泗源沟节制闸毕业设计.doc

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泗源沟节制闸毕业设计 设计说明书学 校： 扬州大学学生姓名： 陈晨班级专业： 水利水电工程指导教师： 曹邱林日 期： 2012年 7 月目 录第一章 设计基本资料 3第二章 节制闸及进水闸孔径计算 52.1、闸孔型式的确定 52.2、闸底板高程的确定 52.3、闸孔尺寸及前沿宽度 5第三章 节制闸及进水闸消能防冲设计 73.1消力池深度、长度的确定 73.1.1计算消力池池深d 73.1.2消力池长度L计算 93.1.3确定消力池底板厚度 93.2 海漫设计 103.2.1、确定海漫长度 103.2.2、 海漫的布置及构造 113.3、防冲槽设计 11第四章 防渗及闸基渗流设计 134.1、验算地基轮廓长度 134.1.1、选择使用的公式 134.1.2、地下轮廓线的布置 134.1.3、验算实际地下轮廓线长度： 144.2、渗流验算 144.2.1、确定地基有效深度 144.2.2、地基分段和阻力系数计算 154.2.3、求各分段的水头损失 164.2.4、渗压水头分布图或渗流坡降线 164.2.5、进出口水头损失的修正 164.2.6、根据修正后各段水头损失值，计算底板上承受的单宽渗透压力及总压力值。

184.2.7、逸出坡降的计算 18第五章 节制闸及进水闸闸室布置与构造 195.1、底板 195.1.1底板长度确定 195.1.2底板厚度确定 195.2、闸墩 195.2.1闸墩长度的确定 195.2.2闸门槽 195.2.3闸墩厚度 195.2.4闸墩高程 205.3、工作桥 215.4、交通桥 215.5、胸墙 21第六章 节制闸及进水闸闸室稳定分析 226.1、闸室抗滑稳定分析 226.2正向稳定分析 236.3反向稳定分析 24第七章 节制闸及进水闸闸墩强度计算 277.1、闸墩底部应力计算 277.2、平面闸门门槽应力计算 28第八章 节制闸及进水闸闸室底板设计 308.1、闸室底板按弹性地基梁法进行计算 308.2、各工况下弹性梁荷载计算 318.3、弹性地基梁弯矩计算 338.4、弹性地基梁配筋计算 33附 录 34参考文献： 34第一章 设计基本资料1. 基本资料1.1工程概况泗源沟节制闸位于仪征市城区东门，仪扬河下游距长江口约6km处，该闸担负仪征市30多万亩和邗江县部分农田的引、排、灌任务，为扬州、仪征地区的抗旱、排涝以及扬州地区的防洪起着重要的作用1.2规划数据及要求1、闸孔设计水位流量组合闸上水位5.15米，闸下水位4.92米，排洪流量Q=450 m3/s。

2、消能设计水位流量组合正向运行时：闸上水位5.50米，闸下水位2.8米，流量Q=450 m3/s反向运行时：闸上水位4.0米，闸下水位5.75米，始流量30 m3/s3、稳定计算水位流量组合设计情况：正向设计：闸上水位4.70米，闸下水位0.00米反向设计：闸上水位4.70米，闸下水位-0.36米校核情况：正向设计：闸上水位4.50米，闸下水位8.00米反向设计：闸上水位4.00米，闸下水位8.20米4、交通桥按公路Ⅱ级，桥面宽8.0米，拟采用钢筋混凝土铰接板桥5、上下游河道断面为底宽40米边坡1:4，河底高程▽-1.5米（以上闸上为内河方向，闸下为长江方向）长江堤顶高程▽8.0米，内河堤顶高程▽5.5米1.3地质资料本地区地质主要为全新统（Q4）的粘性土层，局部堆有后期人工填土，土层分布较稳定各土层土质分述如下：第层：高程▽5.5~-1.50m以上，为黄灰色土壤夹粉砂为人工填土贯入击数N=4~5击，C=12kPa, φ=17°,允许承载力fk=80kPa第层：高程▽-1.50m ~-9.50m以上，为黄灰色土壤夹粉砂为人工填土贯入击数N=4~5击，C=12kPa, φ=23°,允许承载力fk=150kPa。

第层：高程▽-9.50m ~-16.0m以上，为黄灰色土壤夹粉砂为人工填土贯入击数N=4~5击，C=12kPa, φ=14°,允许承载力fk=120kPa回填土情况：γ自然=19.0kN/m3，γm=20 kN/m3，C=6kPa，φ=23°1.4其他资料闸址处风速V10=26.4m/s，吹程D=0.5 km第二章 节制闸及进水闸孔径计算2.1、闸孔型式的确定根据泗源沟节制闸的地理位置及防洪灌溉要求，采用结构简单，施工方便，泄洪能力较大而且比较稳定点的宽顶堰实用堰2.2、闸底板高程的确定根据河底高程为-1.5m，结合设计要求，确定闸底板高程取为-1.5m2.3、闸孔尺寸及前沿宽度2.3.1孔口尺寸确定根据水工设计手册水闸单宽流量表，本工程地质资料，-1.5米以上为夹砂壤土，单宽流量（q）取10—15 m3/（s • m），闸室总净宽（）可按式估算 =Q/q（m） （水工设计手册25-2-1）排洪流量Q=450 m3/s， 取45-30 m291.53 m21.54 m/s6.77m(=6.65m) =4.92+1.5=6.42 m0.948＞0.9根据规范规定，当＞0.9时，堰流属于高淹没度，以如下公式计算：=0.966得 =27.7m取为30m，初步设计闸为5孔，每孔净宽6米，中墩厚度均取1.0米 ，边墩厚度为1.0米，=34m。

经复核：Q=450 m3/s =438.6m3/s，=2.5%＜5%,符合规范规定要求第三章 节制闸及进水闸消能防冲设计3.1消力池深度、长度的确定3.1.1计算消力池池深d底宽B=9m，边坡系数m=2，糙率n=0.02，坡度i=1：4000则湿周χ=B0+2ht=9+4.47h ，，Q==0.7906AR2/3采用试算的方法计算出ht=5.363m ，试算过程见下表表（一）出水渠水深ht试算表 B0hsmInAχRQ30120.000250.023234.472 0.928 24.074 30220.000250.026838.944 1.746 77.952 30320.000250.0210843.416 2.488 156.751 30420.000250.0215247.889 3.174 259.532 305.3720.000250.02218.773854.015 4.050 439.461 305.36720.000250.02218.619454.002 4.048 439.017 305.36620.000250.02218.567953.997 4.048 438.869 305.36520.000250.02218.516553.993 4.047 438.721 305.36420.000250.02218.46553.989 4.047 438.573 305.36320.000250.02218.413553.984 4.046 438.425 (1) 可采用公式： (2) (3)式中：---淹没系数，采用=1.05~1.10 ---消力池出口处的水面落差（m） ---以跃前断面处消力池池底水平面为基准面的水闸上游总水头（m） q---跃前断面处的单宽流量为11.25---流速系数，一般取0.95---收缩断面水深及跃后共轭水深=1.5+5.5+=7.12m =利用试算法解得=1.208m 见表（一）表（二）附表1 消力池水力计算表q=15P=2.8H=7φ=0.95φ'=0.95　　V0=1.53061224E0=P+H+v0²/2g=9.92 　　试算hc:E0=hc+q²/(2gφ²hc2)=9.92 E10=0.3950 hcE0(右式）hc1E10(右式）　　113.7068 113.7068 Fr=q/(ghc³)1/2=3.6071 25.1767 25.1767 hc=1.2081.210.0242 1.210.0242 hc"=hc*((1+8Fr2)1/2-1)/2=5.588 1.38.8188 1.38.8188 hc1=1.2081.20110.0105 1.20110.0105 　　1.2029.9968 1.2029.9968 　　1.2039.9832 1.2039.9832 　　1.2049.9696 1.2049.9696 　　1.2059.9561 1.2059.9561 　　1.2069.9426 1.2069.9426 　　1.2089.9157 1.2089.9157 　　0.14 (1/ ) 7.14 103.32 6.46 =4.06m＞＝-0.084m计算出水池深=-1.06m为负值，则d取0.5米以充分消能及调整消力池后流速分布。

3.1.2消力池长度L计算消力池长由射流水舌长及水跃长两部分组成，自由水跃长度可按下列公式计算：一般消力池水平段的长度按下式估算：，射流水舌长度=4，消力池总长度为水跃长度且=6.9×（）=19.68m因此，=0.75=14.76m， =2+14.76=16.76m 取消力池总长度为17米3.1.3确定消力池底板厚度按照《水闸设计规范SL265—2001》消力池底板厚度从抗冲和抗浮两方面进行考虑由于消力池底板布置排水孔和反滤层，所以不需考虑抗浮情况根据抗冲要求， 护坦厚度t（m）计算的经验公式如下：式中： —闸孔处的单宽流量（）—泄水时的上下游水位差（m） —经验系数，可采用0.175~0.20 —靠近闸室一端的护坦厚度（m）则取按抗冲要求，非基岩护坦t：= 0.77m取消力池底版厚度t=1m，消力池末端厚度取0.5m护坦底板一般采用混凝土或加筋混凝土，水闸有的采用浆砌石底板上设有排水孔，取孔径为10cm，消力池与闸底板、翼墙及海漫间均用缝相互分开，以适应不均匀沉陷和伸缩缝宽0.02m，缝内填沥青油毛毡。