水闸毕业设计初稿

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：2013年月日

学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。）本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：2013年月日导师签名：2013年月日目录一、工程资料 31.1工程概况 31.2编制依据及设计规范 51.3水文、气象 61.4外河水位 71.5工程地质 91.6工程任务和规模 11二、消能设计 112.1消能防冲设计控制情况 112.2消力池设计 11三、防渗排水设计 153.1闸底地下轮廓线的布置 153.2防渗排水计算渗流压力计算 163.3防渗排水设施和细部构造防渗排水设施和细部构造 223.4基础处理设计 24四．闸室布置 244.1闸底板、闸墩 244.2工作桥、检修便桥、公路桥 274.3闸门和启闭机 274.4闸室的分缝和止水设备 29五、闸室稳定计算 305.1荷载及其组合 315.2结构设计 37六、闸室结构计算 376.1闸底版内力计算 376．2配筋计算 476.3裂缝校核 48表6.1-1校核洪水时荷载、力矩计算表荷载名称计算式竖向力水平力力臂力矩备注↓↑→←↘↙闸室结6上游水压力0.5×2.5×9.8×（2.5+0.16+0.5）×12.4472.39.954699.40.5×(2.5+10.4)×9.8×7.9×12.46069.24.1425221.70.5×(8.51+9.27)×9.8×1.0×12.410970.49537.5下游水压力0.5×9.8×7.62×12.23452.92.68977.50.5×（7.5+7.7）×9.8×0.1×12.4100.80.110.1浮托力14879.28119033.6渗透压力630.5850441320.55.337038.3闸室内水重力11596.683804.9合计27567.616830.27661.53552.9238377.1140103.510737.4（↓）4108.6（→）98273.6（↘）6.1.4不平衡剪力及剪力分配以胸墙与闸门之间的连线为界，将闸室分为上、下游段，各自承受其分段内的上部结构重力和其他荷载。（1）不平衡剪力。对完建期、校核洪进行计算。不平衡剪力值见表6.1-2（2）不平衡剪力的分配，不平衡剪力△Q应由闸墩及地板共同承担。截面的形心轴至底板底面的距离，即f=2.21m其中，组合截面惯性矩为：J=1/12×2×63+12×1.992+1/12×12.4×1.23+14.88×1.62=123.3996=0.04则=（1-0.04）=0.96每个闸墩分配不平衡剪力为=0.486.1.5板条上荷载的计算1完建期情况（1)上游段：均布荷载=11.7KN/m(↓)闸墩处的集中荷载=167.6KN/m(↓)（2）下游段：均布荷载KN/m(↓)闸墩处的集中荷载=274.2KN/m(↓)表6.1-2不平衡剪力计算表单位：KN荷载名称完建情况下校核洪水情况下上游段下游段小计上游段下游段小计结构重力闸墩3357.85077.48435.23357.85077.48435.2底板1672.93588.45267.31672.93588.45267.3胸墙267.5267.5267.5267.5公路桥1026102610261026工作桥175175350175175350检修便桥135135135135闸门110110110110启闭机4848964848965656.210314.8159715656.210314.815971水重力5283.96312.711596.6扬压力-6091.5-10738.7-16830.2地基反力-5789-10182-15971-2495.1-8242.1-10737.2不平衡力132.8（↑）132.8（↓）02353.5（↓）2353.3（↑）0.2（↓）不平衡剪力132.8（↓）132.8（↑）02353.4（↑）2353.4（↓）02校核水位情况（1）上游段：均布荷载闸墩处的集中荷载P=闸墩及其上部结构的重力-均布荷载中多计算的闸墩处的水重力-不平衡剪力的分配值，即（2）下游段：均布荷载闸墩处的集中荷载6.1.6弯矩计算（1）梁的柔性指数。柔性指数按下式计算.柔性指数按下式计算式中E0—地基土变形模量，E0=3000kpa;Eh—混凝土弹性模量，Eh=2.3；—梁高，m。则故按t=0查表计算。按照郭氏表计算底板内力。根据已知的集中荷载、分布荷载、边荷载等值，查相关的郭氏表中的集中弯矩系数、分布荷载系数、边荷载系数，计算汇总得完建无水期和校核水位期的底板上下游弯矩，见表6.1-3。根据郭氏表计算结果绘制闸底板上下游弯矩如图。表6.1-3底版弯矩计算表段别ξ板带上荷载产生的弯矩板带荷载完建期校核洪水位情况备注均布荷载q集中荷载P（а=±0.5）q上=11.7KN/mP上=167.6KN∑q上=14.3KN/mP上=8.64KN∑q下=23.2KN/mP下=274.2KNq下=11.69KN/mP下=162.9KN(1)(2)(3）=(4)=（2）×PL(5）=(6）=(7）=(8）=(1)×qL2(3)+(4)(1)×qL2(2)×PL（6）+（7）上游段00.1370.1461.6145.5207.175.37.582.8①L=6.2m②t=00.10.1350.1460.7145.5206.274.27.581.70.20.1290.1558.0155.9213.970.98.078.90.30.120.1754.0176.7230.666.09.175.10.40.1080.1948.6197.4246.059.410.269.50.50.0930.2241.8228.6270.451.111.862.90.60.0750.1633.7166.3200.041.28.649.80.70.0550.124.7103.9128.630.25.435.60.80.0340.0515.352.067.218.72.721.40.90.0140.026.320.827.17.71.18.81000.00.00.00.00.00.0

段别ξ板带上荷载产生的弯矩板带荷载完建期校核洪水位情况备注均布荷载q集中荷载P=（а=±0.5)q上=11.7KN/mP上=167.6KN∑q上=14.3KN/mP上=8.64KN∑q下=23.2KN/mP下=274.2KNq下=11.7KN/mP下=162.9KN(1)(2)(3）=(4)=（2）×PL(5）=(6）=(7）=(8）=(1)×qL2(3)+(4)(1)×qL2(2)×PL（6）+（7）下游段00.1370.14122.2238.0360.261.6141.4203.0③边荷载使梁上大部分处的弯矩改变符号，对梁的内力是不利的；0.10.1350.14120.4238.0358.460.7141.4202.10.20.1290.15115.0255.0370.058.0151.5209.50.30.120.17107.0289.0396.054.0171.7225.70.40.1080.1996.3323.0419.348.6191.9240.50.50.0930.2282.9374.0456.941.8222.2264.00.60.0750.1666.9272.0338.933.7161.6195.30.70.0550.149.0170.0219.124.7101.0125.70.80.0340.0530.385.0115.315.350.565.80.90.0140.0212.534.046.56.320.226.51000.00.00.00.000（2）弯矩计算。由于地基可压缩层较厚，其与地基梁半长L之比大于2，故可按半无限深的弹性地基梁计算。弯矩计算见表6.1-3。由于闸基为粘性土，根据SD133-84规定，若边荷载产生的弯矩使梁上弯矩减少时（即有利时），则完全不计边荷载的影响；若边荷载的影响对梁弯矩不利时，应100%考虑其影响。6．2配筋计算由表6.1-3可见：对于上游段，Mmax=270.4KN•m,Mmin=8.8KN•m;对于下游段Mmax=456.9KN•m，Mmin=26.5KN•m。考虑工程量以及安全，故底板采用统一配筋。底层按M=456.9KN•m配筋，面层按M=26.5KN•m配筋。表6.2-1混凝土的保护层最小的保护厚度项次构件类别环境类别一二三四五1板、墙20（20）25（25）30（30）45（40）50（45）2梁、柱、墩30（30）35（35）45（45）55（50）60（55）3截面厚度不小于2.5m的底板及墩墙（30）40（40）50（50）60（55）65（60）有已知的工程资料以及上述表得a=30+10=40(mm),现浇的板宽度比较大，其计算宽度b取单位宽度（1.0m）.按照DL/T5057-2009规范来计算受拉钢筋截面面积。γMD≤Mu≤αsfcbh(6-1)fcbξh0=fyAs(6-2)式中—截面地抗矩系数；ξ—相对受压区计算高度；MD—弯矩设计值；Mu—截面极限弯矩值；Fc—混凝土轴心抗压强度设计值；h0—截面有效高度；fy—钢筋抗拉强度设计值；As—受拉区纵向钢筋截面面积。由钢筋混凝土学中可以查到。查规范得材料的强度设计值fc=7.5N/mm2,fy=210N/mm2；钢筋混凝土密度γ=25KN/m3.则层底αs==0.073,ξ=1－=0.076As==2578.6mm2选用φ22@110，As=2661mm2面层：αs==0.043ξ=1－=0.044As==1492.9mm2选用φ18@75，As=1527mm2顺水流向的架立钢筋选用φ10@33.3图6.2底板配筋图6.3裂缝校核因面层钢筋量很小，可近似按单筋截面验算。换算截面形心轴至受压边缘的距离x0和按换算截面对其形心轴的惯性矩J0分别为：(6-3)σs=eq\f(M,0.87h0As)==187.88N/mm2Ate=2ab=2×50×1000=mm2ρte=eq\f(As,Ate)==0.027α1=1.0,α2=1.0,α3=1.6,Es=2.1×105N/mm2,c=40mm,d=22mmωmax=1.0×1.0×1.6××(3×40+0.1×)=0.29mm<[ωmax]=0.3mm故满足要求。致谢在四年的大学学习期间，得到了很多老师、同学和亲友的帮助和关心。籍此毕业设计完成之际，我真心对你们表示感谢。本次设计的完成是在高老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直到设计初稿的的修改以及最后的图纸及装订整个过程中，花费了高老师很多的宝贵时间和精力，在此向高老师表示衷心地感谢！还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。同时非常感谢答辩组的各位老师，谢谢你们对我的毕业设计进行评审，也希望您们能够直言我的不足，我一定会在以后的学习，工作中努力改正，谢谢你们。最后感谢母校三峡大学，在这里，我完成了自己大学的梦想