水闸设计计算程序教程文件

《水工建筑物》课程设计水闸设计计算说明书姓名：专业：水利水电工程指导老师：云南农业大学水利学院2016.12目录一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。

1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。

1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。

二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。

2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。

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2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。

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三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。

3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。

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3.2渗流计算.................................... 错误!未定义书签。

目录第1章枢纽布置与闸址选择 (1)第2章水力计算 (2)2.1闸孔及堰型设计 (2)2.1.1 闸室结构选型 (2)2.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 (2)2.1.3 闸孔净宽试算 (2)2.1.4 泄流能力校核计算 (4)2.2 消能防冲计算 (5)2.2.1 消力池的设计 (5)2.2.2海曼的设计 (10)2.2.3防冲槽的设计 (11)第3章防渗排水设计 (12)3.1 地下轮廓设计 (12)3.1.1 底板 (12)3.1.2铺盖 (12)3.1.3侧向防渗 (12)3.1.4排水、止水 (13)3.1.5防渗长度验算 (13)3.2渗流计算 (13)3.2.1地下轮廓线的简化 (13)3.2.2确定地基的有效深度 (14)3.2.3渗流区域的分段和阻力系数的计算 (14)3.2.4 计算渗透压力 (16)3.2.5 闸底板水平段得平均渗透坡降和出口处的平均出逸坡降 (20)第4章闸室结构的布置与稳定计算 (22)4.1 闸室的结构的组成 (22)4.1.1 底板 (22)4.1.2 闸墩 (22)4.1.3工作桥 (24)4.1.4 交通桥 (25)4.1.5 检修便桥 (26)4.1.6 分缝和止水 (26)4.2闸室稳定计算 (26)4.2.1荷载 (27)4.2.2稳定计算 (32)第5章闸室结构设计 (35)5.1 边墙设计 (35)5.1.1 边墙断面拟定 (35)5.1.2 墙身截面强度验算 (35)5.1.3 边墙稳定分析 (36)5.2闸墩结构计算 (42)5.2.1、求形心的位置 (42)5.2.2 闸墩应力计算 (43)5.2.3 闸墩配筋计算 (49)5.3底板结构计算 (49)5.3.1选定计算情况 (49)5.3.2 闸基的地基反力计算 (49)5.3.3、不平衡剪力及剪力分配 (50)5.3.4 板条上荷载的计算 (52)5.3.5 边荷载计算 (53)5.3.6 弯矩计算 (54)5.3.7 配筋计算 (60)5.3.8 抗裂计算 (61)第6章两岸建筑物的设计 (62)6.1 水闸两岸连接布置要求 (62)6.2 两岸连接结构选型 (62)6.3翼墙结构布置 (62)第7章交通桥专项设计 (63)7.1 设计资料 (63)7.2简支梁桥主梁内力计算 (64)7.2.1 荷载横向分布计算 (64)7.2.2主梁内力计算 (67)7.2.3可变作用效应计算 (69)7.2.4主梁作用效应组合 (74)7.2.5 主梁配筋计算 (76)7.2.6 主梁裂缝宽度验算 (78)7.2.7变形验算 (78)7.3横梁的计算 (79)7.3.1作用在横隔梁上的计算荷载 (79)7.3.2 跨中横隔梁的作用效应影响线 (80)7.3.3 截面配筋计算 (82)7.4 行车道板的计算 (83)7.4.1恒载及内力计算 (83)7.4.2截面设计、配筋与强度验算 (84)7.4.3 连续桥面的计算 (85)7.5支座验算 (90)7.5.1选定支座的平面尺寸 (90)第1章枢纽布置与闸址选择水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成，。

D-2 水闸水力学计算程序作者 陈靖齐（水电部天津勘测设计院） 校核 潘东海（水电部天津勘测设计院）一、概述：（一）水闸过水能力计算的难题是流量系数μ，经验方式很多，各家不同，甚至一本参考书，列出几种公式，几种算例，深入研究流量系数不是本程序范围，本程序仅对现有公式择优选一。

（二）一般计算流量时，不计行进流速V 0=Q/BH ，本程序用迭代法，考虑了V 0，即Q →V 0→H 0，再算Q ，较符合实际过程，精度│△Q │< 0.001m 3/s 。

（三）求e 用迭代法。

二．功能：本程序能计算平底平板闸门、平底弧形闸门、实用堰平板闸门、实用堰弧形闸门四种情况下的流量，闸门开启度e 。

三．公式和算法： （一）流量公式（平底平板闸门可求淹没系数σ） 或（其他三种情况）式中：μ0—流量系数，因闸门形式，底坎形式，相对开度e/H 而异； e —闸门开度（m ）； B —闸门宽（m ）； H 0—闸前水深（m ）； H S —下游水深（m ）；g —重力加速度（9.8m/s 2）。

（二）流量系数：本程序取武水的一套较完整的流量系数公式。

1，平底、平板闸门μ0=0.6-0.176e/H ［清华、武水］（华水多—尾项）2，平底、弧形闸门μ0=0.97-0.56e/H-（1-e/H ）×0.258θ［武水］式中：θ--弧形闸门下缘入流角（弧度值）。

25°≤θ≤90°，0.1≤e/H ≤0.65 R —弧形闸门半径； C —转轴高；02gH eB Q σμ=）（s h h g eB Q -=002μRe c COS -=-1θ3，实用堰上平板闸门4，实用堰上弧形闸门（三）淹没出流问题1，平板平底闸门，淹没系数σ=σ[（hs-hc ″）/（H-hc ）]，其关系为一条曲线，本程序已使其离散和数据化存数据库中，可自动插值。

式中： hs —下游水深（m ）；hc ″—水跃后水深（m ）； hc —收缩断面宽度：hc=ε eFrc=Uc 2/ghc 收缩断面Frude 数e —平板闸门侧收缩系数表，本程序已存数据库中。

水闸常规水力计算程序```pythonimport math#计算流量def calculate_flow(width, depth, coeff):flow = width * depth * math.sqrt(2 * 9.81) * coeffreturn flow#计算测验水位def calculate_test_level(discharge, width, coeff):test_level = math.pow((discharge / (width * coeff * math.sqrt(2 * 9.81))), 2)return test_level#计算流速def calculate_velocity(discharge, width, depth):velocity = discharge / (width * depth)return velocity#主程序def main(:print("请选择要计算的水力参数：")print("1. 流量")print("2. 测验水位")print("3. 流速")choice = int(input("请输入选项："))if choice == 1:width = float(input("请输入水闸宽度（单位：m）："))depth = float(input("请输入水闸深度（单位：m）："))coeff = float(input("请输入流量系数："))flow = calculate_flow(width, depth, coeff)print("流量为：{:.2f} m^3/s".format(flow))elif choice == 2:discharge = float(input("请输入流量（单位：m^3/s）：")) width = float(input("请输入水闸宽度（单位：m）："))coeff = float(input("请输入流量系数："))test_level = calculate_test_level(discharge, width, coeff) print("测验水位为：{:.2f} m".format(test_level))elif choice == 3:discharge = float(input("请输入流量（单位：m^3/s）：")) width = float(input("请输入水闸宽度（单位：m）："))depth = float(input("请输入水闸深度（单位：m）："))velocity = calculate_velocity(discharge, width, depth)print("流速为：{:.2f} m/s".format(velocity))else:print("输入无效，请重新运行程序。

某水闸设计计算书一、基本资料1.水位水闸计洪水位2.96m (P=1%)堤防设计洪水位2.88m (P=2%)历史最高洪水位2.60m内河最高控制水位1.30m内河设计运行水位-0.30m2 工程等级及标准联围为2级堤围，其主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。

3风浪计算要素计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%)。

吹程在1：500实测地形图上求得D=300m闸前平均水深H m=6.0m4地质资料根据××××××××××××院提供的《**水闸工程勘察报告》。

5地震设防烈度根据《×××省地震烈度区划图》， *属7度地震基本烈度地区，故×××水闸重建工程地震烈度为7度。

6规定的安全系数对于2级水闸，规范规定的安全系数见下表1.6-1。

表1.6-1二、基本尺寸的拟定及复核2.1抗渗计算2.1.1渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸：如下图拟定的水闸底板尺寸：L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5 +1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.3.2条表4.3.2,×××水闸闸基为换砂基础，渗径系数取C=7则：设计洪水位下要求渗径长度：L=C△H=7×[2.96-（-0.30）]=22.82m∴L实〉L∴满足渗透稳定要求。

2.2闸室引堤顶高程计算闸侧堤顶高程按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中的有关规定进行计算。

其公式为：A e R Y ++=}])(7.0[13.0)(0018.0{])(7.0[0137.0245.027.022V gd th V gF th V gd th V H g = 5.02)V(9.13H g V T g = Ld th T g L ππ222= βcos 22gd F KV e = H R K K K R O P V p △=式中：Y —堤顶超高（m ）。

农业水利工程专业课程设计计算说明书水工建筑物课程设计设计题目：兴化水闸工程班级：水利0841姓名高传山学号：0806421114指导教师：孙立宇长春工程学院水利与环境工程学院水工教研室2011 年 06 月 22 日目 录1． 设计任务 (3)2． 设计基本资料 (3)2.1 概述 (3)2.1.1 防洪 (3)2.1.2 灌溉 (4)2.1.3 引水冲淤 (4)2.2 规划数据 (4)2.2.1 孔口设计水位、流量 (4)2.2.2 闸室稳定计算水位组合 (4)2.2.3 消能防冲设计水位组合 (4)2.3 地质资料 (5)2.3.1 闸基土质分布情况 (5)2.3.2 闸基土工试验资料 (5)2.4 闸的设计标准 (5)2.5其它有关资料 (5)2.5.1 闸上交通 (5)2.5.2 该地区“三材”供应充足。

(6)2.5.3 该地区地震烈度设计为6度，故可不考虑地震影响。

(6)2.5.4 该地区风速资料不全，在进行浪压力设计时，建议取l l h 10 L 计算。

(6)3． 枢纽布置 (6)3.1 防沙设施 (6)3.2 引水渠的布置 (6)3.3 进水闸布置 (6)3.3.1 闸室段布置 (6)3.3.2 上游连接段布置 (7)3.3.3 下游连接段布置 (7)4． 水力计算 (7)4.1 闸孔设计 (7)4.1.1 闸室结构形式 (8)4.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 (8)4.1.3 孔口尺寸的确定 (8)4.2 消能防冲设计 (10)4.2.1 消力池的设计 (10)4.2.2 海漫的设计 (12)4.2.3 防冲槽的设计 (13)5． 防渗排水设计 (13)5.1 地下轮廓设计 (13)5.1.1 底板 (13)5.1.2 铺盖 (14)5.1.3 侧向防渗 (14)5.1.4 排水、止水 (14)5.1.5 防渗长度验算 (14)5.2渗流计算 (15)5.2.1 地下轮廓线的简化 (15)5.2.2 确定地基的有效深度 (15)5.2.3 渗流区域的分段和阻力系数的计算 (15)5.2.4 渗透压力计算： (16)5.2.5 抗渗稳定验算 (19)6．闸室布置与稳定计算 (19)6.1闸室结构布置 (19)6.1.1 底板 (19)6.1.2 闸墩 (19)6.1.3 胸墙 (20)6.1.4 工作桥 (20)6.1.5 检修便桥 (21)6.1.6 交通桥 (21)6.2闸室稳定计算 (21)6.2.1 荷载计算 (22)6.2.2 稳定计算 (29)7．闸室结构设计 (31)7.1边墙设计 (31)7.1.1 边墙断面拟定 (31)7.1.2 墙身截面强度验算 (32)7.1.3 边墙稳定分析 (33)7.2底板结构计算 (1)7.2.1 选定计算情况 (1)7.2.2 闸基的地基反力计算 (1)7.2.3 不平衡剪力及剪力分配 (1)7.2.4 板条上荷载的计算 (2)7.2.5 边荷载计算 (3)7.2.6 弯矩计算 (4)7.2.7 配筋计算 (1)7.2.8 裂缝校核 (1)8. 两岸连接建筑物 (2)9. 水闸细部构造设计 (2)10. 基础处理 (2)11. 总结 (3)参考文献 (3)附录 (3)水闸课程设计计算说明书1．设计任务兴化闸为无坝引水进水闸，该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成，本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案；并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等，绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。

水闸设计计算程序```pythonimport math#用户输入参数position = float(input("请输入水闸位置（单位：米）：")) head = float(input("请输入水位差（单位：米）："))flow_rate = float(input("请输入流量（单位：立方米/秒）：")) #计算闸门高度gate_height = head + 0.5 # 增加0.5米的余量#计算闸门宽度gate_width = math.sqrt(flow_rate / (2 * gate_height))#计算闸门数量gate_count = math.ceil(position / gate_width)#计算闸门间距gate_spacing = position / gate_count#计算闸门尺寸比例gate_ratio = gate_height / gate_width#输出设计结果print("闸门高度：{:.2f} 米".format(gate_height))print("闸门宽度：{:.2f} 米".format(gate_width))print("闸门数量：{}".format(gate_count))print("闸门间距：{:.2f} 米".format(gate_spacing))print("闸门尺寸比例：{:.2f}".format(gate_ratio))```上述程序中，用户需要依次输入水闸位置、水位差和流量三个参数。

程序会根据这些参数计算闸门的高度、宽度、数量、间距和尺寸比例，并将结果输出给用户。

这个程序简单地假设水闸位置、水位差和流量都是固定的，而且闸门宽度和闸门尺寸比例都是根据一个经验公式计算得出的。