xx水閘工程初設報告 計算部分

2021-08-01 12:06:09 字數 3599 閱讀 8103

(一) 採用的主要技術規範、標準

(1) 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000)

(2) 廣東省水電廳粵水電總字【1995】4號文頒布的我省防洪(潮)試行標準

(3) 水閘設計規範 (sl265-2001)

(4) 水利水電工程鋼閘門設計規範 (sl74-95)

(5) 水工鋼筋混凝土結構設計規範 (sl/t 191-96)

(6) 幫浦站設計規範 (gb/t 50265-97)

(二) 採用的主要參考書目

(1) 水閘設計(談松曦水利電力出版社)

(2) 涵洞(管楓年等水利電力出版社)

(3) 地基處理技術(閻明禮環境科學出版社)

(4) 水工鋼結構

(5) 水工鋼閘門設計

(6) 水幫浦及水幫浦站(劉竹溪水利電力出版社)

(7) 機電排灌設計手冊(水利電力出版社)

(8) 幫浦站工程技術手冊 (中國農業出版社)

(三) 基本引數採用

(1) 主要材料密度

鋼筋混凝土 2.5克/立方厘公尺

回填土料 1.85克/立方厘公尺

(2) 活荷載

水閘交通橋行車設計荷載汽-20

水閘啟閉機層活載 3.5kpa

(3) 回填土性質

回填中、細砂內摩擦角 28度

回填土(壓實)內摩擦角 20度

回填土(壓實)凝聚力 c=15kpa

(一)防滲設計

地質鑽探顯示本工程水閘閘室底板的建基面以下是粉土為主,塑性指數10.7,根據《水閘設計規範》規定,該土定性為壤土,根據表4.3.

2,壤土滲徑係數c=5~7。本工程設計洪水位情況水位差最大△h=2.83-0.

60=2.26公尺,要求滲徑大於11.3~15.

82。實際水閘總滲徑長度為23.4公尺,實際滲徑顯然滿足規範要求。

土基上水閘的堤基有效深度按《水閘設計規範》中的公式c.2.1-1或c.2.1-2計算:

式中:t——地基透水層深度(m);

——地下輪廓的垂直投影長度(m);

——地下輪廓的水平投影長度(m);

分段阻力係數可按公式c.2.2-1~c.2.2-3計算:

① 進口、口段

② 內部垂直段

③ 水平段

式中:——進、出口段的阻力係數;

t——地基透水層深度(m);

、——進出口板樁或齒牆的入土深度(m);

——水平段長度

——內部垂直段阻力係數;

——水平段阻力係數。

④ 各分段水頭損失值

式中:——各分段水頭損失值;

——水位差;

——各分段阻力係數;

n——總分段數。

經採用改進阻力係數法計算,滲流水平段平均坡降為0.089,出口平均坡降為0.108,根據《水閘設計規範》(sl265-2001)表6.

0.4,在滲流出口處不設反濾時,粉砂基礎水平段允許坡降為0.15~0.

27,出口段允許坡降為0.40~0.50,計算結果符合規範要求。

(二)水力設計

消力池的計算如下:

a)消力池深度按下式計算

式中: d——消力池深度;

——淹沒係數,採用1.1;

——躍後水深(m);

——收縮水深(m);

a——水流動能校正係數,採用1.03;

q——單寬流量(m3/s.m);

——消力池首端寬度(m);

——消力池末端寬度(m);

——由消力池底板麵算起的總勢能;

——出池落差(m);

——出池河床水深(m);

——流速係數,=0.95。

b)消力池長度按下列公式計算

式中:——消力池長度(m);

——消力池斜坡段水平投影長度,;

——水躍長度校正係數,=0.80

——水躍長度。

消力池底板厚度應滿足下列公式:

, 式中:t——消力池底板始端厚度(m);

——上下游水位差;

——消力池底板計算係數,取0.175。

從外江向內湧引水時,一般情況下過閘水頭不大,取外江水位0.70公尺,內湧水位0.20公尺時,根據水力計算結果,水躍長度最大為7.

32公尺,水躍第二共軛水深小於下游水深,故在新閘的內湧不需設消力池。由內湧向外江排水時,內湧水位0.60公尺,外江水位0公尺時,根據水力計算結果,水躍長度最長為7.

00公尺,當水頭差等於0.6公尺,閘孔開度e大於等於0.85公尺水躍第二共軛水深大於閘後水深,需在外江設消力池,消力池的計算深度為0.

35m,實取0.50m,消力池計算長度為6.13m,結合水閘的總體布置,消力池的長度取為8.

0公尺。(1) 計算工況

荷載組合:完建填土無水、完建填土、設計洪水位情況、內湧蓄水情況、檢修情況(一)、檢修情況(二)等六種工況。

(2) 基本資料

① 主要荷載:結構自重、水壓力、滲透壓力、浮托力、填土荷載、活荷載等。

② 建築物級別:因水閘所在的堤圍的級別為4級,按不低於所在堤防的原則,確定各閘的工程級別為4級。其主要建築物按4級建築物設計。

安全係數:根據《水閘設計規範》sj265-2001之7.3.

3及7.3.13條的要求,閘室底板的基底應力的最大值和最少值之比(應力不均勻係數):

基本荷載組合不大於1.5,特殊荷載不大於2.0;抗滑安全係數的允許值:

基本荷載組合為1.20,特殊荷載組合為1.15。

(3) 計算方法

① 穩定及應力計算:

按下式進行計算

式中:——水閘基底壓力的最大值及最小值(kn/m2);

作用於水閘上全部豎向荷載(kn);

——作用於水閘上全部荷載對基底面的力矩(kn.m

a——基底面的面積(m2);

w——基底面對其形心軸的抵抗矩(m3)。

② 各種工況下水閘穩定計算

閘室抗滑穩定安全係數可按下式計算:

式中:——閘室的抗滑穩定安全係數;

——基礎砼底板與地基的摩擦係數;

——作用於閘室上的全部豎向荷載(kn);

——作用於閘室上的全部水平荷載(kn)。

(4) 計算結果

以上各種工況下閘室的穩定、應力計算結果,見表6.3.1。

從閘室的應力計算結果看,各種工況下閘室的抗滑安全係數、應力不均勻係數都滿足規範要求。

閘室縱向穩定計算成果彙總表表6.3.1

閘室結構計算採用截面法,分別取外江斷面(1-1)(距離內湧齒牆a點10.325公尺)、內湧斷面(2-2)(距離內湧齒牆a點4.325 公尺)分別計算,其中閘牆頂傳來荷載主要考慮啟閉室重、交通橋重、胸牆重等,結構計算考慮結構自重、靜水壓力、揚壓力、地下水壓力、土壓力等荷載作用,不平衡剪力分配係數採用積分法計算,整個過程已編成電腦程式。

主要部位計算成果見表6.3.2、表6.

3.3。

閘室底板內力配筋結果表表6.3.2

注:1彎矩以底板面層受拉為正,側牆迎水側受拉為正。

閘室閘牆內力配筋結果表表6.3.3

注:彎矩以底板面層受拉為正,側牆迎水側受拉為正。

水閘胸牆固支於閘墩上。採用板式胸牆結構,牆板厚0.30公尺,荷載按最大水壓力計算,考慮0.

3公尺風浪壅高,偏於安全按簡支梁計算,板內外選用φ16@150鋼筋,經抗裂驗算滿足規範要求。

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