閘墩及底板結(jié)構(gòu)計算

1、邊邊墩墩結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)計計算算一、計算條件邊墩厚度=1m邊墩頂高程=37m邊墩底高程=33.8m邊墩高度=3.2m底板厚度=1m常水位=36.5m墩外填土容重=20kN/m3地質(zhì)提供墩外填土內(nèi)摩擦角=24地質(zhì)提供墩外填土粘聚力=0kPa地質(zhì)提供地下水位高程=32.51m地質(zhì)提供工況分析:邊墩最不利荷載組合為正常蓄水位加地震工況,邊墩考慮內(nèi)側(cè)靜水壓力作用二、荷載計算取單寬1m計算1)側(cè)向土壓力計算Pa主動土壓力強(qiáng)度kN/m2；H填土高度(m)；土的內(nèi)摩擦角()；C土的粘聚力Kpa；D等效后土的內(nèi)摩擦角()；土土壓壓力力計計算算表表粘聚力(kPa)填土內(nèi)摩擦角（）等效后內(nèi)摩擦角（）D回填土容重(kN/m

2、2)主動土壓力系數(shù)ka填土高度(m)P(kN/m2)02424200.653.226.99土壓力r0力臂(m)彎矩(kN.m)43.191.21.06755.282)內(nèi)側(cè)靜水壓力計算221HPg=)245(DatgKj-=2aaH KPg=水水壓壓力力計計算算表表底板高程正常水位水頭H(m)水容重(kN/m3)水壓力(kN)力臂(m)荷載分項(xiàng)系數(shù)33.836.52.710.0036.450.913)地震荷載(地震力的荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1.0)(1)水平地震慣性力Fi=ahGEii/gKNah水平向設(shè)計地震加速度代表值； 0.20gm2/s(地質(zhì)報告提供)地震作用的校應(yīng)折減系數(shù)；0.25Gei集中

3、在質(zhì)點(diǎn)i的的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值；KNi質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布系數(shù)；g重力加速度。9.81m2/s自重標(biāo)準(zhǔn)值重心相對與底板底高度動態(tài)分布系數(shù)短邊動態(tài)分布系數(shù)長邊閘墩高度質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布系數(shù)水平地震慣性力Gei(kN)iminimaxH(m)iFi(kN)80.02.60123.201.87.3(2)地震動土壓力地震動土壓力取靜土壓力的10%靜土壓力計算H(m)t(kN/m3)t靜止土壓力F0動土壓力F對邊墩底部取矩(kN.m)3.2202460.756.086.48三、內(nèi)力計算邊墩底部總彎矩(kN.m)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0彎矩設(shè)計值(kN.m)水平力合力(kN)47.800.90.0020.06混凝土的受剪承載力V

4、c=0.07fcbh0b(mm)h(mm)c(mm)h0(mm)Vc(kN)1000100050950831.25邊墩的受剪承載力大于所承受的水平力之合,說明邊墩的截面抗?jié)M足規(guī)范要求.02021KHFttg=tKsin10f-=221HPg=MA(kN.m)sAs(mm2)最小配筋率As(mm2)80.610.0090.0093301425實(shí)配鋼筋520,鋼筋面積1570mm2彎矩(kN.m)32.81力臂彎矩L(m)M(kN.m)2.6018.9水水壓壓力力計計算算表表邊邊墩墩結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)計計算算一、計算條件邊墩厚度=1m邊墩頂高程=37m邊墩底高程=33.8m邊墩高度=3.2m底板厚度=1m常

5、水位=36.5m墩外填土容重=20kN/m3地質(zhì)提供墩外填土內(nèi)摩擦角=24地質(zhì)提供墩外填土粘聚力=0kPa地質(zhì)提供地下水位高程=32.51m地質(zhì)提供工況分析:邊墩最不利荷載組合為正常蓄水位加地震工況,邊墩考慮內(nèi)側(cè)靜水壓力作用二、荷載計算取單寬1m計算1)側(cè)向土壓力計算Pa主動土壓力強(qiáng)度kN/m2；H填土高度(m)；土的內(nèi)摩擦角()；C土的粘聚力Kpa；D等效后土的內(nèi)摩擦角()；土土壓壓力力計計算算表表粘聚力(kPa)填土內(nèi)摩擦角（）等效后內(nèi)摩擦角（）D回填土容重(kN/m2)主動土壓力系數(shù)ka填土高度(m)P(kN/m2)02424200.653.226.99土壓力荷載分項(xiàng)系數(shù)力臂(m)彎矩(

6、kN.m)43.191.21.0666666755.282)內(nèi)側(cè)靜水壓力計算221HPg=)245(DatgKj-=2aaH KPg=水水壓壓力力計計算算表表底板高程正常水位水頭H(m)水容重(kN/m3)水壓力(kN)力臂(m)荷載分項(xiàng)系數(shù)33.836.52.710.0036.450.913)地震荷載(地震力的荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1.0)(1)水平地震慣性力Fi=ahGEii/gKNah水平向設(shè)計地震加速度代表值； 0.20gm2/s(地質(zhì)報告提供)地震作用的校應(yīng)折減系數(shù)；0.25Gei集中在質(zhì)點(diǎn)i的的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值；KNi質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布系數(shù)；g重力加速度。9.81m2/s自重標(biāo)準(zhǔn)值重心相對與底板

7、底高度動態(tài)分布系數(shù)短邊動態(tài)分布系數(shù)長邊閘墩高度質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布系數(shù)水平地震慣性力Gei(kN)iminimaxH(m)iFi(kN)80.02.60123.201.87.3(2)地震動土壓力地震動土壓力取靜土壓力的10%靜土壓力計算H(m)t(kN/m3)t靜止土壓力F0動土壓力F對邊墩底部取矩(kN.m)3.2202460.756.086.48三、內(nèi)力計算邊墩底部總彎矩(kN.m)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)設(shè)計狀況系數(shù)彎矩設(shè)計值(kN.m)水平力合力(kN)47.800.90.8536.5720.06混凝土的受剪承載力Vc=0.07fcbh0b(mm)h(mm)c(mm)h0(mm)Vc(kN)100010

8、0050950831.25邊墩的受剪承載力大于所承受的水平力之合,說明邊墩的截面抗?jié)M足規(guī)范要求.02021KHFttg=tKsin10f-=221HPg=MA(kN.m)sAs(mm2)最小配筋率As(mm2)80.610.0090.0093301425實(shí)配鋼筋520,鋼筋面積1570mm2彎矩(kN.m)32.81荷載分項(xiàng)系數(shù)力臂彎矩L(m)M(kN.m)12.6018.9水水壓壓力力計計算算表表彈彈性性地地基基梁梁荷荷載載計計算算工況：正常蓄水位+地震1、設(shè)計荷載計算閘室各部分荷載計算值（單位：kN）名稱工作門上游段工作門下游段計算式計算值計算式計算值底板自重6.35*16*25+(0.5

9、+1)*1/2*16*1*252840kN 4.65*16*25+(0.5+1)*1/2*16*1*252160kN中墩自重2.95*6.35*1*2*25937kN2.95*4.65*1*2*25685.875邊墩自重2.95*6.35*1*2*25937kN2.95*4.65*1*2*25685.875閘墩頂蓋板16.35*0.25*16*256354.65*0.25*16*25465閘門自重70kN啟閉力200kN滲透壓力232kN217kN不平衡剪力5580kN4484kN2、不平衡剪力分配一般對應(yīng)于底板部分承擔(dān)不平衡剪力約為總不平衡剪力的10%，閘墩為90%。底板分配的不平衡剪力為5

10、580kN10%=558.0kN每個中墩分配的不平衡剪力為94590%1.0/(21.0+2*1.2)=917.1kN每個邊墩分配的不平衡剪力為94590%1.2/(21.0+2*1.2)=1100.6kN3、底板荷載計算（1）上游段（長6.6m，取板帶寬1m計算）勻布荷載不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為6.00kN/m水重產(chǎn)生的荷載為21.00kN/m平均滲透壓力為9.34kN/m底板重產(chǎn)生的荷載為#VALUE!q=21-1.01-9.34=10.64kN/m以上除底板重外的勻布荷載總和為10.64kN=1 .146 . 65 .94=35 . 36 . 61455=+285. 483.13=1 .1

11、46 . 62512中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為138.96kN工作門前上游段檢修閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為#REF!兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。上游每個中墩自重為1426/2=713kN.在閘墩寬度內(nèi)沒有水重,但在上述勻布荷載計算中,P1=#REF!邊墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為166.75kNP2=#REF!（2）下游段（寬5.4m，取板帶寬1m計算）勻布荷載不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為7.33kN/m水重產(chǎn)生的荷載為0.0kN/m平均滲透壓力為6.87kN/m底板重產(chǎn)生的荷載為16.05kN/mq=-1.24-6.87=-8

12、.11kN/m以上除底板重外的勻布荷載總和為-8.11kN/m根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范P217，當(dāng)不計底板自重時作用在基底上的均布荷載為負(fù)值時應(yīng)計及底板自重的影響，計及的百分?jǐn)?shù)以使作用在基底面上的均布荷載值等于0為限底確定；則作用在基底上的均布荷載為0kN/m。中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為169.84kN/m工作門后下游段工作閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為#REF!兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。每個中墩自重為1166/2=583kN。=6. 65.193=-+0 . 12131.296 . 62/142626 . 63284.649=1.144.

13、55.94=1.144. 52089=4. 55.193=+83.354 . 52/116624 . 53225.662=-+8 . 02118.356 . 62/114026 . 63184.649=6.62.2 3 2=+285. 489. 8P1=#REF!邊墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為203.81kN/mP2=#REF!4、邊荷載計算（1）回填土自重產(chǎn)生的邊荷載將邊荷載轉(zhuǎn)換為若干個集中荷載進(jìn)行計算，變換的原則如下圖，從地基梁的中心O點(diǎn)算起，在L2L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.1L；在2L3L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.2L；在3L以外的邊荷

14、載對梁內(nèi)力的影響很小，可忽略不計。上游段（寬6.6m，取板帶寬1m計算）左右岸0.1L=0.705m填土容重 r=20kN/m3土條中心距板邊距離0.05L0.15L0.25L0.35L0.45L0.55L0.65L0.35m1.06m1.76m2.47m3.17m3.88m4.58m荷載P1P2P3P4P5P6P7106kN99kN90kN80kN71kN61kN52kN4、回填土側(cè)向土壓力產(chǎn)生彎矩由閘墩結(jié)構(gòu)計算得側(cè)土壓力及地震力對邊墩底產(chǎn)生的彎矩為120.26kN.m=+1 7.1 74 . 62/3 1 8 724 . 6314 .2 2 2 5=4 . 52 .232=+83.354

15、. 52/116624 . 53225.6625、柔度指數(shù)式中E0地基的變形模量；Eh砼彈性模量；l底板計算長度；h底板計算高度L(m)E0(N/mm2) E(N/mm2)h(m)t7.0532800010.35采用理正巖土力學(xué)彈性地基梁法計算底板配筋303=hlEEtp備注穩(wěn)定計算表5.66kN/m彈彈性性地地基基梁梁荷荷載載計計算算8.110.75L0.85L0.95L1.15L5.29m5.99m6.70m8.11mP8P9P10P1143kN33kN24kN10kN將邊荷載轉(zhuǎn)換為若干個集中荷載進(jìn)行計算，變換的原則如下圖，從地基梁的中心O點(diǎn)算起，在昌平區(qū)溫榆河支流中直渠治理 工工 程程項(xiàng)

16、 目 建 議 書 代 可 研 設(shè)設(shè)計計階階段段水 工 專專 業(yè)業(yè)出 口 排 水 閘 閘 室 穩(wěn) 定 計計 算算 書書 審 查 日 期年 月 日 校 核 日 期年 月 日 計 算 日 期年 月 日一一、荷荷載載組組合合表表荷載組合工況序號計算工況荷載備注自重水重靜水壓力揚(yáng)壓力浪壓力地震慣性力地震動水壓力基本組合1完建工況閘室無水 無地下水2正常蓄水位情況 閘前水位40.5m,閘后水位38.4m特殊組合1正常水位+地震閘前水位40.5m，閘后水位38.4m2校核洪水位閘前水位40.5m，閘后水位41.72m八八、各各工工況況計計算算成成果果匯匯總總表表荷載組合工況序號工況名稱豎向荷載總和彎矩總和地

17、基承應(yīng)力(kPa)max/min允許值抗滑安全系數(shù)Kc抗滑安全系數(shù)允許值Kc(kN)(kN.m)maxmin基本組合1完建工況 10667.8-347.964.162.01.032.02正常水位工況10731.05.463.463.41.002.018.31.1特殊組合1校核水位 13573.0857.282.877.71.072.515.51.02 正常水位+地震10452.54601.375.448.21.562.54.11.0二二、基基本本荷荷載載計計算算第第一一部部分分閘閘室室部部分分備注一一基基本本資資料料A材材料料資資料料序號名稱數(shù)值單位1鋼筋混凝土容重25.00kN/m3閘墩、屋

18、頂、蓋板2水的容重10.00kN/m3B尺尺寸寸資資料料序號名稱數(shù)值單位備注1閘底板長度12.00m順?biāo)鞣较?閘底板寬度14.10m垂直水流方向3閘底板厚度1.00m4閘齒墻深度0.70m從底板底算起5閘齒墻寬度0.50m6閘齒墻個數(shù)2個前后7閘室底板高程38.40m8閘齒底高程36.70m9邊墩頂高程42.72m10邊墩長度12.00m11中墩頂高程42.72m12中墩長度12.00m13中墩寬度1.00m14中墩個數(shù)2個2個中墩15邊墩寬度0.8m16邊墩個數(shù)2個2個邊墩17閘墩上部蓋板1長度4.93m18閘墩上部蓋板1寬度10.50m19閘墩上部蓋板1厚度0.30m20閘墩上部蓋板2長

19、度0.87m21閘墩上部蓋板2寬度10.50m22閘墩上部蓋板2厚度0.30m23閘墩上部蓋板3長度4.60m24閘墩上部蓋板3寬度10.50m25閘墩上部蓋板3厚度0.30m26工作閘門啟閉機(jī)數(shù)量3臺27工作閘門數(shù)量3孔28檢修閘門數(shù)量1套29檢修閘門啟閉機(jī)數(shù)量1臺二二荷荷載載計計算算序號項(xiàng)目數(shù)值單位1閘底板自重4600kN包括齒墻2中墩自重1296kN單個3邊墩自重1036.8kN單個4閘墩上部蓋板1自重388.2kN5閘墩上部蓋板2自重68.5kN6閘墩上部蓋板3自重362.3kN7工作閘門自重70kN/孔8單孔檢修閘門自重60kN9工作門啟閉機(jī)自重30kN/臺10檢修閘門啟閉機(jī)自重10

20、kN單個第第二二部部分分 水水壓壓力力計計算算一一基基本本資資料料序號名稱數(shù)值單位1中直渠正常蓄水位40.50m2正常蓄水位對應(yīng)下游水位38.40m3中直渠50年校核洪水位40.75m4校核洪水位時對應(yīng)的下游水位40.54m5北沙河50年一遇洪水位41.72m6對應(yīng)的中直渠水位40.50m7閘底板高程38.40m8閘室長度12.00m9閘孔寬3.50m10閘孔數(shù)量3.00個11工作閘門上游長度16.60m見圖紙12工作閘門下游長度25.40m見圖紙二二荷荷載載計計算算序號項(xiàng)目數(shù)值單位(一)中直渠正常蓄水位40.5北沙河正常水位38.401上游靜水壓力P靜正231.5kN2下游靜水壓力P靜正下0

21、.0kN3閘門下游水重0.0kN4閘門上游水重1455.3kN(二)北沙河50年一遇洪水位41.72,中直渠正常水位40.501閘上靜水壓力231.5kN2閘下靜水壓力578.7kN3閘上游水重1455.3kN4閘下游水重1882.4kN4正常蓄水位對應(yīng)浮托力W正常1692.0kN三三、浪浪壓壓力力計計算算1、平均波高和平均波周期按莆田試驗(yàn)公式計算：（水閘設(shè)計規(guī)范P70）hm平均波高（m）；v0計算風(fēng)速（m/s）；D風(fēng)區(qū)長度（m）,可采用水閘前沿水面寬度的5倍；Hm風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深（m）；Tm平均波周期(s)；正常水位時gv0（m/s） 水面寬度B(m)DHm（m）hm（m）Tm（s）9.82

22、5211052.1000.1401.66350年校核水位gv0（m/s） 水面寬度B(m)DHm（m）hm（m）Tm（s）9.82522.21112.3500.1441.6862、波列累積頻率計算查水閘設(shè)計規(guī)范P71表E.0.1-1 p值水閘級別為4級，波列累積上頻率為10%。3、波高h(yuǎn)p計算查水閘設(shè)計規(guī)范P71表E.0.1-2 正常蓄水位hm/Hmhp/hmhmhp0.11.650.1400.23150年校核洪水位hm/Hmhp/hmhmhp0.11.650.1440.2384、平均波長Lm計算=7 . 02045. 0207 . 020207 . 013. 00018. 07 . 013.

23、 0vgHthvgDthvgHthvghmmm5 . 02009 .13=vghvgTmmLm平均波長（m）；H閘前水深（m）；正常蓄水位H （m）Tm （s）gLm （m）2.1001.6639.84.364.3050校核洪水位H （m）Tm （s）gLm （m）2.3501.6869.85.714.395、使波浪破碎的臨界水深Hk及波浪中心線超出計算水位的高度hz計算正常蓄水位LmhpHHkhz4.360.2312.10.2410.03950校核洪水位LmhpHHkhz5.710.2382.350.2440.0316、浪壓力計算由HHk，HLm/2此時采用以下公式計算浪壓力：中直渠正常蓄水

24、位P1Lmhphz2.944.36100.2310.039北沙河50校核洪水位P1Lmhphz3.855.71100.2380.031mmmLHthgTLpp222=mmLHt hg Tpp222pmpmmkhLhLLHppp22ln4-+=mmpzLHcthLhhpp22=)(411zpmhhLP+=gmmLHt hg Tpp222四四、滲滲透透壓壓力力計計算算水力計算手冊P468采用折線比例法計算滲壓水頭Hi閘底板始端及末端的滲壓水頭；H上下游水位差；L經(jīng)折算后的地下輪廓線的總長度；Si自i點(diǎn)開始沿地下輪廓線至下游逸出點(diǎn)的折算長度；LH包括水平的和與水平線夾角小于或等于45的地下輪廓線長度

25、；LV包括垂直的和與水平線的夾角大于45的地下輪廓線長度；m修正系數(shù)取m=1.31.7；H上下游水位差；中中直直渠渠常常水水位位19.0,19.0,北北沙沙河河無無水水上游水位 下游水位H底板高程S閘底板前S閘底板后LH閘底板前40.538.42.138.418.836.6028.591.38H閘底板后閘底板寬B閘底板長L水容重H前H閘后滲透壓力U 浮托力V0.4814.1121013.8344.8491580.6090中中直直渠渠常常水水位位40.5,40.5,北北沙沙河河水水5050年年水水位位41.72(41.72(由由下下游游向向上上游游逸逸出出) )上游水位 下游水位H底板高程S閘底

26、板前S閘底板后LH閘底板前40.541.721.2238.415.3628.0928.590.66H閘底板后閘底板寬B閘底板長L水容重H前H閘后滲透壓力U 浮托力V1.2014.112106.5548860.786621.05245.2HLSHii=VHmLLL+=22202chgqh cEj+=五五、采采用用擬擬靜靜力力法法計計算算水水平平地地震震力力Fi= ahGEii/gKN底板厚1.00mah水平向設(shè)計地震加速度代表值0.2gm2/sP12閘墩高3.16m 地震作用的校應(yīng)折減系數(shù)0.25P15蓋板厚0.30mGei 集中在質(zhì)點(diǎn)i的的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值KNP15齒深0.70mi 質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布

27、系數(shù)P29閘室寬14.10mg 重力加速度9.81m2/s閘門高度2.50m由由自自重重引引起起的的地地震震力力計計算算第一部分水平地震力計算自重標(biāo)準(zhǔn)值重心相對與底板底高度動態(tài)分布系數(shù)短邊動態(tài)分布系數(shù)長邊閘墩（房屋)高度質(zhì)點(diǎn)動態(tài)分布系數(shù)水平地震慣性力對0點(diǎn)取距彎矩序號名稱GeiiminimaxiFiLMKNmmKNmKN-m1閘底板自重4600.10.50124.321.0230.00.5115.02中墩自重2592.03.16124.321.7224.43.16709.13邊墩自重2073.63.16124.321.7179.53.16567.34閘墩上部蓋板自重819.05.47124.3

28、22.3116.05.47634.55工作閘門自重210.02.25124.321.516.02.2535.96單孔檢修閘門自重60.02.25124.321.54.62.2510.37啟閉機(jī)架橋自重547.57.47244.305.5149.97.471119.5合計920.33191.6六六、采采用用擬擬靜靜力力法法計計算算水水平平動動水水壓壓力力計算依據(jù) SL203-97 P23單位寬度壩面的總地震動水壓力作用在水面以下0.54H0處，其代表值F0應(yīng)F0=0.65hwH02h水平向設(shè)計地震加速度取0.2g, g=9.81 m2/s；地震作用效應(yīng)折減系數(shù)，無特殊規(guī)定取0.25；w水體質(zhì)量密

29、度標(biāo)準(zhǔn)值；H0上游正常水深；地地震震動動水水壓壓力力計計算算表表hw H0F0閘室寬B閘室數(shù)量總動水壓力作用點(diǎn)m2/skN/m3mkNmkN1.960.259.812.1013.793.503.00144.831.13七七、穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算1）抗抗滑滑穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算f壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)f2=0.4；（取地質(zhì)報告的值） K按抗剪強(qiáng)度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；W作用于壩體上全部荷載對滑動平面的法向分力值,kN；P作用于壩體上全部荷載對滑動平面的切向分力值,kN； 2 2）基基底底應(yīng)應(yīng)力力計計算算W作用在建筑物上的全部豎向荷載，kN；M全部豎向和水平向荷載對于基礎(chǔ)底面垂直水流方向形心軸

30、的力矩，kN.m；B底板的寬度(垂直水流方向)，m；L閘室底板的長度(順?biāo)鞣较?。( (一一) )完完建建期期計計算算序號荷載名稱荷載大小及方向力臂(m)荷載彎矩(對中心點(diǎn)取矩)水平豎直正負(fù)負(fù)正1閘底板自重4600.10.00.002中墩自重2592.00.00.003邊墩自重2073.60.00.004閘墩上部蓋板1自重388.23.51372.425閘墩上部蓋板2自重68.50.1711.306閘墩上部蓋板3自重362.33.701340.337胸墻重133.10.2533.278啟閉機(jī)自重180.01.0187.49工作閘門自重210.01.0218.610單孔檢修閘門自重60.00.

31、848.010667.81431.721779.59P0 0G1066810668M(347.86)(347.86)閘室長度L=12 m閘室寬度B=14.1 m閘底板面積A= 169.2 m2max= 64.08kPamin= 62.02kPa=1.03滿足要求2m axm in6BLMBLWSS=sPWfKcSS=( (二二) )正正常常水水位位工工況況計計算算( (閘閘前前40.5,40.5,閘閘后后38.4m)38.4m)序號荷載名稱荷載大小及方向力臂(m)荷載彎矩(對中心點(diǎn)取矩)水平豎直正負(fù)負(fù)正1閘底板自重4600.10.00.002中墩自重2592.00.00.003邊墩自重2073

32、.60.00.004閘墩上部蓋板1自重388.23.51372.425閘墩上部蓋板2自重68.50.1711.306閘墩上部蓋板3自重362.33.701340.337胸墻重411.60.25102.908啟閉機(jī)自重90.01.093.79工作閘門自重210.01.0218.610單孔檢修閘門自重60.00.848.011閘上游水重1455.32.53638.2512閘下游水重0.03.50.013浪壓力2.942.46.9214閘上游靜水壓力231.51.4324.1415閘下游靜水壓力0.00.00.0016滲透壓力1580.62.03161.217浮托力0.00.0234.4680158

33、0.61 12311.65161.56965156.20P234.468234.468G1073110731M5.45.4閘室長度L=12 m閘室寬度B=14.1 m閘底板面積A=169.2 m2Kc= 18.31max= 63.44kPamin=63.4kPa=1.00滿足要求( (三三) )正正常常水水位位+ +地地震震工工況況計計算算( (閘閘前前40.50,40.50,閘閘后后38.40m)38.40m)序號荷載名稱荷載大小及方向力臂(m)荷載彎矩(對中心點(diǎn)取矩)水平豎直正負(fù)負(fù)正1閘底板自重4600.10.00.002中墩自重2592.00.00.003邊墩自重2073.60.00.0

34、04閘墩上部蓋板1自重388.23.51372.425閘墩上部蓋板2自重68.50.1711.306閘墩上部蓋板3自重362.33.701340.337胸墻重133.10.2533.278啟閉機(jī)自重90.01.093.79工作閘門自重210.01.0218.610單孔檢修閘門自重60.00.848.011閘上游水重1455.33.44948.0212閘下游水重0.03.50.013浪壓力2.942.46.9214閘上游靜水壓力231.51.4324.1415閘下游靜水壓力0.00.00.0016滲透壓力1580.62.03161.217浮托力0.018地震動水壓力144.81.1164.231

35、9水平地震慣性力920.3213191.581154.79144.8 1580.609 12033.19757.535156.20P10101010G1045310453M4601.34601.3閘室長度L=12 m閘室寬度B=14.1 m閘底板面積A=169.2 m2Kc=4.1max=75.37kPamin=48.2kPa=1.56滿足要求952.1( (四四) )校校核核水水位位工工況況計計算算( (閘閘前前水水位位40.50,40.50,閘閘后后水水位位41.72m)41.72m)序號荷載名稱荷載大小及方向力臂(m)荷載彎矩(對中心點(diǎn)取矩)水平豎直正負(fù)負(fù)正1閘底板自重4600.10.0

36、0.002中墩自重2592.00.00.003邊墩自重2073.60.00.004閘墩上部蓋板1自重388.23.51372.425閘墩上部蓋板2自重68.50.1711.306閘墩上部蓋板3自重362.33.701340.337胸墻重411.60.25102.908啟閉機(jī)自重90.01.093.79工作閘門自重210.01.0218.610單孔檢修閘門自重60.00.848.011閘上游水重1455.33.55093.5512閘下游水重1882.43.05647.313浪壓力2.942.46.9214閘上游靜水壓力231.51.4324.1415閘下游靜水壓力5791.1640.5916滲透

37、壓力621.02.01242.017浮托力5245.2231.53581.62621.0214194.18499.57642.31P350.0935350.0935G1357313573M857.2857.2閘室長度L=12 m閘室寬度B=14.1 m閘底板面積A= 169.2 m2Kc= 15.5max= 82.8kPamin= 77.7kPa= 1.07滿足要求正正常常蓄蓄水水位位時時滲滲透透壓壓力力計計算算一一、計計算算依依據(jù)據(jù)：1.水閘設(shè)計規(guī)范SL265-20012.工程地質(zhì)勘察報告二二、計計算算條條件件：鋪蓋頂高程38.4 m鋪蓋段1齒墻深1.1 m鋪蓋段1底板厚度0.4 m鋪蓋段1

38、長度12 m閘室段齒墻深0.5 m閘室段底板厚度1 m閘室段長度12 m消力池底板頂高程37.6 m消力池底板厚0.7 m消力池長度12 m排水孔前消力池長度6.5 m上游最高擋水位40.5 m下游水位38.4 m上下游水頭差2.1 m三三、滲滲透透壓壓力力計計算算：采用改進(jìn)阻力系數(shù)法1、土基上水閘地基有效深度計算26 . 1555 . 0500000000+=SLLTSLLTSLee時當(dāng)時當(dāng)式中：Te土基上水閘的地基有效深度（m）；L0地下輪廊的水平投影長度（m）；S0地下輪廓的垂直投影長度（m）；當(dāng)計算的Te值大于地基實(shí)際深度時，其值應(yīng)按地基實(shí)際深度采用。L0S0L0/S0Te30.58.

39、30419.3542、阻力系數(shù)計算進(jìn)、出口段 水平段內(nèi)部垂直段式中：S板樁或齒墻的入土深度(m)；T地基透水層深度(m)。Lx水平段長度(m)。閘基特性表齒墻入土深度(m)S1(進(jìn)口)S2S3S4S5S6S7(出口)1.51.11.10.70.70.20.7水平段長度（m）Lx1Lx2Lx312126.5阻力系數(shù)計算表進(jìn)口0 x1x2x3y1y2y3y4y5出口00.4730.5400.5550.2850.0570.0570.0360.0360.0100.451441. 05 . 1230+=TSx-=TSctgy14ln2ppxTSSLxx)(7 . 021+-=x水頭損失式中:hi-各分段

40、水頭損失值(m)；i各分段阻力系數(shù)；n總分段數(shù). 水頭損失計算表進(jìn)口h0h1h2h3h4h5h6h7h8出口h10.3970.4540.4660.2390.0480.0480.0300.0300.0300.3793、出口段水頭損失值修正系數(shù)式中：阻力修正系數(shù)，當(dāng)計算值1.0時，采用=1.0T板樁另一側(cè)地基透水層深度(m)。S底板埋深與板樁入土深度之和(m)；h0進(jìn)、出口段修正后的水頭損失值(m)；h0進(jìn)、出口段水頭損失值(m)；TTS19.3519.150.70.454、出口段滲流坡降值Jh0SJ0.450.170.700.24由地質(zhì)勘察報告知閘基為粉土，其允許水力比降為0.35。J=0.24

41、0.35，滿足要求。+-=059. 0212121. 12TSTTb00hhb=0ShJ =D=niiiiHh1xx37.92.502阻力系數(shù)計算表彈彈性性地地基基梁梁荷荷載載計計算算工況：正常水位+地震工況1、設(shè)計荷載計算閘室各部分荷載計算值（單位：kN）名稱工作門上游段工作門下游段側(cè)邊壓土自重#REF!#REF!中墩自重1824kN2236kN邊墩自重2987kN3187kN閘墩頂蓋板457kN362.25kN底板自重2512kN2089kN閘門60kN210kN啟閉機(jī)45kN45.00kN水體自重0.00kN0閘房自重W12#REF!#REF!人行橋自重W20#REF!滲透壓力W1627

42、82.04kN1690.2144地基反力W1814006.28kN16078.2336不平衡剪力#REF!#REF!計算簡圖2、不平衡剪力分配一般對應(yīng)于底板部分承擔(dān)不平衡剪力約為總不平衡剪力的10%，閘墩為90%。底板分配的不平衡剪力為#REF!#REF!每個中墩分配的不平衡剪力為311390%1.0/(21.0+2*1.2)=#REF!每個邊墩分配的不平衡剪力為311390%1.0/(21.0+21.2)=#REF!3、底板荷載計算（1）上游段（長7.6m，取板帶寬1m計算）勻布荷載不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!水重產(chǎn)生的荷載為0.00kN/m平均滲透壓力為16.43kN/m底板重產(chǎn)生的荷

43、載為13.54kN/m=4 .246 . 73 .311=366.76.5 0 6 1=+296.139 .18=4.2 46. 75 7 9 2以上除底板重外的勻布荷載總和為#REF!中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!工作門前上游段檢修閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為#REF!兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。上游每個中墩自重為1824/2=912kN.P1=#REF!邊墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!P2=#REF!（2）下游段（寬6.4m，取板帶寬1m計算）勻布荷載不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!水重產(chǎn)生的荷載為0.0k

44、N/m平均滲透壓力為11.79kN/m底板重產(chǎn)生的荷載為13.37kN/m以上除底板重外的勻布荷載總和為#REF!小于0為負(fù)值,因此根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范P37頁7.5.4計取底板重產(chǎn)生的荷載使作用在基底面上的均布荷載值等于零為限度，因此勻布荷載為0kN/m。中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!工作門后下游段工作閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為#REF!兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。每個中墩自重為2236/2=1118kN。P1=#REF!邊墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!=6 . 77 .636=-+78.8373.296 .

45、79126 . 7319 .2292=+262. 996.13=4.2 44. 64 9 1 4=4.67.6 3 6=+49.994 . 6111824 . 6324 .2225=+39.1194 . 62/318724 . 63/ 14 .2225=-+5 4.1 0 07 3.2 96 . 72/2 9 8 726 . 7312 2 9 3=4 .244 . 63 .311=6. 71.764=4.67.6 3 6=4.2 46. 75 7 9 2P2=#REF!4、邊荷載計算（1）回填土自重產(chǎn)生的邊荷載將邊荷載彎換為若干個集中荷載進(jìn)行計算，變換的原則如下圖，從地基梁的中心O點(diǎn)算起，在L

46、2L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.1L；在在2L3L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.2L；在3L以外的邊荷載對梁內(nèi)力的影響很小，可忽略不計。上游段（寬7.6m，取板帶寬1m計算）右岸 0.1L=1.220m填土容重 r=20kN/m3土條中心距板邊距離0.05L0.15L0.25L0.35L0.45L0.55L0.65L0.61m1.83m3.05m4.27m5.49m6.71m7.93m荷載154kN160kN213kN175kN138kN100kN63kN左岸土條中心距板邊距離0.05L0.15L0.25L0.35L0.45L0.55L0.65L0.611.8

47、33.054.275.496.717.93荷載158kN154kN213kN175kN138kN100kN63kN（2）回填土側(cè)向土壓力產(chǎn)生彎矩回填土厚度8.0m回填土容重20.0kN/m3回填土內(nèi)摩擦角20.0回填側(cè)向土壓力313.8kN土壓力對底板產(chǎn)生的彎矩836.8kN.m5、柔度指數(shù)l(m)E0(N/mm2)E(N/mm2)h(m)t12.25280001.21.9303=hlEEtp=+39.1194 . 62/318724 . 63/ 14 .2225備注彈彈性性地地基基梁梁荷荷載載計計算算小于0為負(fù)值,因此根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范0.75L9.15m27kN0.75L9.1527kN計算

48、部位閘門上游閘門下游工況完建正常正常+順河地震正常+垂河地震完建正常正常+順河地震正常+垂河地震均布荷載FALSE#REF!#REF!#REF!-8.11#REF!#REF!#REF!集中力P1#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!集中力P2#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!#REF!邊墩力偶697.63884.75884.75927.05697.63995.88995.881021.51最大彎矩鋼筋面積部位上游下游工況完建正常正常+垂水向地震完建正常正常+垂水向地震邊墩底部彎矩697.63884.75927.056

49、97.63995.881021.51邊墩底部剪力294.92315.89371.45294.92404.09459.65邊墩底部所需鋼筋（mm2）2410.923080.453233.222410.923483.013576.38部位上游下游工況完建正常正常+垂水向地震完建正常正常+垂水向地震邊墩底部彎矩697.63891.25932.57697.631002.381027.03邊墩底部剪力294.92321.05376.61294.92409.25464.81邊墩底部所需鋼筋（mm2）2410.923103.873253.202410.923506.663546.40彈彈性性地地基基梁梁荷荷

50、載載計計算算工況：正常水位+地震工況1、設(shè)計荷載計算閘室各部分荷載計算值（單位：kN）名稱工作門上游段工作門下游段備注側(cè)邊壓土自重#REF!#REF!中墩自重1824kN2236kN邊墩自重2987kN3187kN閘墩頂蓋板770kN297.00kN底板自重5792kN4914kN閘門60kN210kN啟閉機(jī)45kN45.00kN水體自重5061.60kN0閘房自重W121478.40kN1478.40kN人行橋自重W20405.00kN滲透壓力W162782.04kN1690.2144地基反力W1815451.79kN14630.6304不平衡剪力#REF!#REF!計算簡圖2、不平衡剪力分

51、配一般對應(yīng)于底板部分承擔(dān)不平衡剪力約為總不平衡剪力的10%，閘墩為90%。底板分配的不平衡剪力為#REF!#REF!每個中墩分配的不平衡剪力為166690%1.0/(21.0+21.2)=#REF!每個邊墩分配的不平衡剪力為166690%1.0/(21.0+21.2)=#REF!3、底板荷載計算（1）上游段（長7.6m，取板帶寬1m計算）勻布荷載底板不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!水重產(chǎn)生的荷載為29.73kN/m平均滲透壓力為16.43kN/m底板重產(chǎn)生的荷載為31.23kN/m=4 .246 . 76 .166=4.2 26. 76.5 0 6 1=+296.139 .18=4.2 46.

52、 72.3 5 7 9以上除底板重外的勻布荷載總和為#REF!中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!工作門前上游段檢修閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為2292.90kN兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。上游每個中墩自重為1824/2=912kN.P1=#REF!邊墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!P2=#REF!（2）下游段（寬6.4m，取板帶寬1m計算）勻布荷載不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!水重產(chǎn)生的荷載為0.0kN/m浮托力為0.0kN/m平均滲透壓力為11.79kN/m底板重產(chǎn)生的荷載為31.99kN/m以上除底板重外的勻布

53、荷載總和為#REF!小于0為負(fù)值,因此根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范P37頁7.5.4計取底板重產(chǎn)生的荷載使作用在基底面上的均布荷載值等于零為限度，因此勻布荷載為0kN/m。中墩上集中荷載計算不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!工作門后下游段工作閘門及埋件、砼蓋板、閘房及啟閉機(jī)等共重為2225.40kN兩個中墩承受2/3，兩個邊墩承受1/3（按橋跨跨長比例計算）。每個中墩自重為2236/2=1118kN。P1=#REF!邊墩上集中荷載計算=6. 79.340=-+7 .2985.446 . 791226 . 73290.2307=-+2 . 1*7 .2 98 2.5 32*6 . 72 9 8 726 . 7

54、319 0.2 3 0 7=4 .244 . 66 .166=29.62)+(13.96=4.2 44. 64 9 1 4=4. 69.3 4 0=+26.534 . 6111824 . 6324 .2225=6.74 0 9=4.64 0 9=4.2 46. 72.3 5 7 9不平衡剪力產(chǎn)生的荷載為#REF!P2=#REF!4、邊荷載計算（1）回填土自重產(chǎn)生的邊荷載將邊荷載彎換為若干個集中荷載進(jìn)行計算，變換的原則如下圖，從地基梁的中心O點(diǎn)算起，在L2L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.1L；在在2L3L范圍內(nèi)，每個集中力所對應(yīng)的分布邊荷載寬度取0.2L；在3L以外的邊荷載對梁內(nèi)

55、力的影響很小，可忽略不計。上游段（寬7.6m，取板帶寬1m計算）右岸 0.1L=1.220m填土容重 r=20kN/m3土條中心距板邊距離0.05L0.15L0.25L0.35L0.45L0.55L0.65L0.75L0.61m1.83m3.05m4.27m5.49m6.71m7.93m9.15m荷載154kN160kN213kN175kN138kN100kN63kN27kN左岸土條中心距板邊距離0.05L0.15L0.25L0.35L0.45L0.55L0.65L0.75L0.611.833.054.275.496.717.939.15荷載158kN154kN213kN175kN138kN100kN63kN27kN（2）回填土側(cè)向土壓力產(chǎn)生彎矩回填土厚度8.0m回填土容重20.0kN/m3回填土內(nèi)摩擦角27.0回填側(cè)向土壓力240.3kN土壓力對底板產(chǎn)生的彎矩640.9kN.m5、柔度指數(shù)l(m)E0(N/mm2) E(N/mm2)h(m)t12.23280001.21.1303=hlEEtp=+91.634 . 62/318724 . 63/ 140.2435=4.64 0 9沿沿村村閘閘底底板板彈彈性性地地基基梁梁荷荷載載計計算算工況：根據(jù)分析最不利工況為正常水位+垂直河流方向地震工況1、設(shè)計荷載計算閘室各部分荷載計算值（單位：kN）名稱工作門上游段工作門下游段側(cè)邊