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。
2．设计基本资料
2.1 概述
兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上，闸址地理位置见图2-2-1。该闸的主要作用有防洪、灌溉和引水冲淤。
图2-2-1 闸址位置示意图（单位：m）
2.1.1 防洪
当兴化河水位较高时，关闸挡水，以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田，保护下游的农田和村镇。
2.1.2 灌溉
灌溉期引兴化河水北调，以灌溉兴化渠两岸的农田。
2.1.3 引水冲淤
在枯水季节，引兴化河水北上至下游的大成港，以冲淤保港。
2.2规划数据
兴化渠为人工渠道，其剖面尺寸如图2-2所示。渠底高程为0.5m，底宽50.0m，两岸边坡
均为1:2。该闸的主要设计组合有以下几方面：
11.8
0.5
50.0
图2-2 兴化渠剖面示意图（单位：m）
2.2.1 孔口设计水位、流量
根据规划要求，在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉，引水流量为300m3/s，此时闸上游
水位为7.83m，闸下游水位为7.78m；在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保
港，引水流量为100m3/s，此时相应的闸上游水位为7.44m，下游为7.38m。
2.2.2 闸室稳定计算水位组合
（1）设计情况：上游水位10.3m，浪高0.8m，下游水位7.0m。
（2）校核情况：上游水位10.7m，浪高0.5m，下游水位7.0m。
2.2.3 消能防冲设计水位组合
（1）消能防冲的不利水位组合：引水流量为300m3/s，相应的上游水位10.7m，下游水位为
7.78m。
（2）下游水位流量关系
下游水位流量关系见表2-2-1。表2-2-1 下游水位流量关系
