水閘設(shè)計實例1

1、水閘設(shè)計實例本工程位于河南省某縣城郊處，它是某河流梯級開發(fā)中最末一級工程。該河屬穩(wěn)定性河流，河面寬約200m,深27 710mio由于河床下切較深又無適當(dāng)控制工程，雨季地表徑流自由流走，而雨過天晴經(jīng)常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈來愈低，嚴(yán)重影響兩岸的農(nóng)業(yè)灌溉和人畜用水。為解決當(dāng)?shù)?0萬畝農(nóng)田的灌溉問題，經(jīng)上級批準(zhǔn)的規(guī)劃確定，修建擋水樞紐工程。攔河閘所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是： 正常情況下攔河截水， 抬高水位，以利灌溉，洪水時開閘泄水， 以保安全。本工程建成后，可利用河道一次蓄水800萬R3,調(diào)蓄水至兩岸溝塘，大量補(bǔ)給地下水，有利于進(jìn)灌和人畜用水，初步解決40萬畝農(nóng)田的灌溉問題并為工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的

2、水源，同時對漁業(yè)、航運業(yè)的發(fā)展，以及改善環(huán)境，美化城鄉(xiāng)都是極為有利的。（一）地質(zhì)條件根據(jù)鉆孔了解閘址地層屬河流沖積相，河床部分地層屬第四紀(jì)殊更新世Q3與第四紀(jì)全新世Q4的層交錯出現(xiàn)，閘址兩岸高程均在41m左右。閘址處地層向下分布情況如下表1所示。表1閘址處地層分布情況土質(zhì)名稱重粉質(zhì)壤土細(xì)砂中砂重粉質(zhì)壤土中粉質(zhì)壤土分布范圍由上而卜河床表面以下深約3m高程以下厚度約5m高程22m以下厚度5-8m（二）地形閘址處系平原型河段、兩岸地勢平坦，地面高程約為40.00m左右，河床坡降平緩，縱坡約為1/10000,河床平均標(biāo)高約 30.00m,主河槽寬度約 80-100m,河灘寬平，呈復(fù)式河床 橫斷面，河流

3、比較順直。（三）土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要包括物理性質(zhì)、允許承載力、滲透系數(shù)等，具體數(shù)字如表2、3所示。表2 土的物理性質(zhì)指標(biāo)表濕重度飽和重度浮重度細(xì)砂比重細(xì)砂干重度319KN/m321 KN/m311 KN/m327 KN/m315 KN/m表3 土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表內(nèi)摩擦角土基允許承載力摩擦系數(shù)不均勻系數(shù)滲透系數(shù)cm/s自然含水量時中=2802 L 200 KN/m2混凝土、砌石與土基的摩擦系數(shù)當(dāng)土基為密實細(xì)砂層時值為f =0.36粘土R=1.52.0中細(xì)砂層K =5父10”飽和含水量時邛=25。砂土2 】=2.4以下土層K = 5m10（四）工程材料1、石料本地區(qū)不產(chǎn)石料

4、，需從外地運進(jìn)，距公路很近，交通方便。2、粘土經(jīng)調(diào)查本地區(qū)附近有較豐富的粘土材料。3、閘址處有足夠的中細(xì)砂。（五）水文氣象1 、氣溫本地區(qū)年最高氣溫 二C,最低氣溫 二C,平均氣溫 二C。2 、風(fēng)速最大風(fēng)速 V =20m/s,吹程0.6Km。3 、徑流量非汛期（16月及1012月）9個月份月平均最大流量 so汛期（79）三個月，月平均最大流量為 149nf/s ,年平均最大流量 Q=26.2m/s ,最 大年徑流總量為億 m3。4、冰凍閘址處河水無冰凍現(xiàn)象。（六）批準(zhǔn)的規(guī)劃成果（SD112-78）的規(guī)定，本1、根據(jù)水利電力部水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)樞紐工程為出等工程，其中永久性主要建

5、筑物為3級。2、灌溉用水季節(jié)，攔河閘正常擋水位為38.50m。3、洪水標(biāo)準(zhǔn)見表4所示。表4洪水標(biāo)準(zhǔn)表項目重現(xiàn)年洪水流量（m/s ）閘前水位（m）下游水位（m）設(shè)計洪水2093739校核洪水50122040 .35（七）施工條件1 、工期為兩年。2 、材料供應(yīng)情況水泥由某水泥廠運輸 260 Km至某市，再運輸 80 Km至工地倉庫；其它他材料由市汽車運至 工地；電源由電網(wǎng)供電，工地距電源線；地下水位平均為。（一）閘址的選擇閘址、閘軸線的選擇關(guān)系到工程的安全可靠、 施工難易、操作運用、工程量及投資大小 等方面的問題。在選擇過程中首先應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水流、 施工管理應(yīng)用及拆遷情況等方 面進(jìn)行分析研

6、究，權(quán)衡利弊，經(jīng)全面分析比較，合理確定。本次設(shè)計中閘軸線的位置已由規(guī)劃給出。（二）閘型確定本工程主要任務(wù)是正常情況下攔河截水，以利灌溉，而當(dāng)洪水來臨時，開閘泄水，以 保防洪安全。由于是建于平原河道上的攔河閘，應(yīng)具有較大的超泄能力， 并利于排除漂浮物,因此采用不設(shè)胸墻的開敞式水閘。同時，由于河槽蓄水，閘前淤積對洪水位影響較大，為便于排出淤沙，閘底板高程應(yīng) 盡可能低。因此，采用無底坎平頂板寬頂堰，堰頂高程與河床同高，即閘底板高程為。（三）擬定閘孔尺寸及閘墩厚度由于已知上、下游水位，可推算上游水頭及下游水深，如表 1所示：表1上游水頭計算、一3流量Q (m/s )下游水深hs( m上游水深H(mD過

7、水?dāng)嗝娣e(m2)行近流速(m3/s )2 Vo2g上游水頭H(m)設(shè)計流量9379校核流量1220注：考慮壅高 1520cm=閘門全開泄洪時，為平底板寬頂堰堰流，根據(jù)公式1判別是否為淹沒出流。表2淹沒出流判別表計算情況下游水深hs (m)上游水頭H0(m)hs >0.8H0流態(tài)設(shè)計水位99 > 7.357淹沒出流校核水位10.20 之 8.325淹沒出流按照閘門總凈寬計算公式(2),根據(jù)設(shè)計洪水和校核洪水兩種情況分別計算如下表。其中名為堰流側(cè)收縮系數(shù)，??；m為堰流流量系數(shù)，取。表3 閘孔總凈寬計算表流量 Q (m3/s )下游水深hs (mj)上游水頭H0(mi)hs Ho淹沒系數(shù)

8、仃B0 (m)設(shè)計流量9379校核流量1220根據(jù)閘門設(shè)計規(guī)范中閘孔尺寸和水頭系列標(biāo)準(zhǔn)，選定單孔凈寬b = 8m,同時為了保證閘門對稱開啟，防止不良水流形態(tài)，選用 7孔，閘孔總寬度為：L = nb0+(n i)d=(7 父 8 計(2 父 1.6 + 4 父 1.2 L64m由于閘基為軟基河床，選用整體式底板，縫設(shè)在閘墩上，中墩厚，縫墩厚，邊墩厚imi如圖1所示。圖1閘孔尺寸布置圖（單位：m）（四）校核泄洪能力根據(jù)孔口與閘墩的尺寸可計算側(cè)收縮系數(shù)，查水閘設(shè)計規(guī)范（規(guī)范表2-2）,結(jié)果如下：對于中孔bo bs88 1.2= 0.770得，中1= 0.976；靠縫墩孔bo bs8 = 0.8338

9、 1.6對于邊孔所以b。_8bs -8 41.05= 0.163翱3 = 0.909 .n聲中 1 +n2 e中2 +n3名中31 父 0.976 + 4 M 0.973+ 2M 0.9090 = 0.956n1n2 n314 2與假定接近，根據(jù)選定的孔口尺寸與上下游水位，進(jìn)一步換算流量如下表所示：表4過流能力校核計算表計算情況堰上水頭H0（成hs h°CTzQ校核過流能力設(shè)計流量937%校核流量1220%設(shè)計情況超過了規(guī)定 5%勺要求，說明孔口尺寸有些偏大，但根據(jù)校核情況滿足要求, 所以不再進(jìn)行孔口尺寸的調(diào)整。（一）消能防沖設(shè)計的控制情況由于本閘位于平原地區(qū)，河床的抗沖刷能力較低，

10、所以采用底流式消能。設(shè)計水位或校核水位時閘門全開渲泄洪水，為淹沒出流無需消能。閘前為正常高水位， 部分閘門局部開啟，只宣泄較小流量時，下流水位不高，閘下射流速度較大，才會出現(xiàn)嚴(yán)重 的沖刷河床現(xiàn)象，需設(shè)置相應(yīng)的消能設(shè)施。為了保證無論何種開啟高度的情況下均能發(fā)生淹 沒式水躍消能，所以采用閘前水深H=,閘門局部開啟情況，作為消能防沖設(shè)計的控制情況。為了降低工程造價，確保水閘安全運行，可以規(guī)定閘門的操作規(guī)程，本次設(shè)計按1、3、5、7孔對稱方式開啟，分別對不同開啟孔數(shù)和開啟度進(jìn)行組合計算，找出消力池池深和池長的控制條件。按公式（7）、（8）、（9）、（11）計算結(jié)果列入表1。表1消力池池深池長估算表開

11、啟孔 數(shù)n開 啟 高 度e收縮系數(shù)F泄流量Q單寬流量q收縮水深hc躍后水深hc下游水深HS流態(tài)判別消力池尺寸備注池深d池長Ls水躍長Lsj144自由出流607391池深控制122限開3131淹沒出流181217273366通過計算，為了節(jié)省工程造價， 防止消力池過深，對開啟1孔開啟高度為米限開， 得出開啟1孔開啟高度為2米為消力池的池深控制條件。（二）消力池尺寸及構(gòu)造1、消力池深度計算根據(jù)所選擇的控制條件，估算池深為2ml用（10）、（11）、（12）式計算挖池后的收縮水深hc和相應(yīng)的出池落差 AZ及躍后水深hc，驗算水躍淹沒系數(shù)符合在之間的要求。_ d hs Z 2 3.25 0.01；-0

12、 = = =1.05hc5.002、消力池池長根據(jù)池深為2ml用公式（13）、（14）計算出相應(yīng)的消力池長度為32m。3、消力池的構(gòu)造采用挖深式消力池。 為了便于施工，消力池的底板做成等厚，為了降低底板下部的滲透壓力，在水平底板的后半部設(shè)置排水孔，孔下鋪設(shè)反濾層，排水孔孔徑為10cm,間距為2m,呈梅花形布置。根據(jù)抗沖要求，按式16計算消力池底板厚度。其中匕為消力池底板計算系數(shù)， ?。籷為確定池深時的過閘單寬流量；AH '為相應(yīng)于單寬流量的上、下游水位差。t =0.18,11.4,8.5-3.25 =0.9成取消力池底板的厚度 t = 1.0rni中鵬。尚圖1 消力池構(gòu)造尺寸圖 （單位

13、：高程m,尺寸cm）（三）海漫設(shè)計1、海漫長度計算用公式（18）計算海漫長度結(jié)果列入表 2。其中ks為海漫長度計算系數(shù)，根據(jù)閘基土質(zhì)為中粉質(zhì)壤土則選 12。取計算表中的大值，確定海漫長度為40nl表2海漫長度計算表油Q上游水深H下游水深hssqh 'L p1002003004005. 955006007002、海漫構(gòu)造有一定的透水性，有一定的因為對海漫的要求為有一定的粗糙度以便進(jìn)一步消除余能,柔性。所以選擇在海漫的起始段為10米長的漿砌石水平段，因為漿砌石的抗沖性能較好,15cm的砂墊層。其頂面高程與護(hù)坦齊平。后30米做成坡度為1: 15的干砌石段，以使水流均勻擴(kuò)散，調(diào)整流速分布，保護(hù)

14、河床不受沖刷。海漫厚度為米，下面鋪設(shè)（四）防沖梢設(shè)計海漫末端河床沖刷坑深度按公式19計算，其中河床土質(zhì)的不沖流速可按下式計算。按不同情況計算如表 3所示。式中Vo -1 - Vo R1= VoR 5(20)V0 河床土質(zhì)的不沖流速,V。一查水力學(xué)可知此處取0.8m/s ;R 水力半徑,R/hs 海漫末端河床水深，ml圖2海漫防沖槽構(gòu)造圖（單位：m）（五）上、下游岸坡防護(hù)為了保護(hù)上、下游翼墻以外的河道兩岸岸坡不受水流的沖刷，需要進(jìn)行護(hù)坡。采用漿砌石護(hù)坡，厚米，下設(shè)米的砂墊層。保護(hù)范圍上游自鋪蓋向上延伸23倍的水頭，下游自防沖槽向下延伸46倍的水頭。（一）閘底地下輪廓線的布置1、防滲設(shè)計的目的防止

15、閘基滲透變形；減小閘基滲透壓力；減少水量損失；合理選用地下輪廓尺寸。2、布置原則防滲設(shè)計一般采用防滲和排水相結(jié)合的原則， 即在高水位側(cè)采用鋪蓋、 板樁、齒墻等防 滲設(shè)施，用以延長滲徑減小滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水設(shè)施， 如面層排水、排水孔排水或減壓井與下游連通， 使地下滲水盡快排出，以減小滲透壓力， 并防 止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。3、地下輪廓線布置（1）閘基防滲長度的確定。根據(jù)公式（2）計算閘基理論防滲長度為。其中C為滲徑系數(shù)，因為地基土質(zhì)為重粉質(zhì)壤土，查表取7。L=7 8.5 = 59.5m（2）防滲設(shè)備 由于閘基土質(zhì)以粘性土為主，防滲設(shè)備采用粘土鋪蓋，閘底板上、

16、下 游側(cè)設(shè)置齒墻，為了避免破壞天然的粘土結(jié)構(gòu)，不宜設(shè)置板樁。（3）防滲設(shè)備尺寸和構(gòu)造。1）閘底板順?biāo)鞣较蜷L度根據(jù)公式（1）計算，根據(jù)閘基土質(zhì)為重粉質(zhì)壤土A取。底板長度綜合考慮上部結(jié)構(gòu)布置及地基承載力等要求，確定為18nlL 底二2父8.5=17 m1 t 8 =1.62 ）閘底板厚度為5m,實際取為1.5m。3）齒墻具體尺寸見圖1。圖1閘底板尺寸圖（單位：cm）4）鋪蓋長度根據(jù)（3 5）倍的上、下游水位差，確定為40mo鋪蓋厚度確定為：便于施工上游端取為0.6m,末端為1.5m以便和閘底板聯(lián)接。為了防止水流沖刷及施工時破壞粘土鋪蓋，在其上設(shè)置 30cm厚的漿砌塊石保護(hù)層，10cm厚的砂墊層。

17、4、校核地下輪廓線的長度根據(jù)以上設(shè)計數(shù)據(jù)，實際的地下輪廓線布置長度應(yīng)大于理論的地下輪廓線長度，通過校核，滿足要求。鋪蓋長度+閘底板長度+齒墻長度=40 + 6.8 *18 = 64.8AL理=（二）排水設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造1、排水設(shè)備的作用采用排水設(shè)備，可降低滲透水壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到即減少滲壓又避免滲透變形。2、排水設(shè)備的設(shè)計（1）水平排水 水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。反濾層一般是由23層不同粒徑的砂和砂礫石組成的。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐

18、層增大。反濾層的材料應(yīng)該是能抗風(fēng)化的砂石料，并滿足：被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過反濾層；各層的顆粒不得發(fā)生移動； 相鄰兩層間，較小一層的顆粒不得穿過較粗一層的空隙；反濾層 不能被阻塞，應(yīng)具有足夠的透水性，以保證排水通暢；同時還應(yīng)保證耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應(yīng)不隨時間的推移和環(huán)境的改變而變差。本次設(shè)計中的反濾層由碎石，中砂和細(xì)砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為 10cm厚的細(xì)砂。4 A 4 a Jia4 A峰石屋* J5 -* tA *si 4二:汨：石反濾層構(gòu)造圖（ 單位：cm）（2）鉛直排水設(shè)計本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為2m,孔徑為10cm,呈梅花形

19、布置，孔下設(shè)反濾層。（3）側(cè)向排水設(shè)計側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等）應(yīng)根據(jù)上、下游水位，墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等情況綜合考慮，并應(yīng)與閘基的防滲排水布 置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。在消力池兩岸翼墻設(shè) 23層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排出墻后的側(cè)向繞 滲水流。3、止水設(shè)計凡具有防滲要求的縫， 都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。 止水分鉛直和水平止水兩種。前者設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設(shè)在粘土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、 翼墻、消力池本身的溫度沉降縫內(nèi)。在粘土鋪蓋與閘底板沉陷縫中設(shè)置瀝青麻袋止水。（ 單位：cm）（三）防滲計算1、

20、滲流計算的目的：計算閘底板各點滲透壓力；驗算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。2、計算方法有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法，由于改進(jìn)阻力系數(shù)法計算結(jié)果 精確，采用此種方法進(jìn)行滲流計算。3、計算滲透壓力（1）地基有效深度的計算。L0 =23.2 ,5根據(jù)公式（3）判斷S0,地基有效深度 Te為Te=0.5 l0 =0,5 58 = 29nx大于實際的地基透水層深度 8m,所以取小值Te = 8m,（2）分段阻力系數(shù)的計算。通過地下輪廓的各角點和尖端將滲流區(qū)域分成9個典型段，如圖4所示。其中1、9段為進(jìn)出口段，用式（4）計算阻力系數(shù)；3、5、7段為內(nèi)部垂直段， 用式（5）計算相應(yīng)的阻

21、力系數(shù)；2、4、6、8段為水平段，用式6計算相應(yīng)的阻力系數(shù)。各典 型段的水頭損失用式（7）計算。結(jié)果列入（表 1）中。 對于進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正，按公 式（8）、（9）、（10 ）計算，結(jié)果如表 2所示。表1各段滲透壓力水頭損失分段編號分段名稱SS1S2TL0hih；進(jìn)口一一一水平0垂直一一一水平00垂直一一一水平垂直一一一水平00出口一一一合計H=H= 8. 5表2 進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正表段另IS'ho' hhx進(jìn)口段出口段(3)計算各角點的滲透壓力值。用表1計算的各段的水頭損失進(jìn)行計算，總的水頭差為正常擋水期的上、下游水頭差。各段后角點滲壓水頭=該段前角點滲壓水頭一此段

22、的水頭損失值，結(jié)果列入表3。表3閘基各角點滲透壓力值H倬H4H5H6H8H9H。0(4)驗算滲流逸出坡降。h h i 0.486出口段的逸出坡降為:J= 0.50 0.60 （查表得）J =: = =0.324S 1.5，小于壤土出口段允許滲流坡降值,滿足要求，不會發(fā)生滲透變形。繪制閘底板的滲透壓力分布圖5。(單位：m)(一)底板和閘墩1、閘底板的設(shè)計(1)作用 閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均勻地傳給 地基，還有防沖、防滲等作用。(2)型式 常用的閘底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。由于在平原地區(qū)軟基上修建水 閘，采用整體式平底板，沉陷縫設(shè)在閘墩中間。(3)長度 根據(jù)前邊

23、設(shè)計已知閘底板長度為18ml(4)厚度根據(jù)前邊設(shè)計已知閘底板厚度為。2、閘墩設(shè)計(1)作用 分隔閘孔并支承閘門、工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利的通過閘室。(2)外形輪廓 應(yīng)能滿足過閘水流平順、側(cè)向收縮小的，過流能力大的要求。上游墩 頭采用半圓形，下游墩頭采用流線型。其長度采用與底板同長，為18ml(3)厚度 為中墩，縫墩，邊墩。平面閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，檢修 門槽深，寬，主門槽深，寬。檢修門槽與工作門槽之間留的凈距，以便于工作人員檢修。(4)高度 采用以下三種方法計算取較大值，根據(jù)計算墩高最大值為，另根據(jù)水閘 設(shè)計規(guī)范中規(guī)定有防洪任務(wù)的攔河閘閘墩高程不應(yīng)低于兩岸堤頂高程，兩岸堤頂高

24、程為， 經(jīng)比較后取閘墩高度為。1) H墩=校核洪水位時水深+安全超高 =+=10.85m。2) H墩=設(shè)計洪水位時水深+安全超高 =+=9.85m;3) H墩=正常擋水位時水深+ Ah=+=9.49m。(式中波浪高度的計算請查閱相關(guān)書籍)圖1縫墩尺寸詳圖(單位：cm)(二)閘門與啟閉機(jī)閘門按工作性質(zhì)可分為工作閘門、事故閘門和檢修閘門； 按材料分為鋼閘門、 混凝土閘 門和鋼絲網(wǎng)水泥閘門；按結(jié)構(gòu)分為平面閘門、弧形閘門等。1、工作閘門基本尺寸為閘門高9m,寬8m,采用平面鋼閘門，雙吊點，滾輪支承。2、檢修閘門采用疊梁式， 閘門槽深為20cm,寬為20cm, 閘門型式如圖2所示。圖2 疊梁式檢修閘門示

25、意圖3、啟閉機(jī)可分為固定式和移動式兩種常用固定式啟閉機(jī)有卷揚式、螺桿式和油壓式。卷揚式啟閉機(jī)啟閉能力較大，操作靈便，啟閉速度快，但造價高。螺桿式啟閉機(jī)簡便、 廉價,適用于小型工程，水壓力較大，門重不足的情況等。 油壓式啟閉機(jī)是利用油泵產(chǎn)生的液壓傳 動，可用較小的動力獲得很大的啟閉力，但造價較高。在有防洪要求的水閘中，一般要求啟閉機(jī)迅速可靠，能夠多孔同步開啟，這里采用卷揚式啟閉機(jī)，一門一機(jī)。4、啟閉機(jī)的選型(1)根據(jù)水工設(shè)計手冊平面直升鋼閘門結(jié)構(gòu)活動部分重量公式1,經(jīng)過計算得t ,考慮其它因素取閘門自重 170KHG =0.012k 支 k材 HB*85(1)式中 G 一閘門結(jié)構(gòu)活動部分重量，t

26、；k支一閘門的支承結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，對于滑動式支承取；對于滾輪式支承取，對于臺車式支承 取。k材一閘門材料系數(shù)，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制成的閘門為；低合金結(jié)構(gòu)鋼制成的閘門 取。H 一孔口高度，取9mxB孔口寬度，取8m(2)初估閘門啟閉機(jī)的啟門力和閉門力，根據(jù)水工設(shè)計手冊中的近似公式：(2)FQ = (0.10 0.12) P 1.2G=0.10 2890 1.2 170 =493kn9(3)Fw = (0.10 0.12) P -1.2G= 0.10 2890-1.2 170 = 85KNPh2b 式中 P平面閘門的總水壓力，2, KN;Fq啟門力，KNFw一閉門力，KN;由于閘門關(guān)閉擋水時，水壓力P值

27、最大。此時閘門前水位為，本次設(shè)計的水閘為中型水閘，系數(shù)采用，經(jīng)計算啟閉力 為493KN閉門力Fw為85KN=查水工設(shè)計手冊選 用電動卷揚式啟閉機(jī)型號 QPQ-2 乂 40。（三）上部結(jié)構(gòu)1、工作橋是為了安裝啟閉機(jī)和便于工作人員操作而設(shè)的橋。若工作橋較高可在閘墩上部設(shè)排架支承。工作橋設(shè)置高程與閘門尺寸及形式有關(guān)。由于是平面鋼閘門， 采用固定式卷揚啟閉機(jī)，閘門提升后不能影響泄放最大流量， 并留有一定的富裕度。 根據(jù)工作需要和設(shè)計 規(guī)范，工作橋設(shè)在工作閘門的正上方，用排架支承工作橋，橋上設(shè)置啟閉機(jī)房。由啟閉機(jī)的型號決定基座寬度為 2m,啟閉機(jī)旁的過道設(shè)為 1日啟閉機(jī)房采用24磚砌墻，墻外設(shè)0.66m

28、 的陽臺（過人用）。因此，工作橋的總寬度為 1+1+=6m由于工作橋在排架上，確定排架 的高度即可得到工作橋高程。排架高度二閘門高+安全超高+吊耳高度 =9+ =10m工作橋高程=閘墩高程+排架高+T型梁高=41m+10m+1m=51 mX圖3工作橋細(xì)部構(gòu)造圖 （單位：cm）2、交通橋的作用是連接兩岸交通，供車輛和人通行。交通橋的型式可采用板梁式。交通橋的位置應(yīng)根據(jù)閘室穩(wěn)定及兩岸連接等條件確定，布置在下游。僅供人畜通行用的交通橋，其寬度不小于 3m；行駛汽車等的交通橋，應(yīng)按交通部門制定的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，一般公路單車道凈寬為4.5m,雙車道為79s本次設(shè)計采用雙車道 8m寬，并設(shè)有人行道安全帶為

29、75cm 具體尺寸如圖4所示。圖4 交通橋細(xì)部構(gòu)造圖（單位：cm）3、檢修橋的作用為放置檢修閘門， 觀測上游水流情 況，設(shè)置在閘墩的上游端。采用預(yù)制 T型梁和活蓋板型 式。尺寸如圖5所示。圖5 檢修橋細(xì)部構(gòu)造圖 （單位：cm）（四）閘室的分縫與止水水閘沿軸線每隔一定距離必須設(shè)置沉陷縫，兼作溫度縫，以免閘室因不均勻沉陷及溫度變化產(chǎn)生裂縫?？p距一般為1530日縫寬為2。整體式底板閘室沉陷縫，一般設(shè)在閘墩中間，一孔、二孔或三孔一聯(lián)為獨立單元，其優(yōu)點是保證在不均勻沉降時閘孔不變形，閘門仍然正常工作。凡是有防滲要求的縫， 都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直和水平兩種。 前者設(shè)在閘墩中間， 邊墩與翼墻間以及上游翼

30、墻本身；后者設(shè)在鋪蓋、消力池與底板，和混凝土鋪蓋、消力池本 身的溫度沉降縫內(nèi)。本次設(shè)計縫墩寬，縫寬為 2cm,取中間三孔為一聯(lián)，兩邊各為兩孔一聯(lián)。（一）設(shè)計情況及荷載組合1、設(shè)計情況選擇水閘在使用過程中，可能出現(xiàn)各種不利情況。完建無水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷，這是驗算地基承載力的設(shè)計情況。 正常擋水期 時下游無水，上游為正常擋水位，上下游水頭差最大，閘室承受較大的水平推力，是驗算閘室抗滑穩(wěn)定性設(shè)計情況。泄洪期工作閘門全開，水位差較小， 對水閘無大的危害，故不考慮 此種情況。本次設(shè)計地震烈度為 6。，不考慮地震情況。2、完建無水期和正常擋水期均為基本荷

31、載組合。取中間三孔一聯(lián)為單元進(jìn)行計算，需計算的荷載見表1所示。表1 荷載組合表荷載組荷載合計算情況靜水壓力揚壓力泥沙壓力地震力浪壓力基本組完建無水期V一一一一一合正常擋水期VVV一一V（二）完建元無水期荷載計算及地基承載力驗算荷載計算主要是閘室及上部結(jié)構(gòu)自重。在計算中以三孔一聯(lián)為單元，省略一些細(xì)部構(gòu)件重量，如欄桿、屋頂?shù)取Ａ貫閷﹂l底板上游端點所取。鋼筋混凝土重度采用25KN/m3;混凝土重度采用 23 KN/吊；水重度采用 10 KN/m3;磚石重度采用 19 KN/m3。表2完建無水期荷載計算表荷載自重（KN力臂（m）力矩（）-/ +閘底板212509191250一閘墩中墩112209101061一縫墩7480967320一工作橋1463811704一交通橋16941423716一檢修橋6302835一啟閉機(jī)8一啟閉機(jī)房8一