水闸毕业设计计算书.docx

广东水利电力职业技术学院毕业设计计算书MD水闸改建工程初步设计专业：水利水电建筑工程（工程管理方向）班级：08工管2姓名：学号：指导教师：曾1水力计算1・1闸室的结构型式及孔口尺寸的确定(1) 闸型选择：带胸墙式开敞式水闸(2) 堰型选择：宽顶堰(3) 闸底板高程的确定：根据地质条件可知，选择平底板，底板高程与渠底同高取-1.0m(4) 闸顶高程确定：闸顶高程不应少于设计洪水位与安全超高(按珠江三角洲经验取2m)之和：5.54+2=7.54m1.2消能防冲设计由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能本水闸的最大引水流量 Qmax=15m3/s(1) 消力池的池深流量按《水力学》闸孔出流公式计算Q =叩同2 gHVc=g 2 g (H — h)式中 e ——闸孔开度(m)e/H——闸门相对开度H ——上游水深(m) H取3m e ’ 一一垂直收缩系数，根据e/H值查《水力学》表8-1 七一一收缩水深(m)Vc 收缩断面流速(m/s)中一一闸孔流速系数 中取0.97s ——淹没系数 查《水闸设计规范》表A.0.3-2h"——共轭水深(m)C闸孔流量系数，R =0.6-0.18匕，适用范围为0.1< — <0.65；H H当 e/H=0.1, |n = ^Q 流量(ms/s)ht——下游水深 ht=1.8mb 闸孔净宽 b=4.5m闸底坎为平顶坎时，0.1Ve/HW0.65,为闸孔出流；e/H>0.65,为堰流。

下游水深小于收 缩水深的共轭水深，即ht< h「，为自由出流，反之为淹没出流分别计算当开度e=0.3,e=0.5,e=0.78的流量当 e=0.78 时，H=3m, v = 0.97 ,b=4.5m 由e/H=1/9.08=0.11<0.65，故为闸孔出流查《水力学》表8-1得垂直收缩系数& =0.616，流量系数曰0=骅，hc= & e 取H0=H，则:Q =卜 °施湮g (H — hc)=14.86根据初步计算的流量，求行进流速v0=Q/BH=1.1m/s则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.05m3/s按式Q =叩气2gH0，P = 0.6 - 0.181— = 0.550 H ，取 H0=3,Q = *0施 * 2 gH0 =14.88m3/s,v0=Q/BH=1.1m/s则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.04m3/s,基本结果相同当不同开度时如下表:ee/H出流方式hcQ1BHoQ对比Q0.30.1闸孔出流0.18455.984.53.015.996.0330.50.16闸孔出流0.3099.794.53.029.849.8750.70.23闸孔出流0.434713.454.53.0513.5813.580.780.26闸孔出流0.485114.864.53.0615.0515.040.80.26闸孔出流0.498415.234.53.06415.4315.39判断是否要建消力池eqQhchc''hs水跃方式是否建0.300.621.346.030.181.321.62淹没式水跃N0.500.622.199.870.311.631.68淹没式水跃N0.700.623.0213.590.431.861.74远离式水跃Y0.780.623.3415.040.491.941.80远离式水跃Y试算消力池池深：根据公式出闸由上表可见，在消能计算中，闸门开度大于0.7，跃后水深均大于相应的下游水深， 水流是自由出流，为了稳定水跃，需建消力池。

《水力学》中池深的计算公式为式中 d0消力池深度（m）水跃淹没系数 1.05Q ——流量 Q取接近引水量，Q=14.884 ms/sh ——跃后水深，取与Q相应的值，h" = 1.915ma ——水流动能校正系数a =1.0q 过闸单宽流量 （m2/s）Az ——出池落差（m）ht ——出池河床水深中——闸流流速系数b 闸孔净宽 b=4.5medHhsqgbvv2/2gT0hc3hc''△Z0.70.231.83.029.84.51.110.063.260.441.840.031.100.70.2431.83.029.84.51.110.063.300.441.850.031.120.70.1931.83.349.84.51.110.063.250.491.910.041.060.780.231.83.349.84.51.110.063.260.491.920.041.060.780.2531.83.349.84.51.110.063.310.491.930.041.080.780.331.83.349.84.51.110.063.360.481.940.041.100.780.531.83.349.84.51.110.063.560.471.990.051.18h,, c■ z 、1+生-1:gh 3cT。

H 0 + d''L h 3 - Th 2+、= 0 : 8= h + d + AZ c 0 c 2 g 中 2经计算得池深当开度为0.78时，d=0.2--0.3满足1.05--1.1按构造取池深d=0.5（2）消力池的长度：消力池池长按照《水闸设计规范》公式计算L = L +p LL = 6.9（h" - h ）式中 L ——消力池长度（m）L^ ——消力池斜坡段水平投影长度（m）P ——水跃长度校正系数，P =0.75L 水跃长度（m）经计算，消力池长度L . =9.5m（3）消力池底板厚度计算消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求分别按《水闸设计规范》公式计算，并取其大值由于本水闸闸底板是整体式，因而不用计算抗浮抗冲计算公式为t = k 展 丫 AH、式中 t ——消力池底板始端厚度（m）AH' ——闸孔泄水时的上、下游水位差（m）k1 ——消力池底板计算系数 k1 =0.15经计算，取消力池底板厚为0.3m，前后等厚在消力池底板的后半部设排水孔，孔径为 5cm，间距为1m，孔下铺设反滤层，排水孔呈梅花形布置，孔内填以砂、碎石，消力池与闸底 板连接处留一宽为1.0m的平台，以便更好地促成出闸水流在池中产生水跃。

⑷海漫设计《水闸设计规范》中海漫长度计算公式为Lp = k、: q

根据闸上结构布置及地基承载力两方面的要求综合考虑，闸底板长度可按《水利水电工程 专业毕业设计指南》中的经验公式计算L = A x H式中 A 系数，对于砂砾石地基可取1.5〜2.0，对于砂土、砂壤土地基可取2.0〜2.5，对于粘壤土地基可取2.0〜4.0，对于黏土地基可取2.5〜4.5，本工程地基为粉 质黏土，取A=4H——上、下游最大水头差(m)L=4H=21m，所以顺水流方向长度L=21m2) 厚度d:根据经验底板厚度为(1/6〜1/8)单孔静跨所以取d=1m底板构造，底板采用钢筋混凝土结构，上下游两端各设0.5m深的齿墙插入地基，底板分 缝中设以V型铜片止水3) 铺盖:铺盖采用钢筋混凝土结构，其长度一般为2〜4倍闸上水头或3~5倍上下游水位差，取 27m铺盖厚为0.4m，铺盖上游设0.5m深齿墙嵌入地基，其头部不再设防冲槽，为了防止上游 河床的冲刷，铺盖上游设块石护底，厚0.3，其下设0.2厚的砂石垫层4) 排水、止水：为了减小作用于闸底板上的渗透压力，在整个消力池底板下布设砂砾石排水， 其首部紧抵闸底板下游齿墙闸底板与铺盖、铺盖与上游翼墙、上游翼墙与边墙之间的永久性 缝中，均设以铜片止水。

闸底板与消力池、消力池与下游翼墙、下游翼墙与边墙之间的永久性 分缝，虽然没有防渗的要求，但为了防止闸基土与墙后填土被水流带出，缝中铺贴沥青油毛 毡5) 防渗长度验算：《水工建筑物》中的闸室理论防渗长度计算公式为：L = CAH式中 C——允许渗径系数，查《水工建筑物》表7-1当反滤有效时，C=7；当反滤失效时，C=11取C=9AH•上下游最大水头差（m） 因此，L = 9x5.25 = 47.25m实际闸基防渗长度L,，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和L,二21+27=48m L，＞L,防渗满足要求闸底轮廓布置图：2.2防渗和排水设计及渗透压力计算（采用改进阻力系数法进行渗流计算1）地下轮廓线简化（2）确定地基有效深度:根据钻探资料，闸基透水层深度很大故在渗流计算中必须取一有效深度，代替实际深度由地下轮廓线简化图知：地下轮廓的水平投影长度L =27+21=48 m，地下轮廓的垂直投影长 0度 S0=1.5-0.4=1.1m,L /S =48/1.1=43.6>5 m00《水工建筑物》中地基的有效深度计算公式为式中（3）当 § > 5 时,T = 0.5L0 0当§<5时,T =0上基上水闸的地基有效计算深度TeL0S0故地基的有效深度Te=0.5 L=24m 0渗流区域的分段和阻力系数的计算：地下轮廓的垂直投影长度（m）地下轮廓的垂直投影长度（m）5 L0 }1.6 § + 20(m)。