况，故选择墙前水位最低时为控制计算工况进行计算，即完建期与稳定校核正向挡水