扎空宽度设计.doc

闸孔总净宽水闸闸孔总净宽的计算条件是在低水位大流量的情况下。为充分发挥闸孔的过水能力，节省工程投资，应考虑满足过闸流量为堰流时的闸孔总净宽。1、计算简图2、基本公式B0=式（41） 式中：B0闸孔总净宽 （m）； Q过闸流量 （m3/s）； H0计入行近流速的堰顶水头（m）； m堰流流量系数； 堰流侧收缩系数； 堰流淹没系数。3、计算方法由于闸孔孔径是未知数，值不能直接查表或按有关公式计算，因此先假定=1；同时，闸孔总宽也是未知数，假定闸孔总宽为270米，可计算得H0=6.06米，其它参数、m值查表确定。应用式（41）求得总净宽B0后，即可根据闸门的使用要求进行分孔。然而，为假定值，因此，必须对过闸流量进行验算。如果验算后的流量大于过闸流量Q，说明符合设计要求；如果验算后的流量小于过闸流量Q，需调整孔径或堰顶高程，重新拟定B0值，直到满足设计要求为止。4、堰流流量系数m的确定已知P=0（P为堰高），P/ H0=0，查水闸设计规范附录二中附表2.1得：m=0.3855、已知堰顶下游水深HS=5.38m，HS/ H0=0.888，查水闸设计规范附录二中附表2.1得：=0.876。6、总净宽B0的计算B0= = 180.5m 取B0=200m7、分孔根据规范，大型水闸闸孔孔径一般为812m。同时，参考露顶式水闸闸门孔口的推荐尺寸，取b0=10m，因此，拦河闸的闸孔数n=200/10=20孔。8、闸墩的拟定初拟拦河闸的闸墩有边墩、中墩、缝墩三种型式，边墩兼做岸墙 。由资料知，中等跨度（612m）闸孔的闸墩厚度一般为：中墩0.81.4m；缝墩20.620.8m。本设计中取边墩1.4m，中墩1.2m，缝墩21.0m，且边孔冲砂闸取三孔一联，拦河闸边孔取二孔一联，中孔取三孔一联。9、验算流量（1）堰流侧收缩系数的确定： 基本公式： = 式中： n 闸孔数 z 中闸孔的侧收缩系数 b 边闸孔的侧收缩系数 就中闸孔而言： bs = b0+=10+1.2=11.2 m 式中： b0 闸孔净宽（m） 中墩厚度（m）由b0/bs =0.893及P/H=0，查水闸设计规范附录二中附表2.2得：z =0.983 就边闸孔而言：bs = b0 + bb 式中： bb边闸墩边缘线至河道水边线之间的距离（m） 因为河岸坡较陡，且土壤主要是砾质粗砂，故取m = 2，所以： bb =（270200921.210-1.42）+25.74+1.433.28(m) bS=10+33.28=43.28(m) 由b0/bs=10/43.28=0.23及P/H=0，查水闸设计规范附录二中附表2.2得： b=0.910 计算：=（20-1）0.983+0.910）/20=0.979（2）H0的确定：过闸单宽流量：q=Q/ B0=4020/200=20.1(m2/s) 行进流速：v0=q/H=20.1/5.74=3.502(m/s)H0=H+=5.74+3.5022/（29.8）=6.366(m)（3）的确定：由于HS/ H0=5.38/6.366=0.845，查水闸设计规范附录二中附表2.3得：=0.965（4）流量的验算Q= B0mH0 =2000.3850.9650.9796.366 =5188.69(m3/s)4020(m3/s) 即 ：满足设计要求。 10、校核流量 根据工程设计标准，采用1000年一遇的洪水进行校核。 行进流速：v0=q/H=20.1/6.35=3.165(m/s)H0=H+=6.861(m)由于HS/ H0=5.87/6.861=0.85，查水闸设计规范附录二中附表2.3得：=0.96。Q= B0mH0=2000.3850.960.9796.861=5703.61(m3/s)5000(m3/s)即满足要求。 11、此外，闸孔总净宽的确定还涉及到两个问题：一，过闸单宽流量q大小，根据实践经验，对于大中型水闸，在砂性土地基上q=1525m2/s,拦河闸的q=4020/200=20.1 m2/s，符合设计要求；二，闸孔总净宽与河道宽度的关系，就底宽大于200m的河道而言，当束窄比率n0.85时，布置合理。拦河闸的闸室总宽度=200+1.42+21.09+1.210=232.8m，河道总宽度270米，束窄比=232.8/270=0.860.85，满足束窄比要求。综上所述，拦河闸的孔数n=20孔，闸孔单宽b0=10m，闸孔总净宽B0=200m。4.3.5 闸孔宽度：进水闸闸孔宽度的计算方法、计算公式与拦河闸相同。假定=1, H0=H=3m。（一）堰流流量系数m的确定： 图4.2进水闸计算简图由于P=0，故P/H0=0，查水闸设计规范附录二中附表2.1得m=0.385。（一） 堰流淹没系数的确定：已知：hs=35.8-33.1=2.7m故hs/h0=2.7/3.0=0.9查水闸设计规范附录二中附表2.3得=0.840。（二） B0值的计算： B0= 取B0=12m。（三） 分孔：由规范知，当闸孔孔数较少时，宜采用单数孔，目的是便于闸门对称开启，使过闸水流均匀，避免发生偏流而造成的闸下局部冲刷；同时，也可使闸室结构受力对称，利于工程的安全运行。另外，当孔口高度（闸门高度）为3.0 m时，由露顶式水闸闸门孔口推荐尺寸取闸门宽b0=4m。 故孔（四） 闸墩的确定： 初拟进水闸的闸墩有边墩和中墩二种型式，且边墩厚度取1.2m，中墩厚度取1.0m（不设缝墩）。（五） 流量验算： 1、的确定：（1） 就中孔而言：bsb041.05.0（米）由b0/bs4/50.80及P/H0查水闸设计规范附录二中附表2.2得 z0.968（2） 就边孔而言： bb(26121.02-1.22)31.75+1.211.25m bsb0bb411.2515.25m由b0/bs=4/15.25=0.26及P/H0查水闸设计规范附录二中附表2.2得b0.909 所以，=0.9482、H0的确定： 过闸单宽流量：q=Q/ B0=78/12=6.5(m2/s) 行进流速：v0=q/H=6.5/3=2.167(m/s) H0=H+=3+=3.24(m)3、的确定：由于HS/ H0=2.7/3.24=0