节 制 闸 设 计.doc

第一部分 水闸平面布置 2第二部分 孔口尺寸设计 3第三部分 消能防冲设计 4第四部分 防渗排水设计 5第五部分 闸室布置与构造 6第六部分 闸室稳定计算 7第七部分 水闸平面布置图与纵剖面的绘制 8参考文献 9第一部分 水闸平面布置一、 设计资料1、某节制闸位于人工河道上，河底宽32.0m，河底高程为2.5m，边坡1:2.5，孔口设计水位、流量分别为：6.0m，闸下水位5.9m，单孔泄流量75.7m/s。另消能设计水位：闸上水位6.0m，闸下水位4m单孔泄流量75.7m/s。2、闸基土自高程2.5m12.5m间为沙壤土，渗透系数K=2.410-4cm/s，自高程-12.5m以下为坚硬粉质粘土，渗透系数K=110-6cm/s。上下游最大水位差4m。3、稳定计算水位组合：闸上水位6.5m，闸下水位4.5m。二、水闸平面布置1.两岸连接建筑物1）上、下游翼墙从边墩开始，用圆弧形直墙插入两岸，上游圆弧半径35m，下游圆弧半径为40m。2）边墩采用与岸墙结合形式，厚度为1m。连接建筑物因最大水深4.5m6m，采用重力式。高与河堤平齐。2上游铺盖采用混凝土铺盖，厚0.5m，底部无反滤层，长为（3-5）H,去铺盖长为3H=3*4=12m。（H为上下游最大水位差）3 闸室段：底板长选3H=12m，厚1.0m。4 板状7m，厚0.4m。5 消力池：池深d=1.535m，水平长LK=8.12m6下游护坦：连接底板与海漫，消力池池底及闸底板与消力池连接段。水平段采用砼底板，坡度1:37 海漫：海漫的长度和型式海漫的长度可按下列经验公式计算： 式中 海漫起点处的单宽流量， H与相应的上下游水位差。 海漫长度计算系数 取，则第二部分 孔口尺寸设计一 初步拟定闸孔尺寸1.单宽流量取为12.6m/（sm），闸孔净宽6m，高2.28m。闸孔N=4，假设闸孔出流为淹没出流：有 公式1闸门全部开启e=2.28m则流量系数由公式1的计算得的单孔过水能力二 证明假设正确临界水深即跃前水深由水跃方程列表水深河底宽面积形心深面积乘形心深Q平方/gAJ(h)1.600 28.000 44.800 0.800 35.840 208.624 244.51.630 28.000 45.640 0.815 37.197 204.785 242.01.670 28.000 46.760 0.835 39.045 199.879 238.91.900 28.000 53.200 0.950 50.540 175.684 226.22.000 28.000 56.000 1.000 56.000 166.899 222.92.100 28.000 58.800 1.050 61.740 158.952 220.72.500 28.000 70.000 1.250 87.500 133.519 221.02.800 28.000 78.400 1.400 109.760 119.214 229.03.035 28.000 84.980 1.518 128.957 109.983 238.93.150 28.000 88.200 1.575 138.915 105.968 244.93.240 28.000 90.720 1.620 146.966 103.024 250.0可知，因所以可以判断假设正确，闸孔为淹没出流。初步拟定闸孔尺寸符合条件，孔宽6m，高2.88m，单宽流量第三部分 消能防冲设计一 水闸的消能型式底流式消能，深挖式消力池，宽28m ， 对于中小型工程有经验公式 第四部分 防渗排水设计闸基土自高程2.5m12.5m间为沙壤土，渗透系数K=2.410-4cm/s，自高程-12.5m以下为坚硬粉质粘土，渗透系数K=110-6cm/s。上下游最大水位差4m。一 计算地下轮廓线的长度即：确定上游铺盖长度，闸底板下轮廓型式，板状的深度等。地下轮廓线长度允许渗径系数值，见表。上下游最大水位差，m。排水条件地基类别粉砂细砂中砂粗砂中砾细砾粗砾夹卵石轻粉质砂壤土轻砂壤土壤土粘土有滤层13.5117955332无滤层7443C取9，则 铺盖长12m+闸底板长12m+2板桩7m=38m所以闸基防渗长度满足防渗要求第五部分 闸室布置与构造一.闸孔和底板形式选择：开敞式有胸墙，平底板 1）具有结构简单、施工方便、有利于排沙冲淤、泄洪能力比较稳定等优点。 2）底板与河床平齐，高程为2.5m。长为12m 底板顺水流方向的长度应根据闸室地基条件和上部结构布置要求，以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则来分析确定。初拟时可参考以建工程的经验数据选定，当地基为碎石土和砾（卵）石时，底板长度可取（1.52.5）H（H为水闸上、下游最大水位差）;砂土和砂壤土则取（2.03.5）H；粉质壤土和壤土可取（2.04.0）H；粘土取（2.54.5）H。3）闸底板厚1.0m 底板厚必须满足强度和刚度的要求，通常采用等厚度的，也可采用变厚度的（后者在坚实地基情况下有利于改善底板的受力条件），应根据闸室地基条件、作用荷载及闸孔净宽等因素，经计算并结合构造要求确定。大中型水闸平底板厚度可取闸孔净宽的，一般为1.02.0m，最薄不小于0.7m。取闸底板厚度d=1.0m二.闸门：平板闸门，宽6+20.5=7m米，高2.5m，厚0.7m三.胸墙：为减少闸门大小以及水面波浪对闸门的影响，采用平板胸墙，板厚0.25m。为使过闸水流平顺，胸墙上有面底部宜做成流线型。胸墙底部高程为2.5+2.28=4.78m，胸墙顶与闸顶平齐。四.闸墩：选择1m厚混凝土闸墩，墩顶高程为7m，长取10m。1）闸顶部高程：闸墩顶部高程一般是指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和岸墙的顶部高程，应满足挡水和泄水两种运用情况的要求。挡水时，闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应的安全超高值之和；泄水时，不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。 水闸安全超高下限值 （单位：米）运用情况水闸级别1234、5挡水时正常蓄水位最高挡水位0.70.50.50.40.40.30.30.2泄水时设计洪水位校核洪水位1.51.01.00.70.70.50.50.4因仅已知设计水位及校核水位，所以只可得出泄水时闸墩顶部高程为：设计洪水位+安全超高=6.0+0.7=6.7m 校核洪水位+安全超高=6.5+0.5=7.0m所以闸墩的顶部高程为7.0m。2）平板闸门的门槽槽深取0.5m，宽0.7m，不设检修闸门。距离闸墩上游4m平板闸门槽的尺寸取决于闸门尺寸和支撑型式。工作闸门槽一般不小于0.3m，宽0.51.0m，最优宽深比宜取1.61.8；五.交通桥和工作桥为了安装启闭设备和便于工作人员的需要，通常在闸墩上设置工作桥。工作桥的高程与闸门和启闭设备的型式、闸门高度有关，一般应使闸门开启后，门底高于上游最高水位，以免阻碍过闸水流。对于平面直升门，采用固定式卷扬机启闭设备，桥的高度约为闸门高的两倍加上1.01.5m的富余高度，闸门的高度为2.5m，则工作桥底部高程为9m。因此水闸为小型水闸，工作桥的路面净宽取为2.5m。第六部分 闸室稳定计算一.闸室抗滑稳定计算由前面闸室设计可知：竖直力闸室底板受上游水底板受下游扬压力=渗透压力+浮托力=420KN，距底板形心2m，水平力：水压力抗滑稳定安全系数设计抗滑稳定符合要求二.闸室基底应力计算闸室基底应力满足条件，设计满足要求。