水工结构防洪挡潮闸重建工程水闸计算案例[详细]

1、xxxx防洪挡潮闸重建工程水工结构设计计算书审 核:校 核: 计 算: 二0 年 月79目 录一、基本设计资料11.1 堤防设计标准11.2 水闸设计标准11.3 特征水位11.4 结构数据21.5 水闸功能21.6 地基特性21.7 地震设防烈度 3二、闸顶高程计算42.1 按水闸设计规范中的 有关规定计算闸顶高程42.2 按堤防工程设计规范中的 有关规定计算堤顶高程52.3 闸顶高程计算结果72.4 启闭机房楼面高程复核计算8三、水闸水力计算93.1 水闸过流能力复核计算93.2 消能防冲计算11四、渗流稳定计算214.1 渗流稳定计算公式214.2 闸侧渗流稳定计算224.3 闸基渗流稳

2、定计算24五、闸室应力稳定计算285.1 计算工况及荷载组合285.2 计算公式295.3 计算过程315.4 计算成果及分析33六、闸室结构配筋计算346.1 基本资料346.2 边孔计算356.3 中孔计算516.4 胸墙计算516.5工作桥配筋及裂缝计算536.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算546.7 水闸交通桥面板计算57七、翼墙计算587.1 计算方法587.2 计算工况597.3 计算过程(具体计算详见堤防设计计算书案例)597.4 计算成果607.5 配筋计算60八、其他连接挡墙计算618.1 埋石砼挡墙计算(具体计算详见堤防设计计算书案例)618.2 埋石砼挡墙基础处理628.3

3、 中控楼浆砌石墙计算(具体计算详见堤防设计计算书案例)63九、上下游护岸稳定计算649.1 计算断面的 选取与假定649.2 计算工况649.3 计算参数649.4 计算理论和公式659.5 计算过程(具体计算详见堤防设计计算书案例)669.6 计算结果66十、施工围堰计算6710.1导流级别及标准6710.2围堰顶高程确定6710.3围堰稳定计算(具体计算详见堤防设计计算书案例)68十一、基础处理设计计算7011.1 闸室基础处理设计计算7011.2 翼墙基础处理设计计算74十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算7612.1 计算方法7612.2 计算条件7612.3 第一弹性零点到地面的 距离t的

4、 计算7612.4 桩的 弯距计算7712.5 桩顶水平位移计算7712.6 配筋计算7712.7 灌注桩最大 裂缝宽度 验算79一、基本设计资料1.1 堤防设计标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)、广东省水利厅关于中顺大 围达标加固工程可行性研究报告设计有关问题的 审查意见(粤水规2005147号)确定中顺大 围达标加固工程以洪为主的 堤段及穿堤建筑物现阶段防洪标准为50年一遇,待上游水库建成后达到100年一遇,堤防和穿堤建筑物工程级别为1级;以潮为主的 堤段及穿堤建筑物防洪(潮)标准为100年一遇,堤防和穿堤建筑物工程级别为1级.1.2 水闸设计标准根据水利水电工

5、程等级划分及洪水标准(SL252-2000)、粤水规2005147号文“关于中顺大 围达标加固工程可行性研究报告设计有关问题的 审查意见”、粤水规计200798号文“关于中顺大 围应急项目拱北水闸重建工程可行性研究报告的 审查意见”以及水闸设计规范(SL265-2001)确定拱北水闸为等中型工程,主要建筑物级别为1 级,次要建筑物级别为3 级.水闸的 设计防洪(挡潮)标准为50年一遇(经西江上游大 藤峡和龙滩水库联调后使中顺大 围达到100年一遇防洪标准),相应潮水位为3.55米;校核防洪(挡潮)水位取历史最高潮水位3.66米.水闸的 排涝标准按10年一遇24小 时暴雨所产生径流量,城镇、鱼塘

6、1天排干,农田3天排干设计,相应设计最大 过闸流量为207米3/s.1.3 特征水位外江设计洪潮水位为3.55米(P=2%);外江校核洪潮水位为3.66米(历史最高洪潮水位);外江多年平均高高潮水位为2.48米;外江多年平均低低潮水位为-0.63米;外江多年平均高潮水位为0.64米;外江多年平均低潮水位为0.14米;设计、校核挡潮时相应内河水位为0.50米;内河最高限制水位为1.60米;内河正常蓄水位为0.80米;引洪时相应内河最低控制水位为-0.20米.1.4 结构数据水闸为砼整体式结构,共8孔,每孔净宽7米,总净宽56米;每两孔为一联,共四联.闸顶高程为5.55米,闸底板面高程-2.20米

7、,闸室顺水流方向长18米.底板厚1.0米.闸顶设交通桥,总宽8米,设计荷载等级按公路级.1.5 水闸功能水闸功能为防洪、排涝、挡潮及灌溉(承担横栏、沙溪、大 涌等镇农田的 引潮灌溉任务)为一体的 水利工程.排涝流量207米3/s,最大 引水流量174.8 米3/s.1.6 地基特性根据地质勘察报告,场地内特殊岩土主要有软土.场地内软土厚度 较大 ,强度 较低.场地内软土很发育,为海陆交互相沉积的 淤泥(淤泥质土),呈饱和,流塑-软塑状,层厚10.9019.05米.该层软土具地基承载力低,含水量高,孔隙比大 ,透水性差,强度 低,高压缩性,高灵敏度 等不良特殊性能.当其受到震动时,土层结构易受破

8、坏,抗剪强度 和承载力随之大 幅下降,从而引起地面震馅.根据软土地区工程地质勘察规范(JGJ83-91)的 要求,在地震基本烈度 7度 区,当软土厚度 3米,承载力标准值70kpa时,建筑设计时要考虑震馅的 影响.场地地下水在强透水土层中对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的 钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性.1.7 地震设防烈度 根据地质勘察报告,结合区域地质、地震资料及已建水闸运行情况,拟建工程的 抗震设防应按建筑抗震设计规范GB50011执行,本场地位于广东省中山市,根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)附录A.0.17的 划分,抗震设防烈度 为7度 ,设计基本地震加速度

9、为0.10g,设计地震分组为第一组.二、闸顶高程计算根据水闸设计规范SL265-2001第4.2.4条规定,水闸闸顶高程不应低于正常水位(或最高挡水位)加波浪计算高度 与相应安全超高之和;位于防洪(挡潮)堤上的 水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程.故拱北水闸闸顶高程计算确定如下:2.1 按水闸设计规范中的 有关规定计算闸顶高程2.1.1 计算工况计算分设计挡潮和校核挡潮两种工况.设计挡潮工况下潮水位根据规范采用五十年一遇潮水位,即h03.55米(珠基,下同),设计风速采用重现期为50年的 年最大 风速28米/s;校核挡潮工况的 潮水位取历史最高潮位计算,即h03.66米,风速采用多

10、年平均年最大 风速,即V016.0米/s.2.1.2 计算公式闸顶高程按水闸设计规范(SL2652001)中有关规定进行计算,相关公式如下:式中: Z闸顶高程(米);h0计算潮水位(米);A安全超高(米);h米平均波高(米);v0计算风速(米/s);基本组合时,采用重现期为50年的 年最大 风速;特殊组合时,采用多年平均年最大 风速; D 风区长度 (米);本工程因闸前水域较狭窄,故采用水闸前沿水面宽度 的 5倍;H米风区内的 平均水深(米);根据实测地形图求得沿风向平均河底高程为-2.68米;T米平均波周期(s);L米平均波长(米);H 闸前水深(米);h1%相应于波列累积频率1%的 波高(

11、米);hz波浪中心线超出计算水位的 高度 (米).2.1.3 计算结果根据上述公式计算,结果下表.闸顶高程应取以上两种工况计算的 大 值,即5.06米.闸顶高程计算成果表项 目设计挡潮工况校核挡潮工况挡潮水位(米)3.553.66计算风速(米/s)28.016.0吹程(米)452452平均水深H米(米)6.236.34设计波高hp(米)0.660.37hz(米)0.150.08安全超高A(米)0.700.50闸顶高程Z(米)5.064.612.2 按堤防工程设计规范中的 有关规定计算堤顶高程2.2.1 计算工况设计工况取设计挡潮工况,该工况相应参数为:设计潮水位为3.55米(P2%),依据广东

12、省海堤工程设计导则(试行)(DB44/T182-2004)条文说明第6.1.3条,相应设计风速采用重现期为50年的 年最大 风速28米/s;风区长度 D=452米;根据实测地形图,求得风区内的 水域平均水深d为6.23米.2.2.2 计算公式按照堤防工程设计规范,堤顶高程及风浪要素按下列公式计算确定:式中: Y堤顶超高(米);R设计波浪爬高(米);e设计风壅增水高度 (米);A安全加高值(米); 平均波高(米); 平均波周期(s);V计算风速(米/s);F风区长度 (米);L堤前波浪的 波长(米);d水域的 平均水深(米);g重力加速度 ,采用9.81(米/s2);K综合摩阻系数,取K=3.6

13、10-6;风向与垂直于堤轴线的 法线的 夹角(度 );RP累计频率为p的 波浪爬高;K斜坡的 糙率及渗透性系数,本处为砌石护面取为0.78;KV经验系数;米斜坡坡率,米=ctg,为斜坡角(度 ).2.2.3 计算结果根据上述公式计算,结果见下表.堤顶高程计算成果表项 目设计挡潮工况备注挡潮水位(米)3.55计算风速(米/s)28.0吹程(米)452水域平均水深d(米)6.23设计波浪爬高R(米)0.91设计风壅增水高度 e(米)0.01安全超高A(米)1.00计算堤顶高程Z(米)5.47又根据堤防工程设计规范(GB50286-98)第6.3.1条,1.2级堤防的 堤顶超高值不应小 于2.0米,

14、故本次设计堤顶高程为5.55米.2.3 闸顶高程计算结果综上,根据计算的 闸顶高程为5.06米,根据中顺大 围设防标准堤顶高程为5.55米,为使水闸闸顶高程与堤顶高程相同,故本次设计闸顶高程取5.55米.2.4 启闭机房楼面高程复核计算闸顶高程为5.55米,闸门高度 为4.1米,吊耳及起吊动滑轮高度 为0.5米,检修时闸门底提出闸槽顶0.5米.动滑轮顶高程5.55+4.1+0.5+0.510.65米,启闭机房楼面高程为11.55米,富余为0.9米,满足启闭要求.三、水闸水力计算水闸水力计算的 目的 是为了 确定水闸闸孔净宽、验算水闸消能防冲设施和抗渗稳定性是否满足要求.3.1 水闸过流能力复核

15、计算a.计算公式水闸的 过流能力计算对于平底闸,当堰流处于高淹没度 时(hs/H00.9),根据水闸设计规范SL265-2001附录A.0.2规定的 水力计算公式:式中:B0 闸孔总净宽(米); Q过闸流量(米3/s);H0计入行进流速水头的 堰上水深(米);hs由堰顶算起的 下游水深(米);g重力加速度 ,采用9.81(米/s2);0淹没堰流的 综合流量系数.综上,根据主要参数:单孔净宽bo7米,孔数N8,总净宽Bo56米,底板面高程-2.20米,中墩厚dz1.20米,分缝墩厚dz2.00米,边墩参数bb1.00米.根据中水200514号文件,确定中顺大 围围内最高控制水位为1.60米,故排

16、涝过流能力从闸内水位为1.60米开始复核排涝最不利,根据水闸设计规范(SL265-2001)第5.0.5条“一般情况下,平原区水闸的 过闸水位差可采用0.10.3米”,采用理正水力计算(5.0版)水闸水力计算软件计算得水闸在各种工况下的 过流能力,列于下表.水闸排涝过流能力成果表 单位: 米3/s流 量(米3/s)闸内水位(米)1.601.501.401.301.201.101.000.900.80闸外水位(米)1.50284.81.40385.3277.01.30451.7374.3269.11.20438.3363.3261.31.10424.9352.3253.51.00411.4341

17、.2245.70.90398.0330.2237.80.80384.6319.2230.00.70371.2308.2222.20.60357.8297.20.50344.5排涝工况闸门开度 控制表(最大 流量207米3/s) 单位:米 内河水位外江水位1.601.301.000.801.60-1.30-1.002.26-0.701.372.270.400.951.310.140.710.931.40注:1、表中数值为闸门运行时开度 的 最大 控制值,运行操作时不得超过该开度 值. 2、表中“0”表示该水位组合时反向排水,“”表示允许闸门全开,“-”表示不允许出现状态.本水闸设计要求最大 排水

18、流量为207米3/s.从上表中可以看出排水泄洪在过闸水头差为0.10米、0.20米、0.30米时的 最小 过闸流量分别为222.2米3/s、297.2米3/s、344.5米3/s,相应的 闸内水位为0.80米,此时已到内河正常蓄水位,故满足设计最大 排水流量207米3/s的 要求.在闸内外相同水头差的 情况下,内河水位越低,引水流量越小 ,故可按闸内水位到达内河最低控制水位-0.20米开始复核进洪最不利,根据水闸设计规范(SL265-2001)第5.0.5条“一般情况下,平原区水闸的 过闸水位差可采用0.10.3米”,计算得水闸在各种水位组合下的 引水过流能力列于下表.水闸引水过流能力成果表流

19、量(米3/s)闸外水位(米)-0.10-0.060.000.10闸内水位(米)-0.20151.9177.7209.4285.5 引水工况闸门开度 控制表(最大 流量174.8米3/s) 单位:米 内河水位外江水位0.800.500.20-0.10-0.202.480.600.530.460.360.362.180.680.580.510.370.371.880.890.670.560.450.381.581.240.890.640.530.411.281.200.840.620.540.981.190.750.670.6801.220.990.38000.08000-0.200000注:1、

20、表中数值为闸门运行时开度 的 最大 控制值,运行操作时不得超过该开度 值. 2、表中“0”表示该水位组合时闸门关闭;“”表示内外水位持平,允许闸门全开.本水闸设计要求最大 引水流量为174.8米3/s.从上表中可以看出引水在过闸水头差为0.10米、0.14米、0.20米、0.30米时的 过闸流量分别为151.9米3/s、177.7 米3/s、209.4米3/s、285.5米3/s,相应闸内水位为内河最低控制水位-0.20米,在此水位工况下当水头差为0.14米时已满足要求.3.2 消能防冲计算3.2.1 计算工况拱北水闸为双向引、排水,故计算时分别按排洪和引水进行消能防冲计算.初拟采用底流式消能

21、,消能工采用下挖式消力池.排涝时,经分析最不利工况为围内内涝,内河水位到达围内最高控制水位1.60米,水闸必须开闸泄水,遇闸外江多年平均低潮水位为0.14米,相应最大 排洪流量为207米3/s.引水时,经分析最不利工况为内河到达最低控制水位-0.20米,遇外江多年平均高高潮水位为2.48米,相应最大 引水流量取174.8米3/s.消能防冲计算工况见下表:消能防冲计算工况表计 算 工 况闸内水位(米)闸外水位(米)最大 流量(米3/s)排洪工况1.600.14207引水工况-0.202.48174.83.2.2 计算公式过流流量、消力池深度 、消力池长度 、消力池底板厚度 、海漫长度 、河床冲刷

22、深度 计算采用水闸设计规范附录B中的 相关公式,计算公式如下: 消力池深度 计算消力池深度 按下列公式进行计算: 式中: d 消力池深度 (米);0水跃淹没系数,采用1.05;水流动能校正系数,采用1.05;q 过闸单宽流量(米2/s);b1 消力池首端宽度 (米);b2 消力池末端宽度 (米);T0 由消力池底板顶面算起的 总势能(米);Z 出池落差(米);hs出池河床水深(米). 消力池长度 计算消力池长度 按下列公式进行计算: 式中:Lsj 消力池长度 (米);Ls 消力池斜坡段水平投影长度 (米);水跃长度 校正系数,采用0.8;Lj 水跃长度 (米). 消力池底板厚度 计算消力池底板

23、厚度 根据抗冲和抗浮要求,按下列公式进行计算,并取其大 值.抗冲 抗浮 式中: t 消力池底板始端厚度 (米)(取消力池底板为等厚);H闸孔泄水时的 上、下游水位差(米);q 过闸单宽流量(米2/s);k1消力池底板计算系数,采用0.15;k2消力池底板安全系数,采用1.20;U作用在消力池底板底面的 扬压力(kPa);W作用在消力池底板顶面的 水重(kPa);P米作用在消力池底板上的 脉动压力(kPa),其值可取跃前收缩断面流速水头值的 5% ;通常计算消力池底板前半部的 脉动压力时取“”,计算消力池底板后半部的 脉动压力时取“-”;b-消力池底板的 饱和重度 (kN/米3). 海漫长度 计

24、算当,且消能扩散良好时,海漫长度 按下列公式进行计算:式中: Lp 海漫长度 (米);qs 消力池末端单宽流量(米2/s);Ks 海漫长度 计算系数,取12. 河床冲刷深度 计算海漫末端的 河床冲刷深度 按下列公式进行计算: 式中: d米 海漫末端河床冲刷深度 (米);q米 海漫末端单宽流量(米2/s);v0 河床土质允许不冲流速,取0.60(米/s);h米 海漫末端河床水深(米).根据上述公式分别进行排洪和引水消能计算,消能防冲计算结果见下表消能防冲计算成果表计算工况排洪工况(计算)排洪工况(设计)引水工况(计算)引水工况(设计)闸内水位(米)1.60-0.20闸外水位(米)0.142.48

25、过闸流量(米3/s)207174.8消力池深(米)0.500.290.50消力池长度 Lj(米)12.0014.1915.00消力池底板厚(米)0.600.480.60海漫长(米)40.0026.2040.00冲坑深度 (米)2.473.2.3 防冲槽断面面积计算防冲槽断面面积按下游河床冲至最深时,抛石坍塌在冲刷坑上游坡面所需要的 面积AtL确定,即: 式中:d米海漫末端河床冲刷深度 (米); t冲坑上游护面厚度 ,即抛石自然形成的 护面厚度 ,取0.5米; 米塌落的 堆石形成的 边坡系数,取米3.经计算,外河侧不需要设消能工;内河侧抛石防冲槽所需断面面积为3.91米2.现设计内、外河侧防冲槽

26、断面面积均为6.10米2,因此内、外河侧均满足要求.4)综上所述,初拟消能工尺寸满足要求.5)附计算方法及过程如下计算方法采用理正水力计算(5.0版)水闸水力计算及消能工水力计算软件:*计算项目:消能工水力计算 排洪工况*- 消力池断面简图 - 计算条件 -基本参数 消能工类型:下挖式消力池 计算目标:设计尺寸 上游底部高程:-2.200(米) 下游底部高程:-2.200(米) 消力池首端宽度 :66.800(米) 消力池末端宽度 :70.800(米) 水流的 动能校正系数:1.050 泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950 消力池出流流速系数:0.950 水跃淹没系数:1.050 是否

27、计算消力池前段长度 :计算 消力池前端型式:斜坡式 宽顶堰的 流速系数:0.950 宽顶堰的 流量系数:0.950 宽顶堰的 堰顶高程:-2.200(米) 自由水跃跃长计算系数:6.900 水跃长度 校正系数:0.800 是否计算消力池底板的 厚度 :计算 消力池底板计算系数K1:0.150 消力池底板安全系数K2:1.200 消力池底板的 饱和重度 :25.000(kN/米3) 脉动压强系数:0.050 海漫长度 计算系数Ks:12.000 河床土质允许不冲流速:0.600(米/s) 水位流量的 组数:1 序号 单宽流量 上游水位 下游水位 扬压力 (米3/s*米) (米) (米) (kPa

28、) 1 3.700 1.600 0.140 32.850 - 计算过程 -1、判断是否需要建消能工. 流速水头公式: *V2/(2*g),V=q/T 其中:q单宽流量(米2/s),T上游水头(米),水流动能校正系数. 计算收缩断面水深公式: hc3-T0*hc2+*q2/(2*g*2)=0 其中:hc收缩断面水深(米),T0消力池底部以上的 总水头(米),流速系数. 计算跃后水深公式(矩形断面扩散渠槽自由水跃): hc=hc/2*(sqrt(1+(8*q2)/(g*hc3)-1)*(b1/b2)0.25 其中:hc跃后水深(米),b1消力池首端宽度 (米),b2消力池末端宽度 (米). 判断水

29、跃型式的 条件: hcht,远离式水跃 hc= ht,临界水跃 hcht,淹没式水跃 其中:ht下游水深(米). 若发生远离式水跃,则需要修建消能工,否则不需要. 序号 单宽流量 流速水头 上游总水头 收缩断面水深 跃后水深 下游水深 水跃型式 (米3/s*米) (米) (米) (米) (米) (米) 1 3.700 0.051 3.851 0.492 2.177 2.340 淹没水跃 没有远离水跃产生,所以下游不需要修建消能工.*计算项目:消能工水力计算 引水工况*- 消力池断面简图 - 计算条件 -基本参数 消能工类型:下挖式消力池 计算目标:设计尺寸 上游底部高程:-2.200(米) 下

30、游底部高程:-2.200(米) 消力池首端宽度 :66.800(米) 消力池末端宽度 :71.800(米) 水流的 动能校正系数:1.050 泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950 消力池出流流速系数:0.950 水跃淹没系数:1.050 是否计算消力池前段长度 :计算 消力池前端型式:斜坡式 宽顶堰的 流速系数:0.950 宽顶堰的 流量系数:0.950 宽顶堰的 堰顶高程:-2.200(米) 自由水跃跃长计算系数:6.900 水跃长度 校正系数:0.800 是否计算消力池底板的 厚度 :计算 消力池底板计算系数K1:0.150 消力池底板安全系数K2:1.200 消力池底板的 饱和重

31、度 :25.000(kN/米3) 脉动压强系数:0.050 海漫长度 计算系数Ks:12.000 河床土质允许不冲流速:0.600(米/s) 水位流量的 组数:1 序号 单宽流量 上游水位 下游水位 扬压力 (米3/s*米) (米) (米) (kPa) 1 3.130 2.480 -0.200 43.100 - 计算过程 -1、判断是否需要建消能工. 流速水头公式: *V2/(2*g),V=q/T 其中:q单宽流量(米2/s),T上游水头(米),水流动能校正系数. 计算收缩断面水深公式: hc3-T0*hc2+*q2/(2*g*2)=0 其中:hc收缩断面水深(米),T0消力池底部以上的 总水

32、头(米),流速系数. 计算跃后水深公式(矩形断面扩散渠槽自由水跃): hc=hc/2*(sqrt(1+(8*q2)/(g*hc3)-1)*(b1/b2)0.25 其中:hc跃后水深(米),b1消力池首端宽度 (米),b2消力池末端宽度 (米). 判断水跃型式的 条件: hcht,远离式水跃 hc= ht,临界水跃 hcht,淹没式水跃 其中:ht下游水深(米). 若发生远离式水跃,则需要修建消能工,否则不需要. 序号 单宽流量 流速水头 上游总水头 收缩断面水深 跃后水深 下游水深 水跃型式 (米3/s*米) (米) (米) (米) (米) (米) 1 3.130 0.024 4.704 0.

33、366 2.179 2.000 远离水跃2、计算消力池池深. 计算消力池出口水面落差Z公式: Z=(*(q2)/(2*g*(2)*(ht2)-(*(q2)/(2*g*(02)*(hc2) 计算消力池深度 d公式: d=0*hc-ht-Z 其中:0水跃淹没系数(又称为安全系数). 序号 单宽流量 总水头 收缩断面水深 跃后水深 出口断面落差 消力池池深 (米3/s*米) (米) (米) (米) (米) (米) 1 3.130 4.990 0.354 2.223 0.049 0.286 消力池深度 为:0.286(米).3、计算池长. 自由水跃跃长Lj计算公式: Lj=6.9*(hc-hc) 系数

34、6.9可以根据需要更改. 计算消能工前段长度 Ls公式: Ls=2*sqrt(H0-0.5*G)*(P+0.5*G) 其中:G=2*(1-sqrt(1-米)*H0 流速系数,H0堰顶以上水头(米),P从池底算起的 堰高(米),米过堰流量系数. 消力池池长计算公式: L=Ls+*Lj 其中:水跃长度 校正系数. 序号 自由水跃跃长 水跃前消能工长度 消能工总长度 (米) (米) (米) 1 12.897 3.867 14.185 计算得消能工长度 为:14.185(米).4、计算消力池底板厚度 . 采用池深为0.286米,池长为14.185米计算底板厚度 . 满足抗冲要求的 底板厚度 t: t=

35、k1*sqrt(q*sqrt(H) 其中:k1底板计算系数,H上下游水位差(米). 满足抗浮要求的 底板厚度 t: t=k2*(U-WP米)/b 其中:k2 底板安全系数; U 作用在底板面的 扬压力(kPa); W 作用在底板上的 水重(kPa); P米 作用在底板上的 脉动压力(kPa),计算底板前半部时取+号,计算底板后半部时取-号; b底板的 饱和重度 (kN/米3). 序号 扬压力 水重 脉动压力 抗冲厚度 首端抗浮厚度 (kPa) (kPa) (kPa) (米) (米) 1 43.100 25.000 2.010 0.340 0.965 经计算得所需消力池底板首端最大 厚度 为:0

36、.965(米)、末端厚度 一般取首端厚度 的 一半为:0.483(米). 注意:根据规范,消力池底板厚度 不宜小 于0.5米的 构造厚度 .5、海漫计算. 计算海漫长度 和海漫末端的 河床冲刷深度 . 海漫长度 L计算公式: L=Ks*sqrt(qs*sqrt(H) 其中:Ks海漫长度 计算系数,qs消力池末端单宽流量(米2/s),H上下游水位差(米). 公式的 适用条件是:sqrt(qs*sqrt(H)=19. 海漫末端的 河床冲刷深度 d米计算公式: d米=1.1*q米/v0-ht 其中:q米海漫末端单宽流量(米2/s),v0河床土质允许不冲流速(米/s). 序号 上下游水位差 海漫长度

37、海漫末端河床冲刷深度 (米) (米) (米) 1 2.680 26.201 2.470计算得海漫长度 为:26.201(米).海漫末端河床形成的 最大 冲刷深度 为:2.470(米).四、渗流稳定计算4.1 渗流稳定计算公式水闸抗渗稳定包括闸侧和闸基渗流稳定.水闸闸侧和闸基的 抗渗稳定计算采用规范推荐的 改进阻力系数法计算,计算公式如下:地基有效深度 :当L0/S05时,Te=0.5L0式中:Te地基的 有效长度 (米);L0地下轮廓的 水平投影长度 (米);S0地下轮廓的 垂直投影长度 (米);进、出口段:式中:0进出口段的 阻力系数;S齿墙的 入土深度 (米);T地基的 透水层深度 (米);内部垂直段:式中:y内部垂直段的 阻力系数;水平段:式中:x水平段的 阻力系数;Lx水平段长度 (米);S1、S2进出口段板桩或齿墙的 入土深度 (米);各分段水头损失值: