水闸设计实例

慈溪市三坝江闸初步设计一、毕业设计的目的和作用毕业设计是学生在校期间最后一个全面的、总结性的和实践性的教育环节。这是一种尝试，让学生用他们所学的知识和技能来解决某个项目中的具体问题。上班前这是一次真正的锻炼。其主要目的如下：1.系统化、巩固和深化学生在专业课和基础课中所学的知识，拓展学生所学的基础理论知识和专业知识。2.培养学生独立解决本专业技术问题的能力和创新精神，综合运用所学知识解决实际问题，鼓励大胆创新设计方案和技术措施。3、培养学生掌握设计过程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面进行练习和改进。4.培养学生形成正确的设计思想，树立认真、实事求是、刻苦学习的精神。二、设计主题慈溪市三坝江闸初步设计三。设计内容(一)填海工程枢纽布局(2)水闸设计(详见说明书)1.大门选址(定性分析)2.枢纽布局3.门房布局4.两岸连接建筑设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.船闸闸室稳定性计算8.地基处理设计9.水闸主体结构设计10.施工组织设计和概算(本次无要求)四.设计结果和要求(一)设计成果(1)毕业设计计算书的说明书复印件(2)图纸：一、填海工程枢纽布局二。闸门室平面布置图Iii .水闸的上游和下游立面图Iv .水闸纵剖面V.水闸底板加固图和详细结构图(2)设计要求(1)认真阅读设计任务书和说明书，根据设计任务书查找参考书和相关资料、设计说明书，复习教材的相关内容。(2)根据设计任务书的要求，整理出所有的工作程序和基本共识，以便更好、更快地做好设计工作。(3)设计计算说明写得逻辑性强，思路清晰，计算公式清晰，说明安装条件和参数选择，并及时注明参考资料。说明文字简洁，句子流畅，计算必须附有示意图。(4)毕业设计时，应严格遵守设计纪律，各阶段的设计任务应独立完成。五、各阶段的进度和要求毕业设计时间很短。不包括国防，绘图，整理计算说明和五一假期，实际设计约6周。日程安排大致如下。我希望学生们能在规定的时间内完成相应的设计任务。1、毕业设计计划表：周数时间间隔每个设计阶段的主要内容工作量(%)第9周0405 - 0409熟悉项目的数据、总体布局10第10周0412 - 0416闸门孔布置及水力计算10第11周0419 - 0423防渗排水布置计算、消能防冲设计20第12周0426 - 0507闸体渗流稳定性和抗滑稳定性的计算与验证20第13周第14周0510 - 0516闸底板、闸墩和翼墙的结构计算20第15周0517 - 0530绘图和分类说明20第16周第17周0530 - 0604答辩准备和毕业答辩2.请参考毕业设计任务书了解每个阶段的要求。水闸毕业设计指南慈溪市三坝江闸初步设计名字学生身份证班级专业的浙江水利水电学院水利工程系2004年3月26第一章项目概述1-1区域概述一.自然地理慈溪海岸带位于杭州湾南岸，是一个淤积的海滩，是钱塘江和杭州湾演变的产物。海滩表面相对稳定，填海条件良好。为了配合杭州湾通道和慈溪、宁波的经济发展，建设了四灶浦西围垦工程。慈溪的西河和西北水系位于慈溪的西北海岸。Th该项目位于慈溪市西北区北部沿海地区的第38条河上。它是为了适应沿海地区的石塘街区而建造的。该区块的绘制面高程在2.54.5m(宋武高程，下同)之间，项目所在的相邻河道三坝河和鲁中湾流域面积共262.4 km2.二。水文气象学本工程封闭区内的主要气象站为安东，位于三坝江闸工程控制流域中心以南约12公里处。慈溪属亚热带季风气候区，多年平均气温16度，多年平均降雨量1272.8毫米，主要集中在梅雨和台风，多年平均风速3.0米/秒，最大风速19.0米/秒。水资源总量短缺，人均水资源510.41立方米，占浙江省人均水资源的24%，是宁波市缺水最严重的地区。该区水层浅，含沙量大，潮流为主要水动力，潮差大，涌水量大。根据实测，安东滩前深水区高潮最大垂直平均速度为3m/s，低潮最大垂直平均速度为2.5m/s。三。区域地质学根据基地勘察院的报告，场地地基土主要为砂质粉土，承载力较高。具体层如下： 4.5 5.1m淤泥质粉质粘土(mQ4)，结构松散，强度低。(2)-1.68 6.19 m砂质粉土(mQ4)，湿极湿，稍密。(3)-10.30-17.10米粘土质粉土，饱和，稍密。工程场地地基土主要为砂质粉土，具有分布广、厚度大、土壤含水量低、孔隙比小、强度大等特点。但是渗透性很大。水闸持力层为砂质粉土，属于中低压缩性土，地基承载力标准值大于170千帕；e=0.790，Es=12.00Mpa，c=5.9Kpa，=29.9 o，Kv=2.0710-4。1-2新建原因慈溪市人均耕地0.65亩，仅为全国平均水平的0.5倍。随着经济的不断发展，人口多与人口少的矛盾日益突出。目前，它仍以每年4000亩的速度下降。为了扭转这种被动局面，实现耕地的动态平衡，充分开发慈溪丰富的海洋资源，开展了西填海工程的开发建设。西填海工程的建成不仅将增加土地资源，满足慈溪市动态土地平衡的要求，为慈溪市工农业的可持续发展创造条件，还将为沿海主要通道杭州湾大桥的建设提供建设用地。三坝江闸工程是西围涂工程的重要组成部分，也是慈溪市东河区的大部分排水工程。这个项目的建设是非常必要的。1-3工程分类、主要建筑等级和设计标准根据西围涂工程初步设计报告，三坝河闸最大排水流量为Q5%=364.94m3/s，排水期内陆河最高水位设计为5.820 m(每20年一次)。三坝江闸是西部填海工程不可分割的一部分。西部填海工程是一项三级工程。三坝江闸的建筑等级与海堤相同。它的主楼是三级。三坝江闸为主体建筑，因此为三级，二级建筑为四级。闸顶的高度由50年一遇的高潮位和相应的风暴波共同决定。排水标准是每20年排放一次暴雨，历时3天和4天，达到农作物的抗洪水平。地震等级：根据1/4000万中国地震烈度区划图 (1990)，该地区最大地震震级为六级，不考虑抗震设防。1-4主要参考材料1.水闸设计上下册，华东水利学院主编2.水闸灌区水工建筑物系列3.水工建筑物大学课本4、水闸设计规范 SL265-20015.钢筋混凝土结构大学课本6.水力学大学课本7、小型水利水电工程设计图集，水闸分册8，水工设计手册分册1，2和3第二章水文计算第三章排水计算由于毕业设计的时间限制，水文计算和排水不需要具体计算。水文和排水计算的具体结果如下：设计h4、两岸连接建筑设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7、闸室稳定性计算8.地基处理设计9.水闸主体结构设计4-2门地址选择闸门选址是水利规划阶段的一项重要任务。一般情况下，根据项目承担的任务，确定闸门施工的范围，然后在该范围内选择几个可能的位置。通过经济技术比较，选择较好的浇口位置。本设计课题承担沿海挡潮闸的排潮和挡潮任务。根据本项目承担的任务，水闸应位于现有38条河流的延长线上，并应尽可能直。根据工程地质条件，该土为中低压缩性土，地基承载力标准值高，但下游抗冲击能力差。为了使海堤轴线尽可能直，水闸位置应尽可能照顾水平池。将原有的38个河道闸门移出国境，并在垂直于横堤轴线的原闸门位置开挖导流河道。闸址位于新淤积的海床上，地下水位很高。本次毕业设计的门址根据西围涂工程可行性研究报告选择，如图1所示。没有必要选择另一个位置。只需定性分析拟建大门场地的合理性。4-3集线器布局38河闸枢纽内有排涝挡潮闸、水平堤坝、新开挖运河和管理房。整个枢纽的布局很简单。38河排水挡潮闸主要由上游连接段、闸室段和下游连接段组成。上游连接段包括钢筋混凝土垫层、底部防护、上游防撞槽和两侧护坡翼墙。下游连接段包括消力池、护坦、防撞槽和下游翼墙。闸室部分包括闸底板、闸墩、胸墙、闸门和启闭机室等。38河河床宽度为140米具体枢轴位置见附图。基本设计信息如下：1.横向堤轴线按3.0m等高线布置，新围涂海面标高为2.3m；2.横堤(海堤)断面技术参数：断面形式：带平台的复合堤顶部标高：10.53米顶宽：7米面向海坡：双坡型，上下坡比为1: 2.5，在7.5m标高处设置一个宽度为5.5m的平台内部坡度：单一坡度，坡度比为1: 2.5护坡：离岸斜坡应铺设40厘米干砌石和30厘米混凝土围板；内坡用砂浆和石头砌成门拱，结合草皮护坡。3.新导流渠技术参数两岸坡度：1: 2河底宽：80m(本次分级设计不进行干渠与水闸孔的匹配设计，因为干渠尺寸已知)河流纵坡：1: 10000粗糙度系数：n=0.025河底高程：1.5m4.干渠两侧塘裙技术参数塘裙顶标高：6.5m塘裙顶宽：20m5.闸下排水技术参数：省略，闸下直接通海6.管理房：应布置在干渠的左岸，朝向正南或东南，以避免冬季的西北风。4-4闸门室布置一.设计任务1、制动孔的形式和尺寸2.闸门顶部标高的确定3.桥墩类型和尺寸的制定4.闸门类型和尺寸的制定及启闭机的选择5、胸墙结构类型和尺寸6、工作桥类型和尺寸的确定7、交通桥梁的类型和尺寸8.底板类型和尺寸的确定9、制动气室部分二、闸室结构布置的一般原则1.各部件结构合理，工作可靠，操作管理方便。2.所有零件排列紧凑，相互协调。3.整个制动室的结构中心尽可能靠近底板中心；4.这个项目建在一个软地基上。结构布置和选型中应注意的一些具体问题。布局请参考水闸设计规范和水工建筑物的相关章节。三。浇口类型和尺寸的制定(一)关口类型选择1.手枪挡潮闸一般采用宽顶堰。虽然宽顶堰在自由泄流时的泄流系数较小，但具有泄流能力稳定、地基应力分布均匀的优点，更适用于平原地区软土地基上的水闸。(一)闸门孔径的选择闸门孔的孔径应根据工程投资、闸门类型、运行要求等因素确定。必要时应根据闸门系列的要求进行选择。主要从两个方面来考虑，一是单宽流过闸门；二是闸室总宽度与河道总宽度的关系。闸门孔口顶部的标高是胸墙底部的标高。胸墙底部的标高应高于排水水位0.10.2。应根据孔板的流量要求进行计算和确定，并可根据以下公式进行计算：胸墙底高程=堰顶高程3/4(堰顶上游水深)安全超高(0.1m0.3m)(2)排水时检查水闸的泄流能力、单宽流量和干渠流量根据初步拟定的闸门总净宽、确定的闸门数量和闸门开度、最大泄流以及相应的上下游水位，进一步计算闸门的实际泄流能力(最大总泄流，即不同水位、最大泄流、最大单宽流量、干渠流量的计算，以及是否满足相应的上游限制水位和河道安全泄流量的要求)。1.闸门孔泄流能力的验算流量系数和侧向收缩系数根据水力学中的堰流公式进行选择和计算，以确定堰型和孔口尺寸的泄流能力。2、单宽流量计算1)计算通过闸门的最大流量设计：上游启动排水标高加安全水头为10厘米，下游为渠底标高。考虑到行驶速度水头，通过试算得到最大总流量，进而得到最大单宽流量。2)最大单宽流量校核计算河床允许单宽流量根据地基土的性质或参考任务书中已提供的值，由相关数据确定。3)检查主管道的流量根据已提供的三坝河干渠相关设计参数，得出干渠最大流速。根据三坝河干渠出口的地质条件，可检查河道的非冲刷速度(允许速度)，或参考任务书中已提供的值V0=1.0 1.4m/s。四、闸门顶标高的确定(a)设计原则为了保证汛期排涝能力、水闸自身的安全和水闸的交通需要，挡潮闸顶高程应能保证在任何水位下闸顶无过流。(2)挡潮时闸顶高度的计算三坝江闸是西围涂挡潮工程的组成部分。除了考虑自身的上游和