第六章__水閘課件

1、 第六章第六章 水閘水閘6.1 6.1 概述概述 水閘：是一種低水頭水工建筑物，具有擋水水閘：是一種低水頭水工建筑物，具有擋水和泄水雙重作用。和泄水雙重作用。 與設(shè)有表孔閘門的溢流重力壩的區(qū)別與設(shè)有表孔閘門的溢流重力壩的區(qū)別: :水閘水閘水頭較低，抬高水位較少，主要是靠閘門擋水；水頭較低，抬高水位較少，主要是靠閘門擋水；而溢流壩主要靠閘門下壩體來擋水。而溢流壩主要靠閘門下壩體來擋水。 水閘可建于各種地基上。水閘可建于各種地基上。 一、水閘的類型一、水閘的類型 1 1、按擔負的任務來分、按擔負的任務來分 （1 1）節(jié)制閘（攔河閘）節(jié)制閘（攔河閘） 一般攔河而建，枯水期截斷河道，抬高水位，一般攔河

2、而建，枯水期截斷河道，抬高水位， 以利于上游航運，或進水閘引水，洪水期用以控制下以利于上游航運，或進水閘引水，洪水期用以控制下泄流量。灌溉渠系中此閘位于干、支渠分水口附近。泄流量。灌溉渠系中此閘位于干、支渠分水口附近。 （2 2）進水閘（取水閘）進水閘（取水閘） 在河道、水庫或湖泊的岸邊，建閘引水，并控制在河道、水庫或湖泊的岸邊，建閘引水，并控制入渠流量。有開敞式及涵洞式兩種，常建在渠首。入渠流量。有開敞式及涵洞式兩種，常建在渠首。（3 3）分洪閘）分洪閘 利用河道旁預定的洼地或湖泊分洪區(qū)，及時削減利用河道旁預定的洼地或湖泊分洪區(qū)，及時削減洪峰，確保下游安全。如洪峰，確保下游安全。如19521

3、952年建成的荊江分洪閘。年建成的荊江分洪閘。（4 4）排水閘）排水閘 常建于江河沿岸，防江河洪水倒灌；河水退落常建于江河沿岸，防江河洪水倒灌；河水退落時又可開閘排洪。時又可開閘排洪。 特點：受雙向水頭作用，閘底板高程極低，而特點：受雙向水頭作用，閘底板高程極低，而閘身較高。閘身較高。 （5 5）擋潮閘）擋潮閘 作用：作用： 阻止海潮沿河流上溯，免使土地鹽堿化；阻止海潮沿河流上溯，免使土地鹽堿化； 汛期受潮水頂托，易造成內(nèi)澇汛期受潮水頂托，易造成內(nèi)澇 （可抽排）；（可抽排）； 低潮時免使淡水流失。低潮時免使淡水流失。 特點：受雙向水頭作用。特點：受雙向水頭作用。 （6）沖沙閘：以葛洲壩為例。）

4、沖沙閘：以葛洲壩為例。 （7）泄洪閘（同攔河壩）泄洪閘（同攔河壩） （8）船閘（專門建筑物）船閘（專門建筑物）2 2、按閘室結(jié)構(gòu)形式來分、按閘室結(jié)構(gòu)形式來分（1 1）開敞式和胸墻式水閘）開敞式和胸墻式水閘 開敞式（不設(shè)胸墻）：多用于泄洪、開敞式（不設(shè)胸墻）：多用于泄洪、排水、過船。排水、過船。 胸墻式分為：固定胸墻和活動胸墻。胸墻式分為：固定胸墻和活動胸墻。 葛洲壩泄洪閘為葛洲壩泄洪閘為“上平下弧上平下弧”， 當上游水位變幅大，而泄量又有限制，為避免閘當上游水位變幅大，而泄量又有限制，為避免閘門過高，常設(shè)胸墻。門過高，常設(shè)胸墻。（2 2）封閉式或涵洞式）封閉式或涵洞式 閘身上封閉的水閘（一般填

5、土封閉、增加穩(wěn)定性、閘身上封閉的水閘（一般填土封閉、增加穩(wěn)定性、代替交通橋）。流態(tài)有有壓，無壓。代替交通橋）。流態(tài)有有壓，無壓。 3 3、其它分類法、其它分類法 按施工方法分：裝配式、浮運式等。按施工方法分：裝配式、浮運式等。二、水閘等別劃分二、水閘等別劃分 水閘設(shè)計規(guī)范水閘設(shè)計規(guī)范（SL265-2001SL265-2001）。）。 平原地區(qū)水閘樞紐工程是以水閘為主的水利平原地區(qū)水閘樞紐工程是以水閘為主的水利樞紐工程，一般由水閘、泵站、船閘、水電站樞紐工程，一般由水閘、泵站、船閘、水電站等水工建筑物組成，有的還包括涵洞、渡槽等等水工建筑物組成，有的還包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物，根據(jù)水

6、閘最大過閘流其它泄（引）水建筑物，根據(jù)水閘最大過閘流量及其防護對象的重要性劃分等別。量及其防護對象的重要性劃分等別。 其中水工建筑物的級別應根據(jù)其所屬樞紐其中水工建筑物的級別應根據(jù)其所屬樞紐工程的等別、作用和重要性劃分。工程的等別、作用和重要性劃分。 平原區(qū)水閘樞紐工程分等指標表平原區(qū)水閘樞紐工程分等指標表水閘樞紐建筑物級別劃分表水閘樞紐建筑物級別劃分表三、水閘的組成部份三、水閘的組成部份 水閘由閘室段，下游聯(lián)接段、水閘由閘室段，下游聯(lián)接段、上游聯(lián)接段三大部分組成。上游聯(lián)接段三大部分組成。1 1、閘室段、閘室段 包括：閘門、閘墩、底板、工作橋、交通橋、啟包括：閘門、閘墩、底板、工作橋、交通橋、

7、啟閉機等。閉機等。 閘室段通常為混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。小型水閘室段通常為混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。小型水閘有些部分可采用漿砌石。閘有些部分可采用漿砌石。 2 2、上游聯(lián)接段、上游聯(lián)接段 包括：上游翼墻、鋪蓋（護底）、上游防包括：上游翼墻、鋪蓋（護底）、上游防沖槽、兩岸護坡沖槽、兩岸護坡。3 3、下游聯(lián)接段、下游聯(lián)接段 包括：護坦（消力池）、海漫、下游防沖包括：護坦（消力池）、海漫、下游防沖槽、下游翼墻、兩岸護坡。槽、下游翼墻、兩岸護坡。三、水閘的工作特點（軟土地基上的）三、水閘的工作特點（軟土地基上的） （一）地基方面（一）地基方面 1 1、抗滑能力差（穩(wěn)定問題）、抗滑能力差（穩(wěn)定問題） （混

8、凝土與土基的（混凝土與土基的f f值小，值小，c=0c=0）；）； 2 2、抗沖能力低；、抗沖能力低； 3 3、沉陷量大，而且會發(fā)生不均勻沉陷；、沉陷量大，而且會發(fā)生不均勻沉陷； 4 4、滲流（閘基）變形。、滲流（閘基）變形。 （二）水流方面（二）水流方面 1 1、閘室下及兩岸產(chǎn)生滲流，對建筑物的、閘室下及兩岸產(chǎn)生滲流，對建筑物的穩(wěn)定不利；穩(wěn)定不利； 2 2、初始消能困難（下游無水或水深淺）；、初始消能困難（下游無水或水深淺）； 3 3、易產(chǎn)生波狀水躍、易產(chǎn)生波狀水躍 4 4、易產(chǎn)生折沖水流（擴散角太大，不均、易產(chǎn)生折沖水流（擴散角太大，不均勻開啟）勻開啟）基于上述特點，水閘設(shè)計中基于上述特點

9、，水閘設(shè)計中要解決的問題：要解決的問題：（1 1）選擇適宜的閘址；）選擇適宜的閘址； （2 2）選擇與地基條件相適應的）選擇與地基條件相適應的閘室結(jié)構(gòu)形式；閘室結(jié)構(gòu)形式；（3 3）做好防滲設(shè)計；）做好防滲設(shè)計； （4 4）做好消能防沖設(shè)計。）做好消能防沖設(shè)計。6.2 6.2 閘址選擇和閘孔設(shè)計閘址選擇和閘孔設(shè)計 一、閘址選擇一、閘址選擇 根據(jù)水閘承擔的任務，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、根據(jù)水閘承擔的任務，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、施工等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳方案。施工等因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳方案。 1 1、地形條件：、地形條件： 攔河閘：宜選在河床穩(wěn)定、水流順直的河段上；攔河

10、閘：宜選在河床穩(wěn)定、水流順直的河段上；兼取水、通航的宜選在穩(wěn)定的彎曲河段上，將進水閘兼取水、通航的宜選在穩(wěn)定的彎曲河段上，將進水閘設(shè)在凹岸，船閘設(shè)在凸岸。設(shè)在凹岸，船閘設(shè)在凸岸。 分洪閘：一般設(shè)在彎曲河段的凹岸或順直河道的分洪閘：一般設(shè)在彎曲河段的凹岸或順直河道的深槽一側(cè)深槽一側(cè). . 排水閘：閘址設(shè)在江河老堤的堤線上。排水閘：閘址設(shè)在江河老堤的堤線上。 沖沙閘：大多布置在攔河閘與進水閘之間。沖沙閘：大多布置在攔河閘與進水閘之間。 如攔河閘兼作施工導流用，常將閘址選在彎曲如攔河閘兼作施工導流用，常將閘址選在彎曲河海的凸岸，利用原河道導流。河海的凸岸，利用原河道導流。 2 2、地質(zhì)條件：、地質(zhì)條

11、件： 壤土、中砂、粗砂、砂礫石適合做地基。壤土、中砂、粗砂、砂礫石適合做地基。 二、閘孔設(shè)計二、閘孔設(shè)計 內(nèi)容：選堰型，選底板高程，單孔尺寸，閘室總內(nèi)容：選堰型，選底板高程，單孔尺寸，閘室總寬度。寬度。 1.1.堰型選擇堰型選擇 寬頂堰：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。有利于泄洪、寬頂堰：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。有利于泄洪、沖沙、排污、排水、通航，且泄流能力比較穩(wěn)定，但沖沙、排污、排水、通航，且泄流能力比較穩(wěn)定，但流量系數(shù)流量系數(shù)m m較小，易產(chǎn)生波狀水躍。較小，易產(chǎn)生波狀水躍。 低實用堰：流量系數(shù)低實用堰：流量系數(shù)m較大，水流條件較大，水流條件較好。但泄流能力受尾水位變化的影響較為明較好。但泄流能力受尾水位

12、變化的影響較為明顯顯,當當hs0.6H時，泄流能力急劇降低。施工時，泄流能力急劇降低。施工較復雜。較復雜。 2.2.閘底板高程的選定閘底板高程的選定 相關(guān)因素：水閘的任務，泄流（引水）流量，上相關(guān)因素：水閘的任務，泄流（引水）流量，上下游水位，河床地質(zhì)條件，工程總投資是否經(jīng)濟。下游水位，河床地質(zhì)條件，工程總投資是否經(jīng)濟。 底板高程高：閘室寬度大，兩岸連接建筑物相底板高程高：閘室寬度大，兩岸連接建筑物相對較低（小型）。對較低（小型）。 底板高程低：閘室底板高程低：閘室q q加大，加大消能防沖工程加大，加大消能防沖工程量；閘門高度增加，啟閉設(shè)備容量增加，基坑開挖增量；閘門高度增加，啟閉設(shè)備容量增加

13、，基坑開挖增加（大、中型）。加（大、中型）。 一般情況下：一般情況下： 攔河閘和沖沙閘：底板頂面與河底平齊。攔河閘和沖沙閘：底板頂面與河底平齊。 進水閘：底板頂面可以高一些，防推移質(zhì)泥進水閘：底板頂面可以高一些，防推移質(zhì)泥沙進入渠道。沙進入渠道。 分洪閘：底板頂面較河床稍高。分洪閘：底板頂面較河床稍高。 排水閘：底板頂面保證積水的迅速排出。排水閘：底板頂面保證積水的迅速排出。 擋潮閘兼有排水閘：底板頂面也應盡量低一擋潮閘兼有排水閘：底板頂面也應盡量低一些。些。 3.3.計算閘孔總凈寬計算閘孔總凈寬 已知：已知：Q Q設(shè)、設(shè)、上、上、下、初擬的下、初擬的底板、堰址。底板、堰址。03202QLmg

14、H 、m m見見SL2652001SL2652001附表。附表。 當水流呈孔流時當水流呈孔流時02QLagH 、見見SL2652001SL2652001附表。附表。 堰流時堰流時 閘孔總凈寬閘孔總凈寬L0L0，qq；閘孔總凈寬；閘孔總凈寬L0L0，qq。這將直接影響消能防沖的工程量和工程造價。這將直接影響消能防沖的工程量和工程造價。 q q的選用：的選用： 粉砂、細砂地基，粉砂、細砂地基，q=5q=5l0m3/sml0m3/sm）；）； 砂壤土地基，砂壤土地基，q=10q=1015m3/15m3/（smsm）；）； 壤土地基，壤土地基，q=15q=1520m3/20m3/（smsm）；）； 堅

15、硬粘土地基，取堅硬粘土地基，取202025m3/25m3/（smsm）。）。 過閘水位差的選用過閘水位差的選用: :關(guān)系到上游淹沒和工程造價關(guān)系到上游淹沒和工程造價, , 平平原地區(qū)，一般設(shè)計過閘水位差原地區(qū)，一般設(shè)計過閘水位差H=0.1H=0.10.3m0.3m。 過水能力：與上下游水位、底板高程、閘孔凈寬相過水能力：與上下游水位、底板高程、閘孔凈寬相互關(guān)聯(lián)，需對不同方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較后確定?；リP(guān)聯(lián)，需對不同方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。 4.4.確定閘室單孔寬度和總長度確定閘室單孔寬度和總長度 我國大、中型水閘的單孔寬度一般：我國大、中型水閘的單孔寬度一般：L0=8L0=812m12m。

16、閘室總寬度：閘室總寬度：L1=nL0+(n-1)dL1=nL0+(n-1)d，（，（d d為閘墩厚度）。為閘墩厚度）。 閘室總寬度擬定后，尚需要考慮閘墩等的影響，閘室總寬度擬定后，尚需要考慮閘墩等的影響，進一步驗算水閘的過水能力。從過水能力和消能防沖進一步驗算水閘的過水能力。從過水能力和消能防沖兩方面考慮，閘室總寬度應與河道寬度相適應兩方面考慮，閘室總寬度應與河道寬度相適應。 6.3 6.3 水閘的防滲排水設(shè)計水閘的防滲排水設(shè)計 水閘擋水后，在閘基和邊墩、水閘擋水后，在閘基和邊墩、翼墻的背水側(cè)產(chǎn)生滲流。翼墻的背水側(cè)產(chǎn)生滲流。 滲流不利的影響：滲流不利的影響： 對穩(wěn)定不利對穩(wěn)定不利: :對對閘室

17、地基的抗滑穩(wěn)定不利；閘室地基的抗滑穩(wěn)定不利；對對翼墻、邊墩的側(cè)向穩(wěn)定不利。翼墻、邊墩的側(cè)向穩(wěn)定不利。 可造成管涌、流土滲透變形?？稍斐晒苡?、流土滲透變形。 損失水量。損失水量。 使地基中可溶物質(zhì)加速溶解。使地基中可溶物質(zhì)加速溶解。 一、水閘的防滲長度及地下輪廓的布置一、水閘的防滲長度及地下輪廓的布置 1.1.防滲長度的確定防滲長度的確定 自鋪蓋前端開始，沿鋪蓋、自鋪蓋前端開始，沿鋪蓋、 板樁兩側(cè)、底板、護坦等與地基的接觸線，板樁兩側(cè)、底板、護坦等與地基的接觸線， 稱地下輪廓線。即閘室滲流的第一根稱地下輪廓線。即閘室滲流的第一根 流線，其長度即為水閘的防滲長度。流線，其長度即為水閘的防滲長度。

18、防滲長度：防滲長度： LCHLCH C C允許滲徑系數(shù)（允許滲徑系數(shù)（J J的倒數(shù)）的倒數(shù)） HH上下游水位差上下游水位差2.2.地下輪廓線的布置地下輪廓線的布置 原則：上防滲下排水原則：上防滲下排水 上防滲：水平上防滲：水平-鋪蓋鋪蓋 垂直垂直-齒墻、板樁、防滲墻、灌漿帷幕等。齒墻、板樁、防滲墻、灌漿帷幕等。 下排水：排水孔、減壓井等下排水：排水孔、減壓井等具體做法：具體做法： 粘土地基；粘土地基； 砂性土；砂性土； 粉砂地基；粉砂地基； 有承壓水的地基。有承壓水的地基。 二、滲流計算二、滲流計算 目的：求解滲流區(qū)域內(nèi)的滲透壓力目的：求解滲流區(qū)域內(nèi)的滲透壓力P P、滲透、滲透J J、滲、滲透

19、透v v、Q Q（通常不計）。（通常不計）。 1.1.滲流的基本方程滲流的基本方程 閘基滲流屬有壓滲流閘基滲流屬有壓滲流( (土壩滲流為無壓滲流土壩滲流為無壓滲流) )一般一般作為平面的考慮作為平面的考慮 基本假定：地基是均勻的，各向同性的；滲水不基本假定：地基是均勻的，各向同性的；滲水不可壓縮，符合達西定律?？蓧嚎s，符合達西定律。 滲流的計算方法：滲流的計算方法： 流體力學法（精確）流體力學法（精確）22220hhxylaplacelaplace方程方程 式中式中hh為滲流水頭在某點的壓力水頭，系坐標的函數(shù)。為滲流水頭在某點的壓力水頭，系坐標的函數(shù)。 理論上只要滲流區(qū)域的邊界條件已知，理論上

20、只要滲流區(qū)域的邊界條件已知，即可根據(jù)拉氏方程求出任意一點的即可根據(jù)拉氏方程求出任意一點的h h值，值，亦可求出滲流場內(nèi)任意點的滲流要素，亦可求出滲流場內(nèi)任意點的滲流要素，但實際邊界條件相當復雜，難以求解。但實際邊界條件相當復雜，難以求解。 水力學解法（近似解）水力學解法（近似解） 直線比例法：勃萊法直線比例法：勃萊法 萊茵法萊茵法 阻力系數(shù)法阻力系數(shù)法iihqkTL 或或 IiLqhTk其中：其中：qq為單寬滲流量；為單寬滲流量； HiHi為兩斷面水頭差；為兩斷面水頭差； TT為土層厚度為土層厚度 kk為土壤滲透系數(shù)為土壤滲透系數(shù) 為阻力系數(shù)為阻力系數(shù) 流網(wǎng)法流網(wǎng)法 試驗法（比較精確）試驗法（

21、比較精確） 介紹直線比例法介紹直線比例法 勃萊法勃萊法 19101910年，勃萊根據(jù)許多修建在土基上的成功和失敗的低水年，勃萊根據(jù)許多修建在土基上的成功和失敗的低水頭閘壩觀測資料統(tǒng)計而得出。頭閘壩觀測資料統(tǒng)計而得出。 勃萊法假定：沿閘基滲透輪廓線單位長度消耗的水頭差相勃萊法假定：沿閘基滲透輪廓線單位長度消耗的水頭差相同，即滲透坡降是均勻的。同，即滲透坡降是均勻的。 按直線比例求地下輪廓上各點的滲壓水頭按直線比例求地下輪廓上各點的滲壓水頭h h xHhxL式中：式中：HH上下游水位差上下游水位差 LL滲透長度滲透長度 xx由下游逸出點算起求由下游逸出點算起求 萊茵法萊茵法 萊茵于萊茵于19341

22、934年根據(jù)更多的實際工程資料認為：沿閘基滲流年根據(jù)更多的實際工程資料認為：沿閘基滲流輪廓線單位長度消耗的水頭并不相同，單位單位水平滲流消耗輪廓線單位長度消耗的水頭并不相同，單位單位水平滲流消耗的水頭只為單位鉛直滲流的的水頭只為單位鉛直滲流的1/31/3。如全部折算為鉛直滲流，則。如全部折算為鉛直滲流，則折算后滲流長度折算后滲流長度 為為 式中：式中：L1L1鉛直滲流長度鉛直滲流長度( (含傾斜大于含傾斜大于4545的防滲體的防滲體) )L2L2水平滲流長度水平滲流長度( (含傾斜小于含傾斜小于4545的防滲體的防滲體) )在折算滲徑上在折算滲徑上, ,距逸出點為距逸出點為 處的滲壓水頭為處的

23、滲壓水頭為 勃萊還提出了安全滲流系數(shù)法勃萊還提出了安全滲流系數(shù)法. .勃萊認為勃萊認為: :為防止閘基滲流為防止閘基滲流破壞破壞,L,L和和H H至少保持一定的比值至少保持一定的比值, ,即即 ，C C為滲流系數(shù)為滲流系數(shù), ,依依地基土壤性質(zhì)而定。地基土壤性質(zhì)而定。 1213LLL xHhXLLCHLX 即可保證地基的抗?jié)B穩(wěn)定。即可保證地基的抗?jié)B穩(wěn)定。物理意義物理意義: :只要沿地下輪廓的平均滲透坡降只要沿地下輪廓的平均滲透坡降1wwHJJLc，直線比例法的優(yōu)缺點直線比例法的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：(1)(1)計算簡單；計算簡單； (2)(2)從大量實際資料中總結(jié)得出，經(jīng)過長期實踐的檢驗；從大量實

24、際資料中總結(jié)得出，經(jīng)過長期實踐的檢驗； (3)(3)理論上：地下輪廓線不是一般的流線，它可能形成集理論上：地下輪廓線不是一般的流線，它可能形成集中滲流的通道。中滲流的通道。 南科院調(diào)查資料表明：滲流出口和沿地下輪廓線最容易發(fā)生南科院調(diào)查資料表明：滲流出口和沿地下輪廓線最容易發(fā)生滲透變形。滲透變形。 缺點：缺點：(1)(1)沿地下輪廓的滲壓水頭并不是直線變化的沿地下輪廓的滲壓水頭并不是直線變化的 (2)(2)出逸坡降與沿地下輪廓的平均（或加權(quán)平均）滲透坡出逸坡降與沿地下輪廓的平均（或加權(quán)平均）滲透坡降并不相同降并不相同,J,J出逸要大的多；出逸要大的多； 滲透變形的審查滲透變形的審查-審查管涌、

25、審查管涌、流土是否發(fā)生，出逸坡降流土是否發(fā)生，出逸坡降J J出出 【J J】三、防滲及排水設(shè)施三、防滲及排水設(shè)施 防滲設(shè)施：鋪蓋、板樁、齒墻防滲設(shè)施：鋪蓋、板樁、齒墻 排水設(shè)施：下游鋪設(shè)的砂礫石層排水設(shè)施：下游鋪設(shè)的砂礫石層( (一一) )鋪蓋鋪蓋 作用作用: :延長滲徑，降低閘底的滲透壓力，降低延長滲徑，降低閘底的滲透壓力，降低J J。 要求要求:(1):(1)具有相對不透水性：具有相對不透水性： （2 2）有一定的柔性）有一定的柔性-適應地基的變形適應地基的變形 （3 3）長度：多為閘上水頭的）長度：多為閘上水頭的3535倍。倍。1.1.粘土和粘壤土鋪蓋粘土和粘壤土鋪蓋 滲透系數(shù)：滲透系數(shù)

26、：1100 1000kk鋪蓋地基 長度：閘上水頭的長度：閘上水頭的3-53-5倍。倍。 厚度厚度：由：由HJ【 】確定，確定，【J】材料的容許坡降材料的容許坡降（粘土：（粘土：48；壤土：壤土：3 35 5）；）；min0.6mmin0.6m（施工條件）；（施工條件）；與底板的連接：加厚鋪蓋并加護面。與底板的連接：加厚鋪蓋并加護面。 2.2.瀝青砼鋪蓋（缺少粘土料地區(qū)）瀝青砼鋪蓋（缺少粘土料地區(qū)） 厚度：厚度：5-10cm5-10cm。 與閘室底板的連接：連接處適當加厚；接縫為搭接。與閘室底板的連接：連接處適當加厚；接縫為搭接。3.3.鋼筋砼鋪蓋鋼筋砼鋪蓋 缺少粘土料地區(qū)或兼作阻滑板缺少粘土料

27、地區(qū)或兼作阻滑板 厚度：厚度：0.4m 0.4m 與底板連接處加厚與底板連接處加厚0.81.0m0.81.0m；并用沉；并用沉降縫分開分縫降縫分開分縫; ;順水流、垂直水流均分縫，間距順水流、垂直水流均分縫，間距8 820m20m，縫，縫中設(shè)止水中設(shè)止水 配筋：雙向配構(gòu)造筋配筋：雙向配構(gòu)造筋 （二）板樁（垂直防滲）（二）板樁（垂直防滲） 板樁長度：透水層淺，用板樁截斷，并深入不透水層至板樁長度：透水層淺，用板樁截斷，并深入不透水層至少少1.0m1.0m；透水層深，板樁深度一般為；透水層深，板樁深度一般為0.60.61.01.0倍水頭。倍水頭。 板樁材料：木材、鋼材、鋼筋砼板樁材料：木材、鋼材、

28、鋼筋砼 板樁與底板的連接形式：板樁與底板的連接形式： （1 1）板樁緊靠底板前緣，頂寬嵌入黏土鋪蓋一定深度）板樁緊靠底板前緣，頂寬嵌入黏土鋪蓋一定深度（適用閘室沉降量大）；（適用閘室沉降量大）； （2 2）板樁頂部嵌入底板底面特設(shè)的凹槽內(nèi)。（適用閘）板樁頂部嵌入底板底面特設(shè)的凹槽內(nèi)。（適用閘室沉降量較?。┦页两盗枯^?。?（三）齒槽（三）齒槽 上下游端設(shè)淺齒墻，上下游端設(shè)淺齒墻，1m1m左右：增強閘室穩(wěn)定，延長滲徑左右：增強閘室穩(wěn)定，延長滲徑（四）其他防滲設(shè)施（四）其他防滲設(shè)施 就地澆筑砼防滲墻；就地澆筑砼防滲墻； 灌注式水泥砂漿帷幕；灌注式水泥砂漿帷幕； 高壓旋噴法構(gòu)筑防滲墻。高壓旋噴法構(gòu)筑防

29、滲墻。（五）排水及反濾層（五）排水及反濾層 見土石壩。見土石壩。6.4 6.4 水閘的消能防沖設(shè)計水閘的消能防沖設(shè)計 水閘泄水，勢能轉(zhuǎn)為動能，水閘泄水，勢能轉(zhuǎn)為動能，而土質(zhì)河床抗沖能力低，所以而土質(zhì)河床抗沖能力低，所以閘下沖刷為一種普遍現(xiàn)象，有害的沖刷，必須防止；閘下沖刷為一種普遍現(xiàn)象，有害的沖刷，必須防止；并不危及建筑物安全的沖刷，一般說來是允許的。并不危及建筑物安全的沖刷，一般說來是允許的。發(fā)生沖刷的原因：發(fā)生沖刷的原因： 設(shè)計不當；設(shè)計不當； 運用管理不善。運用管理不善。保證水閘安全使用，防止有害沖刷保證水閘安全使用，防止有害沖刷 選用適宜的最大過閘選用適宜的最大過閘q q； 合理地進行

30、平面布置；合理地進行平面布置； 采取合理的消能，防沖設(shè)施采取合理的消能，防沖設(shè)施（消能為主，防沖為輔）；（消能為主，防沖為輔）； 擬定合理的運行方式。擬定合理的運行方式。 一、過閘水流的特點一、過閘水流的特點 初始泄流，閘下水深較淺，隨著閘門開度增大初始泄流，閘下水深較淺，隨著閘門開度增大而逐漸加深，閘下出流由孔流到堰流，由自由出而逐漸加深，閘下出流由孔流到堰流，由自由出流到淹沒出流。流到淹沒出流。1 1、閘下易形成波狀水躍、閘下易形成波狀水躍 形成原因：上下游水位差小，弗氏數(shù)較低形成原因：上下游水位差小，弗氏數(shù)較低 （1 1crcvFgh1.71.7）。）。 危害：無強烈的水躍旋滾，水面波動

31、，消能效果差，危害：無強烈的水躍旋滾，水面波動，消能效果差，沖刷力強；水流處于急流，不易擴散，致使兩側(cè)產(chǎn)生回流，沖刷力強；水流處于急流，不易擴散，致使兩側(cè)產(chǎn)生回流，縮小過流寬度縮小過流寬度, ,加大單寬流量，加劇沖刷。加大單寬流量，加劇沖刷。2 2、閘下易出現(xiàn)折沖水流、閘下易出現(xiàn)折沖水流產(chǎn)生原因：平面布置，操作運行不當。產(chǎn)生原因：平面布置，操作運行不當。危害：水流集中，左沖右突，蜿蜒蛇行，掏刷河床及岸危害：水流集中，左沖右突，蜿蜒蛇行，掏刷河床及岸坡，影響樞紐正常運行。坡，影響樞紐正常運行。 二、底流消能工設(shè)計二、底流消能工設(shè)計 平原地區(qū)水閘，平原地區(qū)水閘，H H低，下游水位變幅大，一般都采用

32、底低，下游水位變幅大，一般都采用底流消能。流消能。 1.底流消能工的布置底流消能工的布置作用：在閘下產(chǎn)生一定淹沒度的水躍，作用：在閘下產(chǎn)生一定淹沒度的水躍，來保護水躍范圍內(nèi)的河床。來保護水躍范圍內(nèi)的河床。淹沒度淹沒度1.051.051.11.1較為適宜，較為適宜，淹沒度過小，水躍不穩(wěn)定；淹沒度過大：水舌潛入底層，消淹沒度過小，水躍不穩(wěn)定；淹沒度過大：水舌潛入底層，消能效果反而減小。能效果反而減小。 當尾水深度不能滿足要求時，可以采?。寒斘菜疃炔荒軡M足要求時，可以采?。?降低護坦高程形成消力池：尾水深小于躍后水深降低護坦高程形成消力池：尾水深小于躍后水深1.01.01.5m1.5m時；時； 消

33、力坎（或輔助消能工）尾水深約等于躍后水深時；消力坎（或輔助消能工）尾水深約等于躍后水深時； 綜合式消力池：尾水深小于躍后水深綜合式消力池：尾水深小于躍后水深1.51.53m3m時；時； 多級消能：尾水深小于躍后水深多級消能：尾水深小于躍后水深3m 3m 以上時。以上時。 布置形式：布置形式： 池底與閘室底板之間用池底與閘室底板之間用 1:31:31:41:4的斜坡相連接，的斜坡相連接， 閘室平臺小坎閘室平臺小坎防止波狀水躍消力池防止波狀水躍消力池 前端設(shè)散流墩前端設(shè)散流墩防止產(chǎn)生折沖水流防止產(chǎn)生折沖水流 消力池末端一般布置尾消力池末端一般布置尾坎坎， 作用：作用：調(diào)整流速分布；調(diào)整流速分布；

34、減小出池水流的底部流速，且在減小出池水流的底部流速，且在坎坎后后 產(chǎn)生小規(guī)模軸旋流；產(chǎn)生小規(guī)模軸旋流； 利于平面擴散和削減下游邊側(cè)回流。利于平面擴散和削減下游邊側(cè)回流。2.2.消力池的深度、長度、底板厚度的確定消力池的深度、長度、底板厚度的確定 深度深度 設(shè)計時，選擇幾個設(shè)計時，選擇幾個Q Q分別計算躍后水深，并與實際尾水分別計算躍后水深，并與實際尾水深比較，選取最不利情況（差值最大）對應的流量作為確定深比較，選取最不利情況（差值最大）對應的流量作為確定消力池深的設(shè)計流量。消力池深的設(shè)計流量。 水躍的起點：位于消力池的上游端斜坡段的坡腳附近。水躍的起點：位于消力池的上游端斜坡段的坡腳附近。 長

35、度長度平底消力池長：平底消力池長： 0.70.8sjjLL6.9jcLhh （水躍長）（水躍長） 斜坡加平底長：斜坡加平底長： 0.70.8sjjsLLLsL斜坡段水平投影長。斜坡段水平投影長。 大型水閘應進行水工模型試驗。大型水閘應進行水工模型試驗。 底板厚度底板厚度 見重力壩、底流消能部分見重力壩、底流消能部分3.3.輔助消能工輔助消能工 作用：使水流受阻，在墩后形成渦流，加強作用：使水流受阻，在墩后形成渦流，加強 水躍中的紊流擴散，從而達到，穩(wěn)定水躍；減小消力池深，水躍中的紊流擴散，從而達到，穩(wěn)定水躍；減小消力池深，縮短池長?？s短池長。 位置：位置： 位于池前部：消能作用較大，易發(fā)生空蝕

36、，沖擊力大；位于池前部：消能作用較大，易發(fā)生空蝕，沖擊力大； 位于池后部：消能作用較小，不易發(fā)生空蝕，改善水流位于池后部：消能作用較小，不易發(fā)生空蝕，改善水流4.4.構(gòu)造構(gòu)造 砼，砼，C15C15或或C20C20； 配鋼筋配鋼筋101012 12 ； 齒墻：增加抗滑穩(wěn)定性，深齒墻：增加抗滑穩(wěn)定性，深0.80.81.5m1.5m，寬，寬0.60.60.8m0.8m； 排水孔：水平段的后半部分排水孔：水平段的后半部分, 5, 525cm25cm，間距，間距1 13m3m； 反濾層；反濾層； 沉降縫，縫距沉降縫，縫距8 815m15m；三、海漫三、海漫 作用：防沖加固，使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布。

37、作用：防沖加固，使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布。1.1.布置與構(gòu)造布置與構(gòu)造 水平段：長度水平段：長度5 510m10m，頂部頂部護坦；護坦； 緩坡段：緩坡段：1 1：1010的斜坡；的斜坡； 2.2.海漫長度海漫長度2Lkq H適用：適用：19q H 的范圍。的范圍。2k河床土質(zhì)系數(shù)，取河床土質(zhì)系數(shù)，取7 71414。 四、防沖槽及末端加固四、防沖槽及末端加固 作用：保護海漫末端。作用：保護海漫末端。 防沖槽：見防沖槽：見P327P327圖圖6-206-20 防沖墻：包括齒墻、板樁、沉井等形式防沖墻：包括齒墻、板樁、沉井等形式五、翼墻與護坡五、翼墻與護坡設(shè)計要求：設(shè)計要求：具有一定的粗糙度，消

38、除余能；具有一定的粗糙度，消除余能； 具有一定的透水性，降低揚壓力；具有一定的透水性，降低揚壓力； 具有一定的柔性，以適應變形。具有一定的柔性，以適應變形。 常用的形式：（常用的形式：（1 1）干砌石、（）干砌石、（2 2）漿砌石、（）漿砌石、（3 3）砼板、）砼板、 （4 4）鋼筋砼板、（）鋼筋砼板、（5 5）其他形式。）其他形式。 6.5 6.5 閘室的布置和構(gòu)造閘室的布置和構(gòu)造 一、底板一、底板 1.1.按形狀分：有水平底板、低實用堰底板（上游水位高，流按形狀分：有水平底板、低實用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。量又受限制）。 河寬、孔多。需用橫縫將閘室分成若干閘段（每個閘段可分河寬

39、、孔多。需用橫縫將閘室分成若干閘段（每個閘段可分為一孔、兩孔、三孔）。為一孔、兩孔、三孔）。 2.2.按底板與閘墩的聯(lián)接方式分按底板與閘墩的聯(lián)接方式分: :整體式、分離式：整體式、分離式： 整體式：閘底板與閘墩澆筑成整體，墩中分縫。（也有整體式：閘底板與閘墩澆筑成整體，墩中分縫。（也有閘室底板中間分縫的）底板形式有：實心結(jié)構(gòu)；廂式結(jié)構(gòu)。閘室底板中間分縫的）底板形式有：實心結(jié)構(gòu)；廂式結(jié)構(gòu)。 分離式：單孔底板上設(shè)雙縫，將底板與閘墩分開。適用：分離式：單孔底板上設(shè)雙縫，將底板與閘墩分開。適用：堅硬，緊密的地基上，不會產(chǎn)生不均勻沉降。堅硬，緊密的地基上，不會產(chǎn)生不均勻沉降。 底板順水流方向的長度：滿足

40、上部結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)強度和抗底板順水流方向的長度：滿足上部結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)強度和抗滑穩(wěn)定要求?；€(wěn)定要求。二、閘墩（見重力壩）二、閘墩（見重力壩）三、閘門三、閘門 檢修門檢修門平門，位置：上游側(cè)平門，位置：上游側(cè) 工作門工作門位置：位置：上游側(cè)；上游側(cè)；下游側(cè)（利用水重幫助閘室下游側(cè)（利用水重幫助閘室穩(wěn)定）穩(wěn)定） 閘門頂閘門頂maxmax。四、胸墻四、胸墻 固定式、活動式。固定式、活動式。五、交通橋及工作橋五、交通橋及工作橋 交通橋：一般設(shè)在下游一側(cè)；有時設(shè)在上游一側(cè)。交通橋：一般設(shè)在下游一側(cè)；有時設(shè)在上游一側(cè)。 工作橋：安裝啟閉設(shè)備。工作橋：安裝啟閉設(shè)備。六、分縫方式及止水設(shè)施六、分縫方式及止水

41、設(shè)施6.6 6.6 閘室穩(wěn)定分析、沉降校核及地基處理閘室穩(wěn)定分析、沉降校核及地基處理 一、閘室穩(wěn)定分析一、閘室穩(wěn)定分析 竣工期（地基受到的壓力最大）竣工期（地基受到的壓力最大） （1 1）沉陷問題）沉陷問題 過大的（均勻）沉陷使堰頂高程降低，達不到設(shè)計過大的（均勻）沉陷使堰頂高程降低，達不到設(shè)計要求；要求； 不均勻沉陷，閘頂傾斜，甚至斷裂；不均勻沉陷，閘頂傾斜，甚至斷裂； （2 2）壓力過大：地基受到壓力過大，當超過允許承載能）壓力過大：地基受到壓力過大，當超過允許承載能力時，失去穩(wěn)定性。力時，失去穩(wěn)定性。 運用期（或檢修期）同時受到重力和水平力的作用運用期（或檢修期）同時受到重力和水平力的作

42、用 表面滑動表面滑動: :當?shù)装迮c地基之間垂直當?shù)装迮c地基之間垂直壓較小時，在水壓較小時，在水平推力作用下平推力作用下, ,閘室底板有可能沿地基表面發(fā)生滑動。閘室底板有可能沿地基表面發(fā)生滑動。 深層滑動：當作用與地基上的鉛直荷載較大時，可能連同深層滑動：當作用與地基上的鉛直荷載較大時，可能連同一部分地基土體一起滑動。一部分地基土體一起滑動。 計算取一個閘室單元為驗算對象（以縫為界，單元可計算取一個閘室單元為驗算對象（以縫為界，單元可能是一孔、兩孔、三孔）。能是一孔、兩孔、三孔）。 1.荷載及其組合荷載及其組合 主要荷載有主要荷載有:自重自重,水重水重,水平水壓力水平水壓力,揚壓力揚壓力,波浪壓

43、力波浪壓力,地地震力震力,泥沙壓力。泥沙壓力。 地震力地震力:按擬靜力法計算；按擬靜力法計算； 浪壓力浪壓力:波浪要素（波高、波長、周期）確定后波浪要素（波高、波長、周期）確定后,按重按重力壩部分所講公式進行；力壩部分所講公式進行； 水平水壓力水平水壓力 。2.2.閘室穩(wěn)定性所包含的內(nèi)容：閘室穩(wěn)定性所包含的內(nèi)容： (1)(1)不致于沿地基面或深層滑動不致于沿地基面或深層滑動 (2)(2)不發(fā)生明顯的傾斜不發(fā)生明顯的傾斜 (3)(3)平均基底壓力不大于地基的容許承載力，平均基底壓力不大于地基的容許承載力，地基反力分布的不均勻程度（閘室上、下游端地基反力分布的不均勻程度（閘室上、下游端地基反力的比

44、值）地基反力的比值） maxmin值越大，沉降差值越大，沉降差 。 越大，閘室的傾斜度也越大。所以，越大，閘室的傾斜度也越大。所以， 3.3.穩(wěn)定計算方法穩(wěn)定計算方法 驗算閘室基底壓力驗算閘室基底壓力對稱的閘孔對稱的閘孔: : maxmin6WMAAB A A閘室基底面積；閘室基底面積； BB閘室底板長。閘室底板長。受力不對稱的閘孔受力不對稱的閘孔: :按雙向偏心受壓公式計算按雙向偏心受壓公式計算 驗算閘室的抗滑穩(wěn)定驗算閘室的抗滑穩(wěn)定產(chǎn)生平面滑動或深層滑動的臨界法向應力為產(chǎn)生平面滑動或深層滑動的臨界法向應力為 21ubABtgctgAA系數(shù)，系數(shù)，A A3-43-4；b地基土的浮容重；地基土的

45、浮容重；當閘底當閘底maxmaxuu，只做平面滑動驗算；，只做平面滑動驗算； 當閘底當閘底maxmaxuu，需作深層滑動核算。，需作深層滑動核算。 BB底板順河方向的長度。底板順河方向的長度。計算平面滑動的公式計算平面滑動的公式 摩擦公式：摩擦公式： cfWKP 抗剪斷公式：抗剪斷公式： 00ctgWc AKP 抗滑穩(wěn)定計算的關(guān)鍵抗滑穩(wěn)定計算的關(guān)鍵, ,在于合理選用在于合理選用f,f,0 0,c,c0 0，【，【K Kc c】=1-1.35=1-1.35。當當K K【KcKc】時，提高抗滑穩(wěn)定的措施：】時，提高抗滑穩(wěn)定的措施： 將高水位一側(cè)的防滲鋪蓋適當延長，或?qū)⒌退灰粋?cè)的排水設(shè)備將高水位一

46、側(cè)的防滲鋪蓋適當延長，或?qū)⒌退灰粋?cè)的排水設(shè)備適當向高水位一側(cè)延伸，以減小作用在底板上的滲透壓力。適當向高水位一側(cè)延伸，以減小作用在底板上的滲透壓力。 將閘室位置適當移向低水位一側(cè)，利用水重。將閘室位置適當移向低水位一側(cè)，利用水重。 適當增加齒墻深度，以提高抗滑力。適當增加齒墻深度，以提高抗滑力。 利用高水位一側(cè)的混凝土鋪蓋作為阻滑板。（用鋼筋和閘室底板利用高水位一側(cè)的混凝土鋪蓋作為阻滑板。（用鋼筋和閘室底板連接起來）連接起來）計算公式：計算公式： 120.8Sf WWU 式中：式中：0.80.8考慮土壤變形及連接鋼筋拉伸變形等因素?？紤]土壤變形及連接鋼筋拉伸變形等因素。增設(shè)鋼筋砼抗滑樁或預應

47、力錨固結(jié)構(gòu)。增設(shè)鋼筋砼抗滑樁或預應力錨固結(jié)構(gòu)。 驗算閘基的整體穩(wěn)定驗算閘基的整體穩(wěn)定 在豎向荷載作用下的地基承載力按在豎向荷載作用下的地基承載力按水閘設(shè)計規(guī)范水閘設(shè)計規(guī)范（SL265-SL265-20012001）給定的公式計算。）給定的公式計算。 在豎向荷載和水平荷載共同作用下，地基承載力按（在豎向荷載和水平荷載共同作用下，地基承載力按（6 62525）式核算。式核算。四、沉降校核四、沉降校核 土基壓縮變形大土基壓縮變形大 均勻沉降均勻沉降: :建筑物頂部高程降低建筑物頂部高程降低, ,影響正常運行影響正常運行 不均勻沉降：閘室傾斜、裂縫、止水破壞。不均勻沉降：閘室傾斜、裂縫、止水破壞。 計

48、算沉降的方法：采用分層總和法。計算沉降的方法：采用分層總和法。 121111nniiiiiiieeSmSmhe沉陷允許值：最大沉降允許值：沉陷允許值：最大沉降允許值：15cm15cm； 最大沉降差值：最大沉降差值：5cm5cm。減少不均勻沉降的措施：減少不均勻沉降的措施： （1 1）盡量使相鄰建筑物重量差不要過大；）盡量使相鄰建筑物重量差不要過大；（2 2）重量大的建筑物先施工）重量大的建筑物先施工, ,使地基先行預壓。使地基先行預壓。（2 2）布置要勻稱）布置要勻稱, ,使使maxmin不超過規(guī)定的數(shù)值。不超過規(guī)定的數(shù)值。五、地基處理五、地基處理 根據(jù)工程實踐：粘性土貫入擊數(shù)根據(jù)工程實踐：粘

49、性土貫入擊數(shù)55、 砂性土貫入擊數(shù)砂性土貫入擊數(shù)88時，可不做地基處理直接建閘。時，可不做地基處理直接建閘。 常用的處理方法：常用的處理方法： 1.1.預壓加固預壓加固 2.2.換土墊層換土墊層適用情況適用情況: :軟弱粘性土軟弱粘性土薄層、淺表薄層、淺表-全部挖除全部挖除 通常采用砂墊層、壤土墊層通常采用砂墊層、壤土墊層 墊層作用墊層作用:(1):(1)墊層使應力擴散，提高地基的穩(wěn)定性。墊層使應力擴散，提高地基的穩(wěn)定性。 (2)(2)減小地基沉降量減小地基沉降量 (3)(3)具有良好的排水作用，有利于軟土地基加速固具有良好的排水作用，有利于軟土地基加速固結(jié)。結(jié)。 設(shè)計內(nèi)容：換砂厚度、寬度、材

50、料、級配等。設(shè)計內(nèi)容：換砂厚度、寬度、材料、級配等。3.3.樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ) 當水閘上部結(jié)構(gòu)重量大，不宜采用上述方法的，可參考樁基。當水閘上部結(jié)構(gòu)重量大，不宜采用上述方法的，可參考樁基。 從施工角度來分：預制樁、鉆孔灌注樁從施工角度來分：預制樁、鉆孔灌注樁 受力特點來分：支撐樁受力特點來分：支撐樁-軟土、淺層軟土、淺層 摩擦樁摩擦樁-土層很厚土層很厚 優(yōu)點：大大提高地基的承載力優(yōu)點：大大提高地基的承載力 缺點：底板與土層分離缺點：底板與土層分離4.沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ) 適用條件：閘下有較厚的軟土層，要求閘的基礎(chǔ)埋置較深。適用條件：閘下有較厚的軟土層，要求閘的基礎(chǔ)埋置較深。不適用于閘基下有流沙、蠻石或表

51、面傾斜較大的巖層。不適用于閘基下有流沙、蠻石或表面傾斜較大的巖層。沉井是一種筒狀結(jié)構(gòu)物，可用漿砌石、砼或鋼筋砼制成。沉井沉井是一種筒狀結(jié)構(gòu)物，可用漿砌石、砼或鋼筋砼制成。沉井平面尺寸視上部結(jié)構(gòu)而定，一般只要略大于上部結(jié)構(gòu)的尺寸即平面尺寸視上部結(jié)構(gòu)而定，一般只要略大于上部結(jié)構(gòu)的尺寸即可。沉井的接縫應置于閘的沉降縫之下，使上部結(jié)構(gòu)能夠適應可。沉井的接縫應置于閘的沉降縫之下，使上部結(jié)構(gòu)能夠適應下部基礎(chǔ)的沉降。下部基礎(chǔ)的沉降。5.振沖砂石樁振沖砂石樁6.強夯法強夯法7.爆炸法爆炸法8.高速旋噴法。高速旋噴法。6.7 6.7 閘室的結(jié)構(gòu)計算閘室的結(jié)構(gòu)計算 整體計算：用有限元法整體計算：用有限元法 分解成

52、若干部件：閘室為空間結(jié)構(gòu)，受力復雜，為簡化計分解成若干部件：閘室為空間結(jié)構(gòu)，受力復雜，為簡化計算一般將它分解為若干部件算一般將它分解為若干部件( (如閘墩、底板、胸墻、橋梁等如閘墩、底板、胸墻、橋梁等) )分別分別單獨計算，在單獨計算時，應考慮它們之間的相互作用單獨計算，在單獨計算時，應考慮它們之間的相互作用。一、底板的結(jié)構(gòu)計算一、底板的結(jié)構(gòu)計算 整體式平底板整體式平底板 底板支撐在地基上，因其平面尺寸遠較厚度為大，可視為地底板支撐在地基上，因其平面尺寸遠較厚度為大，可視為地基上的一塊板，受力情況比較復雜。目前又只能采用近似的計算基上的一塊板，受力情況比較復雜。目前又只能采用近似的計算方法進行

53、強度分析。不同的地基情況采用不同的計算方法方法進行強度分析。不同的地基情況采用不同的計算方法 相對緊密度相對緊密度DrDr0.50.5：采用：彈性地基梁法：采用：彈性地基梁法 相對緊密度相對緊密度Dr 0.5Dr 0.5非粘性土地基：采用：反力直線分布法非粘性土地基：采用：反力直線分布法 小型水閘：采用倒置梁法小型水閘：采用倒置梁法1.1.彈性地基梁法彈性地基梁法 彈性地基梁法：認為梁與地基都是彈性體，梁臥置于彈性地基梁法：認為梁與地基都是彈性體，梁臥置于彈性地基上，梁受荷載發(fā)生彎曲變形，地基受壓產(chǎn)生沉降，彈性地基上，梁受荷載發(fā)生彎曲變形，地基受壓產(chǎn)生沉降，而梁與地基緊密接觸，所以他們的變形和

54、沉降是相等的，而梁與地基緊密接觸，所以他們的變形和沉降是相等的，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件，確定地基反力及梁的根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件，確定地基反力及梁的內(nèi)力。內(nèi)力。 土層厚薄不同計算方法有別：土層厚薄不同計算方法有別： 土層厚，土層厚，2T/L2T/L2.02.0，視為半無限深彈性地院基梁。，視為半無限深彈性地院基梁。郭氏法；郭氏法； 土層中厚，土層中厚，0.250.252T/L2T/L2.02.0，有限深彈性地基梁。，有限深彈性地基梁。鏈桿法（有限差分法）；鏈桿法（有限差分法）； 土層薄，土層薄，2T/L2T/L0.250.25，淺層，文克爾假定，淺層，文克爾假定 m ax,m

55、in6WMAAB A- A-閘室基地面的面積閘室基地面的面積B-B-閘室底板的長度閘室底板的長度 （2 2）計算板條及墩條上的不平衡剪力。由于閘門上下）計算板條及墩條上的不平衡剪力。由于閘門上下游水位差較大，故以閘門為界，將閘室分為兩段，分別在游水位差較大，故以閘門為界，將閘室分為兩段，分別在兩段的中央取一單寬板條進行分析和計算。兩段的中央取一單寬板條進行分析和計算。 作用在板條及墩條上的作用力見下圖：作用在板條及墩條上的作用力見下圖： 這里只介紹常用的半無限彈性體、彈性地基梁法。（原理見這里只介紹常用的半無限彈性體、彈性地基梁法。（原理見結(jié)構(gòu)力學）結(jié)構(gòu)力學） 半無限彈性體彈性地基梁法計算步驟

56、半無限彈性體彈性地基梁法計算步驟 （1 1）用偏心受壓公式計算閘底縱向（順水流方向）的地）用偏心受壓公式計算閘底縱向（順水流方向）的地基反力基反力 由于閘室上的荷載沿水流方向是有突變的（工作橋設(shè)備等只是在閘由于閘室上的荷載沿水流方向是有突變的（工作橋設(shè)備等只是在閘頂某一局部），而由于閘室上的荷載沿水流方向是有突變的（工作橋設(shè)頂某一局部），而由于閘室上的荷載沿水流方向是有突變的（工作橋設(shè)備等只是在閘頂某一局部），而地基反力是連續(xù)變化的，故作用在板條備等只是在閘頂某一局部），而地基反力是連續(xù)變化的，故作用在板條和墩條上的力是不平衡的，在墩條和板條的兩側(cè)必然作用有剪力和墩條上的力是不平衡的，在墩條和

57、板條的兩側(cè)必然作用有剪力Q1Q1和和Q2Q2，并由并由Q1Q1和和Q2Q2的差值來維持板條及墩條上力的平衡，差值的差值來維持板條及墩條上力的平衡，差值Q = Q1 Q = Q1 Q2Q2，稱為不平衡剪力。以下游段為例說明稱為不平衡剪力。以下游段為例說明QQ，由，由 得：得： 0yF 1212342220GGQqqqqLbb由上式可求出由上式可求出QQ，若，若QQ為正，其方向為正，其方向，若，若QQ為負，其方向為負，其方向。 （3 3）閘墩及底板的不平衡剪力分配）閘墩及底板的不平衡剪力分配 分配原則：分配原則：Q Q 由閘墩及底板共同承擔、各自承擔的數(shù)值，可根據(jù)由閘墩及底板共同承擔、各自承擔的數(shù)

58、值，可根據(jù)剪應力分布圖面積按比例確定。（需繪剪應力分布圖）對于簡單的板條剪應力分布圖面積按比例確定。（需繪剪應力分布圖）對于簡單的板條及墩條截面，可直接應用積分法求得。及墩條截面，可直接應用積分法求得。由材料力學可知，截面上的剪應力由材料力學可知，截面上的剪應力y為為yQsbJ式中：式中：J-J-截面慣性矩；截面慣性矩； S-S-計算截面以下（外）的面積對全截面形心軸的面積矩；計算截面以下（外）的面積對全截面形心軸的面積矩； b-b-截面在截面在y y處的寬度，底板處處的寬度，底板處b=Lb=L，閘墩處，閘墩處 122bdd。 則板條上的不平衡剪力則板條上的不平衡剪力QQ板為板為eeeyfff

59、QSQQLdyLdySdyJLJ板32321233QLee ffJQQQ墩板2efQeyey L ydyJ一般情況，不平衡剪力的分配比例是：底板一般情況，不平衡剪力的分配比例是：底板101015%15%；閘墩；閘墩858590%90%。（4 4）計算基礎(chǔ)梁上的荷載）計算基礎(chǔ)梁上的荷載 分配給閘墩的不平衡剪力作為梁的集中力分配給閘墩的不平衡剪力作為梁的集中力 中墩集中力：中墩集中力： 1112212GdPQbdd墩 縫墩集中力：縫墩集中力：2222212GdPQbdd墩分配給底板上的不平衡剪力化作均布荷載分配給底板上的不平衡剪力化作均布荷載, ,與其他荷載合并。與其他荷載合并。123QqqqqL

60、板底板自重底板自重q1q1的取值：粘性土地基：計算中可取底板自重的的取值：粘性土地基：計算中可取底板自重的50-100%50-100% 砂性土地基：底板對地基影響不大，在計算中可以不計。砂性土地基：底板對地基影響不大，在計算中可以不計。（5 5）考慮邊荷載的影響）考慮邊荷載的影響 定義：邊荷載是指計算閘段底板兩側(cè)的閘室或邊墩背后回填土及岸墻作定義：邊荷載是指計算閘段底板兩側(cè)的閘室或邊墩背后回填土及岸墻作用于計算閘段上的荷載。用于計算閘段上的荷載。 影響：邊荷載對底板內(nèi)力的影響，與地基土質(zhì)、作用的荷載、影響：邊荷載對底板內(nèi)力的影響，與地基土質(zhì)、作用的荷載、荷載的施加程序有關(guān)。但施工情況十分復雜，