一、 設計基本資料
節制閘閘前水位1.7m,閘後水位1.6m。
節制閘設計流量16.5m3/s。原有幹渠底寬11.
0m,渠道比降1：6000,邊坡1：1.
5，糙率0.025。渠道土質為沙壤土。
採用c15混凝土，ⅰ級鋼筋。建築物為ⅳ級。進水閘軸線與幹渠水流成90度角布置。
二、設計任務
設計節制閘一座，該建築物橫跨於幹渠中，用以節制水位，保證設在節制閘左側的進水閘順利引水的要求。進水閘軸線與幹渠水流成90度角布置。
三、成果要求
1、 完成說明書約30頁。（含各部分結構簡圖）。
2、計算機繪圖一張，包括水閘縱剖面圖，水閘平面圖及細部構造圖，配筋圖等。
1.驗算渠道的過水能力
根據已知資料，採用公式q=ωc,可算出現在渠道過流能力q，同時同設計流量q設比較，如果q>q設。那麼渠道能滿足過水要求；如果q計算公式如下：
1． 2．
3． 4．
5． 已知： m=1.5 n=0.025 h=1.6m（採用閘後水深） b=11.0m i=1:6000
圖1-1 渠道過水斷面示意圖
解：= (11+1.5×1.6) ×1.6=21.44m2 mm
<現擴建渠道斷面，以加大底寬處理。見表1-1：
表1-1 渠道過水斷面計算表
經試算b=14.2m h=1.6m時q=16.59>q設渠道滿足過水要求，即取渠底寬14.2公尺。
2、初擬閘孔寬度
閘孔形式採用寬頂堰，堰頂與渠底同高。採用公式
式中：—閘孔總淨寬度；（m）
—記入行進流速的堰頂水頭；（m）
—含側收縮影響的流量係數，查附表4-1；
—每孔淨寬；（m）
—孔數；
—行進流速，按堰前（3~5）處的過水斷面計算；（m/s）
—堰頂上游水深；（m）
—淹沒係數，按查附表4-2得到；
—下游水位超過堰頂的高度。（m）
則： v0=q/w=16.5/26.56=0.621 m/s
查表知取閘墩厚度為0.5m，八字型翼牆擴散角保持ctgα=3。可假定過水淨寬b=6~7m進行試算。
①假設過水淨寬為6.0m，查表知,
②假設過水淨寬為6.6m，查表知，
③假設過水淨寬為6.3m，查表知，
為便於管理運用，將水閘分三孔，即，則孔徑
初擬閘孔寬度2.1m
圖1-2 八字型翼牆示意圖
3、確定閘孔的總寬度（包括中墩在內不包括邊墩）
則 一、 消力池深度、長度的確定
（一）、計算閘門不同開度時的出水量及第一共軛水深及第二共軛水深。
採用公式 （當0.65時）
式中：—出流流量(m3/s);
—垂直收縮係數；
—閘門開度（m）；
—收縮斷面水深(m)；
—流量係數，此處選擇平板閘門，則
—收縮斷面流速；
q—單寬流量（）
、—意義同前。
解：當m時， 0.12<0.65
查表得則 (m/s)
(m)同理可列表如2-1：
表2-1 不同開度下的出流量及第
一、第二共軛水深、
(二)、計算並繪製水位—流量曲線
計算結果如表2-2
表2-2 水位—流量計算表
將表中的及的對應數值繪在圖2-1中，得、曲線。從圖中可以看出，在所討論的流量範圍內，有》情況，下游產生遠驅式水躍銜接，差值最大處為最不利情況(表2-1)。故為使下游產生淹沒水躍銜接，需要設計降低護坦高程的消力池。
圖2-1 、曲線圖
(三)計算消力池池深d
可採用公式：
式中：σ—淹沒係數，採用σ=1.05~1.10
—消力池出口處的水面落差（m）
φ—流速係數，平底閘孔出流φ=0.95~1.00
—以躍前斷面處消力池池底水平面為基準面的水閘上游總水頭（m）
q—躍前斷面處的單寬流量
—流速係數，一般取0.95
求池深d值時，須用試演算法。初次試算時，可按擬定，其中是未設消力池前的躍後水深。求得值後，可先算出設池以後的值，然後將他們代入下式，如果能滿足該表示式的條件，則池深是合適的。
否則，還應繼續進行試算，直到滿足時為止。
這一試算很繁瑣，可以用=0.80 ht=0.73 時,參照附表4-3求得消力池水深0.456公尺<0.5公尺,所以按構造要求,消力池水深0.5公尺.
(四)、消力池長度計算
消力池長由射流水舌長及水躍長兩部分組成，自由水躍長度可按下列公式計算：。一般消力池的長度按下式估算：，射流水舌長度=4，消力池總長度。
取消力池總長度為5.5公尺。
（五）、確定消力池底板厚度
護坦厚度t（m）計算的經驗公式如下：
式中： —閘孔處的單寬流量（）
—洩水時的上下游水位差（m）
—經驗係數，可採用0.175~0.20
—靠近閘室一端的護坦厚度（m）。
則取 則按抗衝要求，非基岩護坦t：
取消力池底版厚度t=0.5m
護坦底板一般採用混凝土或加筋混凝土，小型水閘有的採用漿砌石。底板上設有排水孔，孔徑選20cm ，間距2m，呈梅花型排列。護坦在平行水流方向設沉降縫，縫的位置宜與閘墩對齊。
護坦底部設反濾層。(碎石20cm中砂10cm細砂10cm)
二 、海漫設計
經過護坦段消能的水流仍具有一定的剩餘能量，單寬流量偏大，流速分布不均勻，脈動仍較劇烈，為此，護坦後還有設定海漫和防沖槽，以逐步調整流量和流速分布，使之達到接近天然河道的水流狀態。
（一）、確定海漫長度
採用公式
式中：—海漫起端的單寬流量
—洩流時的上下游水位差（m）
—河床土質係數，是乙個經驗係數，當河床為粉砂、細砂時，取14~13；當河床為中砂、粗砂及粉壤土時用12~11；當河床為粉質土時，取10~9；當河床為堅硬土時，取8~7.本設計中，取，消力池下傾角度取值為，則
取取取則=16.5/9=1.83
所以 (二)、 海漫的布置及構造
為了使水流更好地擴散，海漫在平面上採取向兩側逐漸擴散的布置方式；在立面上，海漫始端做成水平段，後部接以傾斜段，坡度不應陡於1：10。海漫所用的材料，前段約1/4左右海漫長度的範圍內，通常採用漿砌石塊，餘下的後段，常採用乾砌石結構。
塊石直徑大於30㎝，其實厚度為40㎝。海漫段設計排水孔，下設反濾層。
三、防沖槽設計
採用公式：
式中：—海漫末端的可能沖刷深度（m）
—海漫末端的單寬流量(m3/s-m)；
—河床土質的不衝速，查表得0.70m/s[(m/s)]
—海漫末端的水深（m）
則計算如下：
參照已建水閘工程的實踐經驗，防沖槽大多採用寬淺式，其深度一般取1.5~2.5m，底寬取2~3倍的深度，上游坡率=2~3，下游坡率=1.5~2。
本工程取,底寬，上游坡率 =2，下游坡率 =1.5。
一、驗算地基輪廓長度
（一）、採用勃萊公式：
其中：—水閘的防滲長度（m）
—滲徑係數，有反濾層砂壤土，c=5～7
—上、下游水位差（m）
計算取，則
（二）、地下輪廓線的布置
1、鋪蓋長度，其中，是上下游最大水位差
鋪蓋厚度0.25～0.5m，採用混凝土結構，取0.4m。前端設0.5～1.0m深齒牆，取0.8m。
2、閘室底板長度，
厚度0.5～1.0m，採用鋼筋混凝土結構，取0.8m。底板上下游端設齒牆，取0.5m。
如圖3-1
圖3-1 地下輪廓線布置圖
（三）、驗算實際地下輪廓線長度：
將地下輪廓線按實際尺寸展開，一定要，否則應加大實際地下輪廓線長度。
經驗算，，滿足要求。
二、滲流驗算
按改進阻力係數法及直線比例法進行驗算，計算得到各角點的滲透壓力值，列成**。並計算底版承受的單寬滲透壓力值及總壓力值。改進阻力係數法計算步驟如下：
（一）、確定地基有效深度
當時,當<5時,
式中：，—分別為地下輪廓線不透水部分的水平投影長度和垂直投影長度（m）。
值從地下輪廓的最高點鉛直向下起算，若不透水層的埋深，則用有效深度te進行計算；若，應按實際透水層深度進行計算。
經計算則即用有效深度計算。
（二）、地基分段和阻力係數計算
先將實際的地下輪廓進行適當簡化，使之成為垂直的和水平的兩個主要部分。簡化時，出口處的齒牆或板樁的入土深度應予保留，以便得出實有的出口坡降。
用通過已經簡化了的地下輪廓不透水部分各角點和板樁尖端的等勢線，將地基分段，一般分為內部水平段、內部垂直段、進口、出口段。個基本分段的阻力係數按以下公式計算。
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