水工建筑物水闸课程设计.
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四川水利职业技术学院课程设计说明书目录:第一章总论 (4)第一节概述 (4)一、题目:拦河闸及进水闸枢纽 (4)二、内容: (4)三、任务: (4)第二节、基本资料 (4)一、气象资料 (4)二、地形、地质资料 (5)三、相关技术指标及参数 (5)第三节、综合说明书 (6)一、闸孔形式:开敞式 (6)二、闸底板型式:宽顶堰 (6)三、水闸 (6)四、水闸组成 (6)第二章水力计算及闸室布置 (6)第一节闸室的结构型式及孔口寸确定 (6)一、确定河道上下游相关水位 (6)1、河道水位流量关系曲线 (6)2、进水闸后水位及水深 (8)3、闸前正常水位 (9)二、初步进行拦河闸的总体布置 (9)1、初步拟定闸室总宽度 (9)2、初步拟定闸孔净宽、底板高程、底板长度、底板厚度及闸墩厚度 (9)3、进行拦河闸水力计算 (10)第二节闸室布置 (12)一、确定闸室总宽度 (12)二、确定闸墩顶部高程 (12)三、工作桥顶部高程 (13)四、交通桥,检修桥高程 (13)五、闸门和启闭机 (14)六、闸室的分缝和止水设备 (14)第三节消能防冲设计 (15)一、消力池设计 (15)二、海漫设计 (18)三、防冲槽设计 (18)四、上下游护坡 (19)第三章水闸防渗及排水设计 (19)第一节闸底轮廓布置 (19)一、闸底轮廓布置 (20)二、闸基防渗长度计算 (20)第二节防渗和排水设计及渗透压力计算 (21)一、防渗和排水设计 (21)二、闸基渗透压力计算 (21)第三节防渗排水设施和细部构造 (22)一、防渗排水设施 (22)二、细部构造 (23)第四章闸室稳定计算 (23)第一节荷载及其组合 (23)一、荷载计算 (23)1、自重 (23)2、水重 (24)3、静水压力 (24)4、扬压力 (24)5、浪压力 (25)第二节地基应力验算 (25)第三节闸室稳定验算 (26)第五章道及沉砂池设计 (26)第六章上下游连接建筑物 (27)第一章总论第一节概述一、题目:拦河闸及进水闸枢纽二、内容:1、拟定拦河闸的闸室结构型式、孔口型式、孔口尺寸、孔数。
水闸设计1. 引言水闸是一种用于控制水流的工程设施,广泛应用于水利工程领域。
它可以调节河流、运河等水体的水位,保证水资源的合理利用,防止洪水灾害,并为船只通行提供便利。
本文将围绕水闸设计展开讨论。
2. 水闸的作用和分类2.1 作用•调节水位:根据需要,提高或降低水位,实现对河道、湖泊等水体的调控。
•防洪:在洪水来临时,通过开启或关闭闸门来控制洪峰流量,减轻洪灾损失。
•船舶通行:为船只提供通行条件,使其能够顺利通过两侧水域的高差。
2.2 分类根据不同的功能和结构形式,水闸可以分为以下几类: - 平板闸:最简单常见的一种类型,由上下两块平板组成。
- 插板闸:由多块插板组成,在需要时插入或拔出以控制流量。
- 达蓬闸:利用达蓬原理调节水位的一种闸门形式。
- 液压闸:通过液压控制闸门开关,实现对水流的调节。
- 钢闸:由钢材制成的大型闸门,通常用于大型水利工程。
3. 水闸设计的基本原则3.1 安全性原则水闸设计首要考虑的是安全性,确保在各种情况下都能正常运行,并能承受可能出现的最大水压和冲击力。
3.2 可靠性原则水闸应具备良好的可靠性,能够长时间稳定运行,并能抵御外界环境因素的影响。
3.3 经济性原则在满足安全和可靠性要求的前提下,尽量降低设计、建设和维护成本,提高工程的经济效益。
3.4 灵活性原则根据不同的需求和环境变化,水闸应具备一定的灵活性,能够适应不同条件下的调节要求。
4. 水闸设计流程4.1 初步设计阶段在初步设计阶段,需要进行以下工作: - 收集基础数据:包括水文、地质、气象等方面的数据,为后续设计提供依据。
- 确定工程任务:明确水闸的具体功能和设计要求。
- 进行初步方案比选:根据任务要求和实际情况,制定几种初步设计方案进行比较,选择最合适的方案。
4.2 详细设计阶段在详细设计阶段,需要进行以下工作: - 绘制施工图纸:包括结构图、平面布置图、剖面图等,为施工提供参考。
- 计算水力参数:根据水文数据和设计要求,计算水闸的流量、水位等参数。
工程任务某河流的右岸有一浇灌取水口,引水角为 40°,为浇灌取水时雍高河流水位,取水口下游设一克制闸;为灵巧控制引水干渠中的流量,取水口入口设一进水闸。
工程概略及设计资料1、取水口处河底高程,引水干渠渠底高程依据渠道定线的要求,定为,干渠为土渠,底宽,边坡 1:,依据规划资料,进水闸的设计流量为72m3/s,经过设计流量时的干渠水位为,河道水位为,此时河流中水流的断面均匀流速为m/s 。
2、河流洪水期仍需浇灌,开闸引水时的河流最高水位为设计洪水位。
超出这个水位,即关闸挡水,最大引水流量为 s,干渠相应水位为。
3、河流的校核洪水位为。
4.闸基土质在高程~之间为砂壤土,浸透系数,内摩擦角,凝集力,以下为粘壤土,浸透系数。
5、闸址邻近多年均匀最狂风速为20m/s ,吹程为1Km。
6、闸顶交通桥路面净宽米。
7、工作闸门可用钢闸门,检修门可采纳叠梁门。
启闭机用螺杆或卷扬机式固定启闭机。
三、设计内容、步骤、计算过程(一)枢纽和建筑物等级确立依据规划资料,该进水闸运转工作分为枯水期和洪水期,而枯水期的进水闸设计流量为72m3/s 大于洪水期的最大引水流量s,应按枯水期来确立枢纽及建筑物等级,依据《水闸设计规范》 SL265— 2001,故该枢纽为Ⅳ等枢纽,其主要建筑物为 4 级建筑物。
(二)闸孔设计( 1)堰型选择因为宽顶堰结构简单,施工方便,合用于广大灌区内建筑物众多,技术力量分别的状况。
所以水闸底板(堰型)采纳宽顶堰形式。
因为闸上游水位达到设计洪水位时要求挡水,因此采用胸墙孔口。
(2)堰顶高程确立依据《水闸设计规范》SL265— 2001,河底高程为,渠底高程为,h=,确立堰顶高成为。
(3)闸孔净宽计算①计算前进水头;已知渠底宽 B0=,=②宽顶堰流量系数m;假定堰顶头部为直角形,,cot θ =0,查表 m=;④求吞没系数>,属于吞没出流,查《水闸设计规范》SL265— 2001 ,=⑤计算孔口总净宽,假定ξ=;。
水工建筑物课程设计一、引言水工建筑物是指用于控制、利用和改变水资源的工程构筑物,广泛应用于水利工程、水资源管理和环境保护等领域。
水工建筑物课程设计旨在培养学生掌握水工建筑物的设计原理、方法和技术,为实际工程项目的设计和施工提供理论和实践基础。
本文将从水工建筑物的概念、分类、设计原理以及实际案例等方面进行探讨。
二、水工建筑物的概念和分类水工建筑物是指用来改变水流动状态、控制水体运动、调节水位、提供水资源利用和保护环境的工程构筑物。
按照功能和用途的不同,水工建筑物可以分为以下几类:1. 水坝:用于拦截、堵塞水流,形成水库,储存水资源,供应生产和生活用水。
常见的水坝有重力坝、拱坝、土石坝等。
2. 水闸:用于控制水流量、调节水位、分洪、排涝等。
水闸根据结构形式可以分为移门式水闸、斗门式水闸等。
3. 泵站:用于提升、输送水体,供应特定区域的用水需求。
泵站通常包括水泵、输水管道、控制设备等。
4. 渠道:用于引导和分配水流,向特定地区输送水源。
渠道可以分为主渠、支渠、排水渠等。
5. 塘坝:用于水库蓄水、灌溉和养殖。
塘坝一般是由土石材料构筑而成,根据不同的用途可以有不同的形状和尺寸。
三、水工建筑物的设计原理水工建筑物的设计需要考虑多个因素,包括水文学、土力学、结构力学、材料力学等知识。
设计过程需要遵循以下原则:1. 安全性原则:水工建筑物必须具备足够的强度和稳定性,能够承受水压、水流、地震等外力作用。
2. 经济性原则:水工建筑物的设计应尽量减少成本,提高效益。
在满足安全要求的前提下,选取合适的材料和结构形式,降低建设和维护成本。
3. 可持续性原则:水工建筑物的设计应考虑环境保护和资源利用的问题,减少对自然环境的影响,提高水资源的利用效率。
四、水工建筑物设计实例以某水库大坝设计为例,介绍水工建筑物的设计过程和要点:1. 水文数据分析:收集并分析水文数据,包括降雨量、径流量、洪水过程等。
确定设计洪水位和设计洪水量。
水工建筑物水闸课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水工建筑物水闸的基本概念、结构形式、工作原理和设计要求。
具体包括:1.知识目标:(1)能够正确理解水闸的定义、分类和功能;(2)熟悉水闸的主要结构组成及其作用;(3)掌握水闸的工作原理和设计要求。
2.技能目标:(1)能够运用所学知识分析和解决实际工程问题;(2)具备一定的绘图和计算能力,能够阅读和理解水闸设计图纸。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对水工建筑物的兴趣和热爱,提高学生的工程意识;(2)培养学生团队协作、自主学习和创新思维的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.水闸的基本概念:介绍水闸的定义、分类和功能,使学生了解水闸在水工建筑物中的重要性。
2.水闸的结构组成:讲解水闸的主要结构组成,包括上游连接段、下游连接段、闸室、工作闸门、启闭设备等,并分析各部分的作用。
3.水闸的工作原理:阐述水闸的工作原理,包括上游水位上升、下游水位下降、闸门开启和关闭等过程,使学生掌握水闸的运行规律。
4.水闸的设计要求:介绍水闸设计的主要依据和原则,包括结构稳定性、泄洪能力、过船条件等,为学生后续学习水闸设计打下基础。
5.案例分析:分析一些典型的水闸工程案例,使学生更好地理解和运用所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式:1.讲授法:教师讲解水闸的基本概念、结构组成、工作原理和设计要求,引导学生掌握知识点。
2.案例分析法:通过分析典型水闸工程案例,使学生更好地理解和运用所学知识。
3.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生团队协作和创新思维的能力。
4.实验法:安排学生参观水闸工程,亲身体验水闸的运行原理,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的水工建筑物水闸教材,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
水利与生态工程学院水工建筑物课程设计——水闸设计班级:学号:姓名:指导老师:目录1基本资料工程概况地质资料水文气象建筑材料批准的规划成果2闸孔设计闸址的选择闸型的确定拟定闸孔尺寸及闸墩厚度校核泄洪能力3消能设计消能防冲设计的控制情况消力池尺寸及构造海漫设计防冲槽设计上下游岸坡防护4防渗排水设计闸底地下轮廓线的布置排水设备的细部构造防渗计算5闸室布置底板和闸墩闸门与启闭机上部结构闸室的分缝与止水6闸室稳定计算设计情况及荷载组合完建无水期地基承载力验算正常挡水期闸室抗滑稳定验算7上下游连接建筑物上游连接建筑物下游连接建筑物水闸设计1 基本资料工程概况及拦河闸的任务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。
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湿=m3土壤干重度r干=/m3饱和重度r饱=/m3浮重度r浮=/m32.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=/m23.地基允许承载力[P地基]=150KPa4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=5.地基应力的不均匀系数[η]=~6.渗透系数K=×10-3cm/s(二)本地区地震烈度为60以下文水气象(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=。
(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。
水闸设计与施工课程设计一、引言水闸是控制水流的重要构建,在水利工程中具有不可替代的重要作用。
水闸的设计和施工涉及到工程力学、土力学、结构力学、水利水电等多个学科领域。
本文旨在介绍水闸设计与施工方面的基本原理和注意事项,为水利工程专业的学生提供指导。
二、水闸设计2.1 设计要点水闸的设计要点主要包括流量计算、闸门尺寸计算、水头计算、通航与不通航考虑等等因素。
其中,流量计算是最为基础的一项,也是其他计算依据。
2.2 流量计算流量计算是指通过测量和计算水坝或河道中的水流速度、水流截面和水流通道的特性参数,确定其通过单位时间的水量。
一般通过实地测量或计算得到。
根据流量计算结果,可以确定闸门的数量和尺寸等设计参数。
2.3 闸门尺寸计算闸门是水闸的组成部分之一,用于控制水流。
闸门的尺寸计算需要考虑多种因素,例如水尺、水速、水头和水闸结构等。
闸门尺寸的设计一般需结合实际情况进行。
2.4 水头计算水头指闸门前后水面高度之差,不同类型的水闸其水头计算方法也不同。
水头计算一般需考虑液体静力学原理。
2.5 通航与不通航考虑对于需要承担航运任务的水闸,需设计通航闸门。
通航闸门的尺寸和数量应根据通航船舶的尺寸进行确定。
三、水闸施工水闸的施工涉及到许多领域,如土建、钢结构、水利水电等。
水闸施工需要根据设计图纸和技术规范进行。
3.1 施工准备在施工前,需要进行工程测量、疏浚、清理和工程布置等准备工作。
此外还需要准备施工材料和机械设备。
3.2 施工技术水闸的施工技术一般包括基础施工、钢结构施工、混凝土施工、闸门及传动装置安装、水电安装等多个阶段。
施工人员需要认真遵守技术规范、安全规定和管理条例,确保施工质量和安全。
3.3 施工质量控制水闸施工质量的控制需要针对不同环节和部位进行。
施工过程中需要进行各种质量控制,如钢筋混凝土浇注质量控制、闸门安装质量控制等。
四、结论水闸的设计和施工具有一定的复杂性,需要考虑多种因素和各种技术要求。
目录一、基本设计资料- ----------------------------- 11、基本概述资料----------------------- 12、水流量资料------------------------- 13、闸基土质资料----------------------- 24、其他资料------------------------- 25、水闸设计标准----------------------- 2二、闸址选择---------------------------- 3三、总体枢纽布置------------------------ 31、拦河闸的布置----------------------- 32、闸室段的布置----------------------- 33 、上游连接段的布置-------------------- 34 、下游连接段的布置----------------------- 4四、水力计算---------------------------- 41、闸孔设计------------------------ 42、消能防冲设计---------------------- 73、海漫设计------------------------ 9五、防渗排水设计------------------------ 101、地下轮廓设计---------------------- 102 、防渗计算------------------------- 11六、闸室的布置与稳定分析 --------- 151、闸室结构布置---------------------- 152、荷载及其组合---------------------- 183、闸室稳定计算---------------------- 23七、闸室结构设计- -------------------------- 251、闸墩设计------------------------ 25八、基础处------------------------------------- 29九、主要参考文 --------------------------------- 302、底板结构设计---------------------- 25一、基本设计资料1、基本概述资料本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸,其主要任务是拦蓄西通河的河水,抬高水位满足抽水灌溉的需要,洪水期能够宣泄洪水,保证两岸农田不被洪水淹没。
水闸课程设计报告系别:水利工程系专业:水利水电建筑工程题目:水闸课程设计班级: 10级水工( )班姓名:学号:指导教师:成绩:湖北水利水电职业技术学院水利系水工专业 2012年3月26日至3月30日目录第一章水闸设计基础知识1.水闸概念及水闸分类 (1)2.水闸等级划分及洪水标准 (2)3.闸水利计算的内容 (3)4.水闸防渗排水设计内容 (3)5.水闸结构设计内容 (3)6.水闸荷载组合 (3)7.水闸地基计算内容 (4)8.全截面直线分布法 (4)9.水闸设计规范用词和用语说明 (5)第二章水闸设计1.水闸形式及孔口尺寸拟定 (6)2.消能防冲设计 (11)3.渗流分析 (13)4.稳定分析 (13)第三章设计总结1.设计过程总结 (19)2.心得体会 (20)第一章水闸设计基础知识1.1水闸概念及水闸分类水闸:水闸是一种控制水位和调节流量的低水头水工建筑物,具有挡水和泄水的双重作用。
水闸的类型:一、按水闸说承担的任务分类:(1)进水闸(取水闸): 在河、湖、水库的岸边兴建,常位于引水渠道首部,引取水流。
(2)节制闸: 拦河兴建,调节水位,控制流量。
(3)冲沙闸: 静水通航,动水冲沙,减少含沙量,防止淤积。
(4)分洪闸: 在河道的一侧兴建,分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。
(5)排水闸: 在江河沿岸兴建,作用是排水、防止洪水倒灌。
(6)挡水闸: 建于河流入海河口上游地段,防止海潮倒灌。
二、按结构的型式分类:(1)开敞式:闸室露天,又分为有胸墙;无胸墙两种形式(2)涵洞式:闸室后部有洞身段,洞顶有填土覆盖。
(有压、无压)1.2水闸等级划分及洪水标准(1)平原区水闸枢纽工程,其工程等别按水闸最大过流量及其防护对象的重要性划分成五等,如表1-1.枢纽中的水工建筑物级别和洪水标准现行根据SL252-200规定。
山区、丘陵区水利水电枢纽工程,其工程等别、水闸级别及洪水标准的确定依据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》。
水工建筑物水闸设计实例在水工建筑物设计中,水闸是一种用于控制水流的工程构造物。
它通常由闸门、导闸护坡、底孔、闸墙和其他辅助设施组成。
水闸的设计目的是通过合理的构造和控制,实现对水流的封闭、调节和放水。
以下是一个水闸设计的实例:1.选址和环境评估:首先,需要选择一个合适的位置用来建设水闸。
这个选择通常基于水流情况、水体环境和建设的实际需求。
同时,也需要对环境进行评估,确定是否存在地质、水文等方面的问题,并制定相应的设计措施。
2.建设类型和规模确定:根据实际需求和环境条件,确定水闸的建设类型和规模,包括闸门数量、闸墙高度和长度等。
一般来说,根据水流量和水位变化,可以选择单击闸、复击闸、引水闸等不同类型的水闸。
3.水闸结构设计:根据选定的水闸类型和规模,设计水闸的结构细节。
这包括计算和确定闸门、闸墙、导闸护坡等结构物的尺寸、材料和连接方式。
同时,还需要考虑水闸的强度、稳定性和耐久性。
4.控制系统设计:水闸的开闭和水位调节通常需要一个控制系统。
设计控制系统的关键是确定合适的闸门操作方式,如手动操作、电动操作或液压操作,并相应地规划控制设备和控制信号传输方式。
5.安全性和可靠性考虑:水闸的设计必须考虑到安全性和可靠性。
这包括在设计中考虑防洪、防渗、防冲刷、防腐等措施,以确保水闸能够在不同的水流条件下正常运行,并且能够承受各种外力。
6.环境保护和生态恢复:在水闸设计过程中,还需要考虑到对水生生物和其它生态系统的影响。
设计者应该尽量减少对生态环境的破坏,并制定相应的环境保护和生态恢复方案。
7.施工和运维考虑:最后,水闸的设计还必须考虑到施工和运维的因素。
包括确定施工方法和流程、选取适当的材料和设备,以及规划维护和修复计划等。
通过以上步骤,可以完成一个水闸的设计,并确保其安全可靠、经济高效。
当然,实际的设计过程肯定还会根据具体情况和需求进行一些调整和优化,但这个实例可以作为一个基本的设计框架和参考,帮助设计者顺利完成水闸的设计工作。
《水工建筑物》课程设计任务书(水闸)题目:年月日学生姓名:学号:班级:专业(专业方向):指导教师:樊新建侯慧敏王之君一、设计目的和要求1.通过课程设计,使学生初步掌握水闸设计的一般原则、方法和步骤,巩固、加深和扩大所学的基础理论知识,,并使之系统化。
2. 通过课程设计,培养学生正确的设计思想、严谨的工作作风,踏实肯干和求实奋进的精神;初步掌握水工建筑物的设计原则、设计方法和步骤;3.培养学生的独立思考、独立工作能力,提高学生的综合运算,绘图及编写设计报告的基本技能,为今后从事设计、施工、管理工作打下一定的基础。
二、特征水位正常蓄水位:设计洪水位:校核洪水位:三、设计任务及要求根据提供的水文、水利计算成果,在分析研究所提供的资料的基础上,进行水闸枢纽的设计工作,设计深度为初步设计。
主要设计内容有:1.确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准;2.水闸的枢纽布置;定性分析选择的闸型,确定水闸闸室堰顶的高程和闸墩顶部高程,拟定水闸的孔数,确定水闸在枢纽中的位置。
3.水闸的平面和纵剖面布置;包括水闸的引水渠、控制段、消能段及防冲段,地下轮廓的布置。
4.闸室的水力设计和结构设计;闸室的水力设计包括泄水流量或冲沙流量、消能防冲、闸下渗流计算;闸室的结构设计包括引水渠底板的长度和翼墙的型式、尺寸,闸室段岸边建筑物型式、尺寸和绕渗处理,下游翼墙的型式尺寸;闸室段的抗滑稳定、沉陷、边缘应力计算;并判别两者是否满足规范规定程度,若不满足,提出改善措施。
5.水闸的细部构造设计;闸墩、工作桥、分缝与排水、止水,各部分材料设计等。
6.闸基处理。
四、进度安排五.课程设计的要求1. 设计一律在设计教室进行,无故不参加设计规定时间的三分之一者,或抄袭他人成果者,均以零分计(抄袭双方)。
2. 每位学生必须独立完成课程设计的内容,提交设计成果。
设计成果包括:(1)计算书一份要求详细列出所有计算过程,并附计算草图;要求列出计算成果,简要说明计算成果的合理性,或设计的不足和还可以进一步改进的地方。
《水工建筑物》课程课程设计前进闸初步设计目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)第二章闸孔设计 (7)1.闸室结构设计 (7)2.确定闸门孔口尺寸 (7)第三章消能防冲设计 (11)1.消力池设计 (11)2.海漫的设计 (13)3. 防冲槽的设计 (14)第四章地下轮廓设计 (15)1.地下轮廓布置形式 (15)2. 闸底板设计 (15)3.铺盖设计 (16)4. 侧向防渗 (16)5. 排水止水设计 (17)第五章渗流计算 (19)1.设计洪水位情况 (19)2. 校核洪水位情况 (23)第六章闸室结构布置 (24)1. 闸室的底板 (24)2. 闸墩的尺寸 (24)3. 胸墙结构布置 (24)4. 闸门和闸墩的布置 (24)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25)6. 闸室分缝布置 (26)第七章闸室稳定计算 (27)1.确定荷载组合 (27)2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27)第八章上下游连接建筑物 (31)1.上游连接建筑物 (31)2.下游连接建筑物 (31)参考文献 (31)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等,水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用:(1)防洪。
当胜利河水位较高时,关闸挡水,以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田,保护下游的农田和村镇。
(2)灌溉。
灌溉期引胜利河水北调,以灌溉团结渠两岸的农田。
(3)引水冲淤。
在枯水季节。
引水北上至下游红星港,以冲淤保港。
1.2 规划数据(1)团结渠为人工渠,其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为2194.5m ,底宽50m ,两岸边坡均为1:2 。
(比例1:100)图1 团结渠横断面图(单位:m )(2)灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉,引水流量为300s m /3。
此时相应水位为:闸上游水位2201.83m ,闸下游水位2201.78m ;冬春枯水季节,由前进闸自流引水至下游红星港,引水流量为100s m /3 ,此时相应水位为:闸上游水位2201.44m ,闸下游水位2201.38m 。
《水工建筑物》课程整体教学设计一、管理信息课程名称:水工建筑物制定时间:2011.03课程代码:所属系部:水利工程系制定人:赵辰批准人:二、基本信息学分:6 课程类型:水利工程等专业的专业技能课学时:120 授课对象:水利类专业五年制高职学生先修课:工程力学、水力学、建筑材料、水工混凝土结构、工程地质与土力学后续课:水利施工、水利工程管理、水利工程造价与预算三、课程设计(一)课程目标设计1.能力目标总体能力目标:使学生了解水工建筑物的设计理论和方法,理解各种水工建筑物在水利枢纽中的作用、相互关系及其布置原则,掌握各种水工建筑物的组成、构造及运用管理知识,锻炼学生运用所学知识解决实际工程问题的能力,结合其它相关课程的学习,为学生从事水利工程的设计、施工、监理、管理等工作打下基础,最终达到培养学生职业能力和职业素质的目标。
具体能力目标:⑴对重力坝、土石坝、水闸、水工隧洞、渠系建筑物及河岸溢洪道的工作原理及工作条件有较深的理解;对其它水工建筑物的基本型式和工作原理等也有一般的了解。
⑵懂得从安全、经济、实用的原则出发,根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式和基本尺寸,理解并掌握其工作方法和步骤。
⑶能根据水工建筑物的工作原理和具体条件,拟定其主要细部构造,能进行水工建筑物的初步设计。
⑷能运用所学基本理论,选择合理的设计条件,进行各种水工建筑的一般水力计算,稳定计算,强度校核等。
⑸了解在进行水工建筑物设计时所需的原始资料;了解水利工程的一般设计阶段,程序及其内容。
⑹了解水利枢纽中各种水工建筑物在布置上的要求,以及当地的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水利枢纽布置的影响,初步掌握进行水利枢纽布置的方法与步骤。
⑺会检索收集资料、使用相关规范手册,能撰写设计文件报告、识别绘制水利工程图、具有文字编写能力和语言表达能力。
2.知识目标⑴掌握水利枢纽的分等和水工建筑物的分级。
⑵掌握重力坝的主要荷载计算及组合;非溢流重力坝的剖面设计方法;抗滑稳定计算中基本参数选择、提高抗滑稳定性的措施;应力分析目的以及利用材料力学法进行边缘应力坝体应力的计算方法;溢流重力坝的剖面拟定、孔口尺寸的计算及下游消能建筑物的设计方法;重力坝的主要构造;重力坝地基处理的主要措施。
水工建筑物第五版课程设计一、背景水工建筑物是水利工程领域中的重要组成部分,既能起到防洪、供水、灌溉等作用,也能为航运、水力发电等提供基础条件。
随着我国经济社会的发展和水资源的日益紧缺,加强水工建筑物的建设和管理已成为当前水利工程领域的重要任务。
本课程设计以《水工建筑物设计规范》(GB 50247-2017)为基础,旨在培养学生对水工建筑物的设计能力和实践技能,为其将来从事水利工程相关工作打下坚实的基础。
二、设计内容本课程设计以小型水库为设计对象,涉及以下内容:1. 基本要求•确定水库等别、洪水位、设计洪水位及库容;•确定坝址、坝型、建筑物及附属设施位置;•确定坝体高程及坝体横断面形状和尺寸;•确定泄洪能力和总溢洪道容积等。
2. 分阶段实施方案•第一阶段:资料调查、现状分析、地形、水文、气象、地质灾害评价、影响分析等;•第二阶段:设计方案比选、方案论证、建立计算模型等;•第三阶段:施工图设计、评审、编制招标文件等。
3. 设计验算•对泄洪建筑物、坝体、水闸、溢流坝等进行静力和稳定性分析;•对泄洪、溢洪建筑物的防浪和抗震性能进行验算;•对施工图和检测资料进行审核。
4. 可行性研究报告•研究对象的水利、农业、环境、经济、社会等方面的影响;•探讨研究对象与其他水利工程的相互配合作用;•研究方案实施的技术、经济、环境、社会等方面的可行性。
三、设计流程本课程设计的流程如下:1.资料调查:通过各种途径收集和整理水库及周边区域的相关资料,包括地形、水文、气象、地质灾害评价等。
2.方案研究:依据调查资料,确定水库所处的地域特点、需要满足的功能要求、周边环境条件等,进行初步方案设计。
3.方案比选:对初步方案进行评估和比选,确定最终的设计方案。
4.施工图设计:依据最终方案,进行详细的施工图设计,明确各项技术参数等。
5.设计验算:对泄洪建筑物、坝体、水闸、溢流坝等进行静力和稳定性分析,对泄洪、溢洪建筑物的防浪和抗震性能进行验算。
水闸课程设计任务书及指导书水利水电工程适用农业水利工程河北农业大学城乡建设学院水利系20010年3月进水闸课程设计任务书及指导书一、设计任务于某河石岸设计一座进水闸,每年3~11月按要求供给××灌区210万亩土地灌溉用水。
(据规范,灌溉面积大于150万亩为一等工程,主要建筑物为一级建筑物)二、设计资料1、建筑物的级别及枢纽组成:经初步设计,本建筑物为Ⅰ级建筑物,引水枢纽包括栏沙潜堰、闸前引水段、进水闸、闸后衔接段、沉沙池五部分,为满足农业生产用水的需要,先按无坝引水设计。
其工程布置见附图㈠。
2、水文水利资料(1)灌期引水量及相应的闸前闸后水位,见附表㈠。
(2)灌期闸前闸后水位过程线,见附图㈡。
(3)闸下游流量水深表,见附表㈡。
(4)闸下游流量水深关系曲线,见附图㈢。
(5)设计洪水位17.00m(6)校核洪水位18.50m(7)消能设计水位15.00m(是按枯水期曾出现的最高水位考虑的),洪水期如仍拟引水,在水位15.00~17.00m之间时可制定闸门操作规程控制引水。
(8)设计引水量为120m3/s3、初步设计拟定数据根据水工模型试验,进水闸引水角为40进水闸闸底高程9.5m海漫起点高程9.5m引水段渠底高程9.5m引水段长度150m(边坡m=2)下游衔接长度150m下游衔接段渠底高程10.2m衔接段渠底宽度b62m衔接段渠底坡度i1/10000衔接段糙率m0.02衔接段边坡内坡1:2 外坡1:2.5闸前渠道堤顶宽度10.0m闸前渠道堤顶高程19.2m闸后渠道堤顶宽度 4.0m闸后渠道堤顶高程14.0m进水闸附近地形平坦,一般地面高程13.5m闸上设公路桥,标准为汽——15级双车道公路桥路面宽度(不算人行道)7.0m(另加每侧人行道宽1.0m)公路桥桥面高程18.3m启闭设备:采用启闭机启闭(一门一机,手电两用式卷杨机,机重2T/台)。
闭门型式:平面直升式钢闸门(设胸墙时按潜孔闸门公式计算门重)4、浪压力:根据渠首水文站观测,浪高仅0.2~0.3m,影响不大,可不考虑。
水工建筑物水闸课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解水闸的基本概念、结构类型及工作原理;2. 学生能掌握水闸工程的设计流程和关键参数的计算方法;3. 学生能了解水闸施工技术及其在水利工程中的应用。
技能目标:1. 学生能运用水闸设计的基本理论,独立完成小型水闸的设计方案;2. 学生能运用水工建筑物相关软件,对水闸工程进行模拟和分析;3. 学生具备解决实际水闸工程问题的能力,能够根据地形、地质等条件合理选择水闸类型和设计参数。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对水利工程建设的热爱,增强对水资源的保护和利用意识;2. 学生树立正确的工程观念,注重工程质量和安全,提高社会责任感;3. 学生通过团队协作,培养沟通、交流和合作能力。
本课程针对高年级水利工程相关专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
课程注重理论知识与实践操作相结合,培养学生具备独立设计和解决实际工程问题的能力。
通过本课程的学习,为学生未来从事水利工程设计和施工打下坚实基础。
二、教学内容1. 水闸概述:水闸的定义、分类、作用及在水利工程中的重要性;教材章节:第二章 水利工程施工技术 2.1节 水闸工程概述2. 水闸结构设计:水闸各部分结构及其工作原理,包括闸室、上下游连接段、基础和闸门等;教材章节:第二章 2.2节 水闸结构设计3. 水闸设计流程与参数计算:设计流程、主要设计参数及其计算方法,如流量计算、水位计算等;教材章节:第二章 2.3节 水闸设计参数计算4. 水闸施工技术:施工准备、施工方法、施工质量控制及安全措施;教材章节:第二章 2.4节 水闸施工技术5. 水闸工程实例分析:分析典型水闸工程案例,了解工程实际应用中的关键问题及解决方案;教材章节:第二章 2.5节 水闸工程实例分析6. 水工建筑物软件应用:介绍水工建筑物相关软件,如AutoCAD、Revit 等,并应用于水闸工程设计;教材章节:附录 水工建筑物软件应用教学内容按照以上安排进行,教学进度根据课程目标和学生的学习情况适时调整。
目录一、基本设计资料----------------------------------- 11、基本概述资料----------------------------------- 12、水流量资料------------------------------------- 13、闸基土质资料----------------------------------- 24、其他资料--------------------------------------- 25、水闸设计标准----------------------------------- 2二、闸址选择 ----------------------------------------------------------------------- 3三、总体枢纽布置 --------------------------------------------------------------- 31、拦河闸的布置----------------------------------- 32、闸室段的布置----------------------------------- 33、上游连接段的布置--------------------------------34、下游连接段的布置--------------------------------4四、水力计算 ----------------------------------------------------------------------- 41、闸孔设计-------------------------------------- 42、消能防冲设计---------------------------------- 73、海漫设计---------------------------------------9五、防渗排水设计 -------------------------------------------------------------- 101、地下轮廓设计--------------------------------- 102 、防渗计算------------------------------------- 11六、闸室的布置与稳定分析 ----------------------- 151、闸室结构布置--------------------------------- 152、荷载及其组合--------------------------------- 183、闸室稳定计算--------------------------------- 23七、闸室结构设计--------------------------------- 251、闸墩设计------------------------------------- 252、底板结构设计--------------------------------- 25八、基础处理 -------------------------------------- 29九、主要参考文献---------------------------------- 30一、基本设计资料1、基本概述资料本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸,其主要任务是拦蓄西通河的河水,抬高水位满足抽水灌溉的需要,洪水期能够宣泄洪水,保证两岸农田不被洪水淹没。
2、水位流量资料根据规划要求,在正常蓄水时下泄流量为Q=03/m s ,上游水位为H 正=198.0m ,此时对应的下游水位H=195.0m ;在校核洪水时灌区下泄流量为Q 核=79.73/m s ,此时的相应上游校核水位为H 核=198.90m ,相应闸下游水位H 下=198.65m ;在设计洪水位时灌区下泄流量Q 设=61.43/m s ,此时对应的上游水位H 设=198.36m ,闸下游水位为H‘下=198.15m 。
闸身稳定计算水位组合(1) 设计洪水位时:上游水深m H 36.3=,下游水深m h s15.3=(2) 校核洪水位时:上游水深m H 90.3=,下游水深mh s 65.3= 消能防冲设计水位组合根据分析:消能防冲的最不利水位组合是在校核洪水位时的情况下:则其组合是:下泄流量为Q=79.703/m s ,相应的上游水位是H 核=198.90m, 闸下游水位H 下=198.65m ,则相应的上游水深H=3.90m,下游水深h=3.65m 。
3、闸基土质资料闸基河床地质资料柱状图如图所示:闸址附近缺乏粘性土料,但有足够数量的混凝土骨料和砂料。
闸基细砂及墙后细砂允许承载力为150KN/m2,其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.354、其他资料1.闸上交通为单车道,按汽-10设计,带-50校核。
桥面净宽4.0m,总宽为4.4m。
2.闸门采用平面钢闸门,有3米、4米、5米三种规格闸门。
3.该地区地震设计烈度为4度。
4.闸址附近河道有干砌石护坡。
5.多年平均最大风速12米/秒,吹程0.15公里。
5、水闸的设计标准根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。
二、闸址选择根据《水工建筑物》可知,闸址选择关系到工程的成败和经济效益的发挥,是水闸设计中的一项重要内容,应根据水闸的功能、特点和运用要求,综合考虑地形、地址、水流、潮汐、泥沙、冻土、冰清、施工、管理和周围环境等因素,通过技术经济比较,选定最佳方案。
闸址适宜选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水水位较低的地点。
应优先选用地质条件良好的天然地基,土壤、中砂、粗砂、和砂砾都适于做为水闸的地基;尽量避开淤泥质土和粉、细砂地基,必要时,应采取妥善的处理措施。
在河道上建造拦河闸,为解决施工导流问题,常将闸址选在弯曲河道的凸岸,利用原来河道导流,裁弯取直,新开上、下游引水和泄水渠,新开渠道既要尽量缩短其长度,又要使其进、出口与原河道平顺衔接。
根据基本地形资料知道,闸址附近,河道顺直,河道横补面接近梯形,底宽18米,边坡1:1.5,河底高程195.00米,两岸地面高程199.20米。
断面尺寸如图1-1所示:三、总体枢纽布置1、拦河闸的布置拦河闸布置成开敞式水闸,根据计算将水闸分为3孔,边孔净宽3.0m,中孔净宽4.0m,闸门顶部高程199.4m。
闸门高出边缘线0.2m。
2、闸室段的布置闸底板为倒π形布置,采用钢筋混凝土结构,地板中央设缝,板长15m,厚1.0m。
闸墩材料采用钢筋混凝土材料,顺水流方向长15m,中墩厚1.2m,边墩与岸墙分开布置,为重力式边墙,不挡水只挡土,闸墩上游设有工作门槽和检修门槽。
工作桥宽0.4m,检修桥宽1.5m,闸门采用露顶式平面钢闸门,尺寸3.55×4.4启闭设备采用QPQ-16卷场式启闭机,公路桥设在下游,总宽4.4m。
3、上游连接段布置上游翼墙采用浆砌石重力式反翼墙,墙顶高程199.50m,混凝土拦浪板高0.8m,设在其上,墙后填土高程199.20m,翼墙底板厚0.6m,同样采用钢筋混凝土材料。
铺盖与翼墙上游齐平,顺水流方向长14.0m,厚0.6m,铺盖上游为块石护底,一直护到引水口。
翼墙上游为干砌石护坡,并设有浆砌石格梗,每隔12m布置,砂垫层设在块石底部,15cm厚。
4、下游连接段的布置闸室下游布置消力池、海曼、防冲槽等。
消力池采用挖深式,长7.5m,池深0.5m,底板采用钢筋混凝土结构,厚0.5m,消力池与闸室连接处设1m宽小坝,厚以1:4的斜坡连接,底板下设0.2m厚砂、碎石垫层,反滤排水。
采用浆砌石做为海曼的材料,其长度为18m,厚度为0.5m,浆砌石内设排水孔,下面铺设反滤层,在海曼起始端做8.0m长的浆砌石水平段,其顶面高程与护坦齐平,在海曼后半段做成1:15的斜坡,以使水流均匀扩散,调整流态分布,保护河床不受冲刷。
取防冲槽深度为2.0m,底宽b为4.0m,取顶端与海曼末端齐平,则上游坡率取m=2,下游坡率m=3。
下游翼墙为浆砌石重力式反翼墙,迎水面直立,墙背坡率1:0.5收缩角为10度。
材料选用钢筋混凝土板,厚0.6m,前趾长1.2m,,后趾长0.2m,翼墙下游端与消力池末端齐平。
四、水力计算水闸的水力设计主要包括两方面内容,即闸孔设计和消能防冲设计。
1、闸孔设计闸孔设计的主要任务是:确定闸室结构形式,选择堰型,确定堰顶高程以及孔口尺寸。
(1)闸室结构型式该闸建在天然河道上,故宜采用开敞式闸室结构。
(2)堰型的选择及闸底板高程的选定该闸建在少泥沙的人工渠道上,故宜采用结构简单、施工方便、自由出流范围较大的平底板宽顶堰。
由闸基河床地质资料可知,闸基附近河床土质良好,承载能力大,并参考该地区已建工程的经验,拟取闸底板顶面(即堰顶)与西通河渠底齐平,高程为195.00m。
(3)孔口尺寸的确定初拟孔口尺寸,该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。
B1)计算闸孔总净宽在设计情况下:①、上游水H=198.36-195=3.36mh=198.15-195.00=3.15m②、下游水深sm s③、下泄流量Q=61.403/则上游行近流速:V0=Q/A根据和断面尺寸:A=﹙b +mH ﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36=77.4m 2其中b 为河道宽:b=18m m 为边坡比:m=1:1.5 V 0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/s H 0=H ﹢αv 2/2 (取α=1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ =3.39m 则sh H =3.15/3.39=0.929>0.8 故属于淹没出流。
校核情况: ①、上游水H=198.9-195=3.9m②、下游水深s h =198.65-195=3.65m ③、下泄流量Q=79.703/m s则上游行近流速:V 0=Q/A根据和断面尺寸:A=﹙b +mH ﹚H =﹙18+1.5×3.9﹚×3.9=93.02m 2其中b 为河道宽:b=18m m 为边坡比:m=1:1.5 V 0=Q/A =79.7/93.02=0.86m/sH 0=H ﹢αv 2/2g ﹙取α=1.0﹚=3.9﹢0.862/﹙2×9.81﹚ =3.94m 则sh H =3.65/3.94=0.93>0.8 , 故属于淹没出流。
确定闸孔宽度由以上结果可得,则按水流成堰流时并且为淹没出流,计算根据《水工建筑物》,由宽顶堰淹没出流公式:,根据sh H ,查SL-265-2001,附录A.01,查得淹没系数=0.74,对无坎宽顶堰:m=0.385 假设侧收缩系数 =0.90。