计算消力池长度深度.xls

消力池计算池长池深 计算式 上游水位124 50 下游水位122 00 H4 00 P 1 8 1 12H 0 40 Q m s 310 00 b m 20 00 Q b m 15 50 P30 06 gP3 0 63 D q2 gP3 383 05 d 跌水水舌长度 m 8 574 30D 0 27P hp 水舌后水深 m1 48D 0 22P hc 收缩水深 m2 710 540D 0 425P hc 跃后水深 m3 311 66D 0 27P j 跌水长度 m3 58 1 9hc hc ht 出池后水深 也就是下游水深 m2 35 s 池深 s hc ht 1 23 s 池长 m11 43 d 0 8 j 1 海漫长度 Lp Lp 8 5 12 5 ht 估算方法公式 ht 下游水深 m ht2 Lp 200 经验公式 q 消力池出口单宽流量 m s m H 水闸上下游水位差 m K 系数 视消能的状态和河床允许流速而定 对K 的表述 在良好的消能条件下 为了海漫不至发生严重的冲刷 有 1 若河床土质为细砂及砂壤土时 取K 10 12 2 若河床土质为粗砂及黏性壤土时 取K 8 9 3 若河床土质为硬黏土时 取K 6 7 Lp21 40572807 q9 Q450 b50 上游水位124 5 下游水位122 5 H2 K6 1 414213562 3 567621345 2 2 计计算算冲冲刷刷坑坑深深度度h hd d hd冲刷坑深度 m q护坦或海漫末端的单宽流量 m s m q Q b Q经过护坦或海漫的总流量 m s m b海漫或护坦单宽 m h护坦或海漫末端水深 m z护坦及海漫末端的流速分布图中最大流速的位置高度 当流速分布均匀时z 0 5h s 河床砂的容重 水的容重 HKLD qp HDq HD t 6 1 s 0 d h d h gd1 h z 2q66 0 h g g a 0 护坦或海漫末端的流速分布的动能修正系数 d d50 床砂粒径 1 海漫长度 Lp Lp 8 5 12 5 ht 估算方法公式 ht 下游水深 m 经验公式 q 消力池出口单宽流量 m s m H 水闸上下游水位差 m K 系数 视消能的状态和河床允许流速而定 对K 的表述 在良好的消能条件下 为了海漫不至发生严重的冲刷 有 1 若河床土质为细砂及砂壤土时 取K 10 12 2 若河床土质为粗砂及黏性壤土时 取K 8 9 3 若河床土质为硬黏土时 取K 6 7 2 2 计计算算冲冲刷刷坑坑深深度度h hd d 冲刷坑深度 m 护坦或海漫末端的单宽流量 m s m q Q b 经过护坦或海漫的总流量 m s m 海漫或护坦单宽 m 护坦或海漫末端水深 m 护坦及海漫末端的流速分布图中最大流速的位置高度 当流速分布均匀时z 0 5h 河床砂的容重 水的容重 护坦或海漫末端的流速分布的动能修正系数 d50 床砂粒径 棒棒糖 0 29 00 棒棒糖 0 31 05 棒棒糖 0 32 36 闸闸室室稳稳定定计计算算 根根据据 SL265 2001 SL265 2001 水水闸闸设设计计规规范范 一 闸室稳定计算宜取两相邻顺水流向永风之间的闸段作为计算单元 二 土基上的闸室稳定计算应满足下列要求 1 在各种计算情况 闸室平均基底应力不大于地基允许承载力 最大基 底应力不大于地基允许承载力的1 2倍 2 闸室基底应力的最大值与最小值之比不大于下列规定的允许值 土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值 基础土质 荷载组合 基本组合特殊组合 松软1 52 中等坚土22 5 坚土2 53 1 对于特别重要的大型水闸 其闸室基底应力最大值与最小值之比 的允许值 可按表列数值适当减少 2 对于地震区的水闸 闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值 可按表列数值适当的增大 3 对于地基特别坚实或可压缩土层甚薄的水闸 可不受本表规定限 制 但要求闸室基底下出现拉应力 3 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于下列规定的允许值 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数 荷载组合 水闸级别 1 2 3 4 5 基本组合1 351 301 251 20 特殊组合 I1 201 151 101 05 II1 101 051 051 00 1 特殊组合I适用于施工情况 检修情况及校核洪水位情况 2 特殊组合II适用于地震情况 三 岩基上的闸室稳定计算应满足下列要求 1 在各种计算情况下 闸室最大基底应力不小于地基的承载力 2 在非地震情况下 闸室基底不出现拉应力 在地震情况下 闸室基底 拉应力不大于100kPa 3 沿闸室基底面 的抗滑稳定安全系数不小于下列条件的允许值 基岩上闸室基底面的抗滑稳定安全系数允许值 荷载组合 按Kc F g H 大于或等于 Kc 按其他公 式 1 107363387 水闸级别 一二 三四 基本组合1 11 081 053 特殊组合 I10 51 0312 5 II12 3 1 特殊组合I适用于施工情况 检修情况及校核洪水位情况 2 特殊组合II适用于地震情况 四 闸室基底应力应根据结构布置及受力情况 分别按下列规定进行计 算 1 当结构布置及受力情况对称时按下列公式计算 闸室基底应力的最大或最小值 kPa 作用在闸室上的全部竖向荷载 包括闸室基础底面上的扬力在 内 kPa 作用在闸室上的全部竖向或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 闸室基底底面的面积 W 2 当结构布置及受力情况不对称时按下列公式计算 闸室基底应力的最大或最小值 kPa 作用在闸室上的全部竖向和水平荷载对于基础底面形心轴x y 的力矩 kN m 闸室基底对于该底面形心轴x y的截面矩 m 五 略 六土基上沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数 应按下列公式进行计算 沿基底面的抗滑稳定安全系数 W M A G P c max min y y x xm ax m in W N W M A G P c G M m a x m in P m a x m in P y x MM ZXW W H ACG K H Gf Kc 0 c tgf 或 c K 闸室基底面与地基之间的摩擦系数 可按照下表取 值 地基类别 粘土 软弱0 20 0 25 中等坚硬0 25 0 35 坚硬0 35 0 45 壤土 粉质壤土0 25 0 40 砂壤土 粉砂土0 35 0 40 细砂 极细砂0 40 0 45 中砂 粗砂0 45 0 50 砂砾石0 40 0 50 砾石 卵石0 50 0 55 碎石0 40 0 50 软质岩石 极软0 40 0 45 软0 45 0 55 较软0 55 0 60 硬质岩石 较坚硬0 60 0 65 坚硬0 65 0 7010月2日 地基岩土分类按下表参考 岩石按坚硬程度分类 岩石类别 饱和单轴 极限抗压 强度 MPa 主要地质特征代表性岩石 硬质岩石 坚硬 60 锤击声清脆 有回弹 震手 难击碎 浸 水后无吸水反应 未风化或微风化的 花岗岩 正长岩 闪长岩 辉绿岩 玄武岩 安山岩 片麻岩 石英岩 硅质板岩 石英砂 岩 硅质石灰岩 较坚硬60 30 锤击声较清脆 有轻 微回弹 稍微震手 难击碎 浸水后有轻 微吸水反应 1 弱风化的坚硬岩 石 2 未风化或微风化 的熔结凝灰岩 大 理岩 板岩 白云 岩 石灰岩 钙质 胶结的砂岩等 软质岩石 较软30 15 锤击声不清脆 无回 弹 较易击碎 浸水 后用指甲可以刻出印 痕 1 强风化的坚硬岩 石 2 弱风化的较坚硬 岩石 f f f 3 未风化或微风化 的凝灰岩 千枚岩 砂质泥岩 泥灰 岩 泥质砂岩 粉 砂岩 页岩 软15 5 锤击声不清脆 无回 弹 较易击碎 浸水 后用指甲可以刻出印 痕 1 强风化的坚硬岩 石 2 弱风化或强风化 的较坚硬岩石 3 弱风化的较软岩 石 4 未风化的泥岩等 极软 5 锤击声哑 无回弹 锤击处有较深凹痕 用手可捏碎 浸水后 用手可捏成团 1 全风化的各种岩 石 2 各种半成岩石 作用在闸室上 全部水平向的荷载 kN 闸室基底面与土质之间的摩擦角度 可按照下表取 闸室基底没外遇土质地基之间的粘结力 kPa 可采用下表 取 H 0 f 0 C 软质岩石 较软30 15 锤击声不清脆 无回 弹 较易击碎 浸水 后用指甲可以刻出印 痕 闸闸坝坝稳稳定定计计算算 抗滑计算 1 191 341 73 Kc 1 08 1 081 081 08 沿基底面的抗滑稳定安全系数允许值 0 400 400 40 基底面与地基之间的摩擦系数 f 0 4 10 1312 508 00 作用于基底的全部水平向荷载 kN 30 2442 0034 56 作用于基底的全部垂直向荷载 kN H4 505 004 00 闸坝高度 m B11 001 502 00 坝顶宽 B22 803 503 60 闸坝底部 顺水流方向 宽度 m0 400 400 40 坡比1 A12 6017 5014 40 闸坝 顺水流方向 截面积 混2 402 402 40 混凝土容重24kN m 水1 001 001 00 水的 容重10kN m H220 2525 0016 00 闸坝高度的平方 H10 1312 508 00 所有作用于基底的全部水平向荷载之和 kN 12 1016 8013 82 max min1 741 121 13 最大值与最小值之比 1 3 应力计算 当结构布置及受力情况对称时按下列公式计算 11 8926 0619 59 闸室基底应力的最大或最小值 kPa 6 8223 2717 28 26 1937 0034 56 作用在闸室上的全部竖向荷载 包括闸室基础底面上的扬力 在内 kPa 11 974 888 32 作用在闸室上的全部竖向或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 A2 801 502 00 闸室基底底面的面积 W4 733 503 60 闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的力矩 m F23 941 952 08 力 kN m L0 505 004 00 力臂 m cc K H Gf K c K c K f H G f W M A G c P max min m ax m in P G M MF LM 6 2 h b W G W 6 2 h b W 1 8 W M A G c P max min 闸闸坝坝稳稳定定计计算算 抗滑计算 Kc 1 08 沿基底面的抗滑稳定安全系数允许值 基底面与地基之间的摩擦系数 f 0 4 作用于基底的全部水平向荷载 kN 作用于基底的全部垂直向荷载 kN 闸坝高度 m 坝顶宽 闸坝底部 顺水流方向 宽度 坡比1 闸坝 顺水流方向 截面积 混凝土容重24kN m 水的 容重10kN m 闸坝高度的平方 所有作用于基底的全部水平向荷载之和 kN 最大值与最小值之比 1 3 应力计算 当结构布置及受力情况对称时按下列公式计算 闸室基底应力的最大或最小值 kPa 作用在闸室上的全部竖向荷载 包括闸室基础底面上的扬力 在内 kPa 作用在闸室上的全部竖向或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 闸室基底底面的面积 闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的力矩 m 力 kN m 力臂 m 0 81 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池长度计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 2 1 1 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 但不宜小于消力池末端后 可采用 消力池底板饱和重度 后半部的脉动压力时取 计 动压力时区 算消力池底板前部的脉 通常计面流速水头的其值可取跃水前收缩断 脉动压力 作用在消力池底板上的 的水重 作用在消力池底板顶面 的扬压力 作用在消力池底板底面 可采用消力池底板安全泄水 可采用消力池底板计算系数 水位差 闸孔泄水时的上下游 消力池底板始端厚度 式中 抗浮 抗冲 冲和抗浮要求消力池底板厚度根据抗 m t mkN kKa m P kKaW kKaU k k mH mt b m PWU kt Hqkt 5 0 2 3 b 8 5 7 6 5 30 110 1 2 4 20 015 0 1 3 2 1 2 2 1 1 3 1 g g D D W M A G P c max min 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池长度计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 2 1 1 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 河床土质粉砂 细沙 中砂 粗砂 粉质 壤土 粉质粘土 坚硬粘土 KS14 1312 1110 98 7 按 下 表 查 得 为 海 漫 长 度 计 算 系 数 为 消 力 池 末 端 单 宽 流 量 为 海 漫 长 度 式 中 漫 长 度 可 按 下 式 计 算 且 消 能 扩 散 良 好 海 当 海 漫 长 度 计 算 KS sm s qm P L H S K P L H 3 s q 91 qs 2 D D 计算示意图如下 式 的要求 选定的跌砍高度符合公跌水计算示意图如下 量 为上游护底首端单宽流 刷速度 为上游护底首端河床冲 式中 为海漫末端河床水深 流速 为河床土质允许不冲 海漫末端单宽流量 刷速度 为海漫 末端河床冲 式中 跌砍计算 河床冲刷深度计算 算 床冲刷速度按下公式计上游护底首端的才 河 度可按照下列公式计算海漫末端的河床冲刷速 1 4 3 0 8 0 4 0 3 3 m 2 q m 1 0 1 1 4 3 2 3 1 3 sm m q m m d m h m q m d m m h sm sm md m h m q m d u u u 但不宜小于消力池末端后 可采用 消力池底板饱和重度 后半部的脉动压力时取 计 动压力时区 算消力池底板前部的脉 通常计面流速水头的其值可取跃水前收缩断 脉动压力 作用在消力池底板上的 的水重 作用在消力池底板顶面 的扬压力 作用在消力池底板底面 可采用消力池底板安全泄水 可采用消力池底板计算系数 水位差 闸孔泄水时的上下游 消力池底板始端厚度 式中 抗浮 抗冲 冲和抗浮要求消力池底板厚度根据抗 m t mkN kKa m P kKaW kKaU k k mH mt b m PWU kt Hqkt 5 0 2 3 b 8 5 7 6 5 30 110 1 2 4 20 015 0 1 3 2 1 2 2 1 1 3 1 g g D D 的高差 为闸坎顶面与下游河底 为跌砍后河床水深 为跌砍上的收缩水深 为跌砍上的临界水深 为跌砍高度 式中 mPd m ds h m dc h m k h mP P k h s d h k h P P k h ds h k h P dc h k h P 16 1 d 81 1 38 2 84 0 d 48 1 24 2 75 1 75 2 186 0 计算示意图如下 式 的要求 选定的跌砍高度符合公跌水计算示意图如下 量 为上游护底首端单宽流 刷速度 为上游护底首端河床冲 式中 为海漫末端河床水深 流速 为河床土质允许不冲 海漫末端单宽流量 刷速度 为海漫 末端河床冲 式中 跌砍计算 河床冲刷深度计算 算 床冲刷速度按下公式计上游护底首端的才 河 度可按照下列公式计算海漫末端的河床冲刷速 1 4 3 0 8 0 4 0 3 3 m 2 q m 1 0 1 1 4 3 2 3 1 3 sm m q m m d m h m q m d m m h sm sm md m h m q m d u u u 4 2选定的跌砍坎顶仰角 宜在0 10 范围内 4 3选定的跌砍反弧半径R不宜小于跌砍上收缩水深的2 5倍 4 4选定的跌砍长度Lm不宜小于跌砍上收缩水深的1 5倍 的高差 为闸坎顶面与下游河底 为跌砍后河床水深 为跌砍上的收缩水深 为跌砍上的临界水深 为跌砍高度 式中 mPd m ds h m dc h m k h mP P k h s d h k h P P k h ds h k h P dc h k h P 16 1 d 81 1 38 2 84 0 d 48 1 24 2 75 1 75 2 186 0 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s W M A G P c max min 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 水跃长度 用水跃长度校正系数可采 度 消力池斜坡水平投影长 消力池长度 式中 消力池长度计算 出池河床水深 出池落差 的总势能 为消力池底板顶面算起 消力池末端宽度 消力池首端宽度 过闸单宽流量 采用水流动能校正系数 可 跃后水深 水跃淹没系数 可采用 消力池池深 式中 出池落差 式 关于跃后水深的方程 跃后水深 池深计算 消力池深度计算 消力池计算 mL m S L m S L hchcL L S L S L mhs mZ mT mb mb smq mhc md ghc q hsg q Z Z g q hcThc b b ghc qhc hc hc Zhshcd d j 8 07 0 j 9 6j2 jj 1 2 1 10 9 0 8 27 16 3 5 05 10 14 3 10 105 1 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 3 4 1 2 1 1 3 2 8 1 2 0 1 1 D D D D b b a s a f a f a a s 四 闸室稳定计算 1 闸室基底应力计算 依据 规范 当结构布置及受力情况对称时按下列公式计算 Pmax G A M W Pmin G A M W 最大荷载与最小荷载之比满足下表 地基土质 荷载组合 基本组合 特殊组合 松软1 502 00 中等松软 2 002 50 坚实2 503 00 在各种情况下 平均基底应力不大于地基允许承载力 最大基 底应力不大于基底允许承载力的1 2倍 2 沿基底面抗滑稳定计算 依据 规范 当结构布置及受力情况对称时按下列公式计算 Kc f G H 沿闸室基底面的抗滑稳