水闸计算书z(7)

河海大学继续教育学院涵江水利枢纽工程毕业设计计算书

定的容许值，否则会产生较大的不均匀沉降，导致闸室严重倾斜，影响使用甚至严重破坏。

式中[η]=2.0由查《水闸设计参考资料》表4得到，对于中等坚硬，紧密的地基土，基本荷载作用下[η]=2.0，特殊荷载作用下[η]=2.5。

??Pmax?1.09?????2.0 Pmin5.3.2 设计洪水情况

在设计洪水位下，闸室的荷载除了闸室结构的重力外，还包括闸室内水的重力、压力、水压力等。

①闸室内水的重力

W1=6.5×6.3×20×9.8=8026.2KN W2=1.5×13.1×20×9.8=3851.4KN ②水平水压力

因上游平均水深H大于LL，且大于Hlj，故为深水波，可假定浪顶及水深等于LL

处的浪压力强度为零，静水位处的浪压力强度最大，并近似呈三角形分布，如图5-3-3所示。

425.06G5666KN484KN695KN225KN11210024742KN205KN设计洪水位时荷载图因此，P1=0.5×3.025×（3.025+0.23+0.605)×9.8×22.8+0.5×(3.025+6.8)×3.775×9.8×22.8=5448.1(kN) (→)

6.9KN421KN28

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P2＝0.5×[(3.142+14.5-12.7)+(2.957+14.5-10.7)]×2.5×9.8×22.8＝3323.4(kN) (→)

P3＝0.5×2.9×2.9×9.8×22.8＝939.6(kN) (←）

P4＝0.5×[2.9+(0.548+14.5-10.2)×1.4×9.8×22.8=1212.2(kN) (←） ③浮托力

F=[0.5×(1.5+2.5)×3.3+0.5×(1+2)×3.3+3.3×20]×9.8×22.8= 17327.8(kN) (↑)

④渗透压力

U=0.5× (0.72+2.103)×20×22.8×9.8=6307.7(kN)(↑) ⑤地震力

本地区设计烈度为6度,故不进行地震力计算. 设计洪水情况下的荷载和力矩计算见图、表5-3-2。

设计洪水情况下作用荷载和力矩计算表 表5-3-2

(对底板底面中心点A求矩)

坚向力 荷载名称 （kN） 向下 闸室结构重力 水重力 43879 8026.2 3851.4 上游水压力 下游水压力 浮托力 向上 479.9 16847.9 水平力 （kN） 向左 5448.1 3323.4 向右 939.6 1212.2 力臂（m） 力矩（kN·m） 顺时针 27690.4 22064.8 598.2 436.4 4679.0 逆时针 6605 26382.1 1287.3 4212.0 3.45 6.85 4.05 0.18 1.37 0.36 9.75 0.25

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渗透压力 55756.合计 6 3219.5 3090.2 23637.5 0 3.33 10290.4 8771.5 2151.8 65759.2 38486.4 27272.8(顺时针) 32119.1（ ↓ ） 6619.7（ → ） 2）计算地基压力

Pmax?min?G?M ?AW ＝

32119.127272.8 ?20?22.81732.82

＝86.18 kN/m2 54.70 kN/m

P?Pmax?Pmin2

?70.44 k N/m 2基底不均匀系数

??Pmax?1.55?????2.0 Pmin3）设计洪水位情况下的抗滑稳定计算

首先根据下式计算值判别可能滑动的形式（表层滑动或深层滑动）：

Pkp?A?'Btg??2C?1?tg??

式中：?'——地基土的浮容重 kN/m3

B——底板顺水流方向的宽度，m； ?——地基土的内摩擦角； C——地基土的单位粘聚力，kPa； A——系数，一般取2.5； 将已知值代入上式得

Pkp?2.5??20.5?10??18?tg27??2??1?tg27??

＝240.8 (kN/m2)

因设计洪水位情况下Pmax＝86.18 kN/m2＜240.8 kN/m2，故不再验算地基深层滑

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动的稳定性，只须验算沿地基表层滑动的稳定性即可。按下式计算沿地基表层的抗滑稳定系数为

Kc?f?G??Kc? ?HKc——抗滑稳定安全系数

f——闸基底板与地基土之间的摩擦系数，参考表4－8查得f＝0.4

?H——作用在闸室上的全部水平向荷载（kN） 由表4－9查得?Kc??1.25

Kc?0.4?32119.1?1.94??Kc??1.25

6619.75.3.3 校核洪水情况

校核洪水位情况时的荷载与设计洪水位情况下相似，所不同的是浪压力、水压力、扬压力是相应校核水位下的浪压力、水压力、扬压力。

①闸室内水的重力

W1＝7×6.3×20×9.8＝8643.6kN W2＝1.5×13.1×20×9.8＝3851.4kN ②水平水压力

同理试算得2LL=12.21m；Hlj＝1.047；h0＝0.24m

可见，上游平均水深H大于LL，且大于HLJ，故为深水波。其浪压力分布如图5-3-4所示：

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425.06G5715KN515KN722KN225KN112100247742KN226KN校核洪水位时荷载图

因此P1＝0.5×3.053×（3.053+0.24+0.61)×9.8×22.8+0.5×(3.053+7.3)×4.247×9.8×22.8＝6243.4kN(向右）

P2＝0.5×[(3.456+14.5-12.7)+(3.252+14.5-10.2)]×2.5×9.8×22.8＝3577.3kN(向右）

P3＝0.5×2.9×2.9×9.8×22.8＝939.6kN(向左）

P4＝0.5×（2.9+4.903)×1.4×9.8×22.8＝1220.5kN(向左） ③浮托力

因下游水位没有变化，故浮托力与设计洪水情况相同。 F＝15529.1kN(向上） ④渗透压力

U＝0.77×9.8×20×22.8+0.5×1.54×9.8×20×22.8＝6882kN(向上) 校核洪水情况下的荷载和力矩计算见图、表5-3-3。

7.5KN421KN32

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