科技方法训练

1、辽宁工程技术大学力学与工程学院科技方法训练报告书题 目 水闸工作桥的结构计算 班 级 工力12-1班 姓 名关达瑞 郝博南 马 凯 尚文龙 曲俊昊 韩鹏程 指导教师 吴迪 成 绩 辽宁工程技术大学力学与工程学院 制科技方法训练任务书科技方法训练题目：水闸工作桥的结构计算科技方法训练主要内容：1.工作桥纵向布置尺寸计算；2.工作桥横向布置尺寸计算；3.钢架布置;4.有限元分析学生姓名：关达瑞 马 凯 尚文龙 郝博楠 曲俊昊 韩鹏程 指导教师签字： 年 月 日摘要建国以来,我国先后建设了大量水闸,作为我国水利基础设施的重要组成部分,在经历了多年的使用和运行后,这些水工建筑物都表现出不同程度的病害。

2、消除病害、确保工程安全和正常运用,成为近年来国民经济可持续发展的迫切需要。为了使水闸工作桥在各种载荷作用效应组合下能够满足结构强度，刚度，稳定性的要求，体现结构的安全性，实用性，耐久性。在论文中,对水闸及水闸工作桥结构分析采用传统方法进行计算。得出工作桥的横梁，纵梁，活动铺板，悬臂板的设计参数，及水闸的闸室的稳定性，沉陷量，闸室底板的内力参量，闸墩的内力参量，胸墙的强度参量。使工作桥能够符合经济利益前提下，能够达到有效的承载力，便于闸门启闭，工作人员操作安全便捷，充分发挥其作用。关键词：水闸；工作桥；结构计算; 目 录1绪论 11.1研究的目的和意义 11.2本文研究的主要内容 12水闸工作桥

3、的工作机理类型 12.1水闸的相关知识 12.2 水闸工作桥的工作机理 22.3水闸工作桥的类型 33结构尺寸拟定 33.1纵梁 33.2横梁 33.3活动铺板 33.4栏杆及支架 34工作桥的结构计算 44.1悬臂板 44.2活动铺板 54.3横梁 64.4纵梁 65水闸的结构计算 85.1闸室的稳定性计算 95.2沉陷计算 105.3闸室底板的内力计算 115.4闸墩的内力计算 175.5胸墙的强度计算 18参考文献 201绪论工作桥的结构型式视水闸规模而定，大中型水闸多采用板梁结构，小型水闸一般采用板式结构，为改善工作桥的工作条件，往往在工作桥上修建启闭机房，渠系上小闸的工作桥一般由一根

4、或两根支承启闭机的纵梁构成，纵梁为预制钢筋混凝土简支梁。1.1研究的目的和意义使水闸工作桥在各种载荷作用效应组合下能够保持结构符合强度，刚度，稳定性的要求，实现结构的安全性，实用性，耐久性。使工作桥能够符合经济利益前提下，能够有有效的结构，便于闸门启闭，工作人员操作操作，充分发挥其作用。1.2本文研究的主要内容工作桥纵向布置尺寸计算；工作桥横向布置尺寸计算；钢架布置;水闸结构计算。2水闸工作桥的工作机理类型2.1水闸的相关知识水闸是一种低水头挡水兼泄水的水工建筑物,依靠可以升降启闭的闸门控制水位、调节流量,在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中应用的十分广泛。建国以来,随着我国水利事业的蓬

5、勃发展,全国各地兴建了数以千计的大中型水闸和难以胜数的小型涵洞,大大增强了这些地区的防洪、抗旱和排涝能力,促进了工农业生产的不断发展,给国民经济带来了很大的效益。水闸既可依其所担负的任务划分类型,也可按闸室的结构型式分类。水闸按其担负的任务,可以分为节制闸、进水闸、排水闸、分洪闸和挡潮闸等。水闸按其闸室结构型式可分为开敞式、胸墙式、涵闸式及浮体式等四种。水闸一般由三部分组成,即闸室、上游连接段和下游连接段。闸室是水闸的主体,起着控制水流和连接两岸的作用,包括闸门、闸墩、底板、工作桥、交通桥等几个部分。底板是闸室的基础。闸室的稳定主要由底板与地基间的摩擦力来维持,同时还起着防冲和防渗的作用。闸门

6、则用于控制水流。闸墩的作用主要是分隔闸孔,支承闸门。在闸墩上建有装置闸门启闭设备的工作桥和满足交通需要的交通桥。闸墩的长度和高度,应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求,平面闸门多用活动式启闭机,轨距一般在10m左右。当交通要求不高时,工作桥可兼做交通桥使用,否则应另设交通桥。门机高度应能将闸门吊出门槽。当闸墩采用浆砌块石时,为保证墩头部分的外形轮廓正确,并加快施工进度,多采用预制构件。大中型水闸因沉陷缝常设在闸墩中间,故墩头多采用半圆形。这样不仅施工方便,而且也不易损坏,有时也采用流线形闸墩。闸门型式的选择,主要应根据运用要求,闸孔跨度、启闭机容量、工程造价等条件比较确定。闸门在闸室

7、中的布置,一般应考虑对闸室稳定、闸墩和地基应力,以及对上部结构布置的影响。平面闸门一般设在上游部位,有时为了充分利用水重,也可以设在靠下游部位。弧形闸门一般靠上游布置,否则将使闸墩过长。闸门不承受冰压力。为此,可采用压缩空气泡、开凿冰沟或漂浮芦柴捆等2.2 水闸工作桥的工作机理 工作桥是为安装启闭机和便于工作人员操作而设在闸墩上的桥，当桥面很高时，可在闸墩上部设排架支承工作桥工作桥的高程与闸门型式有关如平面闸门，当采用固定式启闭机时，由于闸门开启后悬挂的需要，应使闸门提升后不影响泄放最大流量，并留有一定的高度。初步拟定桥高时，可取平面门高的两倍再加1.01.5m的超高值，如采用活动式启闭机，桥

8、高则可适当降低，但应大于1.7 倍的门高，对于升卧式平面闸门，由于闸门全开后处于平卧位置，因而工作桥可以做得较低。工作桥面宽度除应满足安置启闭设备所需的宽度外，还应在两侧各留 0.61.2m以上的通道，以供操作及设置栏杆之用，采用卷扬式启闭机时，桥面宽可取2.03.0m采用螺杆式启闭机时，桥面宽可取 1.52.5m。工作桥的结构型式视水闸规模而定，大中型水闸多采用板梁结构，小型水闸一般采用板式结构，为改善工作桥的工作条件，往往在工作桥上修建启闭机房，渠系上小闸的工作桥一般由一根或两根支承启闭机的纵梁构成，纵梁为预制钢筋混凝土简支梁，启闭闸门的操作人员则站在交通桥或便桥上。2.3水闸工作桥的类型

9、 对固定式启闭机的平面闸门闸墩，桥高为门高2倍再加1.21.6m，对活动式启闭机，桥高可适当降低，对升卧式平面闸门，工作桥可做的较低。分类如下： 1.小型水闸（跨度36m）的工作桥一般采用板式结； 2.大(跨度620m)、中(跨度20m以上)型水闸多采用装配式梁板结构。3结构尺寸拟定桥面宽考虑机墩宽1200mm1400mm，两边操作宽度10001200mm，栏杆200400mm，拟定桥面宽为2800mm。3.1 纵梁 现设计每跨与欧两根倒L型纵梁及2根横梁组成，然后再在两梁间加活动铺板。工作桥净跨3600m，h=(1/81/10)，b=(1/21/3)h,已知梁高h=500mm,b=300mm

10、;挑出长度500mm，拟定纵梁翼缘厚度端部取90mm，根部取160mm，为使铺板顶面和纵梁顶面齐平，纵梁截面形式如图（3-1）所示。 图3-1 纵梁截面形式图Fig.3-1 carling section form纵梁长度中跨为4500mm，边宽为4600mm。3.2横梁横梁截面为矩形，高为纵梁的 2/33/4，宽为高的1/31/2，取横梁h=400mm,b=200mm;横梁位置由启闭机机座的尺寸及吊点中心距决定。3.3活动铺板机墩与启闭机整浇在一起，活动铺板厚80mm，工作桥中部活动铺板宽3800mm，两边为2000mm。为便于安装，预制长度和预制宽度均比设计值少20mm。拟定活动铺板长为1

11、340mm,宽度为570mm和410mm两种。这样跨中布置（3×570+2×410）mm。3.4栏杆及支架 栏杆柱截面为150mm×150mm，支架立柱截面为300mm×400mm，支架横梁截面为200mm×300mm，并带由支托，支托宽100mm。4水闸工作桥的结构计算4.1悬臂板 挑出纵梁以外的板按悬臂板计算，计算简图如下图所示， 图4-1 挑出纵梁以外的板的计算简图Fig.4-1 pick outside longitudinal beam plate calculation diagram使用阶段（持久情况）自重设计值q1=1.05&#

12、215;2.5×1=0.15KN.人群荷载设计值G=1.2×2.5×1=3KN悬臂板根部截面承载力计算 0=1，=1.1) M =×(g1+q1)+， =×(3.28+3) ×0.52+1.575×0.3375 =1.376KN·m f C=10N/mm2 fy=210N/mm2. H0=100-20=80mm2) =1.2×1.376×106/10×1000×802=0.008423) =1-=1-=0.00846。4) =0.00846×1000×14

13、0×10/210=56.4mm2b=0.15%×1000×140=210. <b安装阶段（短暂状况）一个启闭机及其机墩重1.25KN。着地面积300mm×500mm，将集中荷载放在尽可能离纵梁肋筋最远处，如图下图图4-2 计算简图Fig. 4-2 diagram calculation悬臂板自重设计值g2=g1×1=2.28KN/m栏杆自重设计值 G2=1.575×1=1.575KN施工安装荷载设计值 q2=4×1.2×1.0=4.8KN/m取工况系数为0.95，则根部截面的最大弯矩设计值为 M=0.95&#

14、215;1.575×0.375+（3.28+4.8）×0.52/2=1.601KN·m4.2活动铺板活动铺板板长1340mm，净跨1200mm厚板80mm板宽570mm和 410mm。取计算净跨1260mm（=1.05）使用阶段（持久状况）板自重设计值 g=1.05×0.08×1×25=2.1KN/m人群荷载设计值 q=1.2×2.5×1=3KN/m. M=1/8×(g1+q1) =1/2×(2.1+3) ×1.262 检验阶段（短暂工况）。重1.25KN的启闭机及机墩作用于跨中，计算

15、简图如下图所示。图4-3 计算简图Fig.4-3 calculation diagram跨中弯矩设计值为： M=0.95（2.1+3）×1.262/8+1.5×1.26/4 1.4104KN·m.4.3横梁横梁和纵梁整浇在一起，与纵梁的连接为半固定状态。计算内力时可作为简化处理，计算正弯矩时按简支考虑，计算负弯矩时按固定支座考虑。纵梁计算跨径： =1200+300=1500mm 1.05=1.05×1200=1260mm取=1260（取h=400mm,b=200mm）横梁自重 g1=1.05×0.2×0.4×25=2.1KN

16、/m地脚螺栓传来的设计力： Q=1.1×100÷4+1.5×1.25÷4=27.83KN正截面承载力的计算，如图4-4 图4-4 正截面承载力的计算简图Fig.4-4 the calculation of bearing capacity of normal section diagram最大正弯矩则有（对中心取距，b=630mm） M=27.83×(630-400)×103-29.153×0.630+2.1×0.632×1/2=11.549KN·M最大负弯矩发生在支座截面，取 MA=1/2Mm

17、ax=0.5×11.549=5.7745KN·M4.4纵梁两根纵梁受力相等，因此可选任意一根进行计算荷载设计 纵梁自重标准值：gk=0.3×0.5+1/2×(0.99+0.16) ×25=5.31KN/m 设计值：g1=1.05×5.31=5.58KN/m 栏杆重标准值：g2k=1.5KN/m 设计值：g2=1.05×1.5=1.58KN/m 板重标准值：g3k=0.08×0.6×25=1.2KN/m（活动铺板一半） 设计值：g3=1.05×1.2=1.26KN/m 人群荷载标准值：qk=2.5

18、×1.4=3.5KN/m(半个桥宽) 设计值：q=1.2×3.5=4.2KN/m 总计 p=g1+g2+g3+q=5.58+1.58+1.26+4.2=12.62KN/m横梁，启闭机和机墩重标准值：Gk1=0.2×0.4×0.6×25+1.25/4=1.513KN 设计值：G1=1.05×1.513=1.586KN 横梁自重标准值：Gk2=0.2×0.4×0.6×25=1.2KN 设计值：G2=1.05×1.2=1.26KN 启闭机传到纵梁上力的计算： Q=100/4=25KN 如图所示： 图4

19、-5 计算简图Fig. 4-5 calculation diagram横梁传给纵梁上的集中力设计值： p1=p2=1.1R+G1=1.1×25+1.586=29.09KN计算跨度： =3600+(200+250)=4050mm =1.05In=1.05×3600=3780mm 二者取较小值为计算跨度计算简图如图(a)为计算弯矩时的简图，（b）为计算剪力时的简图 图4-6 内力计算简图Fig.4-6 internal force diagram（1）内力计算 其中图（c）为M图，图（d）为V图，取=1.0，=1.0简支梁跨中截面最大弯矩设计值为=1.0×1.0(1/

20、8×12.62×3.782+29.09×1.64)=70.25KN简支梁支座截面最大剪力设计值为：(2) 斜截面抗剪承载力计算（集中荷载产生的剪力占总剪力小于75%）验算截面尺寸：由公式：0.25bh0=0.25×10×300×465×10-3=348.75KN>V=1.2×53.07=63.68KN故截面尺寸满足抗剪要求5水闸的结构计算 水闸结构分析传统作法是将闸墩、底板、工作桥、胸墙等结构按单个构件进行结构计算,没有考虑各个构件之间的相互影响,将闸墩简化为固接于闸室底板的悬臂梁用材料力学或结构力学方法计算

21、内力,而水闸底板一般采用截条法简化为基础梁用查表的方法进行内力计算5.1闸室的稳定性计算通常取一孔闸室(在底板上分缝的闸室采用)或闸室的一个分段(在闸墩上分缝的闸室采用)作为计算单元。计算作用于闸室的各种力的大小、方向和作用点,并对闸室与地基接触面的中点取矩,然后叠加得到: 水平力总和 垂直力总和 绕接触面中点的力矩总和然后用偏心受压公式求底板上下游端的基底压力强度。式中A底板面积,如果是闸墩上分缝的闸室,或者用接搭式底板分缝的闸室取一个分段或一孔闸室底板的总面积;如果是分离式底板,则取墩基的底面积;B底板沿水流方向的宽度。闸基反力分布的不均匀系数但由于土基具有塑性,地基反力与计算会有差别,叮

22、会有适当的调整。闸室的抗滑稳定安全系数:式中f底板与地基之间的摩擦系数; C底板与地基之间的粘着力;其余符号意义同前。当闸室底板的上下游端设置刚性齿墙时(一般水闸都有),闸室将沿着连接齿墙底的平面滑动。如果上下游齿墙深度相同,滑动面仍为一水平面,这时艺V应计入滑动面以上的土重。当上下游齿墙深度不同时,连接齿墙底的平面将是一个斜面,沿该面滑动的抗滑安全系数可按下式核算式中倾斜滑动面与水平面的夹角;其余符号意义同前。5.2沉陷计算在某些情况下,由于地基压缩变形过大,特别是当沉陷差较大时,将引起闸室倾斜、裂缝、止水破坏,甚至使建筑物顶部高程不足,影响了建筑物的正常运行。所以,在研究地基稳定的同时,还

23、应考虑地基的沉陷,通过计算和分析了解地基的变形情况,以便进行选用合理的水闸结构型式和尺寸,确定适宜的施工程序和施工速度,或进行适当的地基处理。计算地基沉陷时,应结合水闸各部分结构的特点、基础型式、地质情况等,选择计算点的位置。例如闸身部分,由于底板较长,地基所受的荷载比较均匀,沉陷计算点一般可选在底板的中央。而在靠近岸边的闸孔,因受相邻结构岸墙的影响,沉陷计算点可选在底板的四角,以便比较相互间的沉陷差。地基沉陷计算,一般采用分层总和法,每层厚度不宜超过2.0米,计算深度根据实践经验,通常计算到该处附加应力时为止。如果将计算土层分为n层,每层的沉陷量为,则总的沉陷量为:式中土壤天然状态的孔隙比;

24、 压缩后的孔隙比; 各层土壤的厚度。关于沉陷量及沉陷量的允许值,目前尚无统一规定。可按工程情况确定。一般最大沉陷量达100-150mm,沉陷差达30-50mm是允许的。为了减少不均匀沉陷,在设计时,一般可采用一下措施:尽量使相邻建筑物的重量不要悬殊太大;重量大的建筑物先施工,使地基先行预压;尽量使地基反力分布趋于均匀,最大与最小地基反力之比不超过规定的数值等。 地基沉陷与时间的关系比较复杂,它与土层的厚度、压缩性、渗透性、排水条件、附加应力以及土层的相对位置和建筑物的施工速度等因素有关,计算中尚难周密考虑,因此计算结果只能是近似的。对砂土,由于其压缩性小、渗透性强、压缩过程短,建筑物完工时地基

25、沉陷已基本稳定,故一般不考虑其沉陷速度。而粘性土基地,由于在施工过程中所完成的沉陷量,一般仅为稳定沉陷量的50-60%,严格讲,需要考虑地基的沉陷过程。5.3闸室底板的内力计算底板的平面尺寸远较厚度为大,是地基上的一块板,沿水流方向,闸门前后的水重相差很大,在垂直水流方向又承受闸墩传来的集中荷载,并受相邻结构的影响,受力情况比较复杂。一般认为底板沿水流方向,因闸墩刚度很大,沿这个方向的弯曲变形远较垂直水流方向的为小。因此,常在垂直水流方向截取单宽板条进行强度验算。 下面分别为倒置梁和弹性地基梁两种内力计算方法:1.倒置梁法假定地基反力沿闸室纵向(顺水流方向)按直线分布,横向(垂直水流方向)为均

26、匀分布,见图5-1。计算时,先按偏心受压公式计算纵向地基反力,然后,在底板横向切取若干单宽板条,作为支承在闸墩上的倒置梁,按连续梁计算其内力并配置钢筋。作用在梁上的均布荷载为式中 作用于板条上的扬压力及地基反力; 底板自重及作用在板条上的水重。图5-1倒置梁法底板内力计算示意图倒置梁法的缺点是没有考虑底板与地基间的变形相容条件;底板横向地基反力假设为均匀分布与实际情况不符;闸墩处的支座反力与实际垂直荷载也不相等。由于计算简便,对于建在良好土基上的小型水闸,可采用此法计算底板内力。 2.弹性地基梁法当地基可压缩土层很厚(厚度远大于梁的最大水平尺寸)时,可将地基视为一半无限弹性体,按郭氏法进行计算

27、。若地基的可压缩土层较薄,与梁的最大水平尺寸相比,成为一个很薄的垫层时,则以采用文克尔的理论进行计算较为适宜。这两种计算方法均有现成的数表可供查用,甚为简便。如果可压缩土层的厚度与梁的最大水平尺寸是同阶大小,则以采用链杆法或有限差分法较为合理。一般认为当土层厚度T与闸室计算单元的横向宽度一半之比为0.25一2.0时,可视为中厚度地基;当比值大于2.0时,为半无限弹性地基;比值小于0.25时,则认为是浅层地基。 下面简要介绍用弹性地基梁法确定地基反力及梁的内力的计算步骤: (1)计算闸底纵向地基反力:用偏心受压公式计算闸底(即顺水流方向)地基反力。 (2)确定板条上的不平衡剪力:考虑到闸门前后的

28、水位不同,即荷载不同,以闸门为界,将底板分为上下游两部分,分别在两部分的中央,取单宽板条进行分析,如图所示。这时作用在板条上的力有底板自重()、水重()、中墩重()及缝墩重(),中墩及缝墩重包括其上部结构及设备自重在内,在底板的下面则有扬压力()及地基反力()。图5-2单宽板条上作用荷载示意图 由于底板上的荷载顺水流方向是有突变的,而地基反力则是连续变化的,因之,单宽板条上所受的力将是不平衡的。此时在板条及墩条的两侧必然作用有剪力及,并由及的差值来维持板条上力的平衡,这个差值,叫做不平衡剪力。以下游部分底板为例,根据板条的平衡条件,取,则由上式即可求出的数值。式中假定的方向向下,如算得结果为负

29、值,则的实际作用方向应向上，。 (3)闸墩和底板的建立分配:由上面求得的不平衡剪力,应由闸墩及底板共同承担,各自承担的数值,可根据剪应力分布图面积按比例确定。为此需绘制计算板条截面上的剪应力分布图。对于简单的板条截面可直接应用积分求得底板与闸墩的不平衡剪力分配。由材料力学可知,梁截面上的剪应力为:式中J截面惯性矩;S计算截面积以下的面积对全截面形心轴的面积矩;L计算截面积的宽度,底板处L=L,底板以上L=d。底板截面上承受的不平衡剪力应为：就一般情况而言,不平衡剪力的分配比例底板约占10-15%,闸墩约占85-90%。闸墩的内力计算1.水平截面上的应力计算闸墩水平截面上的正应力可近似地按材料力

30、学的偏心受压公式计算:一一截面以上的竖向力总和;一一各个力对上截面形心轴的力矩总和;一一各个力对下截面形心轴的力矩总和;x一一截面上计算点至上截面形心轴的距离;y一一截面上计算点至下截面形心轴的距离;A一一截面面积;一一上截面对其形心轴的惯性矩;一一下截面对其形心轴的惯性矩;一一截面上的正应力(以拉应力为正,压应力为负)。水平截面上因有两个方向的水平剪力作用,故有两个方向的剪应力,亦可用材料力学公式计算:；一一截面上某点顺水流方向的剪应力;一一截面上某点垂直水流方向的剪应力;一一截面上顺水流方向的剪力;一一截面上垂直水流方向的剪力;一一截面某纤维层以外的面积对上截面形心轴的面积矩;一一截面某纤

31、维层以外的面积对下截面形心轴的面积矩;d一一截面顺水流方向的尺度;b一一截面垂直水流方向的尺度;2.垂直截面上的应力计算闸墩垂直截面上的应力可以采用重力法进行计算。在任何高度取一单位高度的水平截条,因该截条顶底面的正应力和剪应力分布以及边界荷载分布均属已知,故可根据静力平衡方程求取任何垂直截面上的法向力和切向力,然后除以截面面积,即得该高程垂直截面上的平均正应力和平均剪应力。3.门槽应力计算门槽应力,目前还没有适用的计算方法。在实际工程中,一般选取门槽下游段、底板以上的部分闸墩,将其视为支承于门槽上的悬臂梁,将工作桥重、闸墩重、公路桥重、水压力及闸墩底部正应力和剪应力作为荷载,用偏心受拉公式,

32、求出门槽面上的应力,然后进行配筋。4.弧形闸门支座应力计算弧形闸门支座有两种布置方式,一种是在闸墩上直接布置铰座;一种是将支座布置在伸出于闸墩体外的牛腿上。后者由于结构简单、制造、安装方便,所以被广泛采用。牛腿轴线与水平线的斜度一般为1:2.5一1:3.5,尽量与闸门关闭时门轴作用力方向接近。宽度b不小于50一7Ocm,高度h不小于80一10Ocm,并常在其端部设1:1的斜坡。闸墩由于牛腿集中力作用所产生的应力,可按承受集中力和力矩的弹性直角楔形板计算。(4) 基础梁上的荷载计算l)分配给闸墩上的不平衡剪力与闸墩及其上部结构的重量作为梁的集中力。中墩缝墩集中 缝墩集中力 2)分配给底板上的不平

33、衡剪力化为均布荷载,并与底板自重、水重及扬压力等合并,作为梁的均布荷载,即：(5)地基反力及梁的内力计算:当基础梁上的荷载确定后,即可按弹性地基上的梁应用郭氏法直接查表计算。首先确定基础梁的柔性指数t 式中一一地基的压缩模量; 一一梁的弹性模量; 一一梁长的一半; 一一梁的高度。根据不同的t值,利用郭氏表可求得基础梁的反力和内力。当梁上受有若干个荷载时,可分别计算,然后进行叠加。最后根据求得的内力按钢筋混凝土进行配筋。(6)边荷载的影响:上述计算未考虑相邻闸孔荷载对底板内力的影响,实际上作用在计算闸孔段两侧的边荷载,对底板的内力也产生一定的影响。边荷载主要是相邻闸孔的闸基压应力和回填土的压力以

34、及侧向土压力所产生的弯矩。边荷载对底板内力的影响,与地基性质和施工程序有关。由于施工情况十分复杂,在实际工程中,一般可按下述原则考虑:1)修建计算闸孔段之前,两边相邻闸孔己经完建的情况,如由于边荷载的作用减小了底板内力,则边荷载的影响不予考虑。如果由于边荷载的作用增加了底板内力,此时,在砂土地基中考虑50%的影响,在粘土地基中则应考虑100%的影响。2)计算闸孔段先建,相邻闸孔后建的情况,由于边荷载使底板内力增加时,必须考虑100%的影响。如由于边荷载作用使底板内力减小,则在砂土地基中只考虑50%,在粘土地基中则不计其影响。 必须指出,要准确考虑边荷载的影响是十分困难的,上述设计原则是从偏安全

35、的一面考虑的。在有些地区或某些工程设计中,对边荷载影响的考虑另有不同的规定。5.4闸墩的内力计算1.水平截面上的应力计算闸墩水平截面上的正应力可近似地按材料力学的偏心受压公式计算:一一截面以上的竖向力总和;一一各个力对上截面形心轴的力矩总和;一一各个力对下截面形心轴的力矩总和;x一一截面上计算点至上截面形心轴的距离;y一一截面上计算点至下截面形心轴的距离;A一一截面面积;一一上截面对其形心轴的惯性矩;一一下截面对其形心轴的惯性矩;一一截面上的正应力(以拉应力为正,压应力为负)。水平截面上因有两个方向的水平剪力作用,故有两个方向的剪应力,亦可用材料力学公式计算:；一一截面上某点顺水流方向的剪应力

36、;一一截面上某点垂直水流方向的剪应力;一一截面上顺水流方向的剪力;一一截面上垂直水流方向的剪力;一一截面某纤维层以外的面积对上截面形心轴的面积矩;一一截面某纤维层以外的面积对下截面形心轴的面积矩;d一一截面顺水流方向的尺度;b一一截面垂直水流方向的尺度;2.垂直截面上的应力计算闸墩垂直截面上的应力可以采用重力法进行计算。在任何高度取一单位高度的水平截条,因该截条顶底面的正应力和剪应力分布以及边界荷载分布均属已知,故可根据静力平衡方程求取任何垂直截面上的法向力和切向力,然后除以截面面积,即得该高程垂直截面上的平均正应力和平均剪应力。3.门槽应力计算门槽应力,目前还没有适用的计算方法。在实际工程中

37、,一般选取门槽下游段、底板以上的部分闸墩,将其视为支承于门槽上的悬臂梁,将工作桥重、闸墩重、公路桥重、水压力及闸墩底部正应力和剪应力作为荷载,用偏心受拉公式,求出门槽面上的应力,然后进行配筋。4.弧形闸门支座应力计算弧形闸门支座有两种布置方式,一种是在闸墩上直接布置铰座;一种是将支座布置在伸出于闸墩体外的牛腿上。后者由于结构简单、制造、安装方便,所以被广泛采用。牛腿轴线与水平线的斜度一般为1:2.5一1:3.5,尽量与闸门关闭时门轴作用力方向接近。宽度b不小于50一7Ocm,高度h不小于80一10Ocm,并常在其端部设1:1的斜坡。闸墩由于牛腿集中力作用所产生的应力,可按承受集中力和力矩的弹性直角楔形板计算。5.5胸墙的强度计算胸