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1、第二章 水闸的水力计算2-1 孔口设计计算 因为该闸即要渲泄米湖洪水，又要排除龙河流域的内涝，所 以拟规划为平底宽顶堰型式。计算条件： 以排涝流量设计孔径，以泄洪流量校核孔径。一、闸孔净宽的确定（一）设计状况（排涝）设计龙河水位为2.85m,米湖水位为2.74m。水深H为3.35m。（1）流态的判别：h =3.24 H=3.35 h /H=3.24/3.35=0.0.970.85 ss故出口水流为淹没流，查水闸设计规范（SD133-84）得淹没 系数为0.50 。（2）侧收缩系数（）的确定边墩及中墩拟采用园弧型墩头,边墩计算厚度采用bb=13.60m，中墩厚度采用 1.0m。P/H=0.5/3
2、.35=0.15中孔 b /b =5/6=0.8330s查得 =0.978z边也 b/b =5/13.60=0.3680s查得 b=0.933为了控制运用的方便,初步拟定闸孔数为 3 孔, 因此侧收缩系数=( z(N-l)+ 丿山=.963(3) 流量系数：由 P/H=0.5/3.35=0.15 查规范(SD133-84)得流量系数 m=0.434 因此闸孔总净宽B0=Q/m(2g)i/2H03/2=84/(O.5 X 0.963 X 0.434 X (19.6)1/2 X 3.353/2)=14.8m取净宽B0=15m，故采用3孔，每孔净宽5.0m。(二) 校核状况(泄洪)米湖水位为5.50
3、m，龙河水位为3.80m， 闸门全开时水流型式判断：3. 5/6=0.585,故 T =0.5L =1515m0 O e 02、各段阻力系数的计算(1) 、进出口段的阻力系数的计算按下式进行计算g =1. 5X(S/T) 3/2+0.4410T透水地基深度按有效深度计算：T=0.5L或T=1.5S，两者取其大者00故取15. 15mS板桩或齿墙的入土深度(m)S=1.6m因此g =0.4920(2) 、内部底坎段的阻力系数g =2/nXlnctg (n/4)X(1-S/T) =1.327yg 内部垂直段的阻力系数yS板桩或齿墙入土深度(m)T地基透水层深度(m)g =(L-0.7(S+S)/T
4、x 1 2=(30.3-0.7*(1.6+1.7)/15.15=1.846g 水平段的阻力系数xL板桩或齿墙间包外水平距离(m)S、S进、出口段板桩或齿墙的入土深度(m) 12(3) 、各分段水头损失计算h = g *H/Ygn n ih第n段的渗透水头损失(m)ng第n段的阻力系数nH上下游水位差(m),AH=25mEg 全部阻力系数之和i进口段水头损失为：h=25*0492/4157=03m1内部垂直段水头损失为：h=25*1327/4157=079m2内部水平段水头损失为：h=25*1846/4157=112m3出口段水头损失为：h=25*0492/4157=03m44、进出口段水头修正
5、根据规范(SD133-84)之规定：h 二Bh 00h修正后水头损失值(m)0B修正系数，按下式计算SB=l21l/(12(T/T)+2)( S /T+0059)底板埋深与板桩入土深度之和(m) , S=12mT板桩另一侧地基透水层深度(m)T=13.95mB=l 1310,故取 1.0修正后进出口水头损失值仍为03m。因此绘制渗透压力水头线如下图5、出口段渗流坡降的计算：J=h /s0h = h=03m00s=17mJ=018小于规范(SD133-84 )所规定的允许出口段坡降值050.6,故出口段不会发生渗流破坏。2-3 消能计算(1) 消力池深度及长度计算根据规范(SD133-84)可知
6、，h 3-T h 2+aq2/(2g2)=0 (h为收缩断面水深，T为总作用水 c 0 c c 0头，q为过闸单宽流量，a为水流动能校正系数，采用1.0,V为流速系数，(取095)经过试算得收缩断面水深为048m跃后水深：h ” 二h /2(1+8 aX q3/(gh 3) i/2-l)=2.17mc c c水跃长度的计算：根据规范(SD133-84)可知，水跃长度L=69(h”-h)j c c=11.63m,消力池长度计算:消力池长度L二L + BL (L为消力池斜坡段投影长度这里sj s j sL =3m, B为水跃长度校正系数,可采用0. 75)s所以Lsj=ll72m，所以取消力池长度
7、为130m.2-4 消力池底板厚根据度根据规范(SD133-84 )之要求：消力池底板厚度t二k (H)i/2)i/2(k计算系数，取02；H泄水时的上、下 11游水位差，取17m； t为消力池底板厚度)经计算得t=0.43m因0.43小于0.5m，故取0.5m厚。2-5 海漫长度计算L=k (q，(H)i/2)i/2(L为海漫长度；q为消力池末端单宽流p sp量；k为海漫长度计算系数，取9；)s消力池末端单宽流量q =90/25=36m3/s.m。经计算得海漫长度Lp=21.5m。故取22m。2-6 海漫末端河床冲刷深度计算d =1. lXq”/v -h ” （d河床冲刷深度；q”为海漫末端
8、单宽流 0s量，q”=90/25=36m3/s.m； v为河床土质的不冲流速，0因无资料可查，故在这里取07/s； h ”为海漫末端河床水深, sh ”=4.8m）s经计算得海漫末端河床冲刷深度 d=0.86m。故防冲槽的深度为 0.9m第三章 水闸的闸室布置及稳定计算3-1 闸室的结构布置3-2 闸室的稳定计算（一）上部结构重量1、工作桥传递到闸墩上的重量：9.9t2、检修便桥传递到闸墩上的重量：144t3、启闭台重：14.6314、公路桥传递到闸墩上的重量： 37.5t5、胸墙传递到闸墩上的重量：12.516、闸墩自重：207.851边墩上部作用荷载为：75.971中墩上部作用荷载为：13
9、7.3117、底板重量：520.61 抗滑稳定验算：考虑土壤粘聚力的影响K= (tgXEW+cA) /EP正常组合，取 K=1.25 ( 3级建筑物)临界水平荷载 P =(tg16.2X1257.96+1.2X11.3X19.0) 临/1.25=498.49t水平作用荷载计算：1、静水压力(最大挡水位时)P =6X6X19X0.5=85.5t 静2、波浪压力计算波高计算gD /v 2=9.8 X 1500/242=2552(D 吹程，v 风速)F 0 F 0gH/v 2=9.8X7/242=0119(H闸前平均水深)0查表得 h =0.16mLh /H=0.023L查(SD133-84)附表
10、4.1 得 P=5mL查(SD13384)附表 4.2 得 h/h=1.95LLh =0.312mL波浪平均周期计算T=4(h )1/2=4X(0.16)1/2=1.6SL波长计算 L 二gTz/2 nX th2 n /LLL将已知值代并经算 L =4.0mL波浪压力计算H 二L/4nXln(L+2nh)/(2nh)=0.34Lj LLL LL因 H=7H =0.34,且 HL /2=2Lj L所以浪压力P = Y (h +h )L /4=032t/mLL z L静水压力：p =1/2 Y H2 =18.0t/m静上上p =1/2YH2 =6.125t/m静下下EP=(0.32+186.125
11、) X19=231 71tEPEP临故抗滑是稳定的。基底应力计算计算见附表。完建期基底最大与最小应力之比值为：537/5.20=1.032.0运行期基底最大最小应力之比值为：774/7.57=1.022.0闸底板结构计算：采用截面法进行计算垂直水流方向取 1 米宽板条作为计算对象只计算运行期。M 为边墙填土传递过来的荷载 边墙土压力计算填土深度：h=7.5m 根据土力学主动土压力公式： p= YHtg(45- /2)-cY二y (l+s)=l5 (1+0.25) =1.875d=11p =1.875X7.5X tg(45T1/2)-2.9=8.69 t/m2 max闸门上段中间处板条受力情况如
12、下图上部结构传递到闸墩上的荷载按均布到闸墩上进行计算中墩：12.15t/m边墩：6. 72t/m闸墩自重(含有上部结构重)：中墩：30.9t边墩：2547t水重：q =6t/m水底板自重：a =25t/m自重地基反力：q =771t/m反浮托力：q =l0t/m浮渗透压力：q =1.35t/m渗根据前面的渗透计算成果可绘制渗透压力及浮托力如下图1. N+AQ+L (q + q -q - q -q )=0自 水 浮 渗 反30 9X2+25.47X2+AQ+19 (2. 5+6TT.357.71) =0解得:Q=-831t(负号说明方向向上)不平衡剪力的分配：形心轴y计算0按形心计算公式，计算得y =310m0h=y-1=210m20惯性矩I的计算按公式I=I +I底板 闸墩I =19*13/12+19*1*262=13
