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1、 专业 专注 工程规模与主要设计毕业论文工程规模与主要设计毕业论文 目录目录 1 1 基本资料基本资料 1 1 1 概述 1 1 2 工程规模与主要设计指标 1 1 3 工程地质 1 1 4 设计数据 1 1 5 拟建闸址上下游渠道基本资料 2 1 6 闸址交通条件及要求 2 2 2 枢纽布置枢纽布置 3 2 1 概论 3 2 1 1 确定水闸闸址时应考虑的几个因素 3 2 1 2 闸室结构的选型布置 3 2 1 3 两岸连接布置 4 2 1 4 防渗排水布置 4 2 1 5 消能防冲布置 4 2 2 水力计算 4 2 2 1 闸孔净宽计算的计算原则 4 2 2 2 确定闸孔净宽 5 2 2
2、3 分孔 5 2 2 4 分缝 5 2 2 5 闸敦厚度 5 2 2 6 闸墩的型式 5 2 2 7 闸孔总宽度的确定 6 2 2 8 校核非常过水能力 8 3 3 消能防冲设计消能防冲设计 9 3 1 消能防冲的论述 9 3 2 消力池深度的确定 10 3 2 1 消力池深度的确定 11 3 2 2 消力池长度的确定 15 3 3 3 消力池底板厚度 T 的确定 16 3 3 海漫设计 17 3 3 1 海漫长度的确定 17 3 3 2 海漫的材料 构造与布置 19 3 4 防冲槽设计 19 4 4 防渗排水设计防渗排水设计 21 专业 专注 4 1 渗流对闸身的影响主要为 21 4 2 防
3、渗排水的主要任务 21 4 3 防渗排水的设计要求与控制标准 21 4 4 防渗排水设施布置 22 4 4 1 防渗排水布置的尺寸 24 4 4 2 底板的尺寸 24 4 4 3 闸基防渗长度 24 4 4 4 排水设施 25 4 5 渗透计算 25 5 5 水闸闸室结构的布置水闸闸室结构的布置 27 5 1 底板形式及尺寸 27 5 2 闸墩 28 5 3 闸墩顶高程 29 5 4 工作桥 30 5 5 交通桥 31 5 6 交通桥的排架确定 31 5 7 分逢与止水 31 6 6 闸室的稳定分析 沉降处理闸室的稳定分析 沉降处理 33 6 1 作用于闸室上的荷载和组合 33 6 2 基地压
4、力的计算 36 7 7 闸室的结构计算闸室的结构计算 42 7 1 概述 42 7 1 1 闸室结构布置的任务 42 7 1 2 闸室结构布置的目的 42 7 2 闸底板计算 42 7 2 1 闸底板的地基反力的计算 42 7 2 2 不平衡剪力的计算 45 7 2 3 边荷载的计算 47 7 2 4 弯矩的计算 50 7 3 闸墩的设计 54 7 3 1 闸墩底面的正应力计算 54 7 3 2 边墩墩底的主拉应力的计算 56 7 3 3 闸墩配筋 57 8 8 两岸连接建筑物设计两岸连接建筑物设计 60 8 1 闸室与两岸连接 60 8 2 闸室与上下游连接 60 8 2 1 连接长度 60
5、 8 2 2 平面布置形式 61 8 3 岸墙的结构型式 61 谢谢 辞辞 63 专业 专注 参考文献参考文献 64 专业 专注 1 1 基本资料基本资料 1 11 1 概述概述 菜园引黄防洪闸是人民胜利渠上的一座穿堤闸 原有老闸位于武陡县境黄大堤 86 500 号桩处 该闸修建于日伪时期 质量低劣 损坏严重 目前已经不能满足防洪 要求 根据南水北调引黄济卫规划 本闸建成后出闸水流将直接进入天然沉沙池 并可 抬高池水位 增加库容延长寿命 为此 要求新建闸的闸轴线设在老闸以东 大堤公 里桩号 86 660 处 两闸建筑物外缘间距 60m 经地质钻探结果 地基土质可以满足建 闸要求 1 21 2
6、工程规模与主要设计指标工程规模与主要设计指标 根据黄委关于黄河设计的要求 凡是在临黄河堤上的涵闸工程均属于一级建筑物 故本闸应按一级建筑物设计 1 设计与校核流量 根据引黄济卫规划 黄委会对重建菜园闸的批复确定 设 计流量 Q 100 校核流量 130 sm 3 sm 3 2 上下游正常水位 根据南水北调设计组提供的资料 按现有干渠渠道断面考 虑 通过 100流量时 闸前渠道水深为 2 65m 相应闸前水位为 90 87m 闸后渠sm 3 道水深为 2 2m 相应闸后水位为 90 42m 作闸孔水力计算时 按 90 52m 考虑以给下 游节制闸预留 0 1m 水头 本工程一律采用黄海标高 3
7、防洪水位 为能较好的适应黄河河床逐年淤高 水位逐年上升 大堤逐年必 须相应加高的特点 防洪水位按 1995 年黄河防洪水位设计并按此水位加高 1m 校核 经计算设计水位为 99 0m 校核水位为 100 0m 4 闸地板高程 根据南水北调规划 定为 88 22m 与上下游渠底齐平 5 地震烈度 根据地震局提供的资料 闸址处基本烈度为 6 度 一级建筑物提 高一级按 7 度设防 1 31 3 工程地质工程地质 本工程闸址围先后钻孔 15 个 总进尺 337m 钻孔深度在闸底基础以下 15 20m 共取原状土 20 组 散状土 139 个 闸基座落在轻粉质沙壤土上 第二层厚 1 米 在 闸底板以下
8、约一米处有一层 1 6 2m 的粉质粘土夹层 第三层 1 41 4 设计数据设计数据 1 土壤与力学指标 根据本闸钻探实验采用土壤湿容重 19kN m3摩擦角 C 0 25kg cm2 饱和土 0 25 容量 21 kN m3 地基许可承载力 15kN m3 大堤预压部分 20kN m3 饱和土摩擦角 专业 专注 190 土壤浮容重 11 kN m3 土壤压缩模数 E 250 大堤预压部分 E 500 2 混凝土 砌石与地基摩擦系数 f 0 35 3 钢筋混凝土 混凝土容重 砌石容重查规 4 稳定安全系数 基本荷载组合情况下 抗滑安全系数 Kn 1 2 抗倾安全系数 Kg 1 5 5 材料强度
9、 查规取用 6 结构强度安全系数 1 51 5 拟建闸址上下游渠道基本资料拟建闸址上下游渠道基本资料 根据古话闸底版高程已定为 88 22 米 闸体上下游渠道断面水力要素如下表 表表 1 11 1 闸体上下游渠道断面水力要素闸体上下游渠道断面水力要素 项目上游渠道下游渠道 渠道比降1 41501 1800 渠道底宽 米 2015 渠道边坡1 21 2 糙率0 0170 017 渠底高程 米 88 2288 22 通过 100m3 s 时水深 米 2 652 20 相应水位 Q 100m3 s 90 8790 42 通过 130m3 s 时水深 米 3 102 50 相应水位 Q 130 m3
10、s 91 3290 72 1 61 6 闸址交通条件及要求闸址交通条件及要求 闸址位于与之间的黄岸大堤 86 620 号桩处这里 外线交通虽依靠京广铁路占店与 老田奄火车站转运交通方便 但是本段大堤顶面仍承担着新公路的运输任务 故拟建新 闸应考虑到这一交通要求 由于闸址处通行的公路联结着重要的政治与经济中心 是一主要干线公路 公路实 属二级 因此拟建新闸上附设的桥面净宽根据有关规定为净 9m 相应两侧人行道宽应采 用 1 5m 专业 专注 2 2 枢纽布置枢纽布置 2 12 1 概论概论 水闸地址选择是水闸设计中的一项重要工作 闸址合适与否 不仅涉及到水闸建 设的成败 并且关系到整个地区的经济
11、发展 因此对闸址选择的工作应十分重视 2 1 12 1 1 确定水闸闸址时应考虑的几个因素确定水闸闸址时应考虑的几个因素 1 地基条件是影响水闸总体布置的主要因素之一应尽可能选择土质密实 均匀 压缩性较小和承载能力较大的良好地基 此外 由于闸基土质的抗冲能力直接影响单 宽流量的选择和闸后消能防冲设备的设计 而地下水位的高低及承压水的有无对地基 的稳定性和施工期的排水措施也有所影响 故在选择闸址时应考虑这些条件 2 水流条件是另一主要因素闸的位置应使进闸和出闸水流平顺 防止上 下游产 生有害的冲刷和淤积 3 施工 管理条件也是闸址选择时要考虑的一个因素 要求有足够宽广的施工场 地 并且尽可能使土
12、方工程量最小 当水闸是整个枢纽的一个组成部分时 应就枢纽 工程总体布置做方案比较 得出水闸最优位置 以达到技术上先进与经济上合理的要 求 根据水闸枢纽总体布置的依据和具体要求 水闸枢纽布置应根据闸址的地形地质 水流条件以及该枢纽中各建筑的功能特点 运用要求等确定 做到紧凑合理 协调美 观 组成整体效益最大的结合 其是闸址选择后一个十分重要的技术环节 关系到枢 纽工程建成后能否安全运行和充分发挥工程效益 2 1 22 1 2 闸室结构的选型布置闸室结构的选型布置 根据泄流特点和运行要求 可选用开敞式 胸墙式 涵洞式或双层式等结构形式 整个闸室结构的重心应尽可能与闸室地板中心相接近且偏高水位一侧
13、闸坎高程较高 挡水高度较小的水闸可采用开敞式 泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式 胸墙式或涵洞式 适宜于高程较低 挡水高度较大的水闸或挡水高于泄水运用水位或闸上水位变幅较大 且有限制过闸单宽流量要求的水闸 根据技术经济和以上叙述的特点我们选用开敞式和涵洞式两种型式 本水闸设计 闸门全开时具有自由水面 挡水高度较小 且依靠闸门挡水 故可采用开敞式闸室 根据已知资料 初步采用开敞式闸室 1 底板是整个闸室结构的基础 承受水闸上部结构的重量及荷载并向地基传递的 结构 同时兼有防渗及防冲作用 防止地基由于受渗透水流作用可能产生的渗透变形 并保护地基免受水流冲刷 本设计初步采用平底板 2 闸墩是闸门和各种上部结
14、构的支承体 由闸门传来的水压力和上部结构的重 专业 专注 量和荷载通过闸墩传布于底板 闸墩通常采用实体式 其外形轮廓设计应能满足过闸 水流平顺 侧向收缩小 过流能力大的要求 本设计初步采用上游墩头半圆形 下游 墩头流线形的型式 3 闸门结构的选型布置应根据其受力情况控制运用要求 制作 运输 安装维 修条件等 结合闸室结构布置合理选定 本设计初步采用平面钢闸门 4 启闭机的型式可根据闸门型式 尺寸及其运用条件等因素选定 本设计初步 采用卷扬式启闭机 5 闸室上部的工作桥 交通桥是根据闸孔孔径 闸门启闭机型式及容量设计荷 载标准等分别选用板式 梁板式 板拱式 其与闸墩的连接型式应与底板分缝及胸墙
15、支承型式统一考虑 本设计初步选用梁板式 2 1 32 1 3 两岸连接布置两岸连接布置 水闸两岸连接应能保证岸坡稳定 改善水闸进出水流条件提高泄流能力和消能防 冲效果 满足侧向防渗需要 减轻闸室底板边荷载影响 且有利于环境绿化等 上下 游翼墙宜与闸室及两岸岸坡平顺连接 2 1 42 1 4 防渗排水布置防渗排水布置 当闸基为中壤土 轻壤土或重壤土时闸室上游宜设置钢筋混凝土或黏土铺盖或土 工膜防渗铺盖 闸室下游护坦底部应设反滤层 本设计初步采用砼铺盖 2 1 52 1 5 消能防冲布置消能防冲布置 水闸消能防冲布置应根据闸基地质情况 水力条件以及闸门控制运用方式 等因素进行综合分析确定 本设计采
16、用底流消能方式 图图 2 12 1 总体布置图总体布置图 2 22 2 水力计算水力计算 计算的容 闸孔总净宽计算 消能防冲设施的设计计算 闸门控制运行方式的拟 定 2 2 12 2 1 闸孔净宽计算的计算原则闸孔净宽计算的计算原则 闸孔总净宽应根据泄流特点下游河床地质条件和安全泄流的要求结合闸孔孔径和 孔数选用 经经济技术比较后确定 一般来说采用的闸孔净宽度略大于计算值以流有 余地 以超过计算值的 3 5 专业 专注 2 2 22 2 2 确定闸孔净宽确定闸孔净宽 方法 按正常水位情况设计 按非常情况校核 设 根据Qnb求 公式 2 1 3 2 10 2 s QmnbgH 式中 侧收缩系数 初拟 0 85 0 95 取 0 85 1 1 1 淹没系数 m 流量系数 取 m 0 385 s g 重力加速度 取 g 9 81 2 s m n 闸孔数 闸前总水头一个闸孔的净宽 b 0 H 设计流量 取 100QQ Q设 3 ms 下游水深 mhs2 222 8842 90 由 查 水闸设计规 SL265 2001 83 0 65 2 2 2 H hs 得 94 0 s m Hgm Q nb
