水闸设计说明书
SLUICE DESIGN SPECIFICATION
设计题目： 兴化水闸工程
学院名称： 水环学院
专业名称： 水利水电工程
班级名称： 水电
姓 名：
学 号：
指导教师：
教师职称：
2011年X月X日
分 类
具 体 求
优
良
中
格
格
设 计 计
算说明书
40 分
方案合理性 5分
5
4
3
2
1
方案证情况 5分
5
4
3
2
1
容全面性 10分
10
8
7
6
4
容正确性 15分
15
13
11
10
8
规范性 5分
5
4
3
2
1
图 纸
35 分
深度全面性 10分
10
8
7
6
4
正确性 20分
20
17
15
13
9
规范性 5分
5
4
3
2
1
时表现
25 分
设计态度 20分
20
17
15
13
9
身力 5分
5
4
3
2
1
需
说明问题
总 评
水工建筑物课程设计成绩评定表
目 录
设计务 1
二 设计基资料 1
21概述 1
211 防洪 1
212 灌溉 1
213 引水淤 2
22 规划数 2
221 孔口设计水位流量 2
222 闸室稳定计算水位组合 2
223 消防设计水位组合 2
23 质资料 2
232 闸基土工试验资料 3
24 闸设计标准 3
25关资料 3
251 闸交通 3
252 三材 4
253 震资料 4
254 风速资料 4
三 枢纽布置 4
31 防沙设施 4
32 引水渠布置 4
33 进水闸布置 4
331 闸室段布置 4
332 游连接段布置 5
333 游连接段布置 5
四水力计算 5
41闸孔设计 5
411 闸室结构形式 5
412 堰型选择堰顶高程确定 6
413 孔口尺寸确定 6
42 消防设计 8
421 消力池设计 8
422 海漫设计 10
423 防槽设计 10
五防渗排水设计 11
51 轮廓设计 11
511 底板 11
512 铺盖 11
513侧防渗 11
514 排水止水 12
515 防渗长度验算 12
52 渗流计算 12
521 轮廓线简化 12
522 确定基效深度 13
523 渗流区域分段阻力系数计算 13
524 渗透压力计算： 14
525 抗渗稳定验算 16
六 闸室布置稳定计算 17
61 闸室结构布置 16
611 底板 17
612 闸墩 17
613 胸墙 17
614 工作桥 17
615 检修便桥 18
616 交通桥 18
62 闸室稳定计算 19
621 荷载计算 19
622 稳定计算 25
七 闸室结构设计 27
71 闸墩设计 27
72 底板结构计算 28
721 闸基基反力计算 28
722 衡剪力剪力分配 30
723板条荷载计算 31
724 弯矩计算 32
725配筋计算 36
726裂缝校核 37
八两岸连接建筑物 37
九水闸细部构造设计 38
十基础处理 38
十总结 38
参考文献 40
水闸课程设计计算说明书
1设计务
兴化闸坝引水进水闸该枢纽引水渠防沙设施进水闸组成次设计务确定兴化闸型式尺寸枢纽布置方案进行水力计算防渗排水设计闸室布置稳定计算闸室底板结构设计等绘出枢纽面布置图游立视图
2 设计基资料
21概述
兴化闸建兴化镇北兴化渠闸址理位置见图221该闸作防洪灌溉引水淤
70
北
成港
90
渠
化
110 兴
闸
兴化闸
兴 化
河
兴 化 镇
图221 闸址位置示意图（单位：m）
211 防洪
兴化河水位较高时关闸挡水防止兴化河水入侵兴化渠游两岸农田保护游农田村镇
212 灌溉
灌溉期引兴化河水北调灌溉兴化渠两岸农田
213 引水淤
枯水季节引兴化河水北游成港淤保港
22 规划数
兴化渠工渠道剖面尺寸图22示渠底高程05m底宽500m两岸边坡均12该闸设计组合方面：
118
05
500
图22 兴化渠剖面示意图（单位：m）
221 孔口设计水位流量
根规划求灌溉期兴化闸流引兴化河水灌溉引水流量300m3s时闸游水位783m闸游水位778m冬季枯水季节兴化闸流引水送游成港淤保港引水流量100m3s时相应闸游水位744m游738m
222 闸室稳定计算水位组合
（1）设计情况：游水位103m浪高08m游水位70m
（2）校核情况：游水位107m浪高05m游水位70m
223 消防设计水位组合
（1）消防利水位组合：引水流量300m3s相应游水位107m游水位778m
（2）游水位流量关系
游水位流量关系见表221
表221 游水位流量关系
Q（m3s）
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
H（m）
70
720
738
754
766
774
778
23 质资料
231 闸基土质分布情况
根钻探报告闸基土质分布情况见表231
表231 闸基土层分布
层序
高程（m）
土质情况
标准贯入击数（击）
Ⅰ
1175～240
重粉质壤土
9～13
Ⅱ
240～07
散粉质壤土
8
Ⅲ
07～167
坚硬粉质粘土
（局部含铁锰结核）
15～21
232 闸基土工试验资料
根土工试验资料闸基持力层坚硬粉质粘土摩擦角φ190凝聚力C600Kpa天然孔隙e069天然容重γ203KNm3重G274变形模量E040×104KPa建闸回填土砂壤土摩擦角φ260凝聚力C0天然容重γ18KNm3混凝土弹性模量Eh23×107KPa
24 闸设计标准
根水闸设计规范SL2652001兴化闸Ⅲ级建筑物设计
25关资料
251 闸交通
根交通部门建议闸交通桥单车道公路桥汽10设计履带50校核桥面净宽45m总宽 55m采板梁式结构见图251米桥长约重80KN
100 150 4500 150 100
1100
2﹪ 2﹪
100
150
550
700 450 13750 450 13750 450 700
5500
图 251 交通桥剖面图 （单位：cm）
252 该区三材供应充足闸门采面钢闸门尺寸定厂设计加工制造
253 该区震烈度设计6度考虑震影响
254 该区风速资料全进行浪压力设计时建议取Ll10hl计算
3 枢纽布置
兴化闸坝引水进水闸整枢纽引水渠防沙设施进水闸等组成
31 防沙设施
闸河流少泥沙河道防沙求高仅引水口设拦沙坎道拦沙坎高08m底部高程05m顶高程13m迎水面直立背流坡11斜坡
断面见图31：
图31 枢纽布置图 ⅠⅠ 剖面
32 引水渠布置
兴化河河岸较坚稳引水渠量短（约65m）兴化闸兴化河河岸保证较引水效果引水角取35°引水口布置兴化河凹岸顶点偏游水深较方减轻引水口处回流水流进入引水口引水口游边角修成圆弧形引水渠面布置成称游收缩喇叭状见图31
33 进水闸布置
进水闸（兴化闸）带胸墙开敞式水闸5孔孔净宽50m胸墙底部高程81m闸顶高程118m闸门顶高程83m
331 闸室段布置
闸底板倒∏型钢筋混凝底板缝设底板中央底板顶面高程05m厚10m水流方长16m
闸墩钢筋混凝土结构水流方长底板相等中墩厚11m边墩岸墙结合布置重力式边墙挡水挡土墙填土高程118m闸墩设工作门槽检修门槽检修门槽距闸墩游边缘17m工作门槽距闸墩游边缘529胸墙检修门槽间净距259
闸门采面滚轮钢闸门尺寸48m×78m启闭设备选QPQ2×25卷扬式启闭机工作桥支承实体排架闸墩缩窄成水流长23m厚05m底面高程118m顶面高程165m排架设活动门槽
公路桥设游侧板梁式结构总宽55m公路桥支承排架排架底部高程85m
332 游连接段布置
铺盖钢筋混凝土结构水流方长20m厚04m铺盖游块石护底直护引水口
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背105斜坡收缩角15°圆弧半径66m墙顶高程110m设085m高混凝土挡浪板墙填土高程108m翼墙底板06m厚钢筋混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游铺盖头部齐
翼墙游干砌块石护坡隔12m设道浆砌石格埂块石底部设15cm砂垫层护坡直延伸兴化渠入口处
333 游连接段布置
闸室游采挖深式消力池长23m深05m消力池底板钢筋混凝土结构厚度07m消力池闸室连接处1m宽台14斜坡连接消力池底板滤求铺盖铺设厚03m砂碎石垫层起反滤渡作起排水作
海漫长26m水设置前10m浆砌块石16m干砌块石隔8m设道浆砌石格埂海漫末端设构造防槽深10m边坡12槽填块石土质条件较防槽游设护底
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背坡度105扩散角10°圆弧半径48m墙顶高程85m设高08m挡浪板墙填土高程80m游翼墙底板厚06m钢筋混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端消力池末端齐
游采干砌块石护坡护坡98m高程处隔8m设道浆砌石格埂护坡延伸防槽游端部齐
4水力计算
水力设计包括两方面容闸孔设计消设计
41闸孔设计
闸孔设计务确定闸室结构形式选择堰型确定堰顶高程孔口尺寸
411 闸室结构形式
该闸建工渠道宜采开敞式闸室结构
运行中该闸挡水位达103m～107m泄水时游水位744m～783m挡水位时游高水位游高水位高出287m拟设设置胸腔代闸门挡水减闸门高度减作闸门水压力减启门力降低工作桥高度减少工程费
综述：该闸采带胸墙开敞式闸室结构
412 堰型选择堰顶高程确定
该闸建少泥沙工渠道宜采结构简单施工方便出流范围较底板宽顶堰考虑闸基持力层坚硬粉质粘土土质良承载力参考该区已建工程验拟取闸底板顶面兴化渠渠底齐高程05m
413 孔口尺寸确定
（1）初拟闸孔尺寸该闸孔口必须满足引水灌溉引水淤保港求
1）引水灌溉
游水深 H78305733m
游水深 hs77805728m
引水流量 Q300ms
游行流速 V0QA
A(b+mH)H(50+2×733)×73347396m2
V300473960633
H0H+αV02g (取α10)
733+063322×98735m
hS h072874099>08属淹没出流
查SL2652001表A·0·12淹没系数σS036
宽顶堰淹没出流公式
坎宽顶堰取m0385假设侧收缩系数096
2554m
2）引水淤保港
游水深 H74405694m
游水深 h73805688m
引水流量 Q100
游行流速 V0QA
A(b+mH)H(50+2×694)×6944433
VQA1004433023ms<05ms忽略计H0≈H694m
hS H0688694099>08 属淹没出流
查 SL2652001表A·0·12淹没系数σs036
样取m0385假设侧收缩系数096
B02
924m
较1）2）计算结果B02< B01见引水灌溉情况确定闸孔尺寸控制情况闸孔净宽B0宜采较值2554m
拟闸孔分5孔取孔净宽50m闸孔实际总净宽B05×50250m
闸基土质条件较仅承载力较坚硬紧密减少闸孔总宽度节省工作量闸底板宜采整体式底板拟分缝设孔底板中间位置形成倒∏型底板中墩采钢筋混凝土结构厚11m墩头墩尾均采半圆形半径055m
（2）复核闸流量根初拟闸孔尺寸中孔b050mbsb0+ 50+1161mb0bs50610820查 SL2652001表
边孔b050mbs4026mbobs112 查 SL2652001表
(0971×(51)+0909)5
0960
根 SL2652001表坎宽顶堰取m0385
036×0385×0959×25×
2933
×100224<5
实际流力满足引水灌溉设计求
该闸孔口尺寸确定：分5孔孔净宽50m2中墩厚11m闸孔总净宽250m闸室总宽度294m
42 消防设计
消防设计包括消力池海漫防槽等三部分
421 消力池设计
1）游水位连接形态判闸门关闭状态泄流量300分级开启节省计算工作量闸门开度拟分三级流量50游水位稳定增开度150游水位稳定增开度300
Ø 泄流量50时
游水深H10705102m
游水深采前级开度(Q0)时游水深t700565m
游行进流速5071810069ms(<05ms)忽略计
假设闸门开度e045m0451020044<065孔流查水力学(河海学出版社)表107（采插值法）：
0612： hce0612×04502754m
1332m
(t﹣)(H)0583查SL2652001表A·0·32（采插值法）孔流淹没系数053
μ10601760592
式中μ1—孔流流量系数
Q053×0592×045×25×4995
该值求流量50十分接假定闸门开度e045正确时跃水深1332样步骤求泄水量150300时闸门开度跃水深判泄水量时水面连接情况结果列表：
表42 水面连接计算
序号
Q
（）
E
(m)
(m)
t
(m)
水面连接情况
1
500
045
0612
0275
1332
650
淹没水跃
2
1500
135
0617
0833
2142
670
淹没水跃
3
3000
300
0625
1875
2555
704
淹没水跃
2）消力池设计
a)消力池池深：表42见消计算中跃水深均相应游水深出闸水流已发生淹没水跃理讲必建消力池稳定水跃通常需建构造消力池取池深d05m
b)消力池长度：根前面计算 泄流量300作确定消力池长度计算略行进流速V0：
T0 H+d102+05107m
h
q²2g q1020 095
588
h077
488m
水跃长度 L69（）69×（488077）284m
消力池闸底板1：4斜坡段相连接LSdp05×420m消力池长度LSJ
L L+βL20+075×284233m
β—长度校正系数（07～08)
取消力池长度215m
c)消力池底板厚度计算：
tK
式中—K1消力池底板厚度计算系数采（ 015～020） K1取0175
Q300（25+44）102
H107778292m
t073m
消力池池底板厚范围（05～12）取消力池池底板厚08m前等厚消力池底板半部设排水孔孔径10cm间距2m呈梅花行布置孔填砂碎石消力池闸底板连接处留1米台便更促成出闸水流池中产生水跃消力池面呈扩散状扩散角度10°
422 海漫设计
1）海漫长度：
L
q300〔250+44+tg10°×(23+1)×2〕792
H107－778292m
海漫长度计算系数取70
2575m
取海漫长度260m
2）海漫布置结构游水深较节省开挖量海漫布置成水海漫厚度40cm块石材料前10m浆砌块石16m采干砌块石浆砌块石海漫社排水孔干砌块石社浆砌块石格梗格梗断面尺寸40cm×60cm海漫底部铺设15cm厚砂粒垫层
423 防槽设计
1）海漫末端河床刷深度
海漫末端均宽度
12(50+50+2×2×704)
6408m
3006408468
较紧密黏土基水深3m取11ms704m：
236m
<0表示海漫出口形成刷坑理建防槽保护海漫头部海漫末端防槽
2）防槽构造防槽梯形断面（见图421）底宽10m深10m边坡1：2槽中抛块石
综列布置图图421：
图421 消力池海漫防槽布置 （单位：cm）
5防渗排水设计
51 轮廓设计
黏土基通常采垂直板桩防渗轮廓包括底板防渗铺盖板桩
511 底板
底板闸室基础兼防渗防刷作满足部结构布置求满足稳定身结构强度等求
1）底板水流方长度L满足部结构布置求L必须交通桥宽工作桥宽工作便桥宽间间隔总L约120m
稳定基承载力求考虑L验公式估算
L（H+2h+a）(1+01ΔH)K
H102m2h05ma05mΔH37mK10
L1534m
综述取底板水流方长度L16m
2）底板厚度d根验底板厚度（15—17）单孔净跨 初拟d10m
3）底板构造底板采钢筋混凝土构造混凝土150#游两端设05m深齿墙嵌入基底版分缝中设V型铜止水片
512 铺盖
铺盖采钢筋混凝土结构长度般2—4倍闸水头3—5倍游水位差拟取20m铺盖厚度04m铺盖游端设05m深齿墙头部设防槽防止游河床刷铺盖游设块石护底厚03m设02m厚砂石垫层
513侧防渗
侧防渗游翼墙边墩游翼曲面式反翼墙收缩角取15延伸铺盖头部半径66m圆弧插入岸坡
514 排水止水
减作闸底板压力整消力池底板部设砂砾石排水首部紧抵闸底板游齿墙闸底板铺盖铺盖游翼墙游翼墙边墙间永久性缝中均设铜片止水闸底板消力池消力池游翼墙游翼墙边墩间永久性分缝然没防渗求防止闸基土墙填土水流带出缝中铺贴沥青油毛毡
515 防渗长度验算
1）闸基防渗长度必须防渗长度
LCH
H37m反滤效时C3反滤失效时C4
L111—148m
实际闸基防渗长度
04+05+07+19+11+10+07+13+07+10+05386m
>L满足求
2）绕流防渗长度必须防渗长度
LCH
H37mC7（回填土砂土反滤）L259m
实际防渗长度
+16367m
>L满足防渗求
轮廓布置见图511：
图511 轮廓布置 （单位：m）
52 渗流计算
采改进阻力系数法进行渗流计算
521 轮廓线简化
便计算复杂轮廓进行简化铺盖头部底板游两端齿墙均浅简化形式图521：
图521 轮廓简化图 （单位：m）
522 确定基效深度
根钻探资料闸基透水层深度渗流计算中必须取效深度代实际深度
轮廓线简化图知：轮廓水投影长度L·16+2036m轮廓垂直投影长度S013m L0 S03613277>5基效深度Te05 L018 m(图521)
523 渗流区域分段阻力系数计算
轮廓角点尖点渗流区域分成十典型段18段进出口段36二段部水段2457部垂直段
表521 流段阻力系数ξ
流段
阻力系数ξ
段号
S
T
ξ
进口段出口段
ξ15（）+0441
1
04
179
0．446
8
05
174
0448
部垂直段
ξln[ctg(1)]
2
05
180
0．028
4
11
180
0．061
5
05
174
0．029
7
05
174
0．029
部水段
ξ
3
S105
S211
T180
L200
1049
6
S105
S205
T174
L160
0879
ξξ2969
524 渗透压力计算：
1）设计洪水位时：△H1037033m根水流连续条件流段单宽渗流流量均应相等
a）流段水头损失hξ
h1 050m
h2 003m
h3 116m
h4 007m
h5 003m
h6 098m
h7 003m
h8 050m
b）进出口段进行必修正：进出口修正系数
121
T´180m T179m S04m
034<10 应予修正h´h1017m
进口段水头损失修正量
Δh050－017033
修正量应转移相邻段
h´003+003006
h´116+（033－003）146m
样出口段修正
121
T´174m T174m S05m
0396<10需修正
出口段水头损失修正
h´h020m
修正量Δh050－020030m
h´003+003006m
h098+(030－003)125m
c）计算角隅点渗压水头：游出口段开始逐次游作水头值Δh中相继减分段水头损失值求角隅点渗压水头值
H1 33m
H2 33h1´33017313m
H3 H2 h2´m 313006307m
H4 H3 h3´m 307146161m
H5 H4 h4´m 161007154m
H6 H5 h5´m 154003151m
H7 H6 h6´m 151125026m
H8 H7 h7´m 026006020m
H9 H8 h8´m 020020000m
d）作出渗透压力分布图：根算渗压水头值认水段水头损失呈线形变化渗透压力分布图图522
图522 设计洪水位渗透压力分布图 （单位：m）
单位宽度底板受渗透压力：
P( H6+ H7)×16×11416t13877 KN
单位宽铺盖受渗透压力：
P( H3+ H4)×20×1468t45864 KN
2）样步骤计算出校核情况渗透压力分布
ΔH471037m
H1 370m
H2 351m
H3 345m
H4 181m
H5 174m
H6 170m
H7 030m
H8 022m
H9 000m
根计算作出渗透压力分布图图523：
图523 校核洪水位渗透压力分布图 （单位： m）
单位宽度底板受渗透压力：
P( H6+ H7)×16×1×(170+030)×16×1160t1568 KN
单位宽铺盖受渗透压力：
P( H3+ H4)×20×1×(345+181)×20×1526t51548 KN
525 抗渗稳定验算
闸底板水段均渗透坡降出口处均逸出坡降闸底板水段均渗透坡降
J0088＜[J]04～05
渗流出口处均逸出坡降J
J044＜[J]070～080
闸基防渗满足抗渗稳定求
6 闸室布置稳定计算
61 闸室结构布置
闸室结构布置包括底板闸墩闸门工作桥交通桥等部分结构布置尺寸拟定
611 底板
底板结构布置构造面相
612 闸墩
水方长度取底板相取16m闸墩钢筋混凝土结构中墩厚均11m边缘岸墙合二采重力式结构
闸墩游部分顶部高程泄洪时应高设计校核洪水位加安全超高关门时应高设计校核洪水位加波浪计算高度加安全超高
设计洪水位超高计算：103+08+07118m
校核洪水位超高计算：107+05+05117m
取述二者中较者取118m
闸墩游部分高度游高水位适高影响泄流低游部分高度设排架搁置公路桥初拟定闸墩游部分顶部高程85m设3根07m×067m高18m柱子柱顶设07m×07m长47m横梁梁顶高程85+18+07110游闸墩搁置公路桥桥面高程118m两岸堤齐
闸墩设检修门槽工作门槽检修门槽游槽深03m宽02m工作槽槽深03m宽06m具体位置见图闸墩游均半圆形半径055m
613 胸墙
保证启吊闸门钢丝绳浸水中胸墙设工作闸门游侧
胸墙顶闸墩游部分顶部高取118m胸墙底部高程应影响引水准堰顶高程+堰顶游水深+05+70+0378 m取胸墙底部高程81m胸墙高度37m
胸墙采钢筋混凝土板梁式结构简支闸墩梁尺寸03m×05m梁尺寸04m×08m板厚20cm梁端游面做成圆弧形利水
614 工作桥
1）启闭机选型闸门采面滚轮钢闸门滑动式门顶高程应高出胸墙02m高程83m门高78m门宽54m根验公式：G0073K1K2K3A093HS079初估闸门重A4212m2HS102m工作闸门K110HB7856141＜HB＜2K210HS102＜60mK310门重G1487t1457KN取门重G200KN初拟启门力FQ（01—02）P+12G闭门力FW（01—02）P09G中G闸门重P作门总水压力计浪压力影响作米宽门游面水压力作米宽门游面水压力门总水压力：
P12×98×(26+102) ×764767kN
P12×65×65 ×982070kN
P（PP）×5013635kN
FQ010×13635+12×2003764kN
FW010×1363509×2004365kN
FW>0表示闸门重关闭需加压10kN重块帮助关闭闸门重G200+10210KN根计算需启门力FQ3764kN初选双调点手摇电动两卷扬式启闭机（海重型机械厂产品）QPQ2×25机架外轮廓宽J1962mm
2）工作桥尺寸构造（见图612）工作桥宽度仅满足启闭机布置求两侧应留足够操作宽度B启闭机宽度+2×栏杆柱宽+2×栏杆外富裕宽度＝1962+2×08+2×015+2×0053962m取工作桥净宽40m工作桥板梁式结构预制装配两根梁高08m宽035m中间活动铺板厚6cm保证启闭机机脚螺栓安置梁梁间净距15m启闭机机脚处螺栓处设两根横梁宽30cm高50cm
工作桥设实体排架排架厚度闸墩门槽处颈厚50cm排架水方宽度23m排架高程：胸墙壁底缘高程+门高+富裕高度81+78+06165m
工作桥游侧布置公路桥桥身结构钢筋混凝土板梁结构桥面总宽40m
615 检修便桥
便检修观测检修门槽处设置检修便桥桥宽15m桥身结构仅两根嵌置闸墩钢筋混凝土简支辆梁高40cm宽25cm梁中间铺设厚6cm钢筋混凝土板
616 交通桥
工作桥饿游侧布置公路桥桥身结构钢筋混凝土板梁结构桥面总宽55m结构构造尺寸见章第节
62 闸室稳定计算
取中间独立闸室单元分析闸室结构布置见图621：
图621 闸室结构布置图 （单位：m）
621 荷载计算
1）完建期荷载完建期荷载包括闸板重力G1闸墩重力G2闸门重力G3胸墙壁重力G4工作桥启闭机设备重力G5公路桥重力G6检修便桥重力G7取混凝土钢筋混凝土容重25KNm3
底板重力：
G116×10×122×25+12×（1+15）×05×122×25×2
52613KN
闸墩重力：中墩重
G2´（05×314×0552×113×25）+（05×314×0552×80×25）+(42×11×113×25)+(23×11×113×25)+（23×47×25）+（84×11×8×25）+（3×067×07×18×25）+（47×07×07×25）(2×03×02×113×25)(2×03×06×113×25)42176KN
闸室单元两中墩：G22G2´84352KN
闸门重力：G3200×24000KN
胸墙重力：G403×05×10×25+04×08×10×25+02×(370403)×10×252675KN
工作桥启闭机设备重力
工作桥重力：G5´2×092×035×122×25+05×(008+012)×09×122×2×25+015×012×122×2×25+006×13×122×252861KN
考虑栏杆横梁重力等取 G5´3500KN
QPQ２×２５启闭机机身重407KN混凝土电机重台启闭机重480KN启闭机重力
G52×480KN960KN
G5 G5+ G53500+960446KN
公路桥重力公路桥米重约80KN考虑栏杆重公路桥重G680×122+5010260KN
检修便桥重力：G7025×04×100×25×2+006×15×10×25725KN
考虑栏杆横梁重力等取 G71350KN
完建情况作荷载力矩计算见表621：
表621 完建情况作荷载力矩计算表
(底板端B点求力矩)
部位
重力
(KN)
力臂
(m)
力矩(KN·m)
↘
↙
底板
52613
80
420904
闸墩
（1）
2684
032
8589
（2）
25426
265
67379
（3）
14962
590
88276
（4）
39380
1125
443025
（5）
1900
1568
29792
工作闸门
4000
579
23160
工作桥
3500
590
20650
启闭机
960
590
56640
公路桥
10260
1225
125685
检修便桥
1350
180
2430
胸墙
2675
479
12813
合计
15971
1241136
2）设计洪水情况荷载设计洪水情况闸室荷载外闸室水重力水压力扬压力等
闸室水重
W1469×98×10×98+76×08×10×98+65×10×991×98
45043+5958+63127
11418 KN
水水压力
首先计算波浪素设计资料知：ht08mLlhl10游 98m游波浪线壅高：
025m
波浪破碎界水深：
见游均水深Ll2Hlj深水波：
P105×4×98×(4+025+08)×122+05×6×98×(4+10)×12212076+5021562291 KN（→）
P205×98×(833+975) ×15×12216106 KN（→）
P305×75×735 ×98×12234529 KN（←）
P405×98×(75+844) ×07×1525867 KN（←）
浮托力：F77×98×16×122+2×05×(10+15) ×05×98×122
148792 KN(↑)
渗透压力U030×98×16×122+05×122×16×98×122
78745+154950
17353 KN(↑)
设计洪水情况荷载图见（图622） 设计洪水情况荷载计算表见 (表622设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩)
图622 设计洪水位时荷载图
表622 设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩
荷载名称
竖力（KN）
水力（KN）
力臂
（m）
力矩（KN×m）
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构重力
15971
1241136
表621
游水压力
12076
50215
16106
918
407
073
110858
204375
11757
游水压力
34529
5867
32
034
110493
1995
浮托力
148792
80
1190336
渗透压力
5348
12005
80
533
42784
63987
水重力
45043
5958
63127
235
509
1105
105851
30326
697553
合计
273838
166145
67597
40396
2401856
1409595
107693（↓）
27201（→）
992261（↘）
3）校核洪水位情况荷载校核洪水位情况时荷载设计洪水位情况荷载计算方法相似水压力扬压力相应校核水位水压力扬压力
闸室水重 Pv469×102×10×98+76×08×10×98+65×10×991×98 46881+5958+63127115966 KN
水水压力
首先计算波浪素校核水位：ht05mLl50mh0016mHlj059m游 102m深水波：
P105×25×98×(25+016+05)×122+05×(25+104)×79×98×1224723+6092265645 KN
P205×98×(853+994) ×15×12216469 KN（→）
P305×76×76 ×98×12234529 KN（←）
P405×98×(75+847)×06×1225904 KN（←）
浮托力：F77×98×16×162+05×(10+15) ×05×98×122
148792 KN(↑)
渗透压力U034×98×16×122+05×136×16×98×122
6305+1320519510 KN(↑)
校核洪水情况荷载图见（图623） 设计洪水情况荷载计算见 (表623设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩)
图623 校核洪水位时荷载图
表623 校核洪水情况荷载力矩计算B点取矩
荷载名称
竖力（KN）
水力（KN）
力臂
（m）
力矩（KN×m）
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构重力
15971
1241136
表621
游水压力
4723
60922
10469
1045
464
073
49355
282678
12022
游水压力
34529
5904
32
034
110493
2007
浮托力
148792
80
1190336
渗透压力
6305
13205
80
533
50440
70383
水重力
46881
5958
63127
235
509
1105
110170
30326
697553
合计
275676
168302
82114
40433
242324
1423659
107374（↓）
41681（→）
999581（↘）
622 稳定计算
1）完建期
闸室基底压力计算
表621知∑G15971 KN∑M1241136 KNm外B16mA16×1221952m
е0229m（偏游）
(16×)
基承载力验算知
（Pmax+Pmin）（8885+7479）8812 kPa
持力层坚硬粉质粘土N63515～21击查表基允许承载力
350kPa基础宽度远3m基允许承载力应修正
中：B8mD15m 安全起见取mB02mD10
(浮容重)
350+02×1009（83）+10×1009（1515）
3601kPa
> 基承载力满足求
均匀系数计算知
基压力均匀系数满足求
2)设计洪水情况闸室基压力计算表622知：∑G107693 KN
∑M992261 KNm
е121m（偏游）
(16×)
基承载力验算知
（Pmax+Pmin）5517 kPa<
基承载力满足求
均匀系数计算知
根SD13384附录五规定基良结构简单中型水闸采直适增闸闸基土质良校核洪水位情况采35基压力均匀系数满求
闸室抗滑稳定分析：界压应力
中A1751009kNm3B16m19c60kPa
闸室会发生深层滑动仅需作表层抗滑稳定分析
中：取09171c0取c200kPa闸齿墙较浅取A292m2
闸室抗滑稳定性满足求
3)校核洪水情况
闸室基底压力计算表623知∑G107374 KN∑M999581 KNm
е131(偏游）
(16×)
基承载力验算知
（P+Pmin）550kPa<
基承载力满足求
均匀系数计算知
基压力均匀系数满根SD13384附录5规定基良结构简单中型水闸采30校核洪水位情况采35基压力均匀系数满求
闸室抗滑稳定分析：
界压应力
闸室抗滑稳定性满足求
7 闸室结构设计
71 闸墩设计
闸墩钢筋混凝土结构中墩厚11米闸墩长底板水流方相16米边墩暗墙合采重力式闸墩设置两道闸门工作闸检修闸工作闸门槽距闸墩游端529米工作闸门槽深03米槽宽06米闸墩游两端055米半圆形状闸墩游端设置检修闸门检修闸门距离游端17米处槽宽02米槽深03米设置检修门闸门设置底板底部高程05米游闸墩底部高程118米游闸墩顶部高程85米节计算知道校核洪水位情况水方水压力时门槽颈部应力计算利情况门槽应力计算选校核洪水情况计算情况闸墩底部截面正应力求出现拉应力拉应力混凝土容许抗压强度计算中发现情况符合闸墩必配置受力钢筋配置构造钢筋加强闸墩底板连接防止温度变化闸墩利影响竖配置情况配置Ф12钢筋米3根插入底板50cm水方采Ф8分布钢筋门槽出配筋配置构造钢筋配置Ф12钢筋间距闸墩致浇注100标号混凝土作筑坝材料
72 底板结构计算
采弹性基梁法底板进行结构计算
721 闸基基反力计算
(16×)
节中计算基应力PP时求齿墙底部基底应力底板底部基底应力尚应重新计算基反力
1）完建期完建期水荷载节中相应基应力等基反力直接运
（游端）
（游端）
2）校核洪水情况时水力作需重新计算基反力见表731
e115 m( 偏游)
表731 校核洪水时荷载力矩计算表
（底板底面游A点求矩）
荷载名称
计算式
竖力
水力
力臂
力矩
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构
15971
1241136
表621
游水压力
05×25×98
×(25+016+05)×122
4723
995
46994
05×(25+104)×98
×79×122
60692
414
252217
05×(851+927)×98
×10×122
1097
049
5375
游水压力
05×98×762×122
34529
26
89775
101
05×（75+777）×98×01×122
1008
01
浮托力
148792
80
1190336
表623
渗透压力
6305
80
50440
表623
13205
533
70383
闸室水重力
115966
838049
合计
275676
168302
76615
35529
2383771
1401035
107374（↓）
41086（→）
982736（ ↘ ）
722 衡剪力剪力分配
胸墙闸门间连线界闸室分游段承受分段部结构重力荷载
1）衡剪力完建期校核洪进行计算衡剪力值见表732
2）衡剪力分配截面形心轴底板底面距离图731示
45m
606
004
（1004）096
闸墩分配衡剪力048
表732 衡剪力计算表 单位：KN
荷载名称
完建情况
校核洪水情况
游段
游段
计
游段
游段
计
结构重力
闸墩
底板
胸墙
公路桥
工作桥
检修便桥
闸门
启闭机
33578
16729
2675
175
135
480
50774
35884
1026
175
400
480
84352
52673
2675
1026
350
135
400
960
33578
16729
2675
175
135
480
50774
35884
1026
175
400
480
84352
52673
2675
1026
350
135
400
960
56562
103148
15971
56562
103148
15971
水重力
52839
63127
115966
扬压力
60915
107387
168302
基反力
5789
10182
15971
24951
82421
107372
衡力
1328（↑）
1328（↓）
00
23535（↓）
23533（↑）
02（↓）
衡剪力
1328（↓）
1328（↑）
00
23534（↑）
23534（↓）
00
723板条荷载计算
1）完建期板条荷载见图732（a）
（1)游段：
均布荷载
2490 KNm (↓)
闸墩处集中荷载
3511 KNm (↓)
（2）游段：
均布荷载
KNm (↓)
闸墩处集中荷载
3139 KNm (↓)
图732 板条荷载图
（a）完建期（b）校核洪水情况
2）校核水位情况板条荷载见图732（b）
（1）游段：
均布荷载
闸墩处集中荷载
P闸墩部结构重力均布荷载中计算闸墩处水重力衡剪力分配值
游段：
均布荷载
闸墩处集中荷载
724 弯矩计算
（1）梁柔性指数柔性指数式计算柔性指数式计算
式中 E0——基土变形模量 E040
Eh——混凝土弹性模量 Eh23
——梁高m
t5查表计算1表733 底板弯矩计算表
段
板带荷载产生弯矩
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
q
249
kNm
q
279
kNm
P
3511
kN
P
3139
kN
q
289
kNm
q
864
kNm
P
4914
kN
P
3638
kN
(1）
(2）
(5）
(1)×qL2
(7）
(5)+(6)
(8）
(1)×qL2
(9）
(2)×PL
(10）
（8）+（9）
游
段
① L61m
② t5
00
0080
006
741
1285
2026
859
180
1039
01
0079
007
732
1499
2231
849
210
1058
02
0076
008
704
1713
2418
816
240
1056
03
0070
010
649
2142
2790
752
300
1052
04
0063
013
584
2784
3368
677
390
1066
05
0053
017
491
3641
4132
569
510
1079
06
0042
012
389
2570
2959
451
360
811
07
0029
007
269
1499
1768
312
210
521
08
0016
004
148
857
1005
172
120
292
09
0005
001
46
214
260
54
30
84
10
0000
000
00
00
00
00
00
00
段
板带荷载产生弯矩
备注
板带荷载
完建期
校核洪水位情况
均布
荷载
q
集中荷载
P
q
249
kNm
q
279
kNm
P
3511
kN
P
3139
kN
q
289
kNm
q
864
kNm
P
4914
kN
P
3638
kN
(1）
(2）
(5）
(1)×qL2
(6）
(2)×PL
(7）
(5)+(6)
(8）
(1)×qL2
(9）
(2)×PL
(10）
（8）+（9）
游
段
③边荷载梁部分处弯矩改变符号梁力利
00
0080
006
832
1149
1981
258
1332
1590
01
0079
007
821
1340
2162
255
1553
1808
02
0076
008
790
1532
2322
245
1775
2021
03
0070
010
728
1915
2643
226
2219
2445
04
0063
013
655
2489
3144
203
2885
3088
05
0053
017
551
3255
3806
171
3773
3944
06
0042
012
437
2298
2734
135
2663
2799
07
0029
007
301
1340
1642
94
1553
1647
08
0016
004
166
766
932
52
888
939
09
0005
001
52
191
243
16
222
238
10
0000
000
00
00
00
00
00
00
（2）弯矩计算基压缩层较厚基梁半长L2半限深弹性基梁计算弯矩计算见表733
闸基粘性土根SD13384规定边荷载产生弯矩梁弯矩减少时（利时）完全计边荷载影响边荷载影响梁弯矩利时应100考虑影响根表733作出梁弯矩包络图见图734
完建期 校核洪水情况
（a）
(b)
完建期 校核洪水情况
图734 弯矩包络图（a）游段 （b）游段
725配筋计算
表733见：游段Mmax 4132 KN·mMmin243 KN·m游段Mmax 3944 KN·mMmin84 KN·m游段弯矩值较接底板采统配筋底层M4132 KN·m配筋面层M243 KN·m配筋
选Ⅰ级钢筋
αsξ1－As
γd12b10h010－005095fc75Nmm2fy210Nmm2
底层： αs0073
ξ1－0076
As25786mm2
选φ22@110As2661mm2
面层： αs0043
ξ1－0044
As 14929mm2
选φ18@75As1527mm2
水流架立钢筋选φ10@333
图734 底板配筋图
726裂缝校核
面层钢筋量似单筋截面验算
换算截面形心轴受压边缘距离x0换算截面形心轴惯性矩J0分：
ωmaxα1α2α3 (3c+01)
σs18788Nmm2
Ate2ab2×50×1000mm2
ρte0027
α110α210α316Es21×105Nmm2c40mmd22mm
ωmax 10×10×16××(3×40+01×)
029mm<[ωmax]03mm
满足求
8两岸连接建筑物
水闸岸墙翼墙统称两岸连接建筑物游翼墙构成游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背面1﹕05斜坡收缩角15°圆弧半径66m圆墙顶高程110m顶设置08m防浪墙板墙填土高程108m翼墙底板06m厚混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端铺盖齐翼墙游干砌石块护坡隔12m设道浆砌石石格埂块石底部设15cm砂垫层护坡底部直延伸兴华渠出口处
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背坡度1﹕05扩散角10°圆弧半径48m墙顶高程85m设高08m挡浪板墙填土高程80m游翼墙底板06m厚混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端消力池齐游采干砌石块护坡隔8米设道浆砌石格埂
9水闸细部构造设计
闸门采面轮钢闸门尺寸48m×78m选电动卷扬式启闭设备选QPQ2×25卷扬式启闭机闸门顶附加永久混凝土重块（重15KN）水闸闸室游护底隔12m分缝中间设置浆砌块石埂砌筑成闸室底板均分两缝缝设置止水片消力池设置20水孔
10基础处理
保证闸室建安全稳定土基需基进行必基处理已满足部结构稳定求选沉井基础法加固基沉井采封底沉井底部闸室基础兼防渗防充刷作底板厚10m底板采钢筋混凝土结构混凝土材料150#游设05m齿墙嵌入基底板分缝处设置V型止水片闸室游端设铺盖护底铺盖厚度04m铺盖游端设05m齿墙头部需设置防充槽铺盖材料设块石护底达游河床防充求侧防渗游翼墙边墩游翼墙反翼墙收缩角取15°延伸铺盖头部半径66m圆弧插入岸坡减作闸底板渗透压力整消力池底板布设沙砾石排水首部紧抵闸底板游齿墙底板铺盖铺盖游翼墙游翼墙边墙间永久性缝中均设铜片止水底板消力池消力池游翼墙游翼墙边墙间永久性分缝然没防渗求防止闸室土基墙填土水流带出缝中铺贴沥青油毛毡
11总结
通两周水闸课程设计学会东西仅专业课更深理解前学水力学钢筋混凝土专业基础知识进行巩固学课外专业知识学会设计规范收获
六月十三日设计务书指导书脑里片茫然知手天止已份设计材料理解分析两周学知识时刻课学唯实践进行动手力更深理解体会深刻含义
天学努力处理试算着设计数感十分压力家努力学深怕落非常努力争取项务学先做完两周学图书馆问题家起讨仅学知识增进学友谊团队意识
份水闸设计报告成感庞工程暗欣喜仅增强信学知识现三毕业迎四学生活已接尾声步入社会次课程设计带生活思考事严谨马马虎虎否会吃亏面四考研规划四年生活丰富时刻告诫千万浪费时间时刻握分秒做真正意义事生活充满阳光理想乐趣
参考文献
〔1〕 水工建筑物教材 水利电力出版社
〔2〕 水力学教材 高教出版社
〔3〕 水工钢筋混凝土结构设计规范 水利电力出版社
〔4〕 水闸设计规范SL2652001 实施指南 中国水利电力出版社
〔5〕 水闸 水利电力出版社
长春工程学院课程设计
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水闸设计说明书
SLUICE DESIGN SPECIFICATION
设计题目： 兴化水闸工程
学院名称： 水环学院
专业名称： 水利水电工程
班级名称： 水电
姓 名：
学 号：
指导教师：
教师职称：
2011年X月X日
分 类
具 体 求
优
良
中
格
格
设 计 计
算说明书
40 分
方案合理性 5分
5
4
3
2
1
方案证情况 5分
5
4
3
2
1
容全面性 10分
10
8
7
6
4
容正确性 15分
15
13
11
10
8
规范性 5分
5
4
3
2
1
图 纸
35 分
深度全面性 10分
10
8
7
6
4
正确性 20分
20
17
15
13
9
规范性 5分
5
4
3
2
1
时表现
25 分
设计态度 20分
20
17
15
13
9
身力 5分
5
4
3
2
1
需
说明问题
总 评
水工建筑物课程设计成绩评定表
目 录
设计务 1
二 设计基资料 1
21概述 1
211 防洪 1
212 灌溉 1
213 引水淤 2
22 规划数 2
221 孔口设计水位流量 2
222 闸室稳定计算水位组合 2
223 消防设计水位组合 2
23 质资料 2
232 闸基土工试验资料 3
24 闸设计标准 3
25关资料 3
251 闸交通 3
252 三材 4
253 震资料 4
254 风速资料 4
三 枢纽布置 4
31 防沙设施 4
32 引水渠布置 4
33 进水闸布置 4
331 闸室段布置 4
332 游连接段布置 5
333 游连接段布置 5
四水力计算 5
41闸孔设计 5
411 闸室结构形式 5
412 堰型选择堰顶高程确定 6
413 孔口尺寸确定 6
42 消防设计 8
421 消力池设计 8
422 海漫设计 10
423 防槽设计 10
五防渗排水设计 11
51 轮廓设计 11
511 底板 11
512 铺盖 11
513侧防渗 11
514 排水止水 12
515 防渗长度验算 12
52 渗流计算 12
521 轮廓线简化 12
522 确定基效深度 13
523 渗流区域分段阻力系数计算 13
524 渗透压力计算： 14
525 抗渗稳定验算 16
六 闸室布置稳定计算 17
61 闸室结构布置 16
611 底板 17
612 闸墩 17
613 胸墙 17
614 工作桥 17
615 检修便桥 18
616 交通桥 18
62 闸室稳定计算 19
621 荷载计算 19
622 稳定计算 25
七 闸室结构设计 27
71 闸墩设计 27
72 底板结构计算 28
721 闸基基反力计算 28
722 衡剪力剪力分配 30
723板条荷载计算 31
724 弯矩计算 32
725配筋计算 36
726裂缝校核 37
八两岸连接建筑物 37
九水闸细部构造设计 38
十基础处理 38
十总结 38
参考文献 40
水闸课程设计计算说明书
1设计务
兴化闸坝引水进水闸该枢纽引水渠防沙设施进水闸组成次设计务确定兴化闸型式尺寸枢纽布置方案进行水力计算防渗排水设计闸室布置稳定计算闸室底板结构设计等绘出枢纽面布置图游立视图
2 设计基资料
21概述
兴化闸建兴化镇北兴化渠闸址理位置见图221该闸作防洪灌溉引水淤
70
北
成港
90
渠
化
110 兴
闸
兴化闸
兴 化
河
兴 化 镇
图221 闸址位置示意图（单位：m）
211 防洪
兴化河水位较高时关闸挡水防止兴化河水入侵兴化渠游两岸农田保护游农田村镇
212 灌溉
灌溉期引兴化河水北调灌溉兴化渠两岸农田
213 引水淤
枯水季节引兴化河水北游成港淤保港
22 规划数
兴化渠工渠道剖面尺寸图22示渠底高程05m底宽500m两岸边坡均12该闸设计组合方面：
118
05
500
图22 兴化渠剖面示意图（单位：m）
221 孔口设计水位流量
根规划求灌溉期兴化闸流引兴化河水灌溉引水流量300m3s时闸游水位783m闸游水位778m冬季枯水季节兴化闸流引水送游成港淤保港引水流量100m3s时相应闸游水位744m游738m
222 闸室稳定计算水位组合
（1）设计情况：游水位103m浪高08m游水位70m
（2）校核情况：游水位107m浪高05m游水位70m
223 消防设计水位组合
（1）消防利水位组合：引水流量300m3s相应游水位107m游水位778m
（2）游水位流量关系
游水位流量关系见表221
表221 游水位流量关系
Q（m3s）
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
H（m）
70
720
738
754
766
774
778
23 质资料
231 闸基土质分布情况
根钻探报告闸基土质分布情况见表231
表231 闸基土层分布
层序
高程（m）
土质情况
标准贯入击数（击）
Ⅰ
1175～240
重粉质壤土
9～13
Ⅱ
240～07
散粉质壤土
8
Ⅲ
07～167
坚硬粉质粘土
（局部含铁锰结核）
15～21
232 闸基土工试验资料
根土工试验资料闸基持力层坚硬粉质粘土摩擦角φ190凝聚力C600Kpa天然孔隙e069天然容重γ203KNm3重G274变形模量E040×104KPa建闸回填土砂壤土摩擦角φ260凝聚力C0天然容重γ18KNm3混凝土弹性模量Eh23×107KPa
24 闸设计标准
根水闸设计规范SL2652001兴化闸Ⅲ级建筑物设计
25关资料
251 闸交通
根交通部门建议闸交通桥单车道公路桥汽10设计履带50校核桥面净宽45m总宽 55m采板梁式结构见图251米桥长约重80KN
100 150 4500 150 100
1100
2﹪ 2﹪
100
150
550
700 450 13750 450 13750 450 700
5500
图 251 交通桥剖面图 （单位：cm）
252 该区三材供应充足闸门采面钢闸门尺寸定厂设计加工制造
253 该区震烈度设计6度考虑震影响
254 该区风速资料全进行浪压力设计时建议取Ll10hl计算
3 枢纽布置
兴化闸坝引水进水闸整枢纽引水渠防沙设施进水闸等组成
31 防沙设施
闸河流少泥沙河道防沙求高仅引水口设拦沙坎道拦沙坎高08m底部高程05m顶高程13m迎水面直立背流坡11斜坡
断面见图31：
图31 枢纽布置图 ⅠⅠ 剖面
32 引水渠布置
兴化河河岸较坚稳引水渠量短（约65m）兴化闸兴化河河岸保证较引水效果引水角取35°引水口布置兴化河凹岸顶点偏游水深较方减轻引水口处回流水流进入引水口引水口游边角修成圆弧形引水渠面布置成称游收缩喇叭状见图31
33 进水闸布置
进水闸（兴化闸）带胸墙开敞式水闸5孔孔净宽50m胸墙底部高程81m闸顶高程118m闸门顶高程83m
331 闸室段布置
闸底板倒∏型钢筋混凝底板缝设底板中央底板顶面高程05m厚10m水流方长16m
闸墩钢筋混凝土结构水流方长底板相等中墩厚11m边墩岸墙结合布置重力式边墙挡水挡土墙填土高程118m闸墩设工作门槽检修门槽检修门槽距闸墩游边缘17m工作门槽距闸墩游边缘529胸墙检修门槽间净距259
闸门采面滚轮钢闸门尺寸48m×78m启闭设备选QPQ2×25卷扬式启闭机工作桥支承实体排架闸墩缩窄成水流长23m厚05m底面高程118m顶面高程165m排架设活动门槽
公路桥设游侧板梁式结构总宽55m公路桥支承排架排架底部高程85m
332 游连接段布置
铺盖钢筋混凝土结构水流方长20m厚04m铺盖游块石护底直护引水口
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背105斜坡收缩角15°圆弧半径66m墙顶高程110m设085m高混凝土挡浪板墙填土高程108m翼墙底板06m厚钢筋混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游铺盖头部齐
翼墙游干砌块石护坡隔12m设道浆砌石格埂块石底部设15cm砂垫层护坡直延伸兴化渠入口处
333 游连接段布置
闸室游采挖深式消力池长23m深05m消力池底板钢筋混凝土结构厚度07m消力池闸室连接处1m宽台14斜坡连接消力池底板滤求铺盖铺设厚03m砂碎石垫层起反滤渡作起排水作
海漫长26m水设置前10m浆砌块石16m干砌块石隔8m设道浆砌石格埂海漫末端设构造防槽深10m边坡12槽填块石土质条件较防槽游设护底
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背坡度105扩散角10°圆弧半径48m墙顶高程85m设高08m挡浪板墙填土高程80m游翼墙底板厚06m钢筋混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端消力池末端齐
游采干砌块石护坡护坡98m高程处隔8m设道浆砌石格埂护坡延伸防槽游端部齐
4水力计算
水力设计包括两方面容闸孔设计消设计
41闸孔设计
闸孔设计务确定闸室结构形式选择堰型确定堰顶高程孔口尺寸
411 闸室结构形式
该闸建工渠道宜采开敞式闸室结构
运行中该闸挡水位达103m～107m泄水时游水位744m～783m挡水位时游高水位游高水位高出287m拟设设置胸腔代闸门挡水减闸门高度减作闸门水压力减启门力降低工作桥高度减少工程费
综述：该闸采带胸墙开敞式闸室结构
412 堰型选择堰顶高程确定
该闸建少泥沙工渠道宜采结构简单施工方便出流范围较底板宽顶堰考虑闸基持力层坚硬粉质粘土土质良承载力参考该区已建工程验拟取闸底板顶面兴化渠渠底齐高程05m
413 孔口尺寸确定
（1）初拟闸孔尺寸该闸孔口必须满足引水灌溉引水淤保港求
1）引水灌溉
游水深 H78305733m
游水深 hs77805728m
引水流量 Q300ms
游行流速 V0QA
A(b+mH)H(50+2×733)×73347396m2
V300473960633
H0H+αV02g (取α10)
733+063322×98735m
hS h072874099>08属淹没出流
查SL2652001表A·0·12淹没系数σS036
宽顶堰淹没出流公式
坎宽顶堰取m0385假设侧收缩系数096
2554m
2）引水淤保港
游水深 H74405694m
游水深 h73805688m
引水流量 Q100
游行流速 V0QA
A(b+mH)H(50+2×694)×6944433
VQA1004433023ms<05ms忽略计H0≈H694m
hS H0688694099>08 属淹没出流
查 SL2652001表A·0·12淹没系数σs036
样取m0385假设侧收缩系数096
B02
924m
较1）2）计算结果B02< B01见引水灌溉情况确定闸孔尺寸控制情况闸孔净宽B0宜采较值2554m
拟闸孔分5孔取孔净宽50m闸孔实际总净宽B05×50250m
闸基土质条件较仅承载力较坚硬紧密减少闸孔总宽度节省工作量闸底板宜采整体式底板拟分缝设孔底板中间位置形成倒∏型底板中墩采钢筋混凝土结构厚11m墩头墩尾均采半圆形半径055m
（2）复核闸流量根初拟闸孔尺寸中孔b050mbsb0+ 50+1161mb0bs50610820查 SL2652001表
边孔b050mbs4026mbobs112 查 SL2652001表
(0971×(51)+0909)5
0960
根 SL2652001表坎宽顶堰取m0385
036×0385×0959×25×
2933
×100224<5
实际流力满足引水灌溉设计求
该闸孔口尺寸确定：分5孔孔净宽50m2中墩厚11m闸孔总净宽250m闸室总宽度294m
42 消防设计
消防设计包括消力池海漫防槽等三部分
421 消力池设计
1）游水位连接形态判闸门关闭状态泄流量300分级开启节省计算工作量闸门开度拟分三级流量50游水位稳定增开度150游水位稳定增开度300
Ø 泄流量50时
游水深H10705102m
游水深采前级开度(Q0)时游水深t700565m
游行进流速5071810069ms(<05ms)忽略计
假设闸门开度e045m0451020044<065孔流查水力学(河海学出版社)表107（采插值法）：
0612： hce0612×04502754m
1332m
μ10601760592
式中μ1—孔流流量系数
Q053×0592×045×25×4995
该值求流量50十分接假定闸门开度e045正确时跃水深1332
表42 水面连接计算
序号
Q
（）
E
(m)
(m)
t
(m)
水面连接情况
1
500
045
0612
0275
1332
650
淹没水跃
2
1500
135
0617
0833
2142
670
淹没水跃
3
3000
300
0625
1875
2555
704
淹没水跃
2）消力池设计
a)消力池池深：表42见消计算中跃水深均相应游水深出闸水流已发生淹没水跃理讲必建消力池稳定水跃通常需建构造消力池取池深d05m
b)消力池长度：根前面计算 泄流量300作确定消力池长度计算略行进流速V0：
T0 H+d102+05107m
h
q²2g q1020 095
588
h077
488m
水跃长度 L69（）69×（488077）284m
消力池闸底板1：4斜坡段相连接LSdp05×420m消力池长度LSJ
L L+βL20+075×284233m
β—长度校正系数（07～08)
取消力池长度215m
c)消力池底板厚度计算：
tK
式中—K1消力池底板厚度计算系数采（ 015～020） K1取0175
Q300（25+44）102
H107778292m
t073m
消力池池底板厚范围（05～12）取消力池池底板厚08m前等厚消力池底板半部设排水孔孔径10cm间距2m呈梅花行布置孔填砂碎石消力池闸底板连接处留1米台便更促成出闸水流池中产生水跃消力池面呈扩散状扩散角度10°
422 海漫设计
1）海漫长度：
L
q300〔250+44+tg10°×(23+1)×2〕792
H107－778292m
海漫长度计算系数取70
2575m
取海漫长度260m
2）海漫布置结构游水深较节省开挖量海漫布置成水海漫厚度40cm块石材料前10m浆砌块石16m采干砌块石浆砌块石海漫社排水孔干砌块石社浆砌块石格梗格梗断面尺寸40cm×60cm海漫底部铺设15cm厚砂粒垫层
423 防槽设计
1）海漫末端河床刷深度
海漫末端均宽度
12(50+50+2×2×704)
6408m
3006408468
较紧密黏土基水深3m取11ms704m：
236m
<0表示海漫出口形成刷坑理建防槽保护海漫头部海漫末端防槽
2）防槽构造防槽梯形断面（见图421）底宽10m深10m边坡1：2槽中抛块石
综列布置图图421：
图421 消力池海漫防槽布置 （单位：cm）
5防渗排水设计
51 轮廓设计
黏土基通常采垂直板桩防渗轮廓包括底板防渗铺盖板桩
511 底板
底板闸室基础兼防渗防刷作满足部结构布置求满足稳定身结构强度等求
1）底板水流方长度L满足部结构布置求L必须交通桥宽工作桥宽工作便桥宽间间隔总L约120m
稳定基承载力求考虑L验公式估算
L（H+2h+a）(1+01ΔH)K
H102m2h05ma05mΔH37mK10
L1534m
综述取底板水流方长度L16m
2）底板厚度d根验底板厚度（15—17）单孔净跨 初拟d10m
3）底板构造底板采钢筋混凝土构造混凝土150#游两端设05m深齿墙嵌入基底版分缝中设V型铜止水片
512 铺盖
铺盖采钢筋混凝土结构长度般2—4倍闸水头3—5倍游水位差拟取20m铺盖厚度04m铺盖游端设05m深齿墙头部设防槽防止游河床刷铺盖游设块石护底厚03m设02m厚砂石垫层
513侧防渗
侧防渗游翼墙边墩游翼曲面式反翼墙收缩角取15延伸铺盖头部半径66m圆弧插入岸坡
514 排水止水
减作闸底板压力整消力池底板部设砂砾石排水首部紧抵闸底板游齿墙闸底板铺盖铺盖游翼墙游翼墙边墙间永久性缝中均设铜片止水闸底板消力池消力池游翼墙游翼墙边墩间永久性分缝然没防渗求防止闸基土墙填土水流带出缝中铺贴沥青油毛毡
515 防渗长度验算
1）闸基防渗长度必须防渗长度
LCH
H37m反滤效时C3反滤失效时C4
L111—148m
实际闸基防渗长度
04+05+07+19+11+10+07+13+07+10+05386m
>L满足求
2）绕流防渗长度必须防渗长度
LCH
H37mC7（回填土砂土反滤）L259m
实际防渗长度
+16367m
>L满足防渗求
轮廓布置见图511：
图511 轮廓布置 （单位：m）
52 渗流计算
采改进阻力系数法进行渗流计算
521 轮廓线简化
便计算复杂轮廓进行简化铺盖头部底板游两端齿墙均浅简化形式图521：
图521 轮廓简化图 （单位：m）
522 确定基效深度
根钻探资料闸基透水层深度渗流计算中必须取效深度代实际深度
轮廓线简化图知：轮廓水投影长度L·16+2036m轮廓垂直投影长度S013m L0 S03613277>5基效深度Te05 L018 m(图521)
523 渗流区域分段阻力系数计算
轮廓角点尖点渗流区域分成十典型段18段进出口段36二段部水段2457部垂直段
表521 流段阻力系数ξ
流段
阻力系数ξ
段号
S
T
ξ
进口段出口段
ξ15（）+0441
1
04
179
0．446
8
05
174
0448
部垂直段
ξln[ctg(1)]
2
05
180
0．028
4
11
180
0．061
5
05
174
0．029
7
05
174
0．029
部水段
ξ
3
S105
S211
T180
L200
1049
6
S105
S205
T174
L160
0879
ξξ2969
524 渗透压力计算：
1）设计洪水位时：△H1037033m根水流连续条件流段单宽渗流流量均应相等
a）流段水头损失hξ
h1 050m
h2 003m
h3 116m
h4 007m
h5 003m
h6 098m
h7 003m
h8 050m
b）进出口段进行必修正：进出口修正系数
121
T´180m T179m S04m
034<10 应予修正h´h1017m
进口段水头损失修正量
Δh050－017033
修正量应转移相邻段
h´003+003006
h´116+（033－003）146m
样出口段修正
121
T´174m T174m S05m
0396<10需修正
出口段水头损失修正
h´h020m
修正量Δh050－020030m
h´003+003006m
h098+(030－003)125m
c）计算角隅点渗压水头：游出口段开始逐次游作水头值Δh中相继减分段水头损失值求角隅点渗压水头值
H1 33m
H2 33h1´33017313m
H3 H2 h2´m 313006307m
H4 H3 h3´m 307146161m
H5 H4 h4´m 161007154m
H6 H5 h5´m 154003151m
H7 H6 h6´m 151125026m
H8 H7 h7´m 026006020m
H9 H8 h8´m 020020000m
d）作出渗透压力分布图：根算渗压水头值认水段水头损失呈线形变化渗透压力分布图图522
图522 设计洪水位渗透压力分布图 （单位：m）
单位宽度底板受渗透压力：
P( H6+ H7)×16×11416t13877 KN
单位宽铺盖受渗透压力：
P( H3+ H4)×20×1468t45864 KN
2）样步骤计算出校核情况渗透压力分布
ΔH471037m
H1 370m
H2 351m
H3 345m
H4 181m
H5 174m
H6 170m
H7 030m
H8 022m
H9 000m
根计算作出渗透压力分布图图523：
图523 校核洪水位渗透压力分布图 （单位： m）
单位宽度底板受渗透压力：
P( H6+ H7)×16×1×(170+030)×16×1160t1568 KN
单位宽铺盖受渗透压力：
P( H3+ H4)×20×1×(345+181)×20×1526t51548 KN
525 抗渗稳定验算
闸底板水段均渗透坡降出口处均逸出坡降闸底板水段均渗透坡降
J0088＜[J]04～05
渗流出口处均逸出坡降J
J044＜[J]070～080
闸基防渗满足抗渗稳定求
6 闸室布置稳定计算
61 闸室结构布置
闸室结构布置包括底板闸墩闸门工作桥交通桥等部分结构布置尺寸拟定
611 底板
底板结构布置构造面相
612 闸墩
水方长度取底板相取16m闸墩钢筋混凝土结构中墩厚均11m边缘岸墙合二采重力式结构
闸墩游部分顶部高程泄洪时应高设计校核洪水位加安全超高关门时应高设计校核洪水位加波浪计算高度加安全超高
设计洪水位超高计算：103+08+07118m
校核洪水位超高计算：107+05+05117m
取述二者中较者取118m
闸墩游部分高度游高水位适高影响泄流低游部分高度设排架搁置公路桥初拟定闸墩游部分顶部高程85m设3根07m×067m高18m柱子柱顶设07m×07m长47m横梁梁顶高程85+18+07110游闸墩搁置公路桥桥面高程118m两岸堤齐
闸墩设检修门槽工作门槽检修门槽游槽深03m宽02m工作槽槽深03m宽06m具体位置见图闸墩游均半圆形半径055m
613 胸墙
保证启吊闸门钢丝绳浸水中胸墙设工作闸门游侧
胸墙顶闸墩游部分顶部高取118m胸墙底部高程应影响引水准堰顶高程+堰顶游水深+05+70+0378 m取胸墙底部高程81m胸墙高度37m
胸墙采钢筋混凝土板梁式结构简支闸墩梁尺寸03m×05m梁尺寸04m×08m板厚20cm梁端游面做成圆弧形利水
614 工作桥
1）启闭机选型闸门采面滚轮钢闸门滑动式门顶高程应高出胸墙02m高程83m门高78m门宽54m根验公式：G0073K1K2K3A093HS079初估闸门重A4212m2HS102m工作闸门K110HB7856141＜HB＜2K210HS102＜60mK310门重G1487t1457KN取门重G200KN初拟启门力FQ（01—02）P+12G闭门力FW（01—02）P09G中G闸门重P作门总水压力计浪压力影响作米宽门游面水压力作米宽门游面水压力门总水压力：
P12×98×(26+102) ×764767kN
P12×65×65 ×982070kN
P（PP）×5013635kN
FQ010×13635+12×2003764kN
FW010×1363509×2004365kN
FW>0表示闸门重关闭需加压10kN重块帮助关闭闸门重G200+10210KN根计算需启门力FQ3764kN初选双调点手摇电动两卷扬式启闭机（海重型机械厂产品）QPQ2×25机架外轮廓宽J1962mm
2）工作桥尺寸构造（见图612）工作桥宽度仅满足启闭机布置求两侧应留足够操作宽度B启闭机宽度+2×栏杆柱宽+2×栏杆外富裕宽度＝1962+2×08+2×015+2×0053962m取工作桥净宽40m工作桥板梁式结构预制装配两根梁高08m宽035m中间活动铺板厚6cm保证启闭机机脚螺栓安置梁梁间净距15m启闭机机脚处螺栓处设两根横梁宽30cm高50cm
工作桥设实体排架排架厚度闸墩门槽处颈厚50cm排架水方宽度23m排架高程：胸墙壁底缘高程+门高+富裕高度81+78+06165m
工作桥游侧布置公路桥桥身结构钢筋混凝土板梁结构桥面总宽40m
615 检修便桥
便检修观测检修门槽处设置检修便桥桥宽15m桥身结构仅两根嵌置闸墩钢筋混凝土简支辆梁高40cm宽25cm梁中间铺设厚6cm钢筋混凝土板
616 交通桥
工作桥饿游侧布置公路桥桥身结构钢筋混凝土板梁结构桥面总宽55m结构构造尺寸见章第节
62 闸室稳定计算
取中间独立闸室单元分析闸室结构布置见图621：
图621 闸室结构布置图 （单位：m）
621 荷载计算
1）完建期荷载完建期荷载包括闸板重力G1闸墩重力G2闸门重力G3胸墙壁重力G4工作桥启闭机设备重力G5公路桥重力G6检修便桥重力G7取混凝土钢筋混凝土容重25KNm3
底板重力：
G116×10×122×25+12×（1+15）×05×122×25×2
52613KN
闸墩重力：中墩重
G2´（05×314×0552×113×25）+（05×314×0552×80×25）+(42×11×113×25)+(23×11×113×25)+（23×47×25）+（84×11×8×25）+（3×067×07×18×25）+（47×07×07×25）(2×03×02×113×25)(2×03×06×113×25)42176KN
闸室单元两中墩：G22G2´84352KN
闸门重力：G3200×24000KN
胸墙重力：G403×05×10×25+04×08×10×25+02×(370403)×10×252675KN
工作桥启闭机设备重力
工作桥重力：G5´2×092×035×122×25+05×(008+012)×09×122×2×25+015×012×122×2×25+006×13×122×252861KN
考虑栏杆横梁重力等取 G5´3500KN
QPQ２×２５启闭机机身重407KN混凝土电机重台启闭机重480KN启闭机重力
G52×480KN960KN
G5 G5+ G53500+960446KN
公路桥重力公路桥米重约80KN考虑栏杆重公路桥重G680×122+5010260KN
检修便桥重力：G7025×04×100×25×2+006×15×10×25725KN
考虑栏杆横梁重力等取 G71350KN
完建情况作荷载力矩计算见表621：
表621 完建情况作荷载力矩计算表
(底板端B点求力矩)
部位
重力
(KN)
力臂
(m)
力矩(KN·m)
↘
↙
底板
52613
80
420904
闸墩
（1）
2684
032
8589
（2）
25426
265
67379
（3）
14962
590
88276
（4）
39380
1125
443025
（5）
1900
1568
29792
工作闸门
4000
579
23160
工作桥
3500
590
20650
启闭机
960
590
56640
公路桥
10260
1225
125685
检修便桥
1350
180
2430
胸墙
2675
479
12813
合计
15971
1241136
2）设计洪水情况荷载设计洪水情况闸室荷载外闸室水重力水压力扬压力等
闸室水重
W1469×98×10×98+76×08×10×98+65×10×991×98
45043+5958+63127
11418 KN
水水压力
首先计算波浪素设计资料知：ht08mLlhl10游 98m游波浪线壅高：
025m
波浪破碎界水深：
见游均水深Ll2Hlj深水波：
P105×4×98×(4+025+08)×122+05×6×98×(4+10)×12212076+5021562291 KN（→）
P205×98×(833+975) ×15×12216106 KN（→）
P305×75×735 ×98×12234529 KN（←）
P405×98×(75+844) ×07×1525867 KN（←）
浮托力：F77×98×16×122+2×05×(10+15) ×05×98×122
148792 KN(↑)
渗透压力U030×98×16×122+05×122×16×98×122
78745+154950
17353 KN(↑)
设计洪水情况荷载图见（图622） 设计洪水情况荷载计算表见 (表622设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩)
图622 设计洪水位时荷载图
表622 设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩
荷载名称
竖力（KN）
水力（KN）
力臂
（m）
力矩（KN×m）
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构重力
15971
1241136
表621
游水压力
12076
50215
16106
918
407
073
110858
204375
11757
游水压力
34529
5867
32
034
110493
1995
浮托力
148792
80
1190336
渗透压力
5348
12005
80
533
42784
63987
水重力
45043
5958
63127
235
509
1105
105851
30326
697553
合计
273838
166145
67597
40396
2401856
1409595
107693（↓）
27201（→）
992261（↘）
3）校核洪水位情况荷载校核洪水位情况时荷载设计洪水位情况荷载计算方法相似水压力扬压力相应校核水位水压力扬压力
闸室水重 Pv469×102×10×98+76×08×10×98+65×10×991×98 46881+5958+63127115966 KN
水水压力
首先计算波浪素校核水位：ht05mLl50mh0016mHlj059m游 102m深水波：
P105×25×98×(25+016+05)×122+05×(25+104)×79×98×1224723+6092265645 KN
P205×98×(853+994) ×15×12216469 KN（→）
P305×76×76 ×98×12234529 KN（←）
P405×98×(75+847)×06×1225904 KN（←）
浮托力：F77×98×16×162+05×(10+15) ×05×98×122
148792 KN(↑)
渗透压力U034×98×16×122+05×136×16×98×122
6305+1320519510 KN(↑)
校核洪水情况荷载图见（图623） 设计洪水情况荷载计算见 (表623设计洪水情况荷载力矩计算B点取矩)
图623 校核洪水位时荷载图
表623 校核洪水情况荷载力矩计算B点取矩
荷载名称
竖力（KN）
水力（KN）
力臂
（m）
力矩（KN×m）
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构重力
15971
1241136
表621
游水压力
4723
60922
10469
1045
464
073
49355
282678
12022
游水压力
34529
5904
32
034
110493
2007
浮托力
148792
80
1190336
渗透压力
6305
13205
80
533
50440
70383
水重力
46881
5958
63127
235
509
1105
110170
30326
697553
合计
275676
168302
82114
40433
242324
1423659
107374（↓）
41681（→）
999581（↘）
622 稳定计算
1）完建期
闸室基底压力计算
表621知∑G15971 KN∑M1241136 KNm外B16mA16×1221952m
е0229m（偏游）
(16×)
基承载力验算知
（Pmax+Pmin）（8885+7479）8812 kPa
持力层坚硬粉质粘土N63515～21击查表基允许承载力
350kPa基础宽度远3m基允许承载力应修正
中：B8mD15m 安全起见取mB02mD10
(浮容重)
350+02×1009（83）+10×1009（1515）
3601kPa
> 基承载力满足求
均匀系数计算知
基压力均匀系数满足求
2)设计洪水情况闸室基压力计算表622知：∑G107693 KN
∑M992261 KNm
е121m（偏游）
(16×)
基承载力验算知
（Pmax+Pmin）5517 kPa<
基承载力满足求
均匀系数计算知
根SD13384附录五规定基良结构简单中型水闸采直适增闸闸基土质良校核洪水位情况采35基压力均匀系数满求
闸室抗滑稳定分析：界压应力
中A1751009kNm3B16m19c60kPa
闸室会发生深层滑动仅需作表层抗滑稳定分析
中：取09171c0取c200kPa闸齿墙较浅取A292m2
闸室抗滑稳定性满足求
3)校核洪水情况
闸室基底压力计算表623知∑G107374 KN∑M999581 KNm
е131(偏游）
(16×)
基承载力验算知
（P+Pmin）550kPa<
基承载力满足求
均匀系数计算知
基压力均匀系数满根SD13384附录5规定基良结构简单中型水闸采30校核洪水位情况采35基压力均匀系数满求
闸室抗滑稳定分析：
界压应力
闸室抗滑稳定性满足求
7 闸室结构设计
71 闸墩设计
闸墩钢筋混凝土结构中墩厚11米闸墩长底板水流方相16米边墩暗墙合采重力式闸墩设置两道闸门工作闸检修闸工作闸门槽距闸墩游端529米工作闸门槽深03米槽宽06米闸墩游两端055米半圆形状闸墩游端设置检修闸门检修闸门距离游端17米处槽宽02米槽深03米设置检修门闸门设置底板底部高程05米游闸墩底部高程118米游闸墩顶部高程85米节计算知道校核洪水位情况水方水压力时门槽颈部应力计算利情况门槽应力计算选校核洪水情况计算情况闸墩底部截面正应力求出现拉应力拉应力混凝土容许抗压强度计算中发现情况符合闸墩必配置受力钢筋配置构造钢筋加强闸墩底板连接防止温度变化闸墩利影响竖配置情况配置Ф12钢筋米3根插入底板50cm水方采Ф8分布钢筋门槽出配筋配置构造钢筋配置Ф12钢筋间距闸墩致浇注100标号混凝土作筑坝材料
72 底板结构计算
采弹性基梁法底板进行结构计算
721 闸基基反力计算
(16×)
节中计算基应力PP时求齿墙底部基底应力底板底部基底应力尚应重新计算基反力
1）完建期完建期水荷载节中相应基应力等基反力直接运
（游端）
（游端）
2）校核洪水情况时水力作需重新计算基反力见表731
e115 m( 偏游)
表731 校核洪水时荷载力矩计算表
（底板底面游A点求矩）
荷载名称
计算式
竖力
水力
力臂
力矩
备注
↓
↑
→
←
↘
↙
闸室结构
15971
1241136
表621
游水压力
05×25×98
×(25+016+05)×122
4723
995
46994
05×(25+104)×98
×79×122
60692
414
252217
05×(851+927)×98
×10×122
1097
049
5375
游水压力
05×98×762×122
34529
26
89775
101
05×（75+777）×98×01×122
1008
01
浮托力
148792
80
1190336
表623
渗透压力
6305
80
50440
表623
13205
533
70383
闸室水重力
115966
838049
合计
275676
168302
76615
35529
2383771
1401035
107374（↓）
41086（→）
982736（ ↘ ）
722 衡剪力剪力分配
胸墙闸门间连线界闸室分游段承受分段部结构重力荷载
1）衡剪力完建期校核洪进行计算衡剪力值见表732
2）衡剪力分配截面形心轴底板底面距离图731示
45m
606
004
（1004）096
闸墩分配衡剪力048
表732 衡剪力计算表 单位：KN
荷载名称
完建情况
校核洪水情况
游段
游段
计
游段
游段
计
结构重力
闸墩
底板
胸墙
公路桥
工作桥
检修便桥
闸门
启闭机
33578
16729
2675
175
135
480
50774
35884
1026
175
400
480
84352
52673
2675
1026
350
135
400
960
33578
16729
2675
175
135
480
50774
35884
1026
175
400
480
84352
52673
2675
1026
350
135
400
960
56562
103148
15971
56562
103148
15971
水重力
52839
63127
115966
扬压力
60915
107387
168302
基反力
5789
10182
15971
24951
82421
107372
衡力
1328（↑）
1328（↓）
00
23535（↓）
23533（↑）
02（↓）
衡剪力
1328（↓）
1328（↑）
00
23534（↑）
23534（↓）
00
723板条荷载计算
1）完建期板条荷载见图732（a）
（1)游段：
均布荷载
2490 KNm (↓)
闸墩处集中荷载
3511 KNm (↓)
（2）游段：
均布荷载
KNm (↓)
闸墩处集中荷载
3139 KNm (↓)
图732 板条荷载图
（a）完建期（b）校核洪水情况
2）校核水位情况板条荷载见图732（b）
（1）游段：
均布荷载
闸墩处集中荷载
P闸墩部结构重力均布荷载中计算闸墩处水重力衡剪力分配值
游段：
均布荷载
闸墩处集中荷载
724 弯矩计算
（1）梁柔性指数柔性指数式计算柔性指数式计算
式中 E0——基土变形模量 E040
Eh——混凝土弹性模量 Eh23
——梁高m
t5查表计算1
段
板带荷载产生弯矩
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
q
249
kNm
q
279
kNm
P
3511
kN
P
3139
kN
q
289
kNm
q
864
kNm
P
4914
kN
P
3638
kN
(1）
(2）
(5）
(1)×qL2
(7）
(5)+(6)
(8）
(1)×qL2
(9）
(2)×PL
(10）
（8）+（9）
游
段
① L61m
② t5
00
0080
006
741
1285
2026
859
180
1039
01
0079
007
732
1499
2231
849
210
1058
02
0076
008
704
1713
2418
816
240
1056
03
0070
010
649
2142
2790
752
300
1052
04
0063
013
584
2784
3368
677
390
1066
05
0053
017
491
3641
4132
569
510
1079
06
0042
012
389
2570
2959
451
360
811
07
0029
007
269
1499
1768
312
210
521
08
0016
004
148
857
1005
172
120
292
09
0005
001
46
214
260
54
30
84
10
0000
000
00
00
00
00
00
00
段
板带荷载产生弯矩
备注
板带荷载
完建期
校核洪水位情况
均布
荷载
q
集中荷载
P
q
249
kNm
q
279
kNm
P
3511
kN
P
3139
kN
q
289
kNm
q
864
kNm
P
4914
kN
P
3638
kN
(1）
(2）
(5）
(1)×qL2
(6）
(2)×PL
(7）
(5)+(6)
(8）
(1)×qL2
(9）
(2)×PL
(10）
（8）+（9）
游
段
③边荷载梁部分处弯矩改变符号梁力利
00
0080
006
832
1149
1981
258
1332
1590
01
0079
007
821
1340
2162
255
1553
1808
02
0076
008
790
1532
2322
245
1775
2021
03
0070
010
728
1915
2643
226
2219
2445
04
0063
013
655
2489
3144
203
2885
3088
05
0053
017
551
3255
3806
171
3773
3944
06
0042
012
437
2298
2734
135
2663
2799
07
0029
007
301
1340
1642
94
1553
1647
08
0016
004
166
766
932
52
888
939
09
0005
001
52
191
243
16
222
238
10
0000
000
00
00
00
00
00
00
（2）弯矩计算基压缩层较厚基梁半长L2半限深弹性基梁计算弯矩计算见表733
闸基粘性土根SD13384规定边荷载产生弯矩梁弯矩减少时（利时）完全计边荷载影响边荷载影响梁弯矩利时应100考虑影响根表733作出梁弯矩包络图见图734
完建期 校核洪水情况
（a）
(b)
完建期 校核洪水情况
图734 弯矩包络图（a）游段 （b）游段
725配筋计算
表733见：游段Mmax 4132 KN·mMmin243 KN·m游段Mmax 3944 KN·mMmin84 KN·m游段弯矩值较接底板采统配筋底层M4132 KN·m配筋面层M243 KN·m配筋
选Ⅰ级钢筋
αsξ1－As
γd12b10h010－005095fc75Nmm2fy210Nmm2
底层： αs0073
ξ1－0076
As25786mm2
选φ22@110As2661mm2
面层： αs0043
ξ1－0044
As 14929mm2
选φ18@75As1527mm2
水流架立钢筋选φ10@333
图734 底板配筋图
726裂缝校核
面层钢筋量似单筋截面验算
换算截面形心轴受压边缘距离x0换算截面形心轴惯性矩J0分：
ωmaxα1α2α3 (3c+01)
σs18788Nmm2
Ate2ab2×50×1000mm2
ρte0027
α110α210α316Es21×105Nmm2c40mmd22mm
ωmax 10×10×16××(3×40+01×)
029mm<[ωmax]03mm
满足求
8两岸连接建筑物
水闸岸墙翼墙统称两岸连接建筑物游翼墙构成游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背面1﹕05斜坡收缩角15°圆弧半径66m圆墙顶高程110m顶设置08m防浪墙板墙填土高程108m翼墙底板06m厚混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端铺盖齐翼墙游干砌石块护坡隔12m设道浆砌石石格埂块石底部设15cm砂垫层护坡底部直延伸兴华渠出口处
游翼墙浆砌石重力式反翼墙迎水面直立墙背坡度1﹕05扩散角10°圆弧半径48m墙顶高程85m设高08m挡浪板墙填土高程80m游翼墙底板06m厚混凝土板前趾长12m趾长02m翼墙游端消力池齐游采干砌石块护坡隔8米设道浆砌石格埂
9水闸细部构造设计
闸门采面轮钢闸门尺寸48m×78m选电动卷扬式启闭设备选QPQ2×25卷扬式启闭机闸门顶附加永久混凝土重块（重15KN）水闸闸室游护底隔12m分缝中间设置浆砌块石埂砌筑成闸室底板均分两缝缝设置止水片消力池设置20水孔
10基础处理
保证闸室建安全稳定土基需基进行必基处理已满足部结构稳定求选沉井基础法加固基沉井采封底沉井底部闸室基础兼防渗防充刷作底板厚10m底板采钢筋混凝土结构混凝土材料150#游设05m齿墙嵌入基底板分缝处设置V型止水片闸室游端设铺盖护底铺盖厚度04m铺盖游端设05m齿墙头部需设置防充槽铺盖材料设块石护底达游河床防充求侧防渗游翼墙边墩游翼墙反翼墙收缩角取15°延伸铺盖头部半径66m圆弧插入岸坡减作闸底板渗透压力整消力池底板布设沙砾石排水首部紧抵闸底板游齿墙底板铺盖铺盖游翼墙游翼墙边墙间永久性缝中均设铜片止水底板消力池消力池游翼墙游翼墙边墙间永久性分缝然没防渗求防止闸室土基墙填土水流带出缝中铺贴沥青油毛毡
11总结
通两周水闸课程设计学会东西仅专业课更深理解前学水力学钢筋混凝土专业基础知识进行巩固学课外专业知识学会设计规范收获
六月十三日设计务书指导书脑里片茫然知手天止已份设计材料理解分析两周学知识时刻课学唯实践进行动手力更深理解体会深刻含义
天学努力处理试算着设计数感十分压力家努力学深怕落非常努力争取项务学先做完两周学图书馆问题家起讨仅学知识增进学友谊团队意识
份水闸设计报告成感庞工程暗欣喜仅增强信学知识现三毕业迎四学生活已接尾声步入社会次课程设计带生活思考事严谨马马虎虎否会吃亏面四考研规划四年生活丰富时刻告诫千万浪费时间时刻握分秒做真正意义事生活充满阳光理想乐趣
参考文献
〔1〕 水工建筑物教材 水利电力出版社
〔2〕 水力学教材 高教出版社
〔3〕 水工钢筋混凝土结构设计规范 水利电力出版社
〔4〕 水闸设计规范SL2652001 实施指南 中国水利电力出版社
〔5〕 水闸 水利电力出版社
长春工程学院课程设计
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