拦河闸设计计算书
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目录1 基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1。
2 地质资料 (3)1.3 水文气象 (3)1。
4 建筑材料 (4)1。
5 批准的规划成果 (4)2 闸孔设计 (4)2。
1闸址的选择 (4)2。
2 闸型确定 (5)2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 (5)2.4 校核泄洪能力 (7)3消能设计 (8)3.1消能防冲设计的控制情况 (8)3。
2消力池尺寸及构造 (14)3。
3海漫设计 (15)3。
4防冲槽设计 (16)3.5上下游岸坡防护 (18)4防渗排水设计 (19)4。
1闸底地下轮廓线的布置 (19)4.2排水设备的细部构造 (20)4.3防渗计算 (22)5闸室布置 (25)5。
1 底板和闸墩 (25)5.2 闸门与启闭机 (26)5。
3 上部结构 (28)5.4 闸室的分缝与止水 (30)6闸室稳定计算 (30)6。
1 设计情况及荷载组合 (30)6。
2 完建无水期地基承载力验算 (31)6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算 (34)7上下游连接建筑物 (38)7。
1上下游连接建筑物的作用 (38)7。
2上游连接建筑物 (38)7.3 下游连接建筑物 (38)8 附图 (38)8.1 水闸半平面布置图 (38)8。
2 水闸纵剖面图 (38)9.结束语 (39)1 基本资料1。
1 工程概况某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里,流域内耕地面积288万亩,河流平均纵坡1/6200。
本工程属三级建筑物。
本工程投入使用后,在正常高水位时,可蓄水2230万立米.上游5个县25个乡已建成提灌站42处,有效灌溉面积25万亩。
闸上游开南、北两干渠,配支干 23条,修建各种建筑物1230座,可自流灌溉下游三县21万农田,效益巨大,是解决某河流域农田的灌溉动脉,同时,也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。
1。
2 地质资料(一)根据地质钻探资料,闸址附近地层中粉质壤土,厚度约25m,其下为不透水层,其物理力学性质如下:=20.2KN/m31、湿重度r湿=16.0KN/m3土壤干重度r干=22.2KN/m3饱和重度r饱=12.2KN/m3浮重度r浮2。
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,。
拦河闸典型设计xx 河流过xx 镇项目区,是两侧田地可用的灌溉水源。
在xx 村东北处修建拦河闸。
选取xx 河上xx 拦河闸为典型进行设计。
1、洪水标准设计洪水标准为10年一遇。
2、洪峰流量计算xx 以上流域面积F=29.31km 2,河道比降i=1/550,河流所处地区为山丘区。
十年一遇的最大洪峰流量为Qm=qm ×F=13.5×29.31=395.69 m 3/s 。
3、现有河道行洪能力验算xx 处河道断面为单式结构,闸址处主河槽宽度55.5m ,深度3.3m ,河床高程218.17m 。
采用明渠均匀流公式计算: Q=C ω√R i式中:Q ——设计洪峰流量(m 3/s )ω——河道过水断面面积(m ) R ——水力半径,R=ω/x x ——湿周(m ) C ——谢才系数,C=R/n n ——糙率,取0.03 i ——河道比降 计算成果见表4-17:221/6表4-17河道行洪能力验算成果表由以上计10年4、拦河闸水力计算(1)设计依据及基本资料①洪水计算是依据《山东省小型水库洪水核算方法》进行推求。
②流域参数由万分之一地形图查算。
流域面积:F=29.31平方公里干流长度:L=7.93公里。
平均干流坡度:J=0.009米/米③闸上、下游河道比降与断面则由实测1/1000工程局部地形图查算。
④河堤防洪能力则按十年一遇设计,二十年一遇校核。
⑤其它则根据有关技术要求进行。
(2)最大洪峰流量计算:①计算流域综合特征参数K:K:=L/J1/3·F2/5=7.93/(0.0091/3×29.312/5)=9.87②设计暴雨量的计算:根据工程地点查得C V=0.57,H24=113毫米,应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线K P值表查得十年一遇K P值为1.74,二十年一遇K P值为2.11。
则:十年一遇24小时降雨量为H24=H24×K P=113×1.74=196.62毫米二十年一遇24小时降雨量为H24=H24×K P=113×2.11=238.43毫米③单位面积最大洪峰流量的计算:经实地查勘该工程地点以上干流坡度虽较缓,但植被较差,流域内土层较薄,岩石裸露,故采用胶东山区qm∽H24∽K关系曲线。
某乡某村拦河闸工程初步设计书某县水利勘测设计室2005/5/13第一章工程概述某村位于某乡政府所在地东南10km处,全村共有300户,总人口1720人,总耕地面积2600亩,其中水田500亩,灌溉水田的水源主要来自巨流河上的临时棵石坝,引水渠道位于左岸。
多年来,某村的300亩水田一直靠这座临时性的棵石坝引水灌溉,每年汛期都有不同程度的破坏,如遇特大洪水整个工程将荡然无存。
当地政府和群众每年都要投入大量的人力、物力、财力来修复棵石坝,当地群众饱尝年年筑坝之苦。
因此,当地政府和群众迫切需要将这座棵石坝改建成为永久性拦河坝。
该项工程建成后,能保证现有500亩水田的正常用水。
对增加农民收入和地方经济的发展将起到积极的促进作用。
第二章水文计算该坝址处上游有长岭子拦河闸,故采用面积比拟法计算洪峰流量。
查得长岭子拦河闸F长=166.45平方公里Q10%=643.93 m3/s Q20%=461.53m3/s在五万分之一地形图上查得两座拦河闸之间的集雨面积为78.63平方公里。
故F英=166.45+78.63=245.08平方公里Q英=(F英÷F长)2/3×Q长经计算得Q英10% =833.40m3/sQ英20% =597.33m3/s本工程采用五年一遇洪水Q英20% =597.33m3/s第三章水力计算一、堰上溢流水深计算按实用堰计算(取坝宽48米)Q=mεB(2g)1/2H2/3 m=0.42 ε=1 σ=0.804 B=48H={Q÷【mεσB(2g)1/2】}2/3={597.33÷【0.42×1×0.804×48×(2×9.8)1/2】}2/3=4.10米当堰上水深为4.10米时,可以通过五年一遇洪水。
二、下游河道过水能力计算采用公式Q=A/n R2/3i1/2设水深为3.75米B=52.8 n=0.03 i=0.00174 A=198 X=60.3 R=3.28 Q=198÷0.03×3.282/3×0.001741/2=608m3/s当下游水深为3.75米时,可以通过五年一遇洪水。
某节制闸设计书一、设计资料某节制闸位于某市某镇,西距长江口约5.2km,是*****河通江控制口门,为****地区主要通江控制建筑物,该闸控制灌溉面积289km2,设计排涝流量180m3/s。
1、规划数据及要求1.1 闸孔设计水位流量组合闸上(古马干河)水位▽2.20m,闸下水位▽2.25,引水流量120m3/s。
1.2 消能设计水位流量组合正向设计:排涝期闸上水位▽3.81m,闸下水位▽1.20m,流量Q=300m3/s。
反向设计:引水期闸上水位▽2.00m,闸下水位▽4.00m,流量Q=300m3/s。
1.3 稳定计算水位流量组合正向设计:闸上水位▽2.70m,闸下水位▽-0.5m。
正向校核:闸上水位▽2.70m,闸下水位▽-0.5m。
反向设计:闸上水位▽2.50m,闸下水位▽6.80m。
反向校核:闸上水位▽2.50m,闸下水位▽6.95m。
1.4 交通桥按汽-15设计,挂-80验算,桥面净宽8m,拟采用钢筋混凝土铰接板桥。
1.5 上下游河道断面为底宽45m,边坡1:3河底高程▽-0.50m(以上闸上为内河方向,闸下为长江方向)。
长江堤顶高程▽8.0m,内河堤顶高程▽5.5m。
2、地质资料本工程持力层基本为第②层土,为青灰色轻砂壤土,标准贯入击数约N=19击。
地基承载力标准f k=180KPa。
C=7KPa,φ=28°,γ自然=19.5KN/m3,γm=20KN/m3。
回填土情况γ自然=19.0KN/m3,γm=20KN/m3,φ=28°。
3、设计标准本建筑物按Ⅱ级建筑物设计。
4、其他资料闸址处风速V10=25m/s,吹程D=1km。
二、闸孔设计 1、确定闸孔型式由于本工程资料里显示水位较高且需要较大的泄流能力,所以此次设计初步考虑采用出流范围大,过闸水深大,泄流能力强的宽顶堰形式。
2、确定闸底板高度因本设计为节制闸,故采用闸底板顶面高程与河底高程相同。
3、确定孔口尺寸及前沿宽度 3.1 计算A Q V =0=s m /82.0146120= m g V 03.08.9*282.02220== m gVH H 78.22200=+=97.078.27.20==H h s 查表得σ=0.55 m Hg m QB 3078.281.9237.096.055.01202232300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε其中单孔宽度取b=6米,则5630===b B n 孔 3.2 校核976.01171.014000=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⨯-=z zz d b b d b b ε909.0221171.0140000=++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⨯-=bz bz b b d b b b d b b ε()963.01=+-⨯=nn bz εεεs m H g m B Q /714.12023230==实实实σε %5%5.0<=-QQ Q 实故闸门宽度为6米,共5孔。
齐安水闸设计计算书一、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-0.30m 2 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Hm=6.0m 4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。
16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 荷载组合基本荷载组合特殊荷载组合正常潮水位+地震闸室基底应力最大值抗滑安全系数?kc? 与最小值之比的允许值 1.30 1.15 1.05 1.5 2.0 2.0 2二、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。
拦河闸课程设计计算书一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握拦河闸的基本概念、结构及其工作原理;技能目标要求学生能够运用所学知识进行简单的拦河闸设计计算;情感态度价值观目标要求学生培养对水利工程的兴趣,增强保护水资源的责任感。
通过本节课的学习,学生应能理解拦河闸在水利工程中的重要性,了解拦河闸的构造和作用,掌握拦河闸设计的基本原理和方法,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括拦河闸的基本概念、结构及其工作原理,拦河闸设计的基本方法和步骤。
1.拦河闸的基本概念:介绍拦河闸的定义、作用及其在水利工程中的地位。
2.拦河闸的结构:讲解拦河闸的组成部分,包括闸门、闸室、上下游连接段等,并通过实物图片或模型展示其结构。
3.拦河闸的工作原理:阐述拦河闸是如何通过调节闸门开度来控制水流的,并分析其工作过程。
4.拦河闸设计的基本方法:介绍拦河闸设计的主要步骤,包括选型、尺寸确定、计算等。
5.拦河闸设计的实例分析:分析具体拦河闸工程的设计案例,让学生了解拦河闸设计的全过程。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法等。
1.讲授法:讲解拦河闸的基本概念、结构和作用,为学生提供系统的知识体系。
2.讨论法:学生讨论拦河闸设计的方法和步骤,促进学生思考和交流。
3.案例分析法:分析具体拦河闸工程的设计案例,让学生了解拦河闸设计的全过程。
4.实验法:如有条件,可安排学生参观拦河闸工程,实地了解拦河闸的结构和作用。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:选用权威、实用的水利工程教材,为学生提供系统的知识体系。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,生动展示拦河闸的构造和作用。
4.实验设备:如有条件,准备拦河闸模型或实物,让学生直观了解拦河闸的结构和作用。
xxxx防洪挡潮闸重建工程水工结构设计计算书审核:校核:计算:二0__ 年月目录一、基本设计资料 (1)1.1 堤防设计标准 (1)1.2 水闸设计标准 (1)1.3 特征水位 (1)1.4 结构数据 (2)1.5 水闸功能 (2)1.6 地基特性 (2)1.7 地震设防烈度 (3)二、闸顶高程计算 (4)2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 (4)2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 (5)2.3 闸顶高程计算结果 (7)2.4 启闭机房楼面高程复核计算 (8)三、水闸水力计算 (8)3.1 水闸过流能力复核计算 (9)3.2 消能防冲计算 (11)四、渗流稳定计算 (20)4.1 渗流稳定计算公式 (20)4.2 闸侧渗流稳定计算 (22)4.3 闸基渗流稳定计算 (24)五、闸室应力稳定计算 (27)5.1 计算工况及荷载组合 (27)5.2 计算公式 (28)5.3 计算过程 (30)5.4 计算成果及分析 (30)六、闸室结构配筋计算 (31)6.1 基本资料 (31)6.2 边孔计算 (32)6.3 中孔计算 (49)6.4 胸墙计算 (49)6.5工作桥配筋及裂缝计算 (51)6.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算 (52)6.7 水闸交通桥面板计算 (55)七、翼墙计算 (56)7.1 计算方法 (56)7.2 计算工况 (57)7.3 计算过程(具体计算详见堤防设计计算书案例) (57)7.4 计算成果 (58)7.5 配筋计算 (58)八、其他连接挡墙计算 (59)8.1 埋石砼挡墙计算(具体计算详见堤防设计计算书案例) (59)8.2 埋石砼挡墙基础处理 (60)8.3 中控楼浆砌石墙计算(具体计算详见堤防设计计算书案例) (61)九、上下游护岸稳定计算 (62)9.1 计算断面的选取与假定 (62)9.2 计算工况 (62)9.3 计算参数 (62)9.4 计算理论和公式 (63)9.5 计算过程(具体计算详见堤防设计计算书案例) (64)9.6 计算结果 (64)十、施工围堰计算 (65)10.1导流级别及标准 (65)10.2围堰顶高程确定 (65)10.3围堰稳定计算(具体计算详见堤防设计计算书案例) (66)十一、基础处理设计计算 (68)11.1 闸室基础处理设计计算 (68)11.2 翼墙基础处理设计计算 (72)十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算 (74)12.1 计算方法 (74)12.2 计算条件 (74)12.3 第一弹性零点到地面的距离t的计算 (74)12.4 桩的弯距计算 (75)12.5 桩顶水平位移Δ计算 (75)12.6 配筋计算 (75)12.7 灌注桩最大裂缝宽度验算 (77)一、基本设计资料1.1 堤防设计标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《XX省水利厅关于中顺大围达标加固工程可行性研究报告设计有关问题的审查意见》(粤水规〔2005〕147号)确定中顺大围达标加固工程以洪为主的堤段及穿堤建筑物现阶段防洪标准为50年一遇,待上游水库建成后达到100年一遇,堤防和穿堤建筑物工程级别为1级;以潮为主的堤段及穿堤建筑物防洪(潮)标准为100年一遇,堤防和穿堤建筑物工程级别为1级。
水闸、泵站、挡墙结构计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1目录1 水闸配筋及裂缝计算 (1)1.1 基本情况 (1)1.1.1 主要计算依据规范 (1)1.1.2 计算方法 (1)1.1.3 主要参数的选取 (5)1.1.4 计算软件 (7)1.1.5 基本概况 (7)1.2 闸室段荷载及内力计算 (7)1.2.1 完建无水期 (7)1.2.2 检修期 (12)1.3 闸室段配筋计算及裂缝宽度验算 (17)1.3.1 底板底层 (17)1.3.2 底板面层 (20)1.3.3 边墩 (23)1.3.4 中墩 (27)1.4 箱涵段荷载及内力计算 (27)1.4.1 完建无水期 (27)1.4.2检修期 (32)1.5 箱涵段配筋计算及裂缝宽度验算 (32)1.5.1 底板底层 (32)1.5.2 底板面层 (35)1.5.3 顶板面层 (39)1.5.4 顶板底层 (42)1.5.5 边墩外侧 (46)2 箱涵配筋及裂缝计算 (50)2.1 基本情况 (50)2.1.1 主要计算依据规范 (50)2.1.2 计算方法及计算软件 (50)2.1.3 主要参数的选取 (50)2.1.4基本概况 (52)2.2 荷载及内力计算 (52)2.2.1 完建无水期 (53)2.2.2 校核洪水期 (58)2.3 配筋计算及裂缝宽度验算 (64)2.3.1底板 (64)2.3.2 箱涵边墩 (69)2.3.3 箱涵中墩 (72)2.3.4 箱涵顶板 (72)3 移动泵房配筋及裂缝计算 (79)3.1 基本情况 (79)3.1.1 主要计算依据规范 (79)3.1.2 计算方法及计算软件 (79)3.1.3 主要参数的选取 (79)3.1.4基本概况 (81)3.2 荷载及内力计算 (81)3.2.1 荷载计算 (82)3.2.2 内力计算 (82)3.3 配筋计算及抗裂验算 (85)3.3.1 边墩 (85)3.3.2 底板底层 (87)3.3.3 底板面层 (90)4 水闸扶壁式挡墙配筋及裂缝计算 (93)4.1 基本情况 (93)4.1.1 主要计算依据规范 (93)4.1.2 计算方法及计算软件 (93)4.1.3 主要参数的选取 (93)4.1.4基本概况 (95)4.2 内力计算 (96)4.2.1 内河扶壁挡墙 (96)4.2.2 外河扶壁挡墙 (99)4.3 配筋计算及裂缝宽度验算 (103)4.3.1 内河扶壁挡墙 (103)4.3.2 外河扶壁挡墙 (115)2.2.3 渗流稳定计算 (150)1 水闸配筋及裂缝计算1.1 基本情况1.1.1 主要计算依据规范(1)《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008);(2)《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077-1997);(3)其他相关规程规范。
拦水坝结构稳定计算书拦水坝挡水高度为4m ,为混凝土结构,两侧设两孔冲沙闸,单闸孔净宽1.2m ,闸孔高1.5m ,采用潜孔式闸门,闸门为铸铁闸门,闸门尺寸为1.2×1.5m ,采用手动螺杆式启闭机启闭。
据了解,坝基地层不存在软弱夹层,所以本计算只考虑闸底板与地基接触部位抗滑稳定情况。
根据《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005),大坝稳定计算宜取两相邻顺水流向永久缝之间的坝段段作为计算单元。
a.计算公式①大坝基底应力计算公式:WMA G P ∑±∑=maxmin 式中:max min P ——大坝基底应力的最大及最小值(kPa );ΣG ——作用在大坝上全部竖向荷载(包括坝基底面上的扬压力在内,kN ; ΣM ——作用在大坝上全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩(kN ﹒m );A ——大坝基底面的面积(m 2);W ——大坝基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面距(m 3)。
② 抗滑稳定计算公式:HAc G f K c ∑'+∑'=式中:ΣG ——作用于大坝结构上全部荷载对滑动平面的法向分值(包括坝基底面上的扬压力在内),kN ;ΣH——作用于大坝上的全部荷载对滑动平面的切向分值,kN;Kc ——沿大坝基底的抗滑稳定安全系数;基本荷载组合采用3.0,特殊荷载组合采用2.5。
f'——坝基底面与岩基之间的抗剪断摩擦系数,取0.7。
c'——坝基底面与岩基之间的抗剪断粘结力,取0.25 MPa。
A ——坝基底面与岩基之间接触面面积,m2;b.计算工况本阶段设计考虑基本组合下的完建情况下最不利工况,即上游正常挡水时下游无水时的工况。
c.计算结果根据上述计算公式和计算最不利计算工况,大坝稳定计算成果见表1-1。
大坝稳定计算示意图见图1-1图1-1大坝稳定计算示意图表1-1 拦水坝稳定计算成果表以上计算成果表明:拦水坝在最不利工况下基底应力最大值小于地基允许最大承载力,且基底未出现拉应力;抗滑稳定安全系数大于最小允许值,满足规范要求。
东明水利枢纽工程设计拦河闸设计毕业设计说明书12目录标题----------------------------------------------------------------------------6设计总说明 -----------------------------------------------------------------7 第1章基本资料------------------------------------------------------------81.1 工程概况 ----------------------------------------------------------------81.3 工程地质及水文地质---------------------------------------------------81.4 水文资料-----------------------------------------------------------------91.4.1 渠首处河道水位~流量关系 ----------------------------------------91.4.2 泥沙资料---------------------------------------------------------------91.4.3 气象资料---------------------------------------------------------------91.5 设计补充资料 ---------------------------------------------------------10第2章选线、选型、枢纽布置------------------------------------------112.1 闸坝的选择 ------------------------------------------------------------112.2 枢纽布置形式-----------------------------------------------------------112.3 拦河建筑物形式( 即采用拦河闸还是壅水坝) -------------------122.4 枢纽防沙设计-----------------------------------------------------------12第3章水闸的水力计算---------------------------------------------------133.1 闸孔设计 ---------------------------------------------------------------133.2 闸孔型式 ---------------------------------------------------------------133.3 闸底板高程的确定-----------------------------------------------------1333.4闸孔尺寸的确定 -------------------------------------------------------133.4.1 闸孔净宽计算 ----------------------------------------------------133.4.2 孔数几, 单孔净宽b及闸孔总宽B -------------------------143.5 闸孔高度-------------------------------------------------------------153.5.1 闸顶高程-----------------------------------------------------------153.5.2 闸门顶高程--------------------------------------------------------15第4章消能计算--------------------------------------------------------164.1 过闸水流特点-------------------------------------------------------16.4.2 消能防冲设计说明 ------------------------------------------------164.2.1 消能采用的方式--------------------------------------------------164.2.2 消能设计的内容 -------------------------------------------------164.2.3闸门的运用方式---------------------------------------------------174.2.4 闸门开启操作规程 ----------------------------------------------184.3池深设计 ----------------------------------------------------------184.3.1 池深设计条件-----------------------------------------------------184.3.2 求Q控 -------------------------------------------------------------184.3.3 求池深d -----------------------------------------------------------204.3.4确定池长L K --------------------------------------------------------204.4 确定底板厚度--------------------------------------------------------214.5 海漫长L漫的确定 --------------------------------------------------214.6 防冲槽设计-----------------------------------------------------------2244.7 消力池构造-----------------------------------------------------------234.7.1 配筋 ----------------------------------------------------------------234.7.2 分缝止水 ------------------------------------------------------------23第5章防渗排水设计 -----------------------------------------------------245.1 设计说明 --------------------------------------------------------------245.2 水闸地下轮廓线的型式和尺寸的设计 ----------------------------245.3渗透计算--------------------------------------------------------------255.3.1 地下轮廓线的简化 -------------------------------------------------255.3.2 确定控制层的计算深度T计----------------------------------------265.3.3 分区并计算各区的阻力系数ξi -----------------------------------265.3.4 求每一区的水头损失h i -------------------------------------------275.4.5 求渗压水头H i--------------------------------------------------------275.4.6 求渗压水头H i分布图-----------------------------------------------275.4.7 求逸出坡降J出 ------------------------------------------------------28第6章闸室结构设计 ------------------------------------------------------296.1 底板 ---------------------------------------------------------------------296.2闸墩-----------------------------------------------------------------------306.3闸门 -------------------------------------------------------------------316.4工作桥 ----------------------------------------------------------------326.5检修桥 ----------------------------------------------------------------336.6交通桥 ----------------------------------------------------------------3356.7启闭机 ----------------------------------------------------------------34第7章闸室稳定及基底应力计算-----------------------------------------357.1 设计说明 ---------------------------------------------------------------367.1.1 计算的任务 ---------------------------------------------------------367.1.2 计算单元 ------------------------------------------------------------367.1.3 计算工况 ------------------------------------------------------------367.1.4 采用的公式 ---------------------------------------------------------367.1.5 控制标准 ------------------------------------------------------------377.2 荷载计算 -------------------------------------------------------------377.2.1 结构自重 ------------------------------------------------------------377.2.2 水载 ------------------------------------------------------------------387.2.3 扬压力 ---------------------------------------------------------------387.2.4 水压力 ---------------------------------------------------------------387.2.5 地震荷载 ------------------------------------------------------------387.3 完建期闸室抗滑稳定及地基承载验算 ----------------------------397.3.1.由上节计算的荷载简化结果 --------------------------------------397.3.2 地基承载力验算-----------------------------------------------------407.4 正常挡水时闸室抗滑稳定及地基承载力验算---------------------407.4.1正常挡水时的荷载简化表 -----------------------------------------407.4.2 地基承载力验算-----------------------------------------------------417.5正常挡水+地震时验算抗滑稳定及地基承载力--------------------41`67.5.1简化结果列表 -------------------------------------------------------417.5.2 地基承载力验算-----------------------------------------------------42第8章两岸连接建筑物--------------------------------------------------438.1 闸室与上下游连接----------------------------------------------------438.1.1 水闸上下游翼墙的平面布置形式----------------------------------438.1.2 岸翼墙结构形式------------------------------------------------------438.1.3构造-------------------------------------------------------------------- 448.2 与两岸的连接---------------------------------------------------------- 448.3 竖向连接 ---------------------------------------------------------------448.4 下游翼墙完建期稳定计算 -------------------------------------------458.4.1 设计说明 -------------------------------------------------------------458.4.2 完建期稳定计算 ---------------------------------------------------46谢辞-----------------------------------------------------------------------49参考文献---------------------------------------------------------------------50附录---------------------------------------------------------------------517东明水利枢纽工程设计——拦河闸设计8设计总说明本枢纽位于清河东明市附近河段,以清河明山水库为水源,除工业.城市及电站用水外,由该库至东明市区见的水量供给灌溉用水7.07亿立方米。
水闸设计计算书水力计算拟定底板高程为31m,则闸门高度为35-31=4m,闸孔宽深比为1.6~1.8,单孔宽度取整数为7m,闸孔总宽度取m 210307=?。
根据规范,上游水位雍高为0.1~0.3m ,先假定一个上游水位雍高,用EXCEL 进行试算,算出一个流量,之后反复试算,直到计算出的流量等于校核流量。
最后底板高程为31m ,30个孔,每孔宽7m ,溢流前缘总净宽210m ,校核情况下上游水位38.1m 。
根据经验,混凝土闸墩厚1~1.6m ,取闸墩厚1m 。
所以总宽度,最后确定总净宽210m ,总宽度268m泄流能力计算水闸闸门全开敞时的泄流能力按堰流计算(1) 校核情况:,230gH m Nb Q σε= N N bz εεε+-=)1(778.0277000=+=+=z s d b b b b ,查表5-6得941.0=z ε 823.0121772000=++=++=b z s b d b b b b ,查表5-6得964.0=b ε 942.030964.0)130(941.0)1(=+-?=+-=NN bz εεε 91.066.770==h h s 80.0=σ 5000571966.76.19385.0942.080.07303>==Q满足泄流能力渗流计算铺盖的长度为20m,厚度为0.6m,齿墙的深度和宽度为0.8m,闸室段的长度为14.5m,厚度为2m,齿墙的深度为1m,宽度为1m,板桩的长度为6m,要钢筋混凝土m L 5.340= m S 9.65.54.10=+=)(2682)130(730)1(m d n nb L =?--?=--=559.65.3400===S L m L T e 25.175.00== (2)分段阻力系数456.0441.0)25.178.0(5.1441.0)(5.12/32/31=+?=+=T S ξ 058.025.171)(7.0212==+-=T S S L ξ 296.2)]25.178.01(4cot[ln 2)]1(4cot[ln 23=-?=-=ππππξT S 801.025.17)9.68.0(7.02.194=+?-=ξ 06.2)25.179.61(4cot[ln 25=-=ππξ 102.2)]4.125.175.51(4cot[ln 26=--=ππξ 596.04.125.17)15.5(7.01157=-+?--=ξ 287.2)]4.125.1711(4cot[ln 28=--=ππξ 058.025.1719==ξ 519.0441.0)25.174.2(5.12/310=+?=ξ 233.11519.0058.0287.2596.0102.206.2801.0296.2058.0456.0101 =+++++++++=∑=i i ξ(3)各分段水头损失162.0233.114456.010111=?=?=∑=i i H h ξξ 021.0233.114058.02=?=h 818.0233.114296.23=?=h 285.0233.114801.04=?=h 734.0233.11406.25=?=h 749.0233.114102.26=?=h212.0233.114596.07=?=h 814.0233.114287.28=?=h 021.0233.114058.09=?=h 185.0233.114519.010=?=h (40进口段修正后的水头损失值.162.0)059.025.174.1(]2)25.1785.15(12[121.1)059.0'](2)'(12[121.1'22<=+?+?-=++-=T S T T β取62.0'=β100.0162.062.0''0=?==h h o β出口段修正后的水头损失值.175.0)059.025.174.2(]2)25.1785.14(12[121.1)059.0'](2)'(12[121.1'22<=+?+?-=++-=T S T T β139.0185.075.0''0=?==h h o β修正后的水头损失减少值进口段 062.0162.0)62.01()'1(1=?-=-=?h h β出口段 046.0185.0)75.01()'1(10=?-=-=?h h β水力坡降呈急变形式的长度进口段00.325.17233.114062.0'101=?=??=∑=T H h L i ix ξ出口段23.225.17233.114046.0'101=?=??=∑=T H h L i ix ξ出口段渗流坡降值046.03139.0''0===S h J闸室稳定计算)(130)274.0207.1(101KN G ==)(14661027)4.05.14()437.0207.1(212KN G =??-?-?= )(1840102747.05.143KN G ==)(42531027)2215.0)5.11(15.14(4KN G =++?= )(102062427)2215.0)5.11(15.14(6KN G =++?= )(1696525328.75.147KNG ==)(19474472.013333.042.033.042.08KN H B H k k G c b c ===σ)(352927)25)21.113.010(225.01.13.1(9KN G =+?+???=KN G 2510=)(14701021214)5.21(11KN G =+= )(51181021215.2)5.109(12KN G =+= )(4084275.5102121KN P == )(2160274102122KN P == )(11314378550927)239.11(10212710239.11)35.012.1239.11(2123KN P =-=-++?=)(05.724.025.141m L =-= )(15.2)4.05.14(3125.142m L =--= 03=L04=L06=L07=L08=L)(75.45.225.149m L =-= )(6.565.125.1410m L =-= )(25.45.075.411m L =-=)(225.1025.712m L =-= )(3.15.035.51m T =-= )(83.05.0342m T =-= )(49.070.119.2)695.5325.5()35.012.1239.11(31239.115.53m T =-=?--+++-= ))((91705.71301shun m KN M ?=?=)(315215.214662m KN M ?=?=)(1676375.435299m KN M ?=?=(顺)])(1406.52510m KN M ?=?=(逆)\)(624825.4147011m KN M ?=?=(逆))(102362511812m KN M ?=?=(顺)水平力的力偶)(53093.140841m KN H ?=?=(顺))(179383.021602m KN H ?=?=(逆))(55449.011313m KN H ?=?=(顺)∑?=+-++--+--=)(2057655417935309102366284140167633152917m KN M )(3651551181470253529191696510206425318401466130KN G =+++++++-++=∑)/(11565.1427205765.14273651522max m KN W MA G P =?+?=+=∑∑)/(7265.1427205765.14273651522min m KN W M A G P =?-?=-=∑∑ 0.2][60.172115=<==ηη 演算闸室抗滑稳定 3.13.530553651544.0>=?==∑∑P G f K c 综合摩擦系数3.14.630553651528tan tan 00>=?=+=∑∑PAC G k c φ 抗浮稳定计算 1.16.8425336515>===∑∑U V K f初步拟定调度方式为:在正常运行情况,即上游水位35m ,开启4个孔,每孔开度1.0m ,等到上下游水位比较稳定后,再把这4孔全开。
拦河闸工程设计方案范本一、项目概述拦河闸是一种用于控制河流水位、防洪排涝的重要水利工程设施。
该工程设计方案旨在实现对指定河流的水位控制、防洪排涝功能,并结合当地地理环境、气候条件、水文特点等因素进行设计。
二、工程地点该项目选址于某省某市某河段,河流总长度约XX公里,流域总面积约XXXX平方公里,平均流量约XX立方米/秒。
三、工程目标1. 实现对河流水位的控制,确保河流在不同季节、降雨情况下的水位稳定性;2. 提高沿岸地区的防洪能力,减少因洪水而造成的损失;3. 在干旱季节,利用拦河闸进行排涝,保障农田灌溉和城市供水;4. 促进河流生态环境的改善,保护河流生态系统的平衡。
四、工程方案1. 拦河闸基本参数(1)拦河闸类型:XX式拦河闸;(2)闸门尺寸:XX米宽、XX米高;(3)闸门数量:根据实际需要设置XX扇闸门;(4)闸室布置:采用XX布置形式。
2. 基础设施设计(1)闸坝:设置坚固的混凝土闸坝,保证闸门稳固运行;(2)闸室:建设设备室、操作室,保证闸门的正常运行;(3)倒虹吸井:设置倒虹吸井,用于协助水流平稳引流。
3. 自动化控制系统设计(1)水位监测:采用超声波水位传感器,实时监测河流水位;(2)闸门控制:采用PLC控制系统,保证闸门的自动开闭;(3)数据传输:采用远程通讯技术,将水位数据传输至控制中心。
4. 生态环境保护设计(1)建设鱼道:设置人工鱼道,保证迁徙鱼类的通畅;(2)生态绿化:在闸坝两侧种植植被,促进生态环境的改善。
五、施工方案1. 施工队伍组织(1)选取具备水利工程施工资质的承包商;(2)由专业工程队伍进行施工,确保工程质量。
2. 施工工艺(1)采用分段施工,逐步完成闸门、闸坝等主要设施的建设;(2)严格遵守施工标准和安全规范,确保施工过程的安全性。
3. 施工周期预计整个拦河闸工程的施工周期为XX个月,具体工期根据实际情况而定。
六、工程投资和效益1. 工程投资拦河闸工程的总投资为XXXX万元,具体包括设备购置、土建工程、施工费用和项目管理等方面。
防洪闸施工图设计计算书工程名称:设计阶段:施工图设计单项名称:防洪闸计算:校核:审查:(第 1 册共 1 册)第一节闸室整体稳定计算一、荷载统计1、启闭机房(1)屋面板屋面现浇板(h=150):25×0.15=3.75 KN/m2板底粉刷层(h=20): 17×0.02=0.34 KN/m2防水隔热层:3.61 KN/m2(98ZJ001—屋11)合计:7.7 KN/m2屋面板总重:7.7×3.0×31.07=717.72 KN(2)天沟底板(h=80):25×0.08×0.5=1.00 KN/m梁底粉刷层:0.34×0.5=0.17 KN/m防水层:1.2×0.5=0.6 KN/m合计:1.77 KN/m竖板(h=60):25×0.06×0.35=0.525 KN/m内外粉刷层:0.34×0.35×2=0.238 KN/m合计:0.763 KN/m天沟总重:(1.77+0.763)×31.07×2=157.4 KN(3)砖墙(240厚,双面粉刷)砖墙重:19×0.24=4.56 KN/m2墙面粉刷层重:0.34×2=0.68 KN/m2合计:5.24 KN/m2四面墙总重(墙高3.6m,含女儿墙):5.24×3.6×68.14=1285.39 KN (注:墙体计算中未计入门窗洞口等构件)启闭机房合计总重:2160.51 KN2、启闭机台(1)台面板(h=150):25×0.15=3.75 KN/m2台面装修层(按30厚混凝土计):24×0.03=0.72 KN/m2合计:4.47 KN/m2台面板总重:4.47×3.0×31.07=416.65 KN(2)排架梁(350×600 共2根):25×0.35×0.6×31.07×2=326.24 KN (3)启闭机梁(250×400 共20根):25×0.25×0.4×3.0×20=150 KN (4)框梁3(250×400 共5根):25×0.25×0.4×2.7×5=33.75 KN(5)框梁2、梁1(250×400 共4根):25×0.25×0.4×3.7×4=37 KN (6)排架柱(350×350 共14根):25×0.35×0.35×6×14=257.25 KN 启闭机台合计总重:1220.89 KN3、踏步(1)斜面板(h=150):25×(0.15+0.155/2)=5.69 KN/m2面铺装层(按70厚混凝土计):25×0.07=1.75 KN/m2合计:9.96 KN/m2面板总重:9.96×5.74×2=114.31 KN(2)水平面板(h=150):25×0.15=3.75 KN/m2面铺装层(按70厚混凝土计):25×0.07=1.75 KN/m2合计:5.5 KN/m2面板总重:5.5×1.15×2=12.65 KN交通桥总重为:126.96 KN4、闸墩(1)边墩(h=800,共4个):25×0.8×3.9×6.9×4=2152.8 KN(2)中墩(h=1200,共3个):25×1.2×3.9×6.9×3=2421.9 KN闸墩总重为:4574.7 KN5、胸墙350厚共5块:25×0.35×4.85×2.6×5=551.69KN6、后墙500厚:25×(0.5×4.1×31.07-0.5×1.5×3.6×5+0.5×0.4×(3.6+1.5)×2)=1305.84KN7、底板(h=600)(1)底板:25×0.6×8.4×31.07=3914.82 KN (2)齿墙:25×0.5×1.5×31.07×2=282.56 KN 底板总重为:4497.38 KN 8、闸门及启闭机闸门(按5T/块计 共5块):50.0×5=250 KN 启闭机(按1T/台计 共5台):10×5=50.0 KN 闸门及启闭机总重为:300 KN 9、活荷载(1)启闭室屋面活载(不上人屋面按0.7 KN/m 2计): 0.7×3.0×31.07=65.25 KN (2)启闭机平台(按3.5 KN/m 2计) 3.5×3.0×31.07=326.24 KN (3)踏步(按3.5 KN/m 2计) 3.5×5.65×2=39.55 KN10、水重(闸前水位0.5m ,闸后水位2.88m )正常挡水时闸前水重:10.0×4.85×5×0.5×3.2=388KN 正常挡水时闸后水重:10.0×4.85×5×2.88×3.3=2304.73KN 11、静水压力(1)闸前水平水压力:10.0×4.85×5×0.52×0.5=30.33KN (2)闸后水平水压力:10.0×4.85×5×2.882×0.5=1005.7KN 12、扬压力(1)浮托力:10.0×(5.4×31.07×0.5+3×31.07×1.0)=1770.99KN (2)渗透压力(按直线分布近似计算):0.5×10.0×2.48×8.4×31.07=3236.26KN 13、土压力(1)后墙主动土压力:22a K =0.43250.5×18×5.0^2×0.4325×31.07=3023.5KN(2)后墙静止土压力:0.5×18×4.5^2×0.6×31.07=3397.5KN(3)侧墙静止土压力:0.5×18×4.5^2×0.6×8.4=918.54KN二、上部荷载对底面形心轴力矩计算本工程结构沿顺水流向底板形心轴左右对称,荷载分布也左右对称,因此底板无双向偏心作用,仅计算全部荷载对垂直水流向底板形心轴的力矩。
目录1 基本资料 (3)1.1 工程概况 (3)1.2 地质资料 (3)1.3 水文气象 (3)1.4 建筑材料 (4)1.5 批准的规划成果 (4)2 闸孔设计 (5)2.1闸址的选择 (5)2.2 闸型确定 (5)2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 (5)2.4 校核泄洪能力 (7)3消能设计 (8)3.1消能防冲设计的控制情况 (8)3.2消力池尺寸及构造 (13)3.3海漫设计 (15)3.4防冲槽设计 (16)3.5上下游岸坡防护 (18)4防渗排水设计 (18)4.1闸底地下轮廓线的布置 (18)4.2排水设备的细部构造 (19)4.3防渗计算 (21)5闸室布置 (24)5.1 底板和闸墩 (24)5.2 闸门与启闭机 (25)5.3 上部结构 (27)5.4 闸室的分缝与止水 (29)6闸室稳定计算 (29)6.1 设计情况及荷载组合 (29)6.2 完建无水期地基承载力验算 (30)6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算 (33)7上下游连接建筑物 (37)7.1上下游连接建筑物的作用 (37)7.2上游连接建筑物 (37)7.3 下游连接建筑物 (37)8 附图 (37)8.1 水闸半平面布置图 (37)8.2 水闸纵剖面图 (37)9.结束语 (38)1 基本资料1.1 工程概况某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里,流域内耕地面积288万亩,河流平均纵坡1/6200。
本工程属三级建筑物。
本工程投入使用后,在正常高水位时,可蓄水2230万立米。
上游5个县25个乡已建成提灌站42处,有效灌溉面积25万亩。
闸上游开南、北两干渠,配支干 23条,修建各种建筑物1230座,可自流灌溉下游三县21万农田,效益巨大,是解决某河流域农田的灌溉动脉,同时,也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。
1.2 地质资料(一)根据地质钻探资料,闸址附近地层中粉质壤土,厚度约25m,其下为不透水层,其物理力学性质如下:1、湿重度r=20.2KN/m3湿=16.0KN/m3土壤干重度r干=22.2KN/m3饱和重度r饱=12.2KN/m3浮重度r浮2.自然含水量时,内摩擦角φ=230饱和含水量时,内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=0.1KN/m2]=150KPa3.地基允许承载力[P地基4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数[η]=1.5~2.06.渗透系数K=9.29×10-3cm/s(二)本地区地震烈度为60以下1.3 水文气象(一)气温:本地区年最高气温42度,最低气温为-18度。
(二)风速:最大风速V=20m/s,吹程D=0.6Km。
(三)降雨量:非汛期(1~6月及10~12月)9个月河流平均最大流量为10m3/s;汛期(7~9月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。
年平均最大流量36.1 m3/s,最大年径流总量为9.25亿m3。
年平均最小流量15.6 m3/s,最小年径流总量为0.42亿m3。
(四)冰冻:颖河流域冰冻时间短,冻土很薄,不影响施工。
(五)上下游河道断面1.4 建筑材料本工程位于平原地区、山丘少,石料需从外地供给,距京广线很近,交通条件较好。
经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。
闸址处有足够多的砂料。
1.5 批准的规划成果(一)灌溉用水季节,拦河闸的正常挡水位为58.69m,下游无水。
(二)洪水标准。
1.设计洪水位50年一遇,相应的洪峰流量1119m3/s,闸上游的洪水位为59.5m,相应的下游水位59.35m。
2.校核洪水位200年一遇,相应洪峰流量1642.35 m3/s,闸上游的洪水位6l.00m,闸下游水位60.82m。
2 闸孔设计2.1闸址的选择闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。
在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究,权衡利弊,经全面分析比较,合理确定。
本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。
2.2 闸型确定本工程主要任务是正常情况下拦河截水,以利灌溉,而当洪水来临时,开闸泄水,以保防洪安全。
由于是建于平原河道上的拦河闸,应具有较大的超泄能力,并利于排除漂浮物,因此采用不设胸墙的开敞式水闸。
同时,由于河槽蓄水,闸前淤积对洪水位影响较大,为便于排出淤沙,闸底板高程应尽可能低。
因此,采用无底坎平顶板宽顶堰,堰顶高程与河床同高,即闸底板高程为51.92m。
2.3 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位,根据断面面积公式A=(b+mh)h(b为河床底宽,m为边坡系数,h为水深),可通过计算断面面积。
由资料可得b=80m,m=2,设计高程:h上=59.5m、h下=59.35 m,校核高程:h上=61m、h下=60.82 m马道以下的面积A1=(80+4.98×2)×4.98=448.0008㎡马道到设计水位的面积A2=(80+4.98×2×2+6×2+2.6×2)=304.512㎡马道到校核水位的面积A3=(80+4.98×2×2+6×2+4.1×2)×4.1=492.492㎡可得:A设计= A1 +A2=752.5128㎡A校核= A 1 +A 3=940.4928㎡列入下表,如表2-1所示:流量Q (m 3/s ) 下游水深hs (m ) 上游水深H (m ) 过水断面积(m 2) 行近流速(m/s ) 上游水头H 0(m )设计流量11197.437.58 752.5128 1.487 0.113 7.693 校核流量1642.35 8.9 9.08940.49281.7460.1569.236闸门全开泄洪时,为平底板宽顶堰堰流,根据公式08.0H h s ≥判别是否为淹没出流。
表2-2 淹没出流判别表计算情况 下游水深 hs (m ) 上游水头H 0(m ) 08.0H h s ≥流态 设计水位 7.43 7.693 7.43≥6.154 淹没出流 校核水位 8.99.2368.9≥7.388淹没出流按照闸门总净宽计算公式根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。
其中 ε为堰流侧收缩系数,取0.96;m 为堰流流量系数,取0.385。
B 设计=1119/(0.96×0.385×0.57419.67.6931.5)= 55.84 m B 校核=1642.35/(0.96×0.586×0.38519.69.2361.5)= 61.03m表2-3 闸孔总净宽计算表流量Q (m 3/s ) 下游水深hs (m ) 上游水头 H 0(m ) 0H h s淹没系数 σ0B (m)设计流量11197.43 7.693 0.966 0.574 55.84 校核流量1642.358.99.2360.9640.58661.03根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准,选定单孔净宽b=9m ,同时为了保证闸门对称开启,防止不良水流形态,选用7孔,闸孔总宽度为:L =nb 0+(n -1)d= (7×9)+(2×1.6+4×1.2)=71m由于闸基为软基河床,选用整体式底板,缝设在闸墩上,中墩厚1.2m ,缝墩g v 2 2 0厚1.6m,边墩厚1m。
如下图所示。
2.4 校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数,查《水闸设计规范》(规范表2-2),结果如下:对于中孔b0/b s =9/(9+1.2)=0.882,得9.01=中ε0.9803;靠缝墩孔b0/b s =9/(9+1.6)=0.849,得9.02=中ε0.975;对于边孔b0/b s =9/( b0 +b b)=9/(9+9.08×2+6+(80-71)/2)=0.239,b b=h校核—h底,得9.03=中ε0.910;所以956.0241909.02973.04976.01321332211=++⨯+⨯+⨯=++++=nnnnnn中中中εεεε(1×0.9803+4×0.975+2×0.910)/(1+4+2)=0.957与假定接近,根据选定的孔口尺寸与上下游水位,进一步换算流量: 利用公式校核得:Q设计=0.96×0.574×0.385×6319.67.6931.5=1262.6m3/s|(1262.6-1119)/1262.6| =11.4%Q校核=0.96×0.586×0.385×63×19.6×9.2361.5=1695.6 m3/s|(1695.6-1642.35)/1695.6| =3.1%列入下表得:计算情况堰上水头H0(m) 0hhsσεQ校核过流能力设计流量1119 7.693 0.966 0.574 0.96 1262.53 11.37%校核流量1642.35 9.236 0.964 0.586 0.96 1695.49 3.13%设计情况超过了规定5%的要求,说明孔口尺寸有些偏大,但根据校核情况满足要求,所以不再进行孔口尺寸的调整。
3消能设计3.1消能防冲设计的控制情况由于本闸位于平原地区,河床的抗冲刷能力较低,所以采用底流式消能。
设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水,为淹没出流无需消能。
闸前为正常高水位58.69m,部分闸门局部开启,只宣泄较小流量时,下流水位不高,闸下射流速度较大,才会出现严重的冲刷河床现象,需设置相应的消能设施。
为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能,所以采用闸前水深H=6.77m,闸门局部开启情况,作为消能防冲设计的控制情况。
为了降低工程造价,确保水闸安全运行,可以规定闸门的操作规程,本次设计按1、3、5、7孔对称方式开启,分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算,找出消力池池深和池长的控制条件。
按公式(7)、(8)、(9)、(11)计算:其中,本次设计取σ0=1.08,ψ=0.95,α=1.02,收缩系数ε则通过查表差值可得。
当开孔数n=1,e=0.8时,ε’=0.616,μ=0.5852,Q=0.5852×0.8×9×129.8 6.77⨯⨯hc=0.616×0.8=0.493 q= Q/b=48.54/9=5.39 hc ″=30.49288 1.02 5.3921+-1=3.26529.80.4928⎫⨯⨯⨯⎪⎪⨯⎭当开孔数n=1,e=1.0时,ε’=0.618,μ=0.5871,Q=0.5852×0.8×9×129.8 6.77⨯⨯hc=0.618×1=0.618 q= Q/b=60.87/9= 6.76hc ″=30.6188 1.02 6.761+=3.62829.80.618⎫⨯⨯⨯⎪⎪⨯⎭同理可算得其它情况的各值,将数据列入表3-3。