第四章水 閘2

1、第四章第四章 水水 閘閘黑龍江農(nóng)墾林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院黑龍江農(nóng)墾林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四章 水閘n第七節(jié)第七節(jié) 閘門(mén)與啟閉機(jī)閘門(mén)與啟閉機(jī)n第八節(jié)第八節(jié) 水閘的穩(wěn)定分析及地基處理水閘的穩(wěn)定分析及地基處理n第九節(jié)第九節(jié) 閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n第十節(jié)第十節(jié) 水閘的兩岸連接建筑物水閘的兩岸連接建筑物n第十一節(jié)第十一節(jié) 水閘的運(yùn)用管理水閘的運(yùn)用管理習(xí)題第四章第四章 水水 閘閘第四章 水閘第七節(jié)第七節(jié) 閘門(mén)與啟閉機(jī)閘門(mén)與啟閉機(jī) 一一.閘門(mén)閘門(mén) (一一) 閘門(mén)的類(lèi)型閘門(mén)的類(lèi)型 （二）平面閘門(mén)的構(gòu)造（二）平面閘門(mén)的構(gòu)造 二二.啟閉機(jī)啟閉機(jī) （一）卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)（一）卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī) （二）螺桿式啟閉機(jī)（二）螺桿式啟

2、閉機(jī) （三）油壓?jiǎn)㈤]機(jī)（三）油壓?jiǎn)㈤]機(jī)第四章 水閘第八節(jié)第八節(jié) 水閘的穩(wěn)定分析及地基處理水閘的穩(wěn)定分析及地基處理n一、荷載及其組合n（一）水閘承受的主要荷載（一）水閘承受的主要荷載n（二）荷載組合n（三）閘室的穩(wěn)定性及安全指標(biāo)n（四）計(jì)算方法驗(yàn)算閘室基底壓力n二二.閘基的沉降閘基的沉降n三三.地基處理地基處理第四章 水閘第九節(jié)第九節(jié) 閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、閘墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算一、閘墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）平面閘門(mén)閘墩應(yīng)力計(jì)算（一）平面閘門(mén)閘墩應(yīng)力計(jì)算（二）弧形閘門(mén)閘墩（二）弧形閘門(mén)閘墩二、整體式平底板內(nèi)力計(jì)算二、整體式平底板內(nèi)力計(jì)算（一）彈性地基梁法（一）彈性地基梁法（二）反力直線法（二）反力直

3、線法（三）倒置梁法三、胸墻、工作橋、交通橋等結(jié)構(gòu)計(jì)算三、胸墻、工作橋、交通橋等結(jié)構(gòu)計(jì)算四、樁基設(shè)計(jì)四、樁基設(shè)計(jì)第四章 水閘第十節(jié)第十節(jié) 水閘的兩岸連接建筑物水閘的兩岸連接建筑物n一、連接建筑物的形式和布置n二連接建筑物的形式和布置 （一）閘室與河岸的連接型式（一）閘室與河岸的連接型式 （二）翼墻的布置（二）翼墻的布置n三、兩岸連接建筑物的結(jié)構(gòu)型式（一）重力式擋土墻（二）懸臂式擋土墻（三）扶壁式擋土墻（四）空箱式擋土墻（五）連拱式擋土墻第四章 水閘第十一節(jié)第十一節(jié) 水閘的運(yùn)用管理水閘的運(yùn)用管理 一、水閘的檢查與養(yǎng)護(hù) 二、水閘常見(jiàn)問(wèn)題的處理 （一）水閘的裂縫處理 （二）滲漏處理 （三）下游沖刷的處

4、理 （四）水閘磨損的處理 （五）水閘氣蝕的處理 三、閘門(mén)、啟閉機(jī)的運(yùn)用（一）運(yùn)用前的準(zhǔn)備工作（二）閘門(mén)的操作（三）多孔閘門(mén)的運(yùn)用第四章 水閘第七節(jié)第七節(jié) 閘門(mén)與啟閉機(jī)閘門(mén)與啟閉機(jī)n閘門(mén)是水閘的關(guān)鍵部分,用8它來(lái)封閉和開(kāi)啟孔口,以達(dá)到控制水位和調(diào)節(jié)流量的目的。 一一.閘門(mén)閘門(mén) (一一)閘門(mén)的類(lèi)型閘門(mén)的類(lèi)型 1.按工作性質(zhì)分類(lèi)按工作性質(zhì)分類(lèi) 閘門(mén)按其工作性質(zhì)的不同,可分為工作閘門(mén)、事故閘門(mén)和檢修閘門(mén)等。第四章 水閘 工作閘門(mén)： 又稱主閘門(mén)，是水工建筑物正常運(yùn)行情況下使用的閘門(mén)。 事故閘門(mén)：n是在水工建筑物或機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)事故時(shí)，在動(dòng)水中快速關(guān)閉孔口的閘門(mén)，又稱快速閘門(mén)。事故排除后充水平壓，在靜水中開(kāi)

5、啟。 檢修閘門(mén)n用以臨時(shí)擋水，一般在靜水中啟閉。第四章 水閘n2 、按門(mén)體的材料分類(lèi)、按門(mén)體的材料分類(lèi)n閘門(mén)按門(mén)體的材料可分為鋼閘門(mén)、鋼筋混凝土或鋼絲網(wǎng)水泥閘門(mén)、木閘門(mén)及鑄鐵閘門(mén)等。 鋼閘門(mén)鋼閘門(mén)n門(mén)體較輕，一般用于大、中型水閘。鋼筋混凝土或鋼絲網(wǎng)水泥閘門(mén)可以節(jié)省鋼材，不需除銹但前者較笨重，啟閉設(shè)備容量大；后者容易剝蝕，耐久性差，一般用于渠系小型水閘。 鑄鐵門(mén)鑄鐵門(mén)n抗銹蝕、抗磨性能好、止水效果也好，但由于材料抗彎強(qiáng)度較低，性能又脆，故僅在低水頭、小孔徑水閘中使用。木閘門(mén)耐久性差，已日趨不用。第四章 水閘 3、按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)、按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)n閘門(mén)按其結(jié)構(gòu)形式可分為平面閘門(mén)、弧形閘門(mén)等。弧形閘門(mén)

6、與平面閘門(mén)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是啟門(mén)力小，可以封閉相當(dāng)大面積的孔口；無(wú)影響水流態(tài)的門(mén)槽，閘墩厚度較薄，機(jī)架橋的高度較低，埋件少。它的缺點(diǎn)是需要的閘墩較長(zhǎng)；不能提出孔口以外進(jìn)行檢修維護(hù)，也不能在孔口之間互換；總水壓力集中于支鉸處，閘墩受力復(fù)雜。第四章 水閘n（二）平面閘門(mén)的構(gòu)造（二）平面閘門(mén)的構(gòu)造n平面閘門(mén)由活動(dòng)部分（即門(mén)葉）、埋固部分和啟閉設(shè)備三部分組成。其中門(mén)葉由承重結(jié)構(gòu)包括面板、梁格、豎向連結(jié)系或隔板、門(mén)背（縱向）連接系和支承邊梁等，支承行走部件、止水裝置和吊耳等組成。埋固部分一般包括行走埋固件和止水埋固體等。啟閉設(shè)備一般由動(dòng)力裝置,傳動(dòng)和制動(dòng)裝置以及連接裝置等組成。第四章 水閘n平面閘門(mén)的基

7、本尺寸根據(jù)孔口尺寸確定?？卓诔叽鐟?yīng)優(yōu)先采用鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范中推薦的系列尺寸。n露頂式閘門(mén)頂部應(yīng)在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有0.30.5m的超高。第四章 水閘 二二.啟閉機(jī)啟閉機(jī)n閘門(mén)啟閉機(jī)可分為固定式和移動(dòng)式兩種。啟閉機(jī)型式可根據(jù)門(mén)型、尺寸及其運(yùn)用條件等因素選定。選用啟閉機(jī)的啟閉力應(yīng)等于或大于計(jì)算啟閉力，同時(shí)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的SL4193水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的啟閉機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)。n當(dāng)多孔閘門(mén)啟閉頻繁或要求短時(shí)間內(nèi)全部均勻開(kāi)啟時(shí)，每孔應(yīng)設(shè)一臺(tái)固定式啟閉機(jī)。常用的固定式啟閉機(jī)有卷?yè)P(yáng)式、螺桿式、油壓式。第四章 水閘 （一）卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)（一）卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)n主要由電動(dòng)機(jī)、減速箱、傳動(dòng)軸和繩鼓所組成。

8、繩鼓固定在傳動(dòng)軸上，圍繞鋼絲繩，鋼絲繩連接在閘門(mén)吊耳上。啟閉閘門(mén)時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)、減速箱和傳動(dòng)軸使繩鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閘門(mén)升降。為了防備停電或電器設(shè)備發(fā)生故障，可同時(shí)使用人工操作，通過(guò)手搖箱進(jìn)行人力啟閉。第四章 水閘n卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉能力較大，操作靈便，啟閉速度快，但造價(jià)較高，適用于弧形閘門(mén)。某些平面閘門(mén)能靠自重（或加重）關(guān)閉，且啟閉力較大時(shí)，也可采用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)。第四章 水閘 （二）螺桿式啟閉機(jī)（二）螺桿式啟閉機(jī)n當(dāng)閘門(mén)尺寸和啟閉力都很小時(shí)，常用簡(jiǎn)便、廉價(jià)的單吊點(diǎn)螺桿式啟閉機(jī)。螺桿與閘門(mén)連接，用機(jī)械或人力轉(zhuǎn)動(dòng)主機(jī)，迫使螺桿連同閘門(mén)上下移動(dòng)。當(dāng)水壓力較大，門(mén)重不足時(shí)，為使閘門(mén)關(guān)閉到底，可通過(guò)螺桿對(duì)閘門(mén)

9、施加壓力。當(dāng)螺桿長(zhǎng)度較大（如大于3m）時(shí)，可在胸墻上每隔一定距離設(shè)支撐套環(huán)，以防止螺桿受壓失穩(wěn)。其啟閉重量一般為3100KN。第四章 水閘 （三）油壓?jiǎn)㈤]機(jī)（三）油壓?jiǎn)㈤]機(jī)n油壓?jiǎn)㈤]機(jī)的主體為油缸和活塞?；钊?jīng)活塞桿或連桿和閘門(mén)連接。改變油管中的壓力即可使活塞帶動(dòng)閘門(mén)升降。其優(yōu)點(diǎn)是利用油泵產(chǎn)生的液壓傳動(dòng)，可用較小的動(dòng)力獲得很大的啟重力；液壓傳動(dòng)比較平穩(wěn)和安全；較易實(shí)行遙控和自動(dòng)化等。主要缺點(diǎn)是缸體內(nèi)圓鏜的加工受到各地條件的限制，質(zhì)量不易保證，造價(jià)也較高。第四章 水閘第八節(jié)第八節(jié) 水閘的穩(wěn)定分析及地基處理水閘的穩(wěn)定分析及地基處理n水閘竣工時(shí)，地基所受的壓力最大，沉降也較大。過(guò)大的沉降，特別是不均

10、勻沉降，會(huì)使閘室傾斜，影響水閘的正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)鼗惺艿暮奢d過(guò)大，超過(guò)其容許承載力時(shí)，將使地基整體發(fā)生破壞。水閘在運(yùn)用期間，受水平推力的作用，有可能沿地基面或深層滑動(dòng)。因此，必須分別驗(yàn)算水閘在不同工作情況下的穩(wěn)定性。n對(duì)于孔數(shù)較少而未分縫的小型水閘，可取整個(gè)閘室（包括邊墩）作為驗(yàn)算單元；對(duì)于孔數(shù)較多設(shè)有沉降縫的水閘，則應(yīng)取兩縫之間的閘室單元分別進(jìn)行驗(yàn)算。第四章 水閘水閘擋水情況荷載示意圖水閘擋水情況荷載示意圖n一、荷載及其組合第四章 水閘（一）水閘承受的主要荷載（一）水閘承受的主要荷載：n自重、自重、水重水重、水平水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、水平水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、泥沙壓泥沙壓力力、土壓力、土壓

11、力及地震荷載等。n 1、自重：、自重：（包括永久設(shè)備自重）n壩體自重W標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式：nW=V c （kN/m） n式中： V壩體體積（m3）；n c壩體混凝土的重度（kN/m3）。第四章 水閘計(jì)算自重時(shí)，壩上永久性的固定設(shè)備，如閘門(mén)、固定式啟閉機(jī)的重量也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)，壩內(nèi)較大的孔洞應(yīng)該扣除。壩體自重的作用分項(xiàng)系數(shù)為1.0。永久設(shè)備自重的作用分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其作用效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)采用1.05，有利時(shí)采用0.95。2 2、水重、水重當(dāng)上、下游壩面傾斜時(shí)，應(yīng)計(jì)入豎向靜水壓力。3 3、泥沙壓力、泥沙壓力入庫(kù)水流挾帶的泥沙在水庫(kù)中淤積，淤積在壩前的泥沙對(duì)壩面產(chǎn)生的壓力。第四章 水閘n計(jì)算公式：Psk = （

12、kN/m） n式中 sb泥沙的浮重度（kN/m3），n sb = sd-（1-n）wn sd泥沙的干重度（kN/m3）；n w水的重度（kN/m3）；n n泥沙的孔隙率；n hs壩前估算的泥沙淤積厚度（m）；n s泥沙的內(nèi)摩擦角（）。)245(2122sssbtgh第四章 水閘n當(dāng)上游壩面傾斜時(shí)，應(yīng)計(jì)入豎向淤沙壓力，按淤沙的浮重度計(jì)算。淤沙壓力的作用分項(xiàng)系數(shù)采用1.2。n 泥沙壓力計(jì)算圖第四章 水閘n4、壩底面上的揚(yáng)壓力、壩底面上的揚(yáng)壓力：揚(yáng)壓力的組成及其概念：揚(yáng)壓力包括滲透壓力和浮托力兩部分。滲透壓力滲透壓力是由上下游水位差產(chǎn)生的滲流而在壩內(nèi)或壩基面上形成的向上的壓力。浮托力是由下游水深淹沒(méi)

13、壩體計(jì)算截面而產(chǎn)生向上的壓力。 揚(yáng)壓力的分布與壩體結(jié)構(gòu)，上下游水位，防滲排水設(shè)施等因素有關(guān)。第四章 水閘n當(dāng)壩基設(shè)有防滲和排水幕時(shí)，壩底面上游（壩踵）處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1；排水孔中心線處的揚(yáng)壓力作用水頭為H2+ H （H=H1-H2）；下游（壩趾）處為H2；三者之間用直線連接。n當(dāng)壩基設(shè)有防滲帷幕、上游主排水孔幕、下游副排水孔及抽排系統(tǒng)時(shí)，壩底面上游處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1，下游壩趾處為H2，主、副排水孔中心線處分別為 1H1、 2H2，其間各段用直線連接。n當(dāng)壩基無(wú)防滲、排水幕時(shí)，壩底面上游處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1，下游處為H2，其間用直線連接。第四章 水閘5、土壓力、土壓力按主動(dòng)土壓力

14、計(jì)算。6、波浪壓力、波浪壓力:平原、濱海地區(qū)水閘按莆田試驗(yàn)站公式 計(jì)算 和： （534） n （535）20Vghm0VgTm7 . 02045. 0207 . 020207 . 013. 00018. 07 . 013. 0vgHthvgDthvgHthvghmmm5 . 02009 .13vghvgTmm第四章 水閘n式中 hm平均波高（m）；nV0計(jì)算風(fēng)速（m/s），可采用當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站提供的30年一遇10min平均最大風(fēng)速；nD風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m），當(dāng)對(duì)岸最遠(yuǎn)水面距離不超過(guò)水閘前沿水面寬度5倍時(shí)，可采用對(duì)岸至水閘前沿的直線距離；當(dāng)對(duì)岸最遠(yuǎn)水面距離超過(guò)水閘前沿寬度5倍時(shí)，可采用水閘前沿水面寬度的

15、5倍；nHm風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深（m），可由沿風(fēng)向的地形剖面圖求得，其計(jì)算水位與相應(yīng)計(jì)算情況下的靜水位一致；nTm平均波周期（S）。第四章 水閘n查得水閘的設(shè)計(jì)波列累積頻率P（）值。n計(jì)算hP。n波長(zhǎng)值 n計(jì)算波浪壓力時(shí)分別按下列規(guī)定進(jìn)行n1）當(dāng)）當(dāng)H 和和 時(shí)，波浪壓力可按下式計(jì)算。時(shí)，波浪壓力可按下式計(jì)算。n KH2mLH zpmLhhLP41mmpzLHcthLhh22第四章 水閘 n式中 PL作用于水閘迎水面上的浪壓力（KN/m）；nhP累積頻率為P（%）的波高（m）；nhz波浪中心超出計(jì)算水位的高度（m）；nHK使波浪破碎的臨界水深（m）。n2）當(dāng)H 和 時(shí)，波浪壓力按下式計(jì)算。 KH2

16、mLH sszplHppHhhp21mpsLHhhp2sec第四章 水閘 n式中 ps閘墩（閘門(mén)）底面處的剩余浪壓力強(qiáng)度（Kpa）。n3）當(dāng)H允許值：n 地基ppp2minmax minmaxPPCCKK第四章 水閘n（四）計(jì)算方法驗(yàn)算閘室基底壓力（四）計(jì)算方法驗(yàn)算閘室基底壓力1 1、當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況對(duì)稱時(shí)，按下式計(jì)算、當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況對(duì)稱時(shí)，按下式計(jì)算：n式中 閘室基底壓力的最大值或最小值（Kpa）；n 作用在閘室上的全部豎向荷載（包括閘室基礎(chǔ)底面上的揚(yáng)壓力在內(nèi)，KN）；n 作用在閘室上的全部豎向和水平向荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面垂直水流方向的形心軸的力矩（KN.m）；WMAGpminmaxm

17、inmaxpGM第四章 水閘n閘室基礎(chǔ)底面的面積（m2）；nW閘室基礎(chǔ)底面對(duì)于該底面垂直水流方向的形心軸的截面矩（m3）。2 2、當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況不對(duì)稱時(shí)，按下式計(jì)算、當(dāng)結(jié)構(gòu)布置及受力情況不對(duì)稱時(shí)，按下式計(jì)算：n n式中 作用在閘室上的全部豎向和水平向荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面形心軸x，y的力矩（KN.m）；n WX，Wy閘室基礎(chǔ)底面對(duì)于該底面形心軸x，y的截面矩（m3）yyXXWMWMAGpminmaxyXMM,第四章 水閘3 3、驗(yàn)算閘室的抗滑穩(wěn)定、驗(yàn)算閘室的抗滑穩(wěn)定n對(duì)建在土基上的水閘，除應(yīng)驗(yàn)算其在荷載作用下沿地基的抗滑穩(wěn)定外，當(dāng)?shù)鼗娴姆ㄏ驊?yīng)力較大時(shí)，還需核算深層抗滑穩(wěn)定性。一般情況與，不會(huì)

18、發(fā)生深層滑動(dòng)。n粘性土地基上的大型水閘，沿閘室基礎(chǔ)底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)宜按下式計(jì)算。n當(dāng)閘室承受雙向水平向荷載作用時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其合力方向的抗滑穩(wěn)定性。n水閘沿閘室基礎(chǔ)底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，應(yīng)按下式之一進(jìn)行計(jì)算。HGfKCHACGtgKC00第四章 水閘 n式中 KC沿閘室基礎(chǔ)底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；nf閘室基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)；nH作用在閘室上的全部水平向荷載（KN）；n 閘室基礎(chǔ)底面與土質(zhì)地基之間摩擦角的正切值；nC0閘室基礎(chǔ)底面與土質(zhì)地基之間的粘結(jié)力（Kpa）。n若KCK，則需結(jié)合工程的具體情況，采取下列一種或幾種抗滑措施：0tg0第四章 水閘n 將閘門(mén)位置移向低水位一側(cè)，或?qū)⑺?/p>

19、閘底板向高水位一側(cè)加長(zhǎng)；n適當(dāng)增大閘室結(jié)構(gòu)尺寸；n增加閘室底板的齒墻深度。n增加鋪蓋長(zhǎng)度或在不影響防滲安全的條件下將排水設(shè)施向水閘底板靠近。第四章 水閘n 利用鋼筋混凝土鋪蓋作為阻滑板，但閘室自身的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于1.0（計(jì)算由阻滑板增加的抗滑力時(shí)，阻滑板效果的折減系數(shù)可采用0.80），阻滑板應(yīng)滿足限裂要求。阻滑板所增加的抗滑力可由下式計(jì)算：n n式中 G1、G2阻滑板上的水重和自重；nV阻滑板下的揚(yáng)壓力；nf阻滑板與地基間的摩擦系數(shù)。VGGfS218 . 0第四章 水閘二二.閘基的沉降閘基的沉降n由于土基壓縮變形大，容易引起較大的沉降和不均勻沉降。沉降過(guò)大，會(huì)使閘頂高程降低，達(dá)不到設(shè)

20、計(jì)要求；不均勻沉降過(guò)大時(shí)，會(huì)使底板傾斜，甚至斷裂及止水破壞，嚴(yán)重地影響水閘正常工作。因此，應(yīng)計(jì)算閘基的沉降，以便分析了解地基的變形情況,作出合理的設(shè)計(jì)方案。計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇有代表性的計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行。然后用分層綜合法計(jì)算其最終沉降量 ：n n式中 土質(zhì)地基最終沉降量（m）；n m地基沉降修正系數(shù),1.01.6;inilllheeemS11211SS第四章 水閘nn土質(zhì)地基壓縮層計(jì)算深度范圍內(nèi)的土層數(shù)；ne1i基礎(chǔ)底面以下第i層土在平均自重應(yīng)力作用下，由壓縮曲線查得的相應(yīng)孔隙比；ne2i基礎(chǔ)底面以下第i層土在平均自重應(yīng)力加平均附加應(yīng)力作用下，由壓縮曲線查得的相應(yīng)孔隙比；nhi基礎(chǔ)底面以下第i層土的厚度（m

21、）。第四章 水閘n土質(zhì)地基允許最大沉降量和最大沉降差的原則：保證水閘安全和正常使用，根據(jù)具體情況研究確定。n減小不均勻沉降的措施：n盡量使相鄰結(jié)構(gòu)的重量不要相差太大；n重量大的結(jié)構(gòu)先施工，使地基先行預(yù)壓；n盡量使地基反力分布趨于均勻，閘室結(jié)構(gòu)布置勻稱；n必要時(shí)對(duì)地基進(jìn)行人工加固。第四章 水閘 三地基處理三地基處理 對(duì)于淤泥質(zhì)土、高壓縮性粘土和松砂所組成的軟弱地基，需要處理。常用的處理方法：換土墊層換土墊層、樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ) (一一)換土墊層換土墊層n1、換土墊層法 是工程上廣為采用的一種地基處理方法，適用于軟弱粘性土，包括淤泥質(zhì)土。當(dāng)軟土層位于基面附近，且厚度較薄時(shí)，可全部挖除。

22、如軟土層較厚不宜全部挖除，可采用換土墊層法處理，將基礎(chǔ)下的表層軟土挖除，換以砂性土，水閘即建在新?lián)Q的土基上。第四章 水閘 2、砂墊層的主要作用n通過(guò)墊層的應(yīng)力擴(kuò)散作用，減小軟土層所受的附加應(yīng)力，提高地基的穩(wěn)定性；n減小地基沉降量；n鋪設(shè)在軟粘土上的砂層，具有良好的排水作用，有利于軟土地基加速固結(jié)。第四章 水閘（二）樁基礎(chǔ)（二）樁基礎(chǔ)n在地基中打樁或鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，在樁頂上設(shè)承臺(tái)以支承上部結(jié)構(gòu)。水閘樁基一般采用摩擦樁，由樁周摩擦阻力和樁底支承力共同承擔(dān)上部荷載。樁基可以大大提高地基的承載力。因而，采用樁基的閘室可以采用分離式底板。第四章 水閘（三）沉井基礎(chǔ)（三）沉井基礎(chǔ)n沉井是一筒狀結(jié)構(gòu)物

23、，可以用漿砌塊石、混凝土或鋼筋混凝土筑成。施工時(shí)一般均就地分節(jié)砌筑或澆筑制成沉井，然后在井孔內(nèi)挖土，這時(shí)沉井在自重下克服井外土的摩阻力和刃腳下土的阻力而下沉，當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)高程后，在井孔內(nèi)用混凝土封底（也可不封底）即成沉井基礎(chǔ)。n沉井基礎(chǔ)的平面布置多呈矩形。沉井的平面尺寸不宜過(guò)大，單個(gè)沉井的長(zhǎng)邊不宜大于30m，長(zhǎng)度比不宜大于3.0。n當(dāng)?shù)鼗嬖诔袎核畬忧矣绊懙鼗節(jié)B穩(wěn)定性時(shí)，不宜采用沉井基礎(chǔ)。第四章 水閘第九節(jié)第九節(jié) 閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)閘室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n閘室為一受力比較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。一般都將它分解為若干部件（如閘墩、底板、胸墻、工作橋、交通橋等）分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，同時(shí)又考慮相互之間的連接作用。 一、

24、閘墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算一、閘墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算n閘墩的計(jì)算情況有：運(yùn)用期、檢修期。第四章 水閘運(yùn)用期n兩邊閘門(mén)都關(guān)閉時(shí)，閘墩承受最大水頭時(shí)的水壓力（包括閘門(mén)傳來(lái)的水壓力）、墩自重及上部結(jié)構(gòu)重量。此時(shí)，對(duì)平面閘門(mén)的閘墩應(yīng)驗(yàn)算墩底應(yīng)力和門(mén)槽應(yīng)力；弧形閘門(mén)的閘墩除驗(yàn)算墩底應(yīng)力以外，還須驗(yàn)算牛腿強(qiáng)度及牛腿附近閘墩的拉應(yīng)力集中現(xiàn)象。檢修期，n一孔檢修，上下游檢修門(mén)關(guān)閉而鄰孔過(guò)水或關(guān)閉時(shí)，閘墩承受側(cè)向水壓力、閘墩及其上部結(jié)構(gòu)的重力，應(yīng)驗(yàn)算閘墩底部強(qiáng)度，弧形閘門(mén)的閘墩還應(yīng)驗(yàn)算不對(duì)稱狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力。第四章 水閘 （一）平面閘門(mén)閘墩應(yīng)力計(jì)算（一）平面閘門(mén)閘墩應(yīng)力計(jì)算1、墩底水平截面上的正應(yīng)力計(jì)算、墩底水平截面上的正應(yīng)力計(jì)算n運(yùn)

25、用時(shí)期對(duì)墩底應(yīng)力最不利，可將其視為固結(jié)于閘底板上的懸臂結(jié)構(gòu)，按偏心受壓公式計(jì)算應(yīng)力。n n式中 墩底正應(yīng)力的最大和最小值，kPa；nW作用在閘墩上全部垂直力（包括自重）之和，KN；nA墩底水平截面面積，m2；nM作用在閘墩上的全部荷載對(duì)墩底水平截面中心軸（近似地作為形心軸）I-I的力矩之和，KN.M；2minmaxLIMAWIminmax第四章 水閘nL墩底長(zhǎng)度，m；nII墩底截面對(duì)I-I軸的慣性矩，近似地取為 ，m4；B為墩厚,m。n墩底水平面上剪應(yīng)力的計(jì)算 n n式中 Q作用在墩底水平截面上的剪力，KN；n S1剪應(yīng)力計(jì)算截面處以遠(yuǎn)的各部分面積對(duì)I-I軸的面積矩之和，m3；n b剪應(yīng)力計(jì)算

26、截面處的墩寬，m。1298. 03LBIIbIQSI1第四章 水閘2、墩底水平截面上的橫向正應(yīng)力計(jì)算、墩底水平截面上的橫向正應(yīng)力計(jì)算 n 檢修時(shí)期是橫向計(jì)算的最不利條件，其橫向正應(yīng)力按下式計(jì)算： n n式中 橫向水壓力對(duì)墩底水平截面中心軸IIII的力矩之和，kNm；n 墩底截面對(duì)IIII軸的慣性矩，。2minmaxBIMAWIIM第四章 水閘3、邊墩、縫墩墩底主拉應(yīng)力計(jì)算、邊墩、縫墩墩底主拉應(yīng)力計(jì)算 n當(dāng)邊墩和縫墩閘孔閘門(mén)關(guān)閉承受最大水頭時(shí)，邊墩和縫墩受力不對(duì)稱，墩底受縱向剪力和扭矩的共同作用，可能產(chǎn)生較大的主拉應(yīng)力。半扇閘門(mén)傳來(lái)的水壓力P不通過(guò)縫墩底面形心，產(chǎn)生的扭矩為MnPb1，其中b1為

27、P至形心軸的距離。扭矩Mn在A點(diǎn)（12墩長(zhǎng)的邊界處）產(chǎn)生的剪應(yīng)力近似值1 n水壓力P對(duì)水平截面的剪切作用，A點(diǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力近似值2： LBMn214.0BLP232第四章 水閘nA點(diǎn)的主拉應(yīng)力： n式中 邊墩或縫墩在A點(diǎn)的正應(yīng)力（以壓應(yīng)力為負(fù)）。n 不得大于混凝土的允許拉應(yīng)力，否則應(yīng)配受力鋼筋。zl22124212zlzl第四章 水閘 4、門(mén)槽應(yīng)力計(jì)算、門(mén)槽應(yīng)力計(jì)算 n門(mén)槽頸部因受閘門(mén)傳來(lái)的水壓力而可能受拉，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,以確定配筋量。計(jì)算時(shí)在門(mén)槽處截取脫離體（取下游段或上游段底板以上閘墩均可），將閘墩及其上部結(jié)構(gòu)重量、水壓力及閘墩底面以上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力等作為外荷載施加在脫離體上。根據(jù)平衡

28、條件，求出作用于門(mén)槽截面BE中心的力T0及力矩M0，然后按偏心受壓公式求出門(mén)槽應(yīng)力。 第四章 水閘n式中 T0脫離體上水平作用力的總和；nA門(mén)槽截面面積， ；nM0脫離體上所有荷載對(duì)門(mén)槽截面中心o的力矩之和；nI槽截面對(duì)中心軸的慣性矩， ；n b、h分別為門(mén)槽截面寬度和高度。IhMAT20hbA123hbI 第四章 水閘 5、閘墩配筋、閘墩配筋n閘墩配筋閘墩配筋：閘墩的內(nèi)部應(yīng)力不大，一般不會(huì)超過(guò)墩體材料的允許應(yīng)力，按理可不配置鋼筋。但考慮到混凝土的溫度、收縮應(yīng)力的影響，以及為了加強(qiáng)底板與閘墩間施工縫的連接，仍需配置構(gòu)造鋼筋。垂直鋼筋一般每米34根1014mm，下端伸入底板2530倍鋼筋直徑，上

29、端伸至墩頂或底板以上23m處截?cái)啵囟茸兓^小地區(qū)）；考慮到檢修時(shí)受側(cè)向壓力的影響。底部鋼筋應(yīng)適當(dāng)加密。水平向分布鋼筋一般用812mm，每米34根。這些鋼筋都沿閘墩表面布置。第四章 水閘n閘墩的上下游端部（特別是上游端），容易受到飄流物的撞擊，一般自底至頂均布置構(gòu)造鋼筋，網(wǎng)狀分布。閘墩墩頂支承上部橋梁的部位，亦要布置構(gòu)造鋼筋網(wǎng)。n門(mén)槽配筋門(mén)槽配筋：一般情況下，門(mén)槽頂部為壓應(yīng)力，底部為拉應(yīng)力。若拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的允許拉應(yīng)力時(shí)，則按全部拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)的原則進(jìn)行配筋；否則配置構(gòu)造鋼筋，布置在門(mén)槽兩側(cè)，水平排列，每米34根，直徑較之墩面水平分布鋼筋適當(dāng)加大。第四章 水閘 （二）弧形閘門(mén)閘墩（二）弧形

30、閘門(mén)閘墩n弧形閘門(mén)通過(guò)牛腿支承在閘墩上，故不需設(shè)置門(mén)槽。牛腿寬度b不小于5070cm，高度h不小于80100cm，并在其端部設(shè)450斜坡，牛腿軸線盡量與閘門(mén)關(guān)閉時(shí)門(mén)軸處合力作用線一致。n閘門(mén)關(guān)閉擋水時(shí)，牛腿在半扇弧形閘門(mén)水壓力R的法向分力N和切向分力T共同作用下工作，分力N使牛腿彎曲和剪切，T則使牛腿產(chǎn)生扭曲和剪切。牛腿可視為短懸臂梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和配筋。第四章 水閘n牛腿處閘墩在分力N作用下，根據(jù)偏光彈性試驗(yàn)表明，在牛腿前約2倍牛腿寬，1.52.5倍牛腿高范圍，墩內(nèi)的主拉應(yīng)力大于混凝土的容許拉應(yīng)力，需要配筋。在此范圍以外，拉應(yīng)力小于混凝土的容許拉應(yīng)力，不需配筋或按構(gòu)造配筋。在牛腿處閘墩鋼筋面積

31、，可按下式計(jì)算。gdfNrrAg0第四章 水閘 n式中 N牛腿前大于混凝土容許拉應(yīng)力范圍內(nèi)的總拉力，約為牛腿集中力N的70%80%；nr0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);n 設(shè)計(jì)狀況系數(shù);nrd結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);n重要的大型水閘，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定閘墩的應(yīng)力狀態(tài)，并據(jù)此配置鋼筋。第四章 水閘n二、整體式平底板內(nèi)力計(jì)算二、整體式平底板內(nèi)力計(jì)算n整體式平底板的平面尺寸遠(yuǎn)較厚度為大，可視為地基上的受力復(fù)雜的一塊板。目前工程實(shí)際仍用近似簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行強(qiáng)度分析。一般認(rèn)為閘墩剛度較大，底板順?biāo)鞣较驈澢冃芜h(yuǎn)較垂直水流方向小，假定順?biāo)鞣较虻鼗戳Τ手本€分布，故常在垂直水流方向截取單寬板條進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。第四章 水閘n按照不同的

32、地基情況采用不同的底板應(yīng)力計(jì)算方法。相對(duì)密度Dr0.5的砂土地基或粘性土地基,可采用彈性地基梁法。相對(duì)密度Dr0.5的砂土地基，因地基松軟，底板剛度相對(duì)較大，變形容易得到調(diào)整，可以采用地基反力沿水流流向呈直線分布、垂直水流流向?yàn)榫鶆蚍植嫉姆戳χ本€分布法。對(duì)小型水閘，則常采用倒置梁法。第四章 水閘 （一）彈性地基梁法（一）彈性地基梁法n該法認(rèn)為底板和地基都是彈性體，底板變形和地基沉降協(xié)調(diào)一致，垂直水流方向地基反力不呈均勻分布（圖562），據(jù)此計(jì)算地基反力和底板內(nèi)力。此法考慮了底板變形和地基沉降相協(xié)調(diào)，又計(jì)入邊荷載的影響，比較合理，但計(jì)算比較復(fù)雜。第四章 水閘n當(dāng)采用彈性地基梁法分析水閘閘底板應(yīng)力

33、時(shí)，應(yīng)考慮可壓縮土層厚度T與彈性地基梁半長(zhǎng)L2之比值的影響。當(dāng) 于0.25時(shí)，可按基床系數(shù)法（文克爾假定）計(jì)算；當(dāng)大于2.0時(shí)，可按半無(wú)限深的彈性地基梁法計(jì)算；當(dāng)2TL為0.252.0時(shí)，可按有限深的彈性地基梁計(jì)算。n彈性地基梁法計(jì)算地基反力和底板內(nèi)力的具體步驟如下： 用偏心受壓公式計(jì)算閘底縱向(順?biāo)鞣较?地基反力。 在垂直水流方向截取單寬板條及墩條，計(jì)算板條及墩條上的不平衡剪力。LT2第四章 水閘 以閘門(mén)槽上游邊緣為界，將底板分為上、下游兩段，分別在兩段的中央截取單寬板條及墩條進(jìn)行分析，如下圖所示。作用在板條及墩條上的力有：底板自重（q1）、水重（q2）、中墩重（G1/bi）及縫墩重（G2

34、/bi），中墩及縫墩重中（包括其上部結(jié)構(gòu)及設(shè)備自重在內(nèi)），在底板的底面有揚(yáng)壓力（q3）及地基反力（q4）。第四章 水閘 作用在單寬板條上的荷載及地基反力示意圖第四章 水閘 確定不平衡剪力在閘墩和底板上的分配。n不平衡剪力Q應(yīng)由閘墩及底板共同承擔(dān)，各自承擔(dān)的數(shù)值，可根據(jù)剪應(yīng)力分面圖面積按比例確定。為此，需要繪制計(jì)算板條及墩條截面上的剪應(yīng)力分布圖。對(duì)于簡(jiǎn)單的板條和墩條截面，可直接應(yīng)用積分法求得。 計(jì)算基礎(chǔ)梁上的荷載。 計(jì)算地基反力及梁的內(nèi)力。第四章 水閘 （二）反力直線法（二）反力直線法 該法假定地基反力在垂直水流方向也為均勻分布。其計(jì)算步驟是：1 1、用偏心受壓公式計(jì)算閘底縱向地基反力。、用偏心

35、受壓公式計(jì)算閘底縱向地基反力。2 2、確定單寬板條及墩條上的不平衡剪力。、確定單寬板條及墩條上的不平衡剪力。3 3、將不平衡剪力在閘墩和底板上進(jìn)行分配。、將不平衡剪力在閘墩和底板上進(jìn)行分配。4 4、計(jì)算作用在底板梁上的荷載。、計(jì)算作用在底板梁上的荷載。第四章 水閘（三）倒置梁法（三）倒置梁法n該法同樣也是假定地基反力沿閘室縱向呈直線分布，橫向（垂直水流方向）為均勻分布，它是把閘墩作為底板的支座，在地基反力和其它荷載作用下按倒置連續(xù)梁計(jì)算底板內(nèi)力。n倒置梁法的缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮底板與地基變形協(xié)調(diào)條件，假設(shè)底板在橫向的地基反力為均勻分布與實(shí)際情況不符，閘墩處的支座反力與實(shí)際的鉛直荷載也不相等。因此，該

36、法只適用于軟弱地基上的小型水閘。第四章 水閘 三、胸墻、工作橋、交通橋等結(jié)構(gòu)計(jì)算三、胸墻、工作橋、交通橋等結(jié)構(gòu)計(jì)算n視支承和結(jié)構(gòu)情況按板或板梁系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。 四、樁基設(shè)計(jì)四、樁基設(shè)計(jì)n水閘樁基礎(chǔ)通常應(yīng)采用摩擦型樁（包括摩擦樁和端承摩擦樁），即樁頂荷 載全部或主要由樁側(cè)摩阻力承受。樁的根數(shù)和尺寸按照承擔(dān)底板底面以上的全 部荷載（包括豎向荷載和水平向荷載）確定，不考慮樁間土的承載能力。在同一塊底板下，不應(yīng)采用直徑、長(zhǎng)度相差過(guò)大的摩擦型樁，也不應(yīng)同時(shí)采用摩擦樁和端承型樁。第四章 水閘 （一）樁的水平承載力和根數(shù)的確定（一）樁的水平承載力和根數(shù)的確定n假設(shè)水閘傳來(lái)的總水平荷載H由各樁平均承擔(dān)，每根

37、樁承擔(dān)的水平荷載，應(yīng)小于單樁的允許水平承載力T，據(jù)此確定樁的數(shù)目N： n式中 H作用于樁基上的總水平荷載，KN； T每根樁承擔(dān)的水平荷載，KN。nT值，可根據(jù)樁的直徑、單樁和群樁關(guān)系、地基條件等因素，以控制允許的水平位移值為主要指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算并參照已建類(lèi)似工程資料確定。THn第四章 水閘n（二）樁的布置（二）樁的布置n常用的灌注樁直徑為0.6-1.2m。樁的平面布置應(yīng)盡量使樁群的重心與底板以上各種荷載的合力作用點(diǎn)相接近，以使每根樁上受力接近相等。樁在順?biāo)鞣较蛞话阍O(shè)一排，等距布置；當(dāng)孔徑較大，樁數(shù)較多，一排布置不下時(shí)，可設(shè)兩排或三排，每排樁數(shù)不宜少于四根，在平面上呈梅花形、矩形或正方形。預(yù)制樁

38、的中心距不應(yīng)小于3倍樁徑，鉆孔灌注樁的中心不應(yīng)小于2.5倍樁徑。第四章 水閘n（三）樁長(zhǎng)的確定（三）樁長(zhǎng)的確定n樁位確定后，即可根據(jù)單樁承受的鉛直荷載Pi和單樁允許鉛直承載力Pa確定樁長(zhǎng)?？上燃俣堕L(zhǎng)，Pi由偏心受壓公式確定，而Pa可根據(jù)樁尖支承面的容許承載力及樁周的容許摩擦力確定，若Pa(Pi)max為止。灌注樁長(zhǎng)度尚需滿足嵌固條件，即樁長(zhǎng)要大于12倍樁徑。對(duì)大型水閘，單樁允許鉛直承載力Pa應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。第四章 水閘 第十節(jié)第十節(jié) 水閘的兩岸連接建筑物水閘的兩岸連接建筑物n水閘與河岸或堤、壩等連接時(shí)，必須設(shè)置連接建筑物。水閘多建在軟土地基上，由于基礎(chǔ)壓縮性大，承載力低故沉陷量較大，輕則影

39、響使用，重則危及水閘安全；且由于水閘水頭變幅大，過(guò)閘水流往往消能不充分，加上土基抗沖能力低，所以下游沖刷較普遍；此外，閘基和兩岸滲流對(duì)水閘的穩(wěn)定不利，容易引起滲透變形。第四章 水閘 一、連接建筑物的形式和布置一、連接建筑物的形式和布置n連接建筑物包括:上、下游翼墻和邊墩（或邊墩和岸墻），有時(shí)設(shè)防滲刺墻，其作用：n擋住兩側(cè)填土，維持土壩及兩岸的穩(wěn)定。n當(dāng)水閘泄水或引水時(shí)，上游翼墻主要用于引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘，下游翼墻使出閘水流均勻擴(kuò)散，減少?zèng)_刷。第四章 水閘n 保持兩岸或土壩邊坡不受過(guò)閘水流的沖刷。n 控制通過(guò)閘身兩側(cè)的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩產(chǎn)生滲透變形。n 在軟弱地基上設(shè)有獨(dú)立岸墻時(shí)，可以

40、減少地基沉降對(duì)閘身應(yīng)力的影響。n在水閘工程中，兩岸連接建筑在整個(gè)工程中所占比重較大，有時(shí)可達(dá)工程總造價(jià)的15%-40%，閘孔愈少，所占比重愈大。第四章 水閘n二連接建筑物的形式和布置二連接建筑物的形式和布置 （一）閘室與河岸的連接型式（一）閘室與河岸的連接型式n水閘閘室與兩岸（或堤、壩等）的連接型式主要與地基及閘身高度有關(guān)。當(dāng)?shù)鼗^好，閘身高度不大時(shí)，可用邊墩直接與河岸連接。n當(dāng)閘身較高、地基軟弱的條件下，可在邊墩外側(cè)設(shè)置輕型岸墻，邊墩只起支承閘門(mén)及上部結(jié)構(gòu)的作用，而土壓力全由岸墻承擔(dān)。這種連接型式可以減少邊墩和底板的內(nèi)力，同時(shí)還可使作用在閘室上的荷載比較均衡，可減少不均勻沉降。當(dāng)?shù)鼗休d力過(guò)

41、低，可采用護(hù)坡岸墻的結(jié)構(gòu)型式。第四章 水閘n護(hù)坡岸墻的優(yōu)點(diǎn)：邊墩既不擋土，也不設(shè)岸墻擋土。因此，閘室邊孔受力狀態(tài)得到改善，適用于軟弱地基。缺點(diǎn)：防滲和抗凍性能較差。為了擋水和防滲需要，在岸坡段設(shè)刺墻，其上游設(shè)防滲鋪蓋。護(hù)坡連接型式護(hù)坡連接型式第四章 水閘 （二）翼墻的布置（二）翼墻的布置n上游翼墻應(yīng)與閘室兩端平順連接，其順?biāo)鞣较虻耐队伴L(zhǎng)度應(yīng)大于或等于鋪蓋長(zhǎng)度。n下游翼墻的平均擴(kuò)散角每側(cè)宜采用712，其順?biāo)鞣较虻耐队伴L(zhǎng)度大于或等于消力池長(zhǎng)度。n上、下游翼墻的墻頂高程應(yīng)分別高于上、下游最不利的運(yùn)用水位。翼墻分段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)和地基條件確定，可采用1520 m。建筑在軟弱地基或回填土上的翼墻分段

42、長(zhǎng)度可適當(dāng)縮短。1 1、反翼墻、反翼墻2 2、 圓弧式翼墻圓弧式翼墻4 4、斜降翼墻、斜降翼墻3 3、扭曲面翼墻、扭曲面翼墻第四章 水閘 1 1、反翼墻、反翼墻n翼墻自閘室向上、下游延伸一段距離，然后轉(zhuǎn)彎90插入堤岸，墻面鉛直，轉(zhuǎn)彎半徑約25m。這種布置形式的防滲效果和水流條件均較好，但工程量較大，一般適用于大中型水閘。對(duì)于渠系小型水閘，為節(jié)省工程量可采用一字型布置型式，即翼墻自閘室邊墩上下游端即垂直插入堤岸。這種布置形式進(jìn)出水流條件較差。第四章 水閘 2 2、 圓弧式翼墻圓弧式翼墻n這種布置是從邊墩開(kāi)始，向上、下游用圓弧形的鉛直翼墻與河岸連接。上游圓弧半徑為1530m，下游圓弧半徑為3040

43、m。其優(yōu)點(diǎn)是水流條件好，但模板用量大，施工復(fù)雜。適用于上下游水位差及單寬流量較大、閘室較高、地基承載力較低的大中型水閘。第四章 水閘 3 3、扭曲面翼墻、扭曲面翼墻n翼墻迎水面是由與閘墩連接處的鉛直面，向上、下游延伸而逐漸變?yōu)閮A斜面，直至與其連接的河岸（或渠道）的坡度相同為止。翼墻在閘室端為重力式擋土墻斷面形式，另一端為護(hù)坡形式。這種布置形式的水流條件好，且工程量小，但施工較為復(fù)雜，應(yīng)保證墻后填土的夯實(shí)質(zhì)量，否則容易斷裂。這種布置形式在渠系工程中應(yīng)用較廣。第四章 水閘 4 4、斜降翼墻、斜降翼墻n在平面上呈八字形，隨著翼墻向上、下游延伸，其高度逐漸降低，至末端與河底齊平，見(jiàn)圖573。這種布置的

44、優(yōu)點(diǎn)是工程量省，施工簡(jiǎn)單，但防滲條件差，泄流時(shí)閘孔附近易產(chǎn)生立軸漩渦，沖刷河岸或壩坡，一般用于較小水頭的小型水閘。上第四章 水閘n三、兩岸連接建筑物的結(jié)構(gòu)型式三、兩岸連接建筑物的結(jié)構(gòu)型式n兩岸連接建筑物從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)分析，是擋土墻。常用的型式有：重力式、懸臂式、扶壁式、空箱式及連拱空箱式等。（一）重力式擋土墻（一）重力式擋土墻n重力式擋土墻主要依靠自身的重力維持穩(wěn)定。常用混凝土和漿砌石建造。由于擋土墻的斷面尺寸大，材料用量多，建在土基上時(shí)，基墻高一般不宜超過(guò)56m。第四章 水閘n重力式擋土墻頂寬一般為0.40.8m,邊坡系數(shù)m為0.250.5,混凝土底板厚約0.50.8m,兩端懸出0.30.5m,

45、前趾常需配置鋼筋。n為了提高擋土墻的穩(wěn)定性，墻頂填土面應(yīng)設(shè)防滲；墻內(nèi)設(shè)排水設(shè)施，以減少墻背面的水壓力。排水設(shè)施可采用排水孔或排水暗管。n重力式翼墻結(jié)構(gòu)計(jì)算同擋土墻。第四章 水閘（二）懸臂式擋土墻（二）懸臂式擋土墻n懸臂式擋土墻是由直墻和底板組成的一種鋼筋混凝土輕型擋土結(jié)構(gòu)。其適宜高度為610m。用作翼墻時(shí)，斷面為倒T形，用作岸墻時(shí)，則為L(zhǎng)形,這種翼墻具有厚度小，自重輕等優(yōu)點(diǎn)。它主要是利用底板上的填土維持穩(wěn)定。n底板寬度由擋土墻穩(wěn)定條件和基底壓力分布條件確定。調(diào)整后踵長(zhǎng)度，可以改善穩(wěn)定條件；調(diào)整前趾長(zhǎng)度，可以改善基底壓力分布。直徑和底板近似按懸臂板計(jì)算。第四章 水閘（三）扶壁式擋土墻（三）扶壁式

46、擋土墻n當(dāng)墻的高度超過(guò)910m以后，采用鋼筋混凝土扶壁式擋土墻較為經(jīng)濟(jì)。扶壁式擋土墻由直墻、底板及扶壁三部分組成。利用扶壁和直墻共同擋土，并可利用底板上的填土維持穩(wěn)定，當(dāng)改變底板長(zhǎng)度時(shí)，可以調(diào)整合力作用點(diǎn)位置，使地基反力趨于均勻。第四章 水閘n鋼筋混凝土扶壁間距一般為34.5m，扶壁厚度0.30.4m；底板用鋼筋混凝土建造，其厚度由計(jì)算確定，一般不小于0.4m;直墻頂端厚度不小于0.2m，下端由計(jì)算確定。懸臂段長(zhǎng)度b約為（1/31/5）B。直墻高度在6.5m以內(nèi)時(shí)，直墻和扶壁可采用漿砌石結(jié)構(gòu)，直墻頂厚0.40.6m,臨土面可做成1：0.1的坡度；扶壁間距2.5m,厚0.50.6m。n底板的計(jì)算

47、，分前趾和后踵兩部分。扶壁計(jì)算，可把扶壁與直墻作為整體結(jié)構(gòu)，取墻身與底板交界處的T形截面按懸臂梁分析。第四章 水閘n（四）空箱式擋土墻（四）空箱式擋土墻n空箱式擋土墻由底板、前墻、后墻、扶壁、頂板和隔板等組成。利用前后墻之間形成的空箱充水或填土可以調(diào)整地基應(yīng)力。因此，它具有重力小和地基應(yīng)力分布均勻的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需用較多的鋼筋和木材，施工麻煩，造價(jià)較高。故僅在某些地基松軟的大中型水閘中使用。在上下游翼墻中基本上不再采用。n頂板和底板均按雙向板或單向板計(jì)算，原則上與扶壁式底板計(jì)算相同。前墻、后墻與扶壁式擋土墻的直墻一樣，按以隔墻支承的連續(xù)板計(jì)算。第四章 水閘n（五）連拱式擋土墻（五）連拱式

48、擋土墻n連拱空箱式土墻也是空箱式擋土墻的一種型式，它由底板、前墻、隔墻和拱圈組成。前墻和隔墻多采用漿砌石結(jié)構(gòu)，底板和拱圈一般為混凝土結(jié)構(gòu)。拱圈凈跨一般為23m，矢跨比常為0.20.3,厚度為0.10.2m。拱圈的強(qiáng)度計(jì)算可選取單寬拱條，按支承在隔墻（扶壁）上的兩鉸拱進(jìn)行計(jì)算。連拱式擋土墻的優(yōu)點(diǎn)是：鋼筋省、造價(jià)低、重力小，適用于軟土地基。缺點(diǎn)是：擋土墻在平面布置上需轉(zhuǎn)彎時(shí)施工較為困難，整體性差。第四章 水閘第十一節(jié)第十一節(jié) 水閘的運(yùn)用管理水閘的運(yùn)用管理 一、水閘的檢查與養(yǎng)護(hù)一、水閘的檢查與養(yǎng)護(hù)n1雜物的清理。n2嚴(yán)禁超載。n3防止沖刷n4啟閉靈活n5防蝕防腐第四章 水閘 二、水閘常見(jiàn)問(wèn)題的處理二

49、、水閘常見(jiàn)問(wèn)題的處理 （一）水閘的裂縫處理（一）水閘的裂縫處理n水閘的裂縫通常出現(xiàn)在閘底板、閘墩、翼墻、下游護(hù)坦等部位，漿砌石擋土墻和砌石護(hù)坡也易產(chǎn)生裂縫。第四章 水閘 1、 閘墩裂縫閘墩裂縫n閘墩裂縫最常見(jiàn)的是發(fā)生在弧形閘門(mén)閘墩的牛腿與閘門(mén)之間的范圍內(nèi)，多呈鉛直向且貫穿閘墩。處理時(shí)，多采用預(yù)應(yīng)力拉桿錨固法，一般是沿閘墩主拉應(yīng)力方向增設(shè)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋（拉桿），主拉桿的布置應(yīng)與主拉應(yīng)力大小、方向相適應(yīng)，呈扁形分布。主拉桿上游端通過(guò)鋼板與錨筋連接，下游端穿過(guò)牛腿，桿端配置螺帽并施加預(yù)應(yīng)力。為保護(hù)拉桿并使表面平整，應(yīng)將墩石鑿成寬深均為5cm的槽，使拉桿放入其內(nèi)，張拉后用水泥砂漿抹平。第四章 水閘

50、2、翼墻裂縫、翼墻裂縫n上下游翼墻通常采用各種形式的擋土墻，由于溫度變化、不均勻沉降、墻后未設(shè)排水孔、墻后填土不實(shí)或凍脹等原因，引起墻體移動(dòng)、傾斜并產(chǎn)生裂縫。修補(bǔ)前，要查明并消除產(chǎn)生裂縫的原因。特別是墻后未設(shè)排水孔的，應(yīng)重新設(shè)置。經(jīng)驗(yàn)算，如墻體不能抵抗墻后土壓力，可用錨筋加固。當(dāng)擋土墻有整體滑動(dòng)危險(xiǎn)時(shí)，可在墻前打樁，并在樁上澆筑混凝土蓋重。第四章 水閘 3、 下游護(hù)坦裂縫下游護(hù)坦裂縫n護(hù)坦裂縫主要是由于地基不均勻沉陷、溫度變化、排水堵塞或排水布置不合理等原因造成的。沉陷裂縫的處理一般是待其基本穩(wěn)定以后，將裂縫改作沉陷縫，并在縫中設(shè)止水；排水堵塞應(yīng)查明原因，及時(shí)進(jìn)行必要的翻修；溫度裂縫雖然易于產(chǎn)

51、生，但尺寸小變化慢，一般可將縫隙鑿槽，先用柏油麻繩封住后，再用砂漿抹平，但密實(shí)性差；也可在枯水期往槽內(nèi)嵌補(bǔ)環(huán)氧材料或混凝土，有時(shí)也可利用裂縫作一道伸縮縫。對(duì)某些混凝土體較厚部位的貫穿性裂縫可采用灌漿處理法。第四章 水閘 （二）滲漏處理（二）滲漏處理n水閘的滲漏主要是指閘基滲漏和側(cè)向繞滲等。處理原則仍為上截下排，即防滲和排滲相結(jié)合。 1、閘基滲漏、閘基滲漏n閘基的異常滲漏，不僅會(huì)引起滲透變形，甚至將直接影響水閘的穩(wěn)定性，因此，要認(rèn)真分析，查清滲水來(lái)源，工程中通常采用以下措施進(jìn)行防滲。第四章 水閘 延長(zhǎng)或加厚原鋪蓋n加大鋪蓋尺寸，可以提高防滲能力。如原鋪蓋損壞嚴(yán)重，引起滲徑長(zhǎng)度不足，應(yīng)將這些部位鋪

52、蓋挖除，重新回填翻新。及時(shí)修補(bǔ)止水n當(dāng)鋪蓋與閘底板、翼墻間，岸墻與邊墩等連接部位的止水損壞后，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以確保整個(gè)防滲體系的完整性。第四章 水閘底板、鋪蓋與地基間的空隙n是常見(jiàn)的滲漏通道，不僅使?jié)B透變形迅速擴(kuò)大，還會(huì)影響底板的安全使用，一般可采用水泥灌漿予以堵閉。 增設(shè)或加厚防滲帷幕n建在巖基上的水閘，如基礎(chǔ)裂隙發(fā)育或較破碎，可考慮在閘底板首端增設(shè)防滲帷幕，若原有帷幕的，應(yīng)設(shè)法加厚。第四章 水閘 2、側(cè)向繞滲、側(cè)向繞滲n嚴(yán)重的側(cè)向繞滲將引起下游邊坡的滲透變形，甚至造成翼墻歪斜、倒塌等事故。工程中防滲措施較多，如經(jīng)常維護(hù)岸墻、翼墻及接縫止水，確保其防滲作用；對(duì)于防滲結(jié)構(gòu)破壞的部位，應(yīng)用開(kāi)挖

53、回填，徹底翻修的方法；若原來(lái)沒(méi)有刺墻的，可考慮增設(shè)刺墻；但要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量；對(duì)于接縫止水損壞的，應(yīng)補(bǔ)做止水結(jié)構(gòu)，如橡皮止水、金屬片止水、瀝青止水。第四章 水閘 （三）下游沖刷的處理（三）下游沖刷的處理n水閘下游沖刷破壞的主要部位是護(hù)坦、海漫、下游河床及兩岸邊坡。n處理方法：n以改善水流流態(tài)，充分消能為目的的消能措施。n以提高抗沖能力為目的的防護(hù)措施。第四章 水閘 （四）水閘磨損的處理（四）水閘磨損的處理n水閘的磨損現(xiàn)象，主要是發(fā)生在多沙河流上，如閘底板、護(hù)坦因設(shè)計(jì)不周，引起的磨損應(yīng)通過(guò)改善結(jié)構(gòu)的布置來(lái)防治。對(duì)于水閘護(hù)坦上因設(shè)置消力墩引起的立軸漩渦長(zhǎng)時(shí)間挾帶泥沙在一定的范圍旋轉(zhuǎn)，使護(hù)坦磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)磨穿護(hù)坦，為此，可廢棄消力墩，將尾檻改成斜面或流線型，使池內(nèi)泥沙隨水流順勢(shì)帶向下游可減輕對(duì)護(hù)坦的磨損。第四章 水閘n有些部位改善結(jié)構(gòu)布置較為困難，如閘底板，應(yīng)采用抗蝕性能好的材料進(jìn)行護(hù)面或修補(bǔ)可起到較好的作用。磨損的修補(bǔ)材料較多，如環(huán)氧材料、高強(qiáng)度混凝土，呋喃材料等，可根據(jù)具體部位、磨損狀況、自身?xiàng)l件