水闸毕业设计(6)

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

?PH——作用于建基面上的全部水平力倾覆力矩之和；

3.2方案二

采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙，墙体自身稳定性主要依靠底版上的填土重量来保证，其主要特点是厚度小，自重轻，属轻型结构，如图3.5：

0.20.80.20.2533.7

图3.5 臂式钢筋混凝土挡土墙示意图

由图可知：悬臂式挡土墙由立板与底版两部分组成。为了便于施工，立板内侧（墙背）做成垂直面，外侧（墙面）可做成15：1～20：1坡面。底板做成变厚度，底面做成水平，顶面自立板处向两边倾斜。

立板顶部厚度一般不小于15厘米，以便浇筑混凝土，在此设计为20cm，底版靠立板处的厚度常取为墙高的1/10～1/12，现设计为25cm，底板前趾及后趾处厚度一般不小于20cm，现设计为20cm。 底板宽度B一般取为挡土墙高度H的0.6～0.8倍，现设计为3m，在墙后伸出的底板称内底板，在墙前伸出的底板称外底板。外底板的长度D1---D/B=0.15～0.3，现设计为80cm。

3.2.1 荷载计算

⑴土压力的计算：

现挡土墙的高度为5米，墙后有良好的排水条件，可按下列经验公式计算主动土压力：

E AX =mx nxH2 E AY =my nyH2

查水工设计手册[7]表得：

mx =0.199 my=0.073 nx=0.45 ny=0.75 所以 E AX=0.199?0.45?42=4.60吨力/米 E AY=0.073?0.75?4=1.369吨力/米

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3防洪堤设计

⑵墙身自重的计算 G=r0?v

体积V=[3?3.7?(3.7?0.25?3.7?0.2)?0.823

?(3.7?0.25?3.7?0.2)?22]?1

=1.37 m 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=24.5?1.37 =33.656KN

⑶墙后土重的计算 G=r0?v =17×

(3.7?0.25?3.7?0.2)?22=118.15KN

⑷水压力

P=51.52KN

⑸墙前水重的计算：

3 v?0.8?3.23?2.584m

G?rv?25.84KN ⑹浮托力的计算：

v?1.37?(3.7?3.23)?0.2?1.276m3

G?rv?12.76KN

⑺墙后土重计算

G?rv?17?(3.7?0.25?3.7?0.2)?22?118.5KN

⑻地震力的计算： Pa=（1+3k）E

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；

3.2.2 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。 荷载组合

正常情况下：设计洪水位情况

非常情况下：工程完建情况和基础冲刷、洪水骤降至多年平均流量、计入地震荷载情况两种。 ⑴抗滑稳定

抗滑稳定按下式计算： 正常情况下： Kc=f∑W/∑P

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=0.48?8.76?33.565?118.15?25.84?12.7614.3?48.43=1. 43

非正常情况下： Kc=f∑W/∑P =0.48?182.972?9.41778.03?15.3=1.23

⑵抗倾稳定 K0??W?PV?1.57?1.55（正常运行条件下）K0?H?W?PV?1.48?1.45（非正常运行条件下）

H3.3方案比较

按照因地制宜，就地取材的原则，根据工程所处的位置、建筑材料、施工条件、工程造价等因素综合比较确定，推荐采用仰斜式浆砌石挡土墙，该堤型具有开挖量小，便于施工和质量控制、土压力小、不涉及大量工程占地和房屋拆迁，造价相对较小等优点，主要适用于堤前无滩地，水域较狭窄，冲刷较严重等地段，与本地段的自然情况相符合，在已建的防洪堤工程中广泛采用，是较为理想的堤型。

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4 1﹟闸坝的设计

4 1﹟闸坝的设计

4.1闸室的总体布置

4.1.1 闸门的形式

根据实际情况设计为平面闸门，它可以封闭很大跨度和水头的孔口，闸门启动迅速，操作简单可靠，结构简单，易于制造安装；宜用在深水孔口上。

闸门厚度的设计：根据规范，闸门厚度设计为20cm。

4.1.2 闸墩的设计

闸室采用10孔闸门，有9个中墩，两个边墩，均采用钢筋混凝土实体型式，为使过闸水流平顺，侧向收缩小，过流能力大，闸墩上游侧采用半圆形，下游侧采用流线形。

中墩的设计：根据规范，闸门槽深取为0.2m，工作闸门槽宽0.4m，检修闸门槽深0.2m，工作闸门与检修闸门之间的净距为2.0m。根据规范：闸墩高度不应低于设计洪水位加相应安全超高，现设计闸墩高度为为2.0个m 。闸墩宽设计为1m。 边墩的设计：

边墩宽设计为40cm即0.4m，高度一般高出水面1～1.5m，设计为3.0m。

4.1.3 闸室总宽度

L=nl+（n-1）d=10?7+9?1=79m （12）

式中：n----闸孔数；

l----每孔闸门宽（计算如后所述）； d----闸墩厚度

4.1.4 闸底板厚度与顺水流方向长度的设计

根据规范，底板厚度取为闸孔净宽的1/6～1/8，

即d=（1/6～1/8）l （13）

=（1/6～1/8）?7=1.2～0.875m取d=1m

表4-1 闸室顺水流方向长度与上下游最大水位差的比值表 地基土质 碎石土和砾(卵)石 砂土和砂壤土 粉质壤土和壤土

粘土

闸底板顺水流方向长度/上下游最大水位差

1.5～2.5 2.0～3.5 2.0～4.0 2.5～4.5

根据闸室地基土质的情况,闸底板下多为岩石、砂卵砾石,闸底板顺水流方向的长度为L:

L=3.5Hmax （14） =3.5×(2981.72-2980.15)=5.5 m ≈ 6 m

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4.1.5 交通桥的设计

根据规范：长：6m+1.3m=7.3m 厚：0.2m 交通桥每米重：

（7.3?0.2-0.4?2?0.2+7?0.2?0.2）?25=39.5KN≈40KN

4.1.6 工作桥的设计

工作桥每米重量取为交通桥的1/8左右，约为5KN，钢筋混凝土容重为24-25KN/m。

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4.2水闸的水利计算

4.2.1 闸孔总净宽

在正常设计水位下，出闸水流属堰流。 P=1.5m；

H0=2981.68-2978.49-1.5+

2.4222?9.8=1.999m；

hs=2980.15-2978.22-1.5=0.43m； H=2981.68-2978.49-1.5=1.69m；

宽顶堰的流量系数m取决于堰顶的进口形式和堰的相对高度P/H，因为闸顶入口为直角，所以

3?PHPHm=0.32+0.01? （15）

0.46?0.75 计算得m=0.34

hsH0=

0.431.999=0.215 由规范查得 σ=1

闸孔净宽b0设计为7m

上游河道---半水深处的宽度bs= b0+σ σ------闸墩厚度； 所以bs=7+1=8m b0bs=

78=0.875

PH=

1.51.69=0.89

由规范查得：ε=0.991 可按下式计算闸孔总净宽：

B0?Q??m2gH02式中:B0—闸孔总净宽(m); Q—设计引水流量(m3/s); σ—淹没系数;

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