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1、水闸课程设计任务书一、课程设计的目的课程设计是学生把所学的理论和生产实践相结合的重要环节，所以通过课程设计要达到以下的目的：1、根据理论知识的学习，使所学的专业技能得到巩固、扩大、深入和系统化；2、培养综合运用所学知识解决实际工程问题的能力，初步掌握水利工程设计的方法和步骤；3、训练和提高编写设计文件，进行各种计算和绘制水利工程图的能力和技巧；4、提高独立钻研问题的能力，培养严肃认真，实事求是，刻苦钻研的工作作风。二、设计的任务：根据所给地形、地质、水文和其它有关资料及相应的规划成果，在给定的闸轴线上进行开敞式水闸设计。1、闸孔型式选择。2、通过水力计算，确定水闸闸孔尺寸、孔数及消能防冲形式和
2、尺寸。3、按防渗要求布置闸基地下轮廓线。拟定防渗排设备的形式，尺寸和构造。计算渗透压力。4、参照已建成类似工程，拟定底板、闸墩、边墩、闸门、启闭机、启闭机桥、公路桥及检修桥的形式和尺寸。5、闸室稳定计算及地基应力验算。6、拟定上、下游翼墙及护坡的形式、构造及尺寸。7、细部构造拟定。三、设计成果及要求设计成果包括设计图，设计说明书，其要求如下。1、设计图：一律用CAD绘制，要求制图正确，图面饱满，绘制清晰、比例适当、尺寸齐全。图幅规定为1号图，内容为水闸总体布置平面图与纵剖面图各1张；2、设计说明书：说明书的内容应包括本建筑物的设计原始资料。设计原理和基本构思以及各部分结构型式和尺寸。计算部分应
3、列出使用的公式和参数并附有计算简图。计算结果尽可能以表格形式表达。四、课程设计时间安排：1、了解任务书及熟悉资料（1天）2、水力计算（1天）3、水闸防渗及排水设计（1天）4、闸室布置（1天）5、闸室稳定计算（2天）6、上下游连接建筑物（1天）7、画图（2天）8、整理报告（1天）合计10天水闸设计基本资料一、工程概况及拦河闸的任务某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩，河流平均纵坡1/6200。本工程属三级建筑物。本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干 23条，修
4、建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。二、地质资料（一）根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：1、湿重度r湿=20.2KN/m3土壤干重度r干=16.0KNm3饱和重度r饱=22.2KNm3浮重度r浮=12.2KNm32.自然含水量时，内摩擦角=230饱和含水量时，内摩擦角=200土壤的凝聚力C=0.1KNm23.地基允许承载力P地基=150KPa4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数=1.52.06.渗透系数K=
5、9.2910-3cms(二)本地区地震烈度为60以下三、建筑材料1.石料：本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给，距京广线很近，交通条件较好。2.粘土：经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。3.砂料：闸址处有足够多的砂料。四、文水气象(一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。(二)风速：最大风速V=20ms，吹程D=0.6Km。(三)降雨量：非汛期(16月及1012月)9个月河流平均最大流量为10m3/s；汛期(79月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。年平均最大流量36.1 m3/s，最大年径流总量为9.25亿m3。年平均最小流量15.6 m3/s，最小年径流总量为0
6、.42亿m3。(四)冰冻：颖河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。(五)上下游河道断面五、批准的规划成果为(一)灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为58.72m，下游无水。(二)洪水标准。1.设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1144.45m3s，闸上游的洪水位为59.5m，相应的下游水位59.35m。2.校核洪水位200年一遇，相应洪峰流量1642.35 m3s，闸上游的洪水位6l.00m，闸下游水位60.82m。不同班不同组数据（1）正常挡水位：1班1组58.61，1班2组58.62，1班9组58.69；2班1组58.71，2班2组58.72，2班9组58.79；3班1组58.81，3班
7、2组58.82，3班9组58.89；4班1组58.91，4班2组58.92，4班9组58.99。（2）河道断面马道高程：1班1组56.1m，1班2组56.2m，1班9组56. 9m；2班1组57.1m，2班2组57.2m，2班9组57. 9m；3班1组58.1m，3班2组58.2m，3班9组58. 9m；4班1组59.1m，4班2组59.2m，4班9组59. 9m；（3）设计洪水位洪峰流量：1班1组1111m，1班2组1112m，1班9组1119m；2班1组1121m，2班2组1122m，2班9组1129m；3班1组1131m，3班2组1132m，3班9组1139m；4班1组1141m，4班2
8、组1142m，4班9组1149m；水闸设计一、资料分析了解本工程在国民经济中的作用,熟悉各种水位特征及相应的流量等规划成果。研究地形、地质、水文气象，分析这些条件对水闸设计和施工的影响。二、闸室型式的选定及上下游渠道的布置在给定的轴线上，通过计算设计渠道的纵横断面。根据运用要求选定闸室的型式。三、水力计算1.闸孔口尺寸设计(1)闸底板高程的确定：根据水闸下游的地质条件及水闸工程量的经济比较，确定闸底板高程。本次设计建议采用平底板。(2)闸孔总宽度的计算：根据水闸的上下游水位及闸底高程判断过闸水流的性质。按相应的水力学公式计算闸孔总宽度。(3)孔数及孔宽的选定：根据计算和遵照水利水电工程钢闸门的
9、设计规范”SL7495的规定选定合理的单孔宽及相应的孔数。(4)水闸泄流能力验算：根据初步确定的孔数，孔宽及相应的水位验算孔口泄流能力。2.消能防冲设计根据平原地区水闸及地质条件，建议采用消力池消能。本设计需要确定消能防冲各设计尺寸及构造。(1)确定消能控制情况及消力池尺寸：根据情况分析，在闸门局部开启时多为最不利的消能情况，应根据列表试算法来确定消力池的各项尺寸。表格形式如下：开启孔数开启高度e过闸流量Qhs(m)单宽流量qhc(m)hc”(m)Z(m)流态池深(m)LjLk备注13(2)护坦的厚度根据公式并参考相似的已建工程确定之。(3)海漫及防冲槽尺寸及构造的确定：可按教材中所介绍公式及
10、参考已建工程确定之。四、防渗设计1.闸底轮廓布置：渗径长度应满足防渗要求，渗径系数应大于57。2.建议采用粘土铺盖，长度在(35)倍水头范围内选取。参考教材及已建工程实例拟定铺盖的各项尺寸及构造3.排水及反滤层的布置参教科书4.侧向防渗布置： 两岸防渗布置必须与闸室防渗相配合，两岸各个可能的渗径都不得小于闸室渗径。5.闸底板渗透应力计算：建议采用改进的阻力系数法计算：五、闸室布置1.闸室建议采用整体式平底板，底板顺水流方向不宜过长，主要根据上部结构布置要求及满足闸室稳定的需要。2.闸门及闸墩型式的选择和尺寸的拟定：建议采用钢筋混凝土平板闸门，可参考教材根据水闸的运用要求确定闸墩高度。3.交通桥
11、宽6m，其中人行道宽lm，两边设栏杆混凝土路面。4.工作桥的型式和尺寸可参考已建工程和运用要求确定之。5.按比例绘制闸室布置草图并注明尺寸。六、闸室稳定及地基应力验算以中联为计算单元。1.地基应力验算：按完建无水及关门挡水，下游无水两种情况计算，要求： 2.稳定计算(1)正常情况按关门挡水时上游为正常水位，下游无水。(可认为地下水位与闸底板齐平)闸室稳定计算。(2)校核情况，按上游正常洪水位59.50m，下游相应水位59.35m验算稳定情况。以上稳定计算均要求满足规范规定的抗滑稳定安全系数，如不能满足时应采用相应的措施解决。七、闸室与两岸连接建筑物的布置参考已建工程及教材。八、主要参考书1.水
12、闸设计 华东水利学院主编2.水工钢筋混凝土结构 华东水利学院主编；3.水闸 张世儒编4.水工手册(泄水与过水建筑物) 华东水利学院主编5.水闸设计规范SL26520016.钢闸门设计规范 SL7495九、编写设计说明书参考提纲1总论1.1 概述1.2基本资料1.3工程综合说明书2水力计算2.1闸室的结构型式及孔口寸确定2.2消能防冲设计3水闸防渗及排水设计3.1闸底轮廓布置。3.2防渗和排水设计及渗透压力计算3.3防渗排水设施和细部构造4闸室布置4.1闸底板、闸墩4.2工作桥、公路桥、检修便桥4.3闸门和启闭机4.4闸室的分缝和止水设备5闸室稳定计算5.1 荷载及其组合5.2 地基应力验算5.3 闸室稳定验算6上下游连接建筑物6.1 上游连接建筑物6.2 下游连接建筑物
