最新国家开放大学（新平台）《水工建筑物实训》水闸设计.docx

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1、水工建筑物水闸课程设计一、基本设计资料-11、基本概述资料12、水流量资料13、闸基土质资料24、其他资料25、水闸设计标准2二、闸址选择3三、总体枢纽布置31、拦河闸的布置32、闸室段的布置33、上游连接段的布置34、下游连接段的布置4四、水力计算41、闸孔设计42、消能防冲设计73、海漫设计9五、防渗排水设计101、地下轮廓设计102、防渗计算11六、闸室的布置与稳定分析151、闸室结构布置152、荷载及其组合183、闸室稳定计算23七、闸室结构设计-251、闸墩设计252、底板结构设计25一、基本设计资料1、基本概述资料本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水

2、，抬高水位满足抽水灌溉的需要，洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。2、水位流量资料3,根据规划要求，在正常蓄水时下泄流量为Q=Om/S,上游水位为H正=198.0m,此时对应的下游水位H=195.0m;在校核洪水时灌区下泄流量为Q核=79.7m3/S,此时的相应上游校核水位为H核二198.90m,相应闸下游水位H下=198.65m;在设计洪3,水位时灌区下泄流量Q设=61.4ms,此时对应的上游水位H设=198.36m,闸下游水位为H下=198.15m。闸身稳定计算水位组合(1)设计洪水位时：上游水深H3.36m,下游水深hs3-15m2 )校核洪水位时：上游水深消能防冲设计水位H3

3、.90m,下游水深hs3.65组合m根据分析：消能防冲的最不利水位组合是在校核洪水位时的情况下：则其组合3 .是：下泄流量为Q=79.70m/s,相应的上游水位是H核二198.9Om,闸下游水位H下=198.65m,则相应的上游水深H=3.90m,下游水深h=3.65m。水位流量资料表：运用情况上游水位（米）下泄流量（m3/秒）正常蓄水198.00O设计洪水198.3661.40校核洪水198.9079.70下游水位流量关系表:H下(m)195.00196.00197.00197.50198.00198.15198.50198.65Q(m3S)0.008.6327.9641.0755.4061

4、.4073.9879.703、闸基土质资料闸基河床地质资料柱状图如图所示:层序图程(m)I195.00-191.8191.8 183.32土质撷况细砂组砂Ill183.32粘土闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。闸基细砂及墙后回填砂料土工试验资料如下表；天然重度饱和重度内摩擦角凝聚力不均匀系数相对密实度细砂18.6420.61220120.46沙土料18.2020.2132P0P150.62细砂允许承载力为150KNm2,其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.354.0m，总宽为44m1司上交通为单乍道,按汽2闸门采用平面钢闸门,有3.该地国池宸设计烈度为4、其他资料-10设计

5、，带-50校核。桥面净宽3米、4米、5米三种规格闸门。4度。4闸址附近河道有干砌石护坡。5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。5、水闸的设计标准根据水闸设计规范,SD133-84（以下简称SD133-84）,该闸按IV级建筑物设计。、闸址选择根据水工建筑物可知, 闸设计中的一项重要内容, 地址、水流、潮汐、泥沙、 经济比较，选定最佳方案。闸址选择关系到工程的成败和经济效益的发挥，是水应根据水闸的功能、特点和运用要求，综合考虑地形、冻土、冰清、施工、管理和周围环境等因素，通过技术闸址适宜选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水水位较低的地点。应优先选用地质条件良好的天然地基，土壤、

6、中砂、粗砂、和砂砾都适于做为水闸的地基；尽量避开淤泥质土和粉、细砂地基，必要时，应采取妥善的处理措施。在河道上建造拦河闸，为解决施工导流问题，常将闸址选在弯曲河道的凸岸，利用原来河道导流，裁弯取直，新开上、下游引水和泄水渠，新开渠道既要尽量缩短其长度，又要使其进、出口与原河道平顺衔接。根据基本地形资料知道，闸址附近，河道顺直，河道横补面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5,河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。3fl. 4,flilt 3.0m. UH 0 2m二板t央U枚匕15m. i I Om15m.中5。12m. !堆,坡 门“川台罐lft 工断面尺寸如图1-1所示：I阿布

7、国收片敞大。电,一一广1将水网分为40m.I1994mvJ.,n-ft-B.-M增材K采阳网翳蔻*t流力向KHtfl.:M力式3ft.不为水用苕上用上SMI*% I。4e.ON ： 1 5m阿I-IA - ,iK f 1. . QPQ. 16 f,r-5: ：.:拼Mrv 一I的W一荣阳桨ABU力大反黄嘱,一一程；2 RI. H ；ni。N 19920m. 一比板电4 Am199 50m. , . U ; j料 0 8m0 6m., JV1. U Hh14 0m. 1 0 6mI JJ hl .0.8L卜淮WlQ=7970m3s则InL近海出V三QA根据和厮向KhAWb-mHH=(18*15X

8、39X39-9302mHjb二二：b三lmm，二:，,：m三11.5VQA=797/930206wsH=H*a V 2g取 丁 1 0=3 9 A 0 86/( 2X981 )=3 94 m hLt=3 65/3 94=0 930 8救Ut Lazt出液.核情况：、上游水H=198.9-195=3.9 m明报火说成“谨阻料U为您微出藏.Hlr极，尔TIwI物）捌淹救出iEEZEH -h 也HSL-265-2001 I , A 01 .校传出.7：m=035=C9C图21在设计情况下：由公式=rymtBOAHP2所以，在设计情况下Q6L4|0.74X0.90X0.385X3的昭J2XnmE2gH

9、o=8.66m在校核情况下：Q79.7|0J4X0,90X0.385X3,94VZy2X9.81B。2比较得，取净宽较大的值，则取BO=9.0m。以上为Bo的第一次近似值，据此可计算的第二次近似值，按hs,H0=0.93,及闸墩边形状，查水闸表35得0=0.53,k=0.70o侧收缩系数按式计算为：1Ho0.2kn1-nb=1-0.2X0.7+3-1)X0.53X3.9/9=0.85净宽B0的第二次计算近似值为,QOl0.74X0.85X0.385X3,94VZy2X9.81nmE2gH)=9.5m再将净宽B。的第二次近似值代入式中，可得=0.86,再次试算后仍得=0.86,计算得出Bo2=9

10、.4m,根据所给闸门的型号尺寸，则选择孔数n=3,每孔净宽b。=3.2m,则闸孔总净宽Bo=3.2X3=9.6m,3闸孔泄流能力校核中墩采用钢筋混凝土结构，根据水闸设计规范SL265-2001,取中墩厚d=1.5m,墩首为半圆形，墩尾采用尖圆形。边墩厚度为1.0m,墩首、尾采用半圆形。根据拟定的闸孔尺寸净宽Bo=9.6m,用设计情况进行检验。根据堰流公式：nmtQ实0.860.740.38529.813/29.6=64.28m3/sQ实Q则:100%=I(64.28-61.40)61.40X100%=4.7%V5%Q实际过流能力满足泄水的设计要求由此得该闸的孔口尺寸确定为：选择孔数n=3,每孔净宽b=3.2m,2个中墩各厚d=1.5m,边墩厚度为1.0m,闸孔总净宽B0=9.6m,闸室总长度B=3X3.2+2X1.5=12.6m。2