水闸计算书z

毕业设计计算书

设计题目 涵江水利枢纽工程 专 业 水利水电工程 学生姓名 学 号 指导教师 王润英 孙学志 评阅教师

河海大学继续教育学院

中国 南京 2014年3月

目 录

1、设计参数 ............................................................ 1 1.1 水位 .............................................................. 1 1.2 计算水位组合 ...................................................... 1 1.3 其它参数 .......................................................... 1 2、闸孔设计 ............................................................ 2 2.1 堰型选择 .......................................................... 2 2.2 确定孔口尺寸 ...................................................... 2 3、消能防冲设计 ........................................................ 4 3.1 消能防冲设备形式的选择 ............................................ 4 3.2 消能防冲设计条件的选择 ............................................ 4 3.3 消力池深度的计算 .................................................. 7 3.4 海漫设计 .......................................................... 8 3.5 防冲槽设计 ........................................................ 9 4、防渗排水设计 ....................................................... 11 4.1 地下轮廓设计 ..................................................... 11

4.1.1 底板 ......................................................... 11 4.1.2 铺盖 ......................................................... 11 4.1.3 防渗长度验算 ................................................. 12 4.1.4 排水设施、止水 ............................................... 12 4.1.5 板桩 ......................................................... 12 4.2 渗流计算 ......................................................... 13 4.2.1 地下轮廓线的简化 ............................................. 13 4.2.2 确定地基的有效深度 ........................................... 13 4.2.3 渗流区域的分段和阻力系数的计算 ............................... 14 4.2.4 计算渗透压力 ................................................. 14 4.3 验算闸基土的抗渗稳定性 ........................................... 18 4.3.1 设计水位条件下 ............................................... 18 4.3.2 校核水位条件下 ............................................... 18 5、闸室的布置和稳定分析 ............................................... 19

5.1 闸室结构布置 ..................................................... 19 5.1.1 底板 ......................................................... 19 5.1.2 闸墩 ......................................................... 19 5.1.3 闸门 ......................................................... 22 5.1.4 上部桥梁 ..................................................... 23 5.2 荷载及其组合 ..................................................... 24 5.2.1 荷载计算 ..................................................... 24 5.2.2荷载组合 ..................................................... 25 5.3 闸室稳定计算 ..................................................... 25 5.3.1 完建期 ....................................................... 25 5.3.2 设计洪水情况 ................................................. 28 5.3.3 校核洪水情况 ................................................. 31 5.4 水闸结构计算 ..................................................... 35 5.4.1 计算情况 ..................................................... 35 5.4.2 闸基的地基反力计算 ........................................... 35 5.4.3 不平衡剪力分配 ............................................... 36 5.4.4 板条上荷载的计算 ............................................. 39 5.4.5 边荷载计算 ................................................... 42 5.4.6 弯矩计算 ..................................................... 42 5.4.7 配筋计算 ..................................................... 43 6、两岸连接建筑物 ..................................................... 45 6.1 上游翼墙 ......................................................... 45 6.2 下游翼墙 ......................................................... 45 6.3 岸墙 ............................................................. 45 7、地基处理和细部构造的设计 ........................................... 46 7.1 地基处理 ......................................................... 46 7.2 细部构造 ......................................................... 46 7.2.1 缝和止水结构 ................................................. 46 7.2.2 排水反虑结构 ................................................. 47

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1、设计参数

1.1 水位

（1）正常蓄水位19.0m，灌溉水位19.50m；

（2）设计洪水Q2%＝9540m3/s，相应闸下水位H下＝23.40m； （3）校核洪水Q30.33%＝12350m/s，相应闸下水位H下＝23.80m。

1.2 计算水位组合

（1）闸孔净宽计算水位

设计流量Q2%＝9540m3/s，相应闸下水位H下＝23.40m 设计水位差△H：甲组——△H＝0.25m（H上＝23.65m） 校核流量Q30.33%＝12350m/s，相应闸下水位H下＝23.80m 计算闸上壅高水位H上（供墩顶高程用） （2）消能计算水位 闸上水位H上=19.50m

闸下水位H下：甲组——H下＝14.50m

下泄流量：以闸门开启度e=0.5m，1.0m，以及全开时的泄量。 （3）闸室稳定计算水位（关门）

闸上设计水位 H上＝19.5m 甲：H下＝14.50m 闸上校核水位 H上＝20.0m（与门顶齐平） 甲：H下＝14.50m

1.3 其它参数

（1）单孔净宽：（8～12）m （2）门型结构：平面钢闸门 （3）闸门类型：甲组——直升门 （4）底板与中砂的摩擦系数f＝0.4 （5）闸孔的允许单宽流量［q］＝30m3/s/m

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2、闸孔设计

2.1 堰型选择

闸孔采用结构简单、施工方便、泄流能力比较稳定、自由泄水范围较大的无坎平底宽顶堰，孔口型式采用无胸墙开敞式。根据闸址处河床标高为13.0～14.0m，为协调降低堰顶高程和减少开挖量的关系，选定堰顶高程为13.0m。

2.2 确定孔口尺寸

（1）判定宽顶堰的出流情况

上游水深 H＝23.65－13.00＝10.65 m 下游水深 hs＝23.40－13.00＝10.4 m 上游过水断面面积 A＝(b+hm)h

=（500+5.5*3）*5.5+（700+5.15*3）*5.15 =6525.32m3

行近流速 νQ0＝

A＝95406525.32＝1.46 m/s 因此 H＝H+?v2002g＝10.65+0.11＝10.76 m

hs10H＝.410.76＝0.966＞0.72，故为淹没出流。 0（2）计算总净宽

根据《水闸设计规范》(SL265－2001)，公式A.0.2－1和A.0.2－2 闸孔总净宽 BQ0＝

?

0hs2g?H0?hs?其中 ??h2s?0?0.877????H?0.65???

0将有关数据带入计算，综合流量系数μ0＝0.977 闸孔总净宽B0＝353.46 m

拟定孔径及孔数：每孔净宽b0=10m，孔数36孔，总净宽360m。

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