水闸毕业设计(5)

2河道断面计算

桩 号 0+898.06 0+998.06 1+098.06 1+198.06 1+288.45 1+388.45 1+500.53

地面高程 2978.77 2978.28 2978.36 2977.82 2977.41 2977.45 2977.50

河床设计高程 2978.22 2977.96 2977.69 2977.39 2977.19 2976.92 2976.64

堤顶设计高程 2981.87 2981.55 2981.22 2980.89 2980.60 2980.27 2979.91

堤底设计高程 2976.23 2975.97 2975.70 2975.44 2975.20 2974.93 2974.64

水面线高

程 2980.15 2980.15 2980.15 2980.15 2980.15 2978.38 2978.09

比降 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033

备注 2#坝址

终点

表2-6 河道左岸Z0+782.8-Z1+557.8段水面曲线推求表

桩 号

地面高程 河床设计

高程

2978.60 2978.50 2978.17 2977.74 2977.20 2977.01 2976.35

堤顶设计高程 2982.40 2982.20 2981.97 2981.54 2980.60 2980.81 2980.15

堤底设计高程 2976.60 2976.50 2976.17 2975.74 2975.20 2975.01 2974.35

水面线高程 2980.25 2980.25 2979.68 2979.55 2977.95 2977.76 2977.65

比降 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033

备注 1#坝址 2#坝址

Z0+782.8 2986.39 Z0+799.4 2985.51 Z0+931.8 2978.50 Z1+078.8 2979.00 Z1+282.8 2986.39 Z1+331.8 2978.60 Z1+557.8 2976.50

表2-7 河道右岸Y0+000-Y0+741.8段水面曲线推求表

桩 号 Y0+000 Y0+081.8 Y0+175.8 Y0+220.8 Y0+361.8 Y0+562.8 Y0+741.8

地面高程 2983.36 2981.94 2980.80 2980.80 2980.20 2982.70 2981.40

河床设计高程 2980.60 2980.39 2980.15 2980.03 2979.67 2979.16 2978.70

堤顶设计高程 2984.30 2984.09 2983.85 2983.73 2983.37 2982.86 2982.40

堤底设计高程 2978.60 2978.39 2978.15 2978.03 2977.67 2977.16 2976.70

水面线高程 2982.30 2982.10 2981.84 2981.73 2981.36 2980.84 2980.04

比降 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033 0.0033

备注

青海大学水电系

15 青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程

3防洪堤设计

3.1方案一

防洪堤采用仰斜式浆砌石挡土墙如图3.1所示：

.41:0.21:0回填砂砾石3050100100301001:11:已建河堤0.反滤料5

图3.1 仰斜式浆砌石挡土墙示意图

仰斜墙坡度愈缓，主动土压力愈小，但为了避免施工困难，墙背坡不宜缓于4：1现设计为5：1，墙面坡应尽量与墙背坡平行，现设计为：4：1。

当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使地基压应力不超过地基许可承载力，在墙底加设墙趾台阶，加设墙趾台阶对挡土墙抗倾稳定也是有利的。

墙趾高h和墙趾宽a的比例设计为4：1，a值常不小于20cm，现设计为50cm。

墙后地下水位较低，墙底宽约为墙高的0.6～0.7倍，墙顶宽一般用30～50cm，现设计为50cm。尺寸如图3.2：

图3.2 墙趾示意图

16 青海大学水电系

3防洪堤设计

3.1.1 荷载及其组合

荷载的分类及组合

在不同工作条件下，作用于挡土墙上的荷载为：

⑴挡土墙及填土自重；⑵土压力；⑶水压力；⑷浮托力；⑸地震力； 荷载组合

⑴基本组合：由基本荷载组成。这种基本荷载是在挡土墙正常条件下，经常起作用的荷载，上述1～4项荷载均属于这一类，也是设计情况下考虑的荷载组合。

⑵特殊组合：由基本荷载与非常情况下起作用的特殊荷载（地震力）组成。上述（5）项 属于特殊荷载。

图3.3 荷载简图

图中：G1---墙身自重； G2---墙后土重； G3---墙前水重； E-----土压力；

W---水压力； U-----浮托力；

3.1.2 荷载的计算

⑴土压力的计算

由于挡土墙小于5米，墙后又有良好的排水条件，故按下列经验公式计算主动土压力：

E AX =mx nxH2 ⑸ E AY =my nyH2 ⑹

式中：

E AX ，E AY------分别为主动土压力的水平分力和垂直分力（吨力/米）；

mx ，my -------分别为墙背垂直时，主动土压力的水平分力和垂直分力的计算系数（吨力/米）； nx ，ny --------分别为墙背倾斜时，主动土压力的水平分力和垂直分力的影响系数； H-----挡土墙高度（米） 查水工设计手册[7]表得：

mx =0.223 my=0.073 nx=0.72 ny=0.48 所以 E AX=0.223?0.72?4=2.56吨力/米 E AY=0.073?0.48?42=0.56吨力/米

青海大学水电系

17 2

青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程

⑵墙身自重的计算

体积V=（0.5+1.38）?3.7/2 ?1+（0.7+1.38+0.5）?1?1+（0.7+1.38+0.5-1+0.5）?1/2 =7.098 m3

G=r0?v

式中：G----建筑物自重；

r0---构成建筑物材料的容重； v----建筑物的体积； G=23?7.098=163.3KN ⑶墙后土重的计算 G=r0?v

式中：G----建筑物自重；

r0---构成建筑物材料的容重； v----建筑物的体积；

v?(0.7?0.7?0.2?3.7)?3.72?1?1.221

G?r0v?17?1.221?20.757KN

⑷水压力的计算

P?rhcA ⑺

式中：A----受压平面的面积；

hC----受压平面的形心在液面以下的铅垂深度；

A=3.23m2； hC=H/2=1.615m；

P=10?1.615?3.23=52.16KN；PX=48.43KN；PY=19.4KN； ⑸墙前水重的计算：

V=（2.584+0.7）×3.23/2×1=5.30m3 G=r?v=10×5.30=53KN

⑹浮托力的计算：

G=r?v （8） 式中：G---浮托力； r---水的容重；

v---建筑物水下部分的体积；

v=（0.7+1.38+0.5-1+0.5）?1/2?1=1.04 m3 G=10?3.62=36.2KN ⑺墙后土重的计算

G=r?v

18 青海大学水电系

3防洪堤设计

式中：G---浮托力； r---土的容重；

v---墙后土的体积；

v=（0.7+0.7-0.2?3.7）?3.7/2?1=1.221 m3 G=r?v=17?1.221=20.757KN ⑻地震力的计算：

Pa=（1+3k）E （9）

Pa---地震时作用在挡土墙墙背上的土压力； E---无地震时的土压力；

k---水平向地震系数，当地震裂度为7度时，k=0.025； Pax=（1+3?0.025）?25.6=27.52KN；

PAy=（1+3?0.025）?5.6=6.02KN；

3.1.3 稳定计算

防洪堤稳定计算内容包括：抗滑稳定和抗倾稳定计算两种情况。 ⑴抗滑稳定

抗滑稳定按下式计算：

Kc=f∑W/∑P （10）

式中：Kc--抗滑稳定安全系数； f—摩擦系数，取0.48；

∑W—作用于建基面上的全部垂直力之和； ∑P--作用于建基面上的全部水平力之和。 正常情况下： Kc=f∑W/∑P =0.485.6?163?19.4?53?10.4?20.75725.6?48.43

=1.63

非正常情况下： Kc=f∑W/∑P =0.485.6?163?19.4?53?10.4?20.757?6.0225.6?48.43?27.52=1.22

⑵抗倾稳定

K0??W?PV （11）

HK0??W?PV?1.65?1.55（正常运行条件下）K0?H?W?PV?1.56?1.45（非正常运行条件下）

H式中：K0——抗倾稳定安全系数；

?WV ——作用于建基面上的全部垂直力倾覆力矩之和；

青海大学水电系

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