毕业设计潜孔钢筋混凝土水闸工程毕业设计

PAGEPAGE10摘要XX河闸在XX镇以北的XX河口，其主要作用是防止XX河高水入侵XX河两岸大片低田，不使开挖XX河后给两岸广大人民和低田带来毁灭性的淹没灾害和严重的涝渍灾等，保证XX河低水引江水北调灌溉和冲於。水闸由闸室段、上游连接段及下游连接段等三部分组成。闸室段包括底板、闸墩、边墩、岸墙、闸门、工作桥等；上游连接段包括上游翼墙，铺盖及上游护坡等部分组成；下游连接段包括下游翼墙，消力池，下游防冲槽及下游护坡等五部分组成。水闸设计主要包括水力设计、消能防冲设计、闸基渗流计算、闸室结构布置、两岸连接建筑物布置、闸室稳定计算，闸室结构计算，两岸连接建筑物结构计算等。关键词：水力计算，渗流计算，稳定计算，结构计算，弹性地基梁法AbstractThetidalgateatcityJiangsuHuaiheriverintothesea,whosemainroleistoflood,tidal,erosionanddeposition,andnavigationaids.Thesluiceincludesthreeparts,brakechamber,upstreamprojectanddownstreamproject.Thebrakechamberiscomposedofbottomboard,pier,sidepier,sidewall,gateandoperatingbridge.Theupstreamprojectincludesupstreamwingwall,blanket,stillingbasin,scourapronandupstreamrevetment.Thedownstreamprojectincludesdownstreamwingwall,blanket,stillingbasin,scourapronanddownstreamrevetment.Thedesignofsluiceprojectiscomposedofseveralsteps,suchashydrauliccalculation,infiltrationcalculation,arrangementofbrakechamber,arrangementofwingwall,thestabilitycalculationofbrakechamber,thestructurecalculationofbrakechamber,andthestructurecalculationofwingwall.Keywords:hydrauliccalculation,flowcalculation,stabilityanalysis,structurecalculation,elasticfoundationbeammethod.目录HYPERLINK\l"_Toc294041532"Abstract2HYPERLINK\l"_Toc294041533"目录3HYPERLINK\l"_Toc294041534"1工程概况1HYPERLINK\l"_Toc294041535"1.1基本资料1HYPERLINK\l"_Toc294041536"1.1.1建筑物级别1HYPERLINK\l"_Toc294041537"1.1.2孔口设计水位1HYPERLINK\l"_Toc294041538"1.1.3消能防冲水位流量组合设计1HYPERLINK\l"_Toc294041539"1.1.4闸室稳定计算1HYPERLINK\l"_Toc294041540"1.1.5地质资料2HYPERLINK\l"_Toc294041541"1.1.6回填土资料2HYPERLINK\l"_Toc294041542"1.1.7其他2HYPERLINK\l"_Toc294041543"1.2工程概况2HYPERLINK\l"_Toc294041544"2孔口宽度设计3HYPERLINK\l"_Toc294041545"2.1闸孔形式的确定3HYPERLINK\l"_Toc294041546"2.2孔口设计水位组合3HYPERLINK\l"_Toc294041547"2.3堰型及堰顶高程的确定4HYPERLINK\l"_Toc294041548"2.3.1堰型的确定4HYPERLINK\l"_Toc294041549"2.3.2堰顶高程的确定4HYPERLINK\l"_Toc294041550"2.4闸孔宽度的确定4HYPERLINK\l"_Toc294041551"2.4.1拟定闸孔宽度4HYPERLINK\l"_Toc294041552"2.4.2计算闸孔实际过流能力5HYPERLINK\l"_Toc294041553"2.4.3闸孔布置图5HYPERLINK\l"_Toc294041554"3消能防冲设计6HYPERLINK\l"_Toc294041555"3.1消能防冲水位组合6HYPERLINK\l"_Toc294041556"3.2消力池设计6HYPERLINK\l"_Toc294041557"3.2.1消力池形式的选定6HYPERLINK\l"_Toc294041558"3.2.2消力池池深的计算7HYPERLINK\l"_Toc294041559"3.2.3消力池长度的计算9HYPERLINK\l"_Toc294041560"3.2.4消力池底板厚度的计算9HYPERLINK\l"_Toc294041561"3.2.5消力池构造的确定10HYPERLINK\l"_Toc294041562"3.3海漫长度的计算11HYPERLINK\l"_Toc294041563"3.4海漫构造的确定12HYPERLINK\l"_Toc294041564"3.5冲刷坑深度的计算，防冲槽尺寸的确定12HYPERLINK\l"_Toc294041565"3.5.1冲刷坑深度的计算12HYPERLINK\l"_Toc294041566"3.5.2防冲槽尺寸的确定13HYPERLINK\l"_Toc294041567"4闸基渗流计算13HYPERLINK\l"_Toc294041568"4.1渗流计算水位组合13HYPERLINK\l"_Toc294041569"4.2地下轮廓线布置14HYPERLINK\l"_Toc294041570"4.2.1地下轮廓线布置14HYPERLINK\l"_Toc294041571"4.2.2验算防渗长度16HYPERLINK\l"_Toc294041572"4.3闸基渗流计算16HYPERLINK\l"_Toc294041573"4.3.1计算地基有效深度16HYPERLINK\l"_Toc294041574"4.3.2计算各典型段的阻尼系数17HYPERLINK\l"_Toc294041575"4.3.3各典型段渗压水头损失计算18HYPERLINK\l"_Toc294041576"4.3.4进、出口段修正及各区段渗压水头损失调整19HYPERLINK\l"_Toc294041577"5闸室结构布置22HYPERLINK\l"_Toc294041578"5.1闸室底板22HYPERLINK\l"_Toc294041579"5.2闸墩22HYPERLINK\l"_Toc294041580"5.2.1闸墩顺水流方向长度、闸墩高度22HYPERLINK\l"_Toc294041581"5.2.2闸墩厚度、门槽位置和尺寸的拟定24HYPERLINK\l"_Toc294041582"5.3闸门与胸墙26HYPERLINK\l"_Toc294041583"5.3.1闸门高度与形式与胸墙26HYPERLINK\l"_Toc294041584"5.3.2闸门重量与启闭机的估算27HYPERLINK\l"_Toc294041585"5.4启闭机与工作桥28HYPERLINK\l"_Toc294041586"5.4.1启闭设备的初步选定28HYPERLINK\l"_Toc294041587"5.4.2工作桥的形式和尺寸的拟定28HYPERLINK\l"_Toc294041588"5.5工作桥设置高程，工作桥支墩的高度、尺寸的拟定29HYPERLINK\l"_Toc294041589"5.6交通桥，工作便桥的形式尺寸30HYPERLINK\l"_Toc294041590"5.7闸室分缝布置与止水设置31HYPERLINK\l"_Toc294041591"5.8闸室布置图31HYPERLINK\l"_Toc294041592"6闸室稳定计算32HYPERLINK\l"_Toc294041593"6.1自重32HYPERLINK\l"_Toc294041594"6.2水重33HYPERLINK\l"_Toc294041595"6.3浮托力计算33HYPERLINK\l"_Toc294041596"6.4水平水压力34HYPERLINK\l"_Toc294041597"6.5浪压力36HYPERLINK\l"_Toc294041598"6.6渗透压力计算37HYPERLINK\l"_Toc294041599"6.7闸室荷载汇总38HYPERLINK\l"_Toc294041600"6.8基底压力不均匀系数计算39HYPERLINK\l"_Toc294041601"6.9闸室抗滑稳定计算39HYPERLINK\l"_Toc294041602"6.10地基承载力验算40HYPERLINK\l"_Toc294041603"7平面钢闸门设计42HYPERLINK\l"_Toc294041604"7.1设计参数42HYPERLINK\l"_Toc294041605"7.2闸门结构的形式及布置42HYPERLINK\l"_Toc294041606"7.2.1闸门尺寸的确定42HYPERLINK\l"_Toc294041607"7.2.2主梁的形式42HYPERLINK\l"_Toc294041608"7.2.3主梁的布置42HYPERLINK\l"_Toc294041609"7.2.4梁格的布置和形式44HYPERLINK\l"_Toc294041610"7.2.5联结系的布置和形式45HYPERLINK\l"_Toc294041611"7.2.6边梁与行走支承45HYPERLINK\l"_Toc294041612"7.3面板设计45HYPERLINK\l"_Toc294041613"7.3.1估算面板厚度45HYPERLINK\l"_Toc294041614"7.3.2面板与梁格的连接计算47HYPERLINK\l"_Toc294041615"7.4水平次梁、顶梁和底梁的设计48HYPERLINK\l"_Toc294041616"7.4.1荷载与内力计算48HYPERLINK\l"_Toc294041617"7.4.2截面选择50HYPERLINK\l"_Toc294041618"7.4.3水平次梁的强度验算52HYPERLINK\l"_Toc294041619"7.4.4水平次梁的挠度验算52HYPERLINK\l"_Toc294041620"7.4.5顶梁和底梁53HYPERLINK\l"_Toc294041621"7.5主梁设计53HYPERLINK\l"_Toc294041622"7.5.1设计参数53HYPERLINK\l"_Toc294041623"7.5.2主梁设计54HYPERLINK\l"_Toc294041624"7.6横隔板设计61HYPERLINK\l"_Toc294041625"7.6.1荷载和内力计算61HYPERLINK\l"_Toc294041626"7.6.2横隔板截面选择和强度计算61HYPERLINK\l"_Toc294041627"7.7边梁设计计63HYPERLINK\l"_Toc294041628"7.7.1荷荷载和内力力计算63HYPERLINK\l"_Toc294041629"7.7.2边边梁的强度度验算65HYPERLINK\l"_Toc294041630"7.8悬臂式式滚轮计算算65HYPERLINK\l"_Toc294041631"7.9轨道计计算66HYPERLINK\l"_Toc294041632"7.9.1轨轨道底板混混凝土承压压力验算67HYPERLINK\l"_Toc294041633"7.9.2轨轨道横断面面弯曲应力力验算67HYPERLINK\l"_Toc294041634"7.9.3轨轨道颈部的的局部承压压力验算69HYPERLINK\l"_Toc294041635"7.9.4轨轨道底板的的弯曲应力力验算69HYPERLINK\l"_Toc294041636"7.10闸门门的启闭力力和吊座计计算70HYPERLINK\l"_Toc294041637"7.10.1闸门自重重计算70HYPERLINK\l"_Toc294041638"7.10.2启闭力计计算70HYPERLINK\l"_Toc294041639"7.10.3吊轴和吊吊耳板验算算70HYPERLINK\l"_Toc294041640"8底板设计72HYPERLINK\l"_Toc294041641"8.1闸室底板板内力计算算72HYPERLINK\l"_Toc294041642"8.1.1计计算方法的的选择72HYPERLINK\l"_Toc294041643"8.1.2计计算情况选选择72HYPERLINK\l"_Toc294041644"8.1.3弹弹性地基梁梁法计算地地板内力73HYPERLINK\l"_Toc294041645"8.2闸底板板配筋计算算94HYPERLINK\l"_Toc294041646"9闸墩结构计计算99HYPERLINK\l"_Toc294041647"9.1中墩底部部纵向正应应力计算99HYPERLINK\l"_Toc294041648"9.1.1完完建期99HYPERLINK\l"_Toc294041649"9.1.2运运行期101HYPERLINK\l"_Toc294041650"9.1.3检检修期102HYPERLINK\l"_Toc294041651"9.2缝墩底部部纵向正应应力计算104HYPERLINK\l"_Toc294041652"9.2.1完完建期104HYPERLINK\l"_Toc294041653"9.2.2运运行期105HYPERLINK\l"_Toc294041654"9.2.3检检修期106HYPERLINK\l"_Toc294041655"9.3门槽应应力计算108HYPERLINK\l"_Toc294041656"9.3.1校核核挡水情况况下墩底剪剪应力108HYPERLINK\l"_Toc294041657"10工作桥结构构计算109HYPERLINK\l"_Toc294041658"10.1设计计参数109HYPERLINK\l"_Toc294041659"10.2结构构形式和尺尺寸110HYPERLINK\l"_Toc294041660"10.3上部部结构配筋筋计算111HYPERLINK\l"_Toc294041661"10.3.1悬臂板111HYPERLINK\l"_Toc294041662"10.3.2活动铺板板113HYPERLINK\l"_Toc294041663"10.3.3横梁115HYPERLINK\l"_Toc294041664"10.3.4纵梁117HYPERLINK\l"_Toc294041665"10.3.5排架的计计算与配筋筋122HYPERLINK\l"_Toc294041666"11胸墙计算算134HYPERLINK\l"_Toc294041667"11.1墙板板计算134HYPERLINK\l"_Toc294041668"11.2顶梁梁计算137HYPERLINK\l"_Toc294041669"11.3底梁梁计算139HYPERLINK\l"_Toc294041670"11.4抗扭扭配筋143HYPERLINK\l"_Toc294041671"11.4.1底梁抗扭扭验算143HYPERLINK\l"_Toc294041672"11.4.2顶梁抗扭扭配筋计算算144HYPERLINK\l"_Toc294041673"12两岸连接接建筑物布布置146HYPERLINK\l"_Toc294041674"12.1上下下游连接建建筑物的作作用146HYPERLINK\l"_Toc294041675"12.2上游游翼墙布置置及尺寸的的拟定147HYPERLINK\l"_Toc294041676"13岸墙稳定计计算148HYPERLINK\l"_Toc294041677"13.1岸墙墙横断面形形式和尺寸寸148HYPERLINK\l"_Toc294041678"13.2岸墙墙荷载分析析和计算148HYPERLINK\l"_Toc294041679"13.2.1校核运运行期148HYPERLINK\l"_Toc294041680"13.2.2完完建期154HYPERLINK\l"_Toc294041681"14翼墙稳定与与结构计算算156HYPERLINK\l"_Toc294041682"14.1翼墙稳稳定计算156HYPERLINK\l"_Toc294041683"14.1.1完建期稳稳定计算157HYPERLINK\l"_Toc294041684"14.1.2校校核正向挡挡水稳定计计算161HYPERLINK\l"_Toc294041685"14.3翼墙墙结构计算算166HYPERLINK\l"_Toc294041686"14.3.1前墙的计计算166HYPERLINK\l"_Toc294041687"14.3.2底板的计计算171HYPERLINK\l"_Toc294041688"14.3.3扶壁板的的计算176HYPERLINK\l"_Toc294041689"致谢177HYPERLINK\l"_Toc294041690"参考文献1779PAGE91`1工程概况1.1基本资资料XX河闸在XXX以北北的XX河口，主主要作用是是防止XXX河高水水侵入XXX河岸大大片低田，不不使开挖XXX河后后两岸广大大人民和低低田带来毁毁灭性的淹淹没灾害和和严重的涝涝渍灾等，保保证XX河低水引引江水北调调灌溉和冲冲於。1.1.1建建筑物级别别本工程按Ⅱ级建建筑物设计计。1.1.2孔孔口设计水水位孔口设计水位组组合见表1-1表1-1孔孔口设计水水位组合表表计算情况闸上游（XX河）水位位闸上游（XX河）水位位过闸流量设计▽1.85m▽1.76m400/s1.1.3消消能防冲水水位流量组组合设计消能防冲设计水水位组合见见表1-2表1-2消能能防冲设计计水位组合合表计算情况闸上水位闸下水位初始流量设计情况▽4.5m▽1.0m300/s校核情况▽5.0m▽1.83m350/s1.1.4闸闸室稳定计计算闸室稳定计算水水位组合见见表1-3表1-3闸室稳稳定计算水水位组合表表计算情况上游水位下游水位正向设计▽4.5m▽1.0m正向校核▽5.0m▽1.0m1.1.5地地质资料本水闸持力层为为坚硬粉质质粘土，N=155~20击，=6.7tt/㎡，摩擦角角，=25％，天然然孔隙比==0.699。1.1.6回回填土资料料回填土采用粘土土，其内摩摩擦角，湿湿容重，饱饱和容重为为，浮容重重。1.1.7其其他上下游河道断面面相同均为为梯形，河河底宽分别别为50.0m，河底高高程▽-5.5m，边坡1:3。风速V=20m/ss,吹程D=0..5km。胸墙底底高程▽2.0m，顶高程▽5.5m，交通桥桥按汽—20设计，净净宽7m，拟采用用钢筋混凝凝土铰接板桥桥。1.2工程概概况XX河闸在XXX以北北的XX河口，主主要作用是是防止XXX河高水水侵入XXX河岸大大片低田，不不使开挖XXX河后后两岸广大大人民和低低田带来毁毁灭性的淹淹没灾害和和严重的涝涝渍灾等，保保证XX河低水引引江水北调调灌溉和冲冲於。该闸为潜潜孔钢筋混混凝土结构构，设计流流量为400m3/s，共5孔，每孔孔净宽7.5m；闸墩为为钢筋混凝凝土结构，边边墩厚为1.2m，缝墩厚厚为0.8m，中墩厚1.2m，闸室总总宽45.55m。闸底板板为混凝土结构整体体式平底板板，顺水流流方向长18.00m，底板高高程为▽-5.55m；钢筋混凝凝土铺盖长25.00m，厚0.5m，顶高程▽-5.55m；下游消消力池为钢钢筋混凝土结构，厚1.5m，池长32.00m，顶高程▽-5.55m。海漫为为浆砌块石石结构，并并设有混凝凝土格埂，长30.0m。公路桥为C25钢筋混凝土斜空心板结构，公路桥标准：公路Ⅱ，桥面宽7.0m，两边人行道为0.8m。工作桥为钢筋混凝土T式结构，桥面宽4.0m，纵梁高0.9m，宽0.4m，跨度为8.5m。胸墙顶高程▽5.5m，胸墙底高程▽2.0m。采用2×50双吊点卷扬式启闭机5台套，上、下游翼墙均为反翼墙；上游翼墙分为4段，墙厚0.4m，扶壁厚0.4m，底板厚1.0m；下游翼墙分为4段，墙厚0.4m、扶壁厚0.4m、底板厚1.0m；闸室左右岸通过空箱式岸墙、引桥连接，岸墙墙厚0.4m，扶壁厚0.4m，底板厚1.0m；闸室段共分两道墩缝，左边孔、右边孔、中孔各为一联。胸墙采用板粱式结构，胸墙面板厚度为30cm，上梁高度50cm，下梁高度70cm；工作桥采用排架，顶部高程▽15.3m，立柱尺寸0.5×0.6m，横梁0.3×0.3m。2孔口宽度设计2.1闸孔形形式的确定定由于所给资料已已经要求采采用胸墙式式闸孔，所所以本水闸闸采用带胸胸墙的孔口口出流。2.2孔口设设计水位组组合孔口设计水位见见表2-1表2-1孔孔口设计水水位组合表表计算情况闸上水位（XXX河）闸下水位（XXX河）过水流量设计情况▽1.85m▽1.76m400m3/ss2.3堰型及及堰顶高程程的确定2.3.1堰堰型的确定定堰型也就是水闸闸的底板形形式，以宽宽顶堰应用用较广，因因为其具有有自由岀流流范围大、泄泄流能力较较大而且比比较稳定的的优点，但但是流量系系数较小。低低堰型底板板是在底板板上设置曲曲线或或梯梯形的低堰堰，曲线型型包括实用用堰和驼峰峰堰，这种种低堰的流流量系数较较大，但其其泄流能力力受下游水水位变化的的影响比较较显著。由由于此水闸闸的主要作作用是泄洪洪。因此要要求自由出出流范围大大且有较大大的泄流能能力，综合合比较以上上三种堰型型最后确定定采用宽顶顶堰。2.3.2堰堰顶高程的的确定该水闸需要较大大的单宽流流量，高程程应低一些些,故将堰顶顶高程定的的与河底同同高，高程程为▽-5.5m。2.4闸孔宽宽度的确定定2.4.1拟拟定闸孔宽宽度（1）计算孔口净宽BB0设计情况：设=((94.11+50))×7.335/2==529..57m22——过水断断面面积==400/5529.557=0.7555m/ss——行进流流速———行进水头头=7.35+0..029==7.388m——堰上总总水头堰顶算起的下游游水深=1.766+5.55=7.226m=7.26／7..38=0.9884≥0.9高淹没出出流根据SD265—22001《水闸设设计规范》故采用堰流公式计算表A.0.2得=0.877+（‐0.65）²=0.877+（0.984‐0.65）²=0.988则闸孔总净宽：：B0==36.4m（2）确定孔宽和孔孔数初步选定孔数为为5孔，每孔净宽都都为7.55m，中墩厚厚为1.2m，边墩厚厚为1.0mm，缝墩为0.8mm。则闸孔孔总净宽为为：B0=7.5××5=37.55m2.4.2计计算闸孔实实际过流能能力设计情况：=412.73100﹪=1000﹪=3.2﹪<5﹪满足要求求2.4.3闸闸孔布置图图闸孔布置如图22-1所示图2-1闸闸室布置图图（单单位m）3消能防冲设计3.1消能防防冲水位组组合消能防冲水位组组合见表3-1表3-1消能防冲冲水位组合合表计算情况闸上水位（m）闸下水位(m))流量（）设计情况▽4.5▽1.0300校核情况▽5.0▽1.8335503.2消力池池设计3.2.1消消力池形式式的选定消力池有三种类类型：1、下挖式式消力池，适适用于闸下下尾水深度度小于跃后后水深的情情况。2、突槛式式消力池，适适用于闸下下尾水深度度略小于跃跃后水深的的情况。3、综合式式消力池，当当闸下尾水水深度远小小于跃后水水深，且计计算出的消消力池的深深度又较深深时，可采采用下挖式式消力池和和突槛式消消力池相结结合的综合合式消力池池。由计算表表1综合比较较可知：闸闸下尾水深深度小于跃跃后水深，故故采用下挖挖式消力池池。3.2.2消消力池池深深的计算(1)设计情况况根据《水闸闸设计规范范》SL2665-20001中公式计计算式中——消力力池深度，m；——水跃淹没深度系系数，可采采用1.055~1.110；取；——跃后水深，m；；———收缩水深深，m；——水流动能校正系系数，可采采用1.0~11.05;;取1.0；——过闸单宽宽流量，m2/s；——消力池首端宽度度,m；———消力池末末端宽度，m；——由消力池底板顶顶面算起的的总势能，，m；——出水池落差，mm；——出水池河河床水深，m；——流数系数，取00.95。判断是否设置消消力池A=(1110+550)×110/2==800㎡==0.3375m//s=10+0.3375/119.622=10mm迭代公式假设设=0=0..601==0.622=0.662所以跃前水深==0.622则跃后水水深=4..29下游水深=1..0+5..5=6..5显然﹥所以可以以不设消力力池(2)校核核情况A=(113++50)××105//2=8555.755===0.4409m//s=10.5+00.4099²/199.62==10.55m迭代公式假设设=0=0..68=00.71==0.711所以跃前水深==0.711m，则跃后后水深=44.66mm下游水深=7..33m显然﹥所以可以以不设消力力池但按构造设计消消力池取池池深为1m即可3.2.3消消力池长度度的计算（1）按设计情况计算算1)、水跃长度的计计算：（其中跃后水深深=4.299m，收缩断断面水深==0.622m）2)、消力池长度的的计算：斜坡段采用1：：4的坡度（其中消力池斜斜坡水平投投影长度==4d=44m,水跃长度度校正系数数=0.755,=25.33m）（2）按校核情况计计算1)、水跃长度的计计算：（其中跃跃后水深==4.666m，收缩断断面水深==0.711m）2)、消力池长度的的计算：斜坡段采用1：：4的坡度（其中消力池斜斜坡水平投投影长度==4d=44m,水跃长度度校正系数数=0.755,=27.2255m）综合设计与校核核情况下计计算池长，最最后确定消消力池池长长为25m。3.2.4消消力池底板板厚度的计计算挡潮闸需要双向向挡水，消消力池底板板兼顾反向向挡水时的的铺盖，所所以先根据据抗冲要求求计算底板板厚度，然然后根据抗抗浮要求进进行验算。抗抗冲要求计计算公式为为表3-2消力池底底板厚度计计算表参数（m）（m）设计情况80.23.50.77校核情况9.330.23.170.815注：——消力池池底板始端端厚度(m)；——闸孔泄水水时上下游游水位差((m)；——过闸单宽流量((m3/ss.m)；——消力池底底板计算系系数可采用用0.15～0.20；综合设计与校核核情况下计计算出的消消力池底板板厚度，初初定板厚t为1.0m3.2.5消消力池构造造的确定由于双向挡水消消力池亦作作为反向挡挡水时的铺铺盖，消力力池的构造造如图3-1、图3-2所示图3-1消力池的的构造纵剖剖图（单位：：mm）图3-2消力池的的构造半平平面图（单位：：mm）3.3海漫长长度的计算算当=1～9，且消消能扩散良良好时，海海漫长度可可按公式计计算。式中——海漫长长度（m）——消力池池末端单宽宽流量（m3/s.m）——闸孔泄水时时上下游水水位差(m) ——海漫长长度计算系系数，按下下表查得表3-3地地基承载力力河床土质粉砂、细沙中砂、粗砂粉质质壤土粉质粘土坚硬粘土14～1312～1110～98～7分设计与校核两两种情况计计算取大值值，计算结结果如表3-4所示表3-4海海漫长度计计算表参数Q（）b末设计情况30046.36.483.5827.83.48校核情况35046.37.63.17829.43.68综合设计与校核核情况由计计算结果表表4分析最后后确定海漫漫长度为330m3.4海漫构构造的确定定1）海漫的结构应该该是粗糙的的，以利于于消除水流流余能；应应该是透水水的，使渗渗透水流顺顺利排出，以以增加海漫漫的稳定性性；应该有有一定的柔柔性，以适适应地基变变形，综合合考虑本工工程海漫材材料中后段段采用干砌砌块石，前前1/3段采用浆浆砌块石，厚厚度/为40cm，块石直直径大于30cm砌石下层层铺10cm石子、10cm砂子垫层层。每隔6—10m设置一道道浆砌石埂埂。2）海漫末端的流流速验算：：设计情况：v==300//(6.55×46..3)=00.9977m/s>>［v0］=2.55m/ss；校核情况：v==350//(7.333×466.3)==1.033m/s>>［v0］=2.55m/s。3.5冲刷坑坑深度的计计算，防冲冲槽尺寸的的确定3.5.1冲冲刷坑深度度的计算海漫末端的河床床冲刷深度度可按公式式计算——海漫末端河床冲冲刷深度(m)；——海漫末端端单宽流量量(m2/s)；——河床土质允许不不冲流速（m/s）由高教教版《水力力学》上册册表5.4查得；——海漫末端河床水水深（m）；分设计与校核两两种情况计计算如表3-5表3-5冲刷坑深深度的计算算表参数Q设计情况300555.450.759.5-1.5校核情况350556.360.7510.33-1.03.5.2防防冲槽尺寸寸的确定因为＜0，按构构造设计，一般=1.5～2.0m，此处=2m。底宽4.0m，上游边坡1:3，下游边坡1:3。4闸基渗流计计算4.1渗流计计算水位组组合渗流计算水位组组合见表4-1表4-1渗流计算算水位组合合表计算情况上游水位（m）下游水位（m）设计▽4.5▽1.0校核▽5.0▽1.04.2地下轮轮廓线布置置4.2.1地地下轮廓线线布置1）防渗长度的拟拟定防渗长度初拟值值按下式计计算L=C式中：L——闸闸基防渗长长度，包括括水平段、铅铅直段及倾倾斜段——上、下游最大水水位差(m)C——允许渗径系数，按按表6（《水闸闸设计规范范》SL2265-22001表4.3..2）选用。表4-2允许许渗径系数数地基类别别排水条件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虑层13～99～77～55～44～33～2.511～79～55～33～2无虑层7～44～3当检修期时上游游最高水位位，下游无无水此时==10.55m本水闸持力层为为中粗砂含含少量砾石石局部并夹夹有粘壤土土质淤泥薄薄层。由表表6查得允许许渗径系数数C=4。则==C=4×10.55=42m2）铺盖、垂直防防渗体与闸闸室底板的的拟定（1）铺盖、垂直防渗渗体的拟定定本水闸持力层为为坚硬粉质质粘土，根根据《水闸闸设计规范范》SL2265-220014.33.4当闸基为为中壤土、轻轻壤土或重重砂壤土时时，闸室上上游应设混混凝土或粘土铺铺盖，或土土工膜防渗渗铺盖，闸闸室下游渗渗流出口处处应设虑层层。根据《水水闸设计规规范》SL2265-220014.33.10规定：铺铺盖长度可可根据闸基基防渗需要要确定，一一般用上、下下游最大水水位差的3～5倍。钢筋筋混凝土铺铺盖的厚度度不易小于于0.4mm，其顺水水流方向的的永久缝缝缝距可采用用8~20m靠近翼墙墙的铺盖采采用小值，缝缝宽可采用用2~3cm。初步拟定：采用用钢筋混凝凝土铺盖，并并设齿墙，厚厚度取0..5m等厚，齿墙底宽宽取0.8m、齿墙墙深度取00.5m,铺盖长度度=25m（2）闸室底板的拟定定根据《水闸设计计规范》SL2665-20001实施指南4.22.9条规定：：闸室底板板厚度应根根据闸室地地基条件、作作用荷载及及闸孔净宽宽等因素，经经计算并结结合构造要要求确定。4.3.9条规定，闸室底板上下游应设齿墙，齿墙深度采用0.5～1.5m初步拟定：闸室室底板厚度度取1.55m，闸室顺水水流方向的的长度取==18m，齿墙深深度取0..8m，齿墙底底宽取1.5m，斜坡比比取1:1。3）挡潮闸闸基地地下轮廓布布置图挡潮闸闸闸基地下下轮廓布置置图如图4-1所示图4-1闸基基地下轮廓廓布置示意意图（单位：：高程m；长度m）4.2.2验验算防渗长长度其实际长度=11×2＋0.8××2＋0.7××2＋22.4＋2.3××2＋3＋1.133×2＋13.44=50..7＞故满足规规范要求4.3闸基渗渗流计算根据地下下轮廓的特特点，采用用改进阻尼尼系数法计计算，由图图可得到地地下轮廓简简化和分段段，具体布布置见图4-2所示。图4-2地下下轮廓简化化、分段布布置图4.3.1计计算地基有有效深度L0=25+18=443mSS0=2.3mL0/S0=43/2.3=18.77＞5Te=0.5L00=0.55×43=21.55m,闸基相对对不透水层层为无限深深，故闸基基渗流的影影响范围以以有效深度度Te控制。4.3.2计计算各典型型段的阻尼尼系数各典型段的几何何特征及阻阻尼系数计计算见表4-3。表4-3各典型段段阻尼系数数计算表段号段别S（m）T（m）L（m）备注（1）进口段121.50.456各典型段阻尼系系数计算公公式：①进、出口口段②内部垂直段③内部水平段（2）内部水平段0020.50.80.039（3）内部铅直段0.5210.024(4)内部水平段0.51.82124.21.076(5)内部垂直段1.8210.086(6)内部铅直段0.8200.040(7)内部水平段0.80.82016.50.769(8)内部垂直段0.8200.04(9)内部水平段0019.21.50.078(10)出口段1.320.50.4654.3.3各各典型段渗渗压水头损损失计算各典型段渗压水水头损失按按公式计算算，设计、校校核，各典典型段渗压压水头损失失具体计算算结果见表表4-4所示表4-4各典型段段渗压水头头损失计算算表（m）计算情况分段编号（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)校核(m)0.4560.0390.0241.0760.0860.0400.7690.040.0780.4654（m）0.59440.05110.03111.4010.11220.05221.00110.05220.10220.6设计(m)0.4560.0390.0241.0760.0860.0400.7690.040.0780.4663.5(m)0.5190.0440.0271.22660.0980.0460.8760.0460.0890.534.3.4进进、出口段段修正及各各区段渗压压水头损失失调整（1）阻力修正系数，进进、出口水水头损失与与修正后水水头损失值值的计算按下式：其中：其中：——进、出出口水头损损失(m)———修正后的的进出后损损失值(m)——阻力修正系系数，当11时，取=11.0——底板埋深与与板桩入土土深度之和和，或为齿齿墙外侧埋埋深（m）——板桩另一侧侧地基透水水层深度,或为齿墙墙底部至计计算深度线线的垂直距距离(m)——地基透水层层深度(m)分正向与反向挡挡水计算,具体计算算结果如表表4-5表4-5阻力修正正系数，进进、出口水水头损失与与修正后水水头损失值值计算表计算情况校核进口120.521.50.4760.5940.283出口1.319.220.50.4690.60.279设计进口120.521.50.4760.5190.247出口1.319.220.50.4690.530.249（2）进出口修正及及相应典型型段渗压水水头损失调调整计算进出口修正及相相应典型段段渗压水头头损失调整整计算见表表。各典型型段末的渗渗压水头计计算见表4-6表4-6进出口修修正及相应应典型段渗渗压水头损损失调整计计算表渗压水头损失校核修正前0.5940.0510.0311.4010.1120.0521.0010.0520.1020.594修正后0.2830.1020.0621.630.1120.0521.1650.1040.2040.279设计修正前0.5190.0440.0271.2260.0980.0460.8760.0460.0890.53修正后0.2470.0880.0541.4270.0980.0461.0220.0920.1780.249（3）各渗流角点处的的渗压水头头的计算各渗流角点处的的渗压水头头的计算见见表4-7表4-7各渗流角角点处的渗渗压水头的的计算表角点校核he核核43.7173.6153.5531.9231.8111.7590.5940.4900.2860设计3.53.2533.1653.1111.6841.5861.5400.5180.4260.2480（4）闸底渗压水头分分布图根据各角点处的的渗压水头头，作闸底底渗压水头头力分布图图如下图4-3、4-4所示图4-3校核时闸底底透压水头头分布图（单位：：长度：mmm,水头：m）图4-4设计挡水时时闸底渗压压水头力分布布图（单位：：长度：mmm；水头：m）（5）渗流坡降的计算算出口坡降按公式式：计计算水平坡降按公式式：计计算式中:——出口段渗流流坡降值———水平段渗渗流坡降值值——出口段修正正后的水头头损失值(m)；——底板埋埋深于板桩桩入土深度度之和(m)；——水平段水水头损失值值(m)；———水平段长长度(m)；具体结果如表44-8所示表4-8出口坡降降与水平段段坡降的计计算表部位名称计算情况铺盖水平段闸室水平段出口段设计0.0590.0620.192允许坡降［J］］0.560.560.56注：允许渗流坡坡降值由《水水闸设计规规范》SL2665-20001，表6.0..4水平段和和出口段允允许渗流坡坡降值查得由出出口坡降与与水平段坡坡降的计算算表可知：：实际渗流流坡降都小小于允许渗渗流坡降，故故渗流出口口稳定,产生渗透透变形的可可能性很小小。5闸室结构布置5.1闸室底底板根据《水水闸设计规规范》SL2665-20001实施指南4.22.9条规定：：对于大、中中型水闸，闸闸室平底板板厚度可取取闸孔净宽宽的1/6～1/8,其值约为1.0～2.0m，最小厚厚度不宜小小于0.7m。闸室底底板顺水流流方向的长长度参照表表4-5所列数值值初步拟定定，可知粘粘土地基土土质闸室底底板的顺水水流方向长长度与上、下下游最大水水位差的比比值为2.0～3.5。4.3..9条规定齿齿墙深度采采用0.5～1.5mm初步拟拟定：闸室底板厚度取取1.5m，顺水流流方向的长长度取=118m，齿墙深深度取0.8m，齿墙底底宽取1.5m，斜坡比比取1:1。5.2闸墩5.2.1闸闸墩顺水流流方向长度度、闸墩高高度闸墩长度的选定定应满足两两个因素：：①闸墩长度应满足足上部结构构布置要②②要使闸室室基底荷载载强度顺水水流方向的的分布在各各种工作条条件下都比比较均匀，避避免闸室上上下端产求求，生过大大的不均匀匀沉降而倾倾斜。根据据工程经验验，一般情情况下该值值等于底板板长度，也也可以大于于底板长度度，但伸出出的闸墩悬悬臂长度一一般不宜超超过闸墩底底板厚度的的1倍。初步拟定本挡潮潮闸闸墩的的顺水流方方向的长度度与闸底长长度相同，为18m闸墩顶部高程==设计水位+浪高+波浪中心心至静水面面距离+安全超高高闸墩顶部高程==校核水位+浪高+波浪中心心至静水面面距离+安全超高高取两者中的大值值（规范实实施指南4.2..4）平均波高和平均均波周期按按莆田试验验站公式计计算式中——平平均波高；；———计算风速速（m/s）；——风区长度（m）；；——风区内平平均水深（m）；——平均波周周期(s)。然后由《水闸设设计规范》SL2665-20001表E.0..1—2查得波高高与平均波波高的比值值/进而求的的，根据水水闸的级别别为3级，可由由表E.0..1—1查的波列列累计频率率为5%，则=。具体计算如表55-1所示表5-1平均波高高和平均波波周期计算算表计算情况(m)(m)(m/s)(m)/(s)(m)校核10.5500200.231.9252.130.44设计10500200.2241.9252.10.43平均波长和波浪浪中心线超超出计算水水位的高度度分别按下下式计算式中——平均均波长（m）——闸前水深深（m）；——波浪中心线超出出计算水位位的高度(m）)；其余意意义同上。采用试算的方法法得出，计计算结果列列表5-2所示表5-2平平均波长和和波浪中心心线超出计计算水位的的高度计算算表计算情况(m)(s)(m)(m)(m)校核10.52.130.447.10.086设计102.10.436.8940.084安全超高由《水水闸设计规规范》SL2665-20001表4.2..4水闸安全全超高下限限值查的泄泄水建筑物物，设计洪洪水位安全全超高0.7，校核洪洪水位安全全超高0.5综上闸墩高程计计算列如表表5-3所示表5-3闸闸墩高程计计算表计算情况闸前水位（m）浪高（m）波浪中心至静水水面距离（m）安全超高（m）闸墩顶高程（mm）校核5.00.440.0860.56.026设计4.50.430.0840.75.714由闸墩高程计算算表可初步步拟定闸墩墩高程为66.1m5.2.2闸闸墩厚度、门门槽位置和和尺寸的拟拟定（1）根据《水闸设设计规范》SL2665-20001实施指南4.2.13条条规定：闸闸墩厚度应应根据闸孔孔孔径、受受力条件、结结构工程和和施工方法法确定，平平面闸门闸闸墩门槽处处最小厚度度不宜小于于0.4m。兼做岸岸墙的边墩墩还应考虑虑承受侧向向土压力的的作用，其其厚度应根根据结构抗抗滑稳定性性和结构强强度的需要要计算确定定。混凝土土和少筋混混凝土闸墩墩的厚度约约为0.9～1.4m。4.2.12条条规定：闸闸墩的外形形轮廓设计计应能满足足过闸水流流平顺、侧侧向收缩小小、过流能能力大的要要求。上游游墩头可采采用半圆形形，下游墩墩头采用流流线形。由于本闸主要作作用是灌溉溉冲於，闸闸孔布置可可知，据以上要要求初步拟拟定：中墩墩厚度为1.20，边墩为1.2，缝墩厚厚度0.8m，上下游游墩头采用用半圆形。（2）根据《水闸设设计规范》SL2665-20001实施指南4.2..14条规定：：工作闸门门门槽应设设在闸墩水水流较平顺顺部位，其其宽深比取取1.6～1.8。根据管管理维修需需要设置的的检修闸门门门槽，其其与工作闸闸门门槽之之间的净距距离不宜小小于1.5m。当设有有两道检修修闸门门槽槽时，闸墩墩和底板必必须满足检检修期的结结构强度要要求。初步拟定工作闸闸门的门槽槽深度取0.35m，宽度取0.82，位于于闸墩下游段4.99m处检修门槽深度取取0.2m，宽度取0.3m，距离工工作门槽下下游边缘2m处，5-1所示中孔孔闸墩尺寸寸布置图图5-1中墩墩尺寸布置置图（单位：：mm）图5-2缝墩墩尺寸布置置图（单位：：mm）5.3闸门与与胸墙5.3.1闸门门高度与形形式与胸墙墙根据《水闸设计计规范》SL2665-20001实施指南4.22.16条第三款款规定：当当永久缝设设置在闸底底板上时，宜宜采用平面面闸门；如如果采用弧弧形闸门时时，必须考考虑闸墩间间可能产生生的不均匀匀沉降对闸闸门强度、止止水和启闭闭的影响。检检修门应采采用平面闸闸门或叠梁梁式闸门根据以上规定初初步拟定：：闸门采用用平面钢闸闸门，双节节点滚轮支支撑，由于挡水水高度较大大，可设置置胸墙代替替一部分闸闸门高度。所以闸门的顶部高程为2.0+0.2=▽2.2m，其胸墙采用梁板式胸墙，胸墙顶部高程为▽5.5m，底部高程为▽2.0。具体尺寸见图5-2所示图5-3中孔孔闸门与边边孔胸墙的的尺寸（单位：：mm）5.3.2闸门门重量与启启闭机的估估算根据《水工钢闸闸门设》水利水电电出版社安安徽省水利利局勘测设设计院附录录Ⅰ荷载计算算闸门自重式中：A——孔口面积——闸门工作性性质系数对于工作作闸门与事事故闸门==1.0对于检修修与导流闸闸门=0..9——孔口高宽比比修正系数数当H/B≥2时=0..93当H/B≤1时=0.993其他情况况=1.00——水头修正系系数——设计水水头当≥60m时，=当≤60m时=1.00吨由《闸门与启闭机机》蔡正坤坤编制闸门类型型平面滚轮轮闸门闸门启闭所需的的启门力和和闭门力由由近似公式式式中：——启启门力（kN）；——闭门力力（kN）；——闸门上的总总水压力（kN）；——闸门自重（kN）；计算结果如表55-4所示表5-4闸门启闭闭所需的启启门力和闭闭门力计算算表计算情况(m)(m)b(m)(kN)(kN)(kN)(kN)校核10.56.57.5216.666619148.928.81由计算结果可以以看出＞0所以闸门门在关闭时时需要增加加配重块。5.4启闭机机与工作桥桥5.4.1启启闭设备的的初步选定定由（三三）表计算算所得启门门力，初步步选用平面面闸门双吊吊点卷扬式式启闭机，根根据《闸门门与启闭机机》选定启启闭机型号号如下闸门启闭机型号号：启闭机类型启闭力（吨）扬程（m）吊点距（m）自重（吨）QPQ—2×5505082.5~84.07地脚螺栓的间距距G=18825mmm、启闭机的的宽度为J=18895mmm。作用荷载载=5.6吨，=6..9吨=8.6吨=11..0吨5.4.2工工作桥的形形式和尺寸寸的拟定本闸工作桥采用用装配式结结构，桥面面置于两根根纵梁上，纵纵梁净距取取决于启闭闭机的活动动范围约1.2～2.0m。初步拟定:1）纵梁净距为80000mm；横梁主主要为安装装启闭机而而设置，其其位置决定定于启闭机机的安装位位置。启闭闭机最大宽宽度为18955mm两边需同同时留出0.6～1.2m的富裕宽宽度以供工工作人员操操作及设置置栏杆之用用，初步拟拟定桥面总总宽度为4.0m,纵梁净距1.4mm纵梁高度h=((1/8～1/100)Ln==(1.553～1.222)m，初步拟拟定为0..9m；纵梁宽度b=((1/2～1/3))h=(00.70～0.466)m，初步拟拟定为0.4m。纵梁翼缘厚度端端部取100mmm,根部取200mmm，挑出长长度为800mmm。横梁截面为矩形形，高度为为纵梁的2/3～3/4，宽度为为高度的1/3～1/2，初步拟拟定横梁的的高度为0.6m，宽度为0.30m。具体尺寸如图55-4所示 图5-4中中孔工作桥桥尺寸及布布置图（单位：：mm） 5.5工作桥桥设置高程程，工作桥桥支墩的高度度、尺寸的的拟定工作桥高度视闸闸门的形式式、闸孔水水面线而定定。对平面面闸门采用用固定式启启闭机时工工作桥横梁梁底高程=闸顶高程+门高+（1.0～1.5）富裕高高度。中孔工作桥纵梁梁底高程=6.1++9.2==15.33m，工作桥桥排架高为为9.2mm。排架具体尺寸见见如图5-5所示图5-5工作桥桥支墩布置置图（单位：名m）5.6交通桥桥，工作便便桥的形式式尺寸图5-6交通通桥布置图图（单位：cm）交通桥采用斜空空心板，由于交通通桥的标准准是公路ⅡⅡ，双车道道。则公路路桥面宽度度定为7m，两边人人行道各为为0.8m,栏杆的厚厚度取0.155m,交通桥总总宽度为9m。交通桥的具体尺尺寸如图5-6所示：5.7闸室分分缝布置与与止水设置置闸室沿轴线每隔隔一定距离离顺流向设设缝分开，以以免闸室因因不均匀沉沉降及温度度变化产生生裂缝，缝宽2.0ccm，并设置紫紫铜片止水水。具体布布置为中间间三孔，两两个边孔设设垂直止水水。5.8闸室布布置图闸室具体布置见见图5-7所示(a)边孔闸闸室布置图图图5-7闸室布布置图(单位：高高程m；其余mmm)6闸室稳定计算取中孔闸室段为计算算对象，底底板顺水流流方向长度度18.0m，底板宽宽度26..5m。闸室荷荷载分别计计算如下。6.1自重取混凝土重度为为25kNN/m3，闸室结结构自重具具体计算见见表6-1表6-1闸闸室结构自自重计算表表（以底板板下游端最最低点为矩矩心）构件名称算式重力（kN）力臂（m）力矩（kNm）底板（7.5×3＋22.4＋1.6﹚×[2×﹙2.3＋1.5﹚×0.88÷2＋1.5××18]×251990100缝墩[3.14×0..8×0..8＋﹙18－1.6﹚×16]×11..6×25819200中墩[3.14×0..6×0..6＋﹙18－1.2﹚×1.22]×11..6×255×21234800交通桥25×[9×00.6×226.5＋＋0.8××0.3××26.55＋0.155×0.11×26..5＋0.155×1.22×28﹚﹚38724.517426工作桥﹛[﹙0.1＋0.22﹚×0.55×2＋0.4××0.9××2＋1.2×0.3]××26.55＋6×0..6×0..3×1..2﹜×25946.6-3.7-3502工作桥排架4×﹙0.6××0.4××9.2××2＋0.3××0.3××1.2××3﹚×25474-3.7-1753.88工作便桥﹙0.3×0.33×2＋1×0..1﹚×26..5×255185.5-7.4-1372.77闸门191×3573-3.7-2120.11启闭设备40.7×3122.1-3.7-451.777合计466168224．8注释：弯矩是对对底板中心心求矩，并并规定弯矩矩逆时针为为正，竖向向力向下为为正，水平平6.2水重（1）水位组合水重计算水位组组合见表11-3即表1-3稳定计计算水位组组合表计算情况闸上水位闸下水位设计情况▽4.5m▽1.0m校核情况▽5.0m▽1.0m（2）根据上下游水深深分别计算算其水重，闸闸室水重具具体计算见见表6-3表6-2闸室室水重计算算表（以底底板上游端端最低点为为矩心）计算情况算式水重（kN）力臂（m）力矩（kNm）设计情况上游水重12.3×7..5×3××10×110276752.8578871.775下游水重4.9×7.55×3×110×6..57166.255－6.55-46938..9校核情况上游水重12.3×7..5×3××10×110.529058.5572.8582817.444下游水重4.9×7.55×3×110×6..57166.255-6.55-46938..9注释：弯矩是对对底板中心心求矩，并并规定弯矩矩逆时针为为正，竖向向力向下为为正，水平平向指向6.3浮托力力计算（1）水位组合浮托力计算水位位组合见表表1-3表1-3稳定定计算水位位组合表计算情况闸上水位闸下水位设计情况▽4.5m▽1.0m校核情况▽5.0m▽1.0m（2）根据静水力学原原理和较低低侧水位确确定闸底板板所承受浮浮托力强度度，其值计计算见表6-3表6-3浮托力力计算表（以以底板中心心为矩心）计算情况算式浮托力(kN))力臂(m)力矩（kNm))设计[8×18＋（11.5＋2.07﹚×0.8÷2××2]×26..5×10038916.8800校核[8×18＋（11.5＋2.07﹚×0.8÷2××2]×26..5×10038916.884006.4水平水水压力（1）水位组合水平平水压力水水位组合见见表1-3表1-3稳定计算水位组组合表计算情况闸上水位闸下水位设计情况▽4.5m▽1.0m校核情况▽5.0m▽1.0m（2）上、下游水平水水压力与上上下游水位位有关，其其大小分布布见图6-1、6-2，具体计计算见表7-4。图6-1设计计挡水时水水平水压力力分布图（单位：：kN）图6-