广东某大型水闸完整工程设计(2)

70 70

击数 修正

(击)

0.8

1.7

1.4

击数

(击)

1.0

2.3

3.3

Es (MPa) qu(kPa) σ0 (kPa)

50

70

70

7.6

15

1.49

2.40

5.60

Cu(kPa) a0.1-0.2 (MPa)

-1

8

27.25

23.0 14.0 1.96

15.3

2

16.4 2.40 4.00×10 27.4

21.6

-7

3 16.4 7.9 0.00 5.47×10

-4

Wp 14.

Ip IL

8.2 2.33

6.7 0.33

4.70×10

-6

5.29×10

-4

1.07×10

-3

1.794 1.050 0.339

76

79 3.9

5.5

4

0.20.3

150 11.7 8.2

200 21.4 11.2

120 120

200 200

第 5 页 共 43 页

2 闸孔设计

2.1闸孔的设计任务

确定闸孔的形式

确定闸孔的孔口尺寸、数目

确定闸底板高程。

2.2 设计工况

3??由所给资料可得，正常情况下，Q设?80?1?10%?88m正常情况下，通

过设计流量Q设时闸前水面壅高?设?0.1m,取?设?0.1m。

由资料可得， 非常情况下，Q校?100m3/s，且通过Q校时的闸前水面壅高?校?0.2m，取?校?0.2m。

由以上资料可得，本设计采用淹没宽顶堰。

2.3闸孔形式的确定

闸孔形式包括孔口形式和底板形式。本设计闸孔形式需要确定 孔口形式：采用无胸墙开敞式孔口形式。

底板形式：本设计地形较为平缓，用来排水作为排水闸，有经验可得采用平底板形式，底板高程取为与原排水闸底板高程（

2.4 闸孔尺寸设计

闸孔尺寸设计的主要任务有

确定闸孔净宽，闸孔总宽

确定底板开挖基坑宽度

确定闸顶高程，闸门高度

2.4.1 确定闸孔净宽

有水工建筑物可得确定闸孔净宽的方法是：按正常情况设计，按非常情况校 ?底板??3.5m）齐平即可。 第 6 页 共 43 页

核。

3/2B?Q/m?oso堰流情况公式：

（2--1）

3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；取6.25m

m——堰流流量系数；

?s——淹没系数

具体计算步骤如下：

按外江工况设计洪潮水位

3/2B?Q/m?oso （2--2）

3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；取6.25m

m——堰流流量系数；

?s——淹没系数

系数计算如下：

H设?2.75?3.5?6.25m

h=H设?0.1=6.15m

由hs/H0?hs/H设?6.15/6.?2?5?0.984 查《水闸设计规范》SL265-2001得?s=0.40

?——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，选用0.85

所以 B0?88/0.385?0.4?0.85?2?9.8?6.25?9.7m 取B023=10m

按内涌设计高水位

3/2B?Q/m?oso （2--3）

3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho

——计入行近流速水头m； 第 7 页 共 43 页

m——堰流流量系数；

?s——淹没系数

系数计算如下：

H设?1.42?3.5?4.92m

hs?H设?0.1?4.82m

hs/H0?hs/H设?4.82/4.92?0.980查《水闸设计规范》SL265-2001得?s=0.40

?——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，?——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，选用0.85

所以 B0?88/0.385?0.4?0.85?2?9.8?4.?13.91m 取B032=14m

按内涌设计低水位

3/2B?Q/m?oso （2--4）

3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；

m——堰流流量系数；

?s——淹没系数

系数计算如下：

hs?3?0.1?2.9m

H设?3.5?0.5?3m

hs/H0?hs/H设?2.9/1.3?0.97，查《水闸设计规范》SL265-2001得，?s?0.50

所以 B0?88/0.385?0.4?0.85?2?9.8?3?29.2m

取

32B0=30m 第 8 页 共 43 页

(4) 经比较，选取最大闸孔净宽。

2.4.2 分孔 B0=30m

由以上计算得最大闸孔净宽为30m，所以做五孔闸门，每孔6米。

2.4.3 闸墩构造设计内容

边墩厚一般取0.7～1.2m。本设计取0.8m,头部采用方形; 中墩厚dz?1.2m;头部采用半圆形；

本设计不进行缝墩设计.B?30?2?0.8?2?1.2?34m

2.5 水力计算

1、验算正常情况下的过流能力 3Q???mB2?9.8?6.25?Q?80m/s满足设计洪水过流能力。S0设由公式： 32

2、 校核非常情况下的过流能力

上游水深H上?3.15?3.5?6.65m

下游水深H下?6.65?0.1?6.55m h下6.55??0.98??0.40 由h上6.65查《水闸设计规范》SL265-2001得，s

Q???smB02g0H0?0.85?0.40?0.385?30?2?9.8?6.?Q校?100m3/s 满足非常过流能力。

2.6 确定闸墩顶高程

要求：要求闸墩顶高程满足泄水、挡水要求。

2.6.1 泄水要求 3232

?顶1??设洪??设 （2--5）

?顶2??校??校 （2--6）

第 9 页 共 43 页

2.6.2 挡水要求

?顶2??正常??h （2--7）

?h?RP?hc （2--8）

式中： RP——波浪爬高，波浪中心线净水位的高度

波浪爬高按“莆田海堤试验站公式”计算确定，计算公式如下:

?gF0.45?0.0018(2)?gHgd??????0.13th0.7()0.7th?? (2--9) 2??gdV2V?????0.13th0.7()0.7???V2??????

?gHgT?13.9? ?V2V?????0.5 (2--10)

式中：g------重力加速度，（9.81m/s2）

H------平均波高，（m）

T------平均波周期，（s）

F------风区长度，（m），取1000m

V------设计风速，（m/s），为42m/s

d------风区的平均水深，（m），为6.25m 算得平均波高H为0.73m，平均波周期T为3.782s。 gT2?dth L? (2--11) 2?L2

试算得到 L=21.126m。

波浪爬高RP计算：

计算公式

RP?式中：m------斜坡坡率,选用m=3

K?------斜坡的糟率系数及渗透性采用砌石护面，所以系数K?查《堤防工程设计规范》为0.75

第 10 页 共 43 页

Kw---------

??0.69?1，查《水工建筑物》表5-2得Kw=1

所以

RP???0.93m

即 波浪爬高为0.93m。

hc——安全超高，hc设?0.7m，hc校?0.5m 所以 ?h?RP?hc?0.93?0.7?1.63m 闸墩高程：?顶2??正常+?h=2.75+1.63=4.38m 闸门高程：取4.3m 闸墩高： H墩??底+?顶2?3.5?4.38?7.88m。取8.0m 闸门高: H门??底??门=3.5+4.3=7.8m 第 11 页 共 43 页

3消能防冲设计

3.1 概述

3.1.1 消能防冲设计内容主要包括

（1）消力池深度及长度

（2）海曼长度.防冲槽尺寸

（3）两岸护坡及相应构造

3.1.2消能方式及消能工型式

消能方式：水利工程上必须采取一些减小泄水建筑物下泄水流动能的措施，以满足工程的经济和安全的要求。在设计水工建筑物时，要选择合理地消能工程形式。本闸门属于平原河道水闸，下游水位变化幅度较大，闸下池水水流低，所以采用底流消能。消能工型式：采用控深式消力池。

3.1.3 水闸开启方式及操作规程

1、开启方式：对于五孔闸门，开启方式又五种形式。

A：五孔闸门均匀同步开启

B：两侧边孔闸门均匀同步开启

C：两中间闸孔均匀同步开启

D：四孔闸门均匀同步开启

E：中间闸门单独均匀开启

2、操作规程：均匀，匀速同步开启。

3.1.4 池深d设计工况及计算方法与公式

1、池深d的不利计算工况

按水跃理论最大池深dmax发生在跃后水深与下游水深hc???ht差值最大的情

??hc???ht(h?h)ctmax况，即：。确定差值最大需对各种运用方式及相应开度e下的情况进行计算。根据经验，取外江设计排洪最高水位H0=2.75 + 3.5=6.25m作为设计水位，初始开度e=0.5m作为池深最不利计算工况。

2、计算方法与公式

求开度e=0.5m时下泄流量Q公式采用自由孔流公式：

第 12 页 共 43 页

Q?式中：Q——下泄流量

?——宽顶堰型闸孔自由流的 流量系数

n——闸孔数

b——一个闸孔的净宽

e——闸孔开度

H0——闸孔全水头

求跃后水深h采用共轭水深计算公式：

?hc??hc?1?2?? (3--2)

求下游水深h采用明渠均匀流公式：

Q? A?(b?mh)h (3--4)

??b?2

R?A

?? (3--6)

式中：m——收缩角，取2

n——护坡粗糙系数，取0.025

i——下游河底坡率，取1：4000

b——下游河宽，取40m

3.1.5 池深L的不利计算工况

1、工况的确定

根据经验，最大池长发生在通过

计算的计算工况。

2、 计算方法及公式

求

??

cQmax时，本设计采用校核流量Q校作为池长hc??,hc采用水跃公式

: ?1??? (3--7)

第 13 页 共 43 页

hh?c2

Q校?100m3/s

3.1.6 护坦厚度的计算工况

本设计护坦厚度按抗冲要求计算，公式采用：

t?k式中：q——护坦上的单宽流量

?H——泄放q时的水闸上下游水位差

k1——经验系数，可采用0.175——0.20

t

max由公式可知，发生在e的情

况进行计算。

本设计取以下两种情况的较大者作为护坦厚度的计算工况：

（1）正常蓄水位2.75+3.5=6.25m时下泄水时初始开度e=0.5

的情况

（2）取通过校核流量Q

校时的情况

3.1.7 海漫长度的计算工况

L?k按抗冲设计要求设计，采用

由公式可知L

bbs.99jianzhu.com内容：建筑图纸、PDF/word 流程，表格，案例，最新,施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。