闸室结构布置设计26 在线阅读

第七节闸室的结构布置设计一

、

闸墩的结构计算二

、整体式平底板内力计算三

、胸墙

、工作桥

、交通桥等结构计算四

、桩基设计一、闸墩的结构计算闸墩的计算情况有:①运用期，两边闸门都关闭时，闸墩承受最大水头时的水压力(包括闸门传来的水压力)、墩自重及上部结构重量。②检修期，一孔检修，上下游检修门关闭而邻孔过水或关闭时，闸墩承受侧向水压力、闸墩及其上部结构的重力，应验算闸墩底部强度，弧形闸门闸墩还应验算不对称受力状态时的应力。1.平面闸门闸墩应力计算(1)墩底水平截面上的正应力计算(2)墩底水平面上剪应力τ的计算(3)墩底水平截面上的横向正应力计算(4)边墩、缝墩墩底主拉应力计算半扇闸门传来的水压力P不通过缝墩底面形心,产生的扭矩为Mn＝Pb1,其中b1为P至形心轴Ⅲ—Ⅲ的距离。扭矩Mn在A点（1/2墩长的边界处）产生的剪应力近水压力P对水平截面的剪切作用,A点产生的剪应力近似值τ2:似值τ1:(5)门槽应力计算(6)闸墩配筋A点的主拉应力2、弧形闸门闸墩•弧形闸门通过牛腿支承在闸墩上,故不需设置门槽。牛腿宽度b不小于50～70cm,高度h不小于80～100cm,并在其端部设45°斜坡,牛腿轴线尽量与闸门关闭时门轴处合力作用线一致。•闸门关闭挡水时,牛腿在半扇弧形闸门水压力R的法向分力N和切向分力T共同作用下工作,分力N使牛腿弯曲和剪切,T则使牛腿产生扭曲和剪切。牛腿可视为短悬臂梁进行内力计算和配筋,二、整体式平底板内力计算1、倒置梁法以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象,把闸室底板作为固支于闸墩的连续梁进行计算。即把闸墩作为底板连续梁的支座。该法是假定地基反力沿闸室纵向呈直线分布,横向（垂直水流方向）为均匀分布,是把闸墩作为底板的支座,相邻闸墩间无任何相对位移,在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。没有考虑底板与地基变形协调条件,假设底板在横向的地基反力为均匀分布与实际情况不符,闸墩处的支座反力与实际的铅直荷载也不相等。因此,该法只适用于软弱地基上的小型水闸。2、弹性地基梁法以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，按平面应变的弹性地基梁，利用静力平衡条件及底板与地基的变形协调条件，计算地基反力和底板内力。该法是假定: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呈弹性（曲线）分布，为待求未知数；把闸墩当作底板的已知荷载，闸墩对底板无约束，底板可以自由变形。此法考虑了底板变形和地基沉降相协调，又计入边荷载的影响，比较合理，但计算比较复杂。弹性地基梁法计算地基反力和底板内力的具体步骤如下:（1）用偏心受压公式计算闸底纵向(顺水流方向)地基反力。（2）在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，计算板条及墩条上的不平衡剪力。（3）确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配。（4）计算基础梁上的荷载（5）计算地基反力及梁的内力并进行配筋3、反力直线法以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，把闸墩当作底板的已知荷载进行计算。该法假定:地基反力在顺水流方向直线分布；在垂直水流方向也为均匀分布；把闸墩当作底板的已知荷载，闸墩对底板无约束，底板可以自由变形。没有考虑底板与地基间的变形协调条件，另外假定横向地基反力均匀分布与实际情况不符。其计算步骤是:（1）用偏心受压公式计算闸底纵向（顺水流方向）地基反力。（2）取横向单宽板条，计算不平衡剪力⊿Q。（3）对不平衡剪力进行分配。（4）计算作用在底板上的荷载（5）计算底板内力并进行配筋。三

、胸墙

、工作桥

、交通桥等结构计算视支承和结构情况按板或板梁系统进行结构计算四、桩基设计水闸桩基础通常应采用摩擦型桩（包括摩擦桩和端承摩擦桩）,即桩顶荷载全部或主要由桩侧摩阻力承受。桩的根数和尺寸按照承担底板底面以上的全部荷载确定。桩的平面布置应尽量使桩群的重心与底板以上各种荷载的合力作用点相接近,以使每根桩上受力接近相等。可根据单桩承受的铅直荷载Pi和单桩允许铅直承载力[Pa]确定桩长。

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