水闸设计介绍.doc

水闸课程设计 (一) 闸的设计标准 根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。 (二) 水位流量资料 运用情况 上游水位（米） 下游流量（m3/s） 正常蓄水 198.00 0 设计洪水 198.36 61.40 校核洪水 198.90 79.70 下游水位流量关系见表 H下(m) 195.00 196.00 197.00 197.50 198.00 198.15 198.50 198.65 Q(m3/S) 0.00 8.63 27.96 41.07 55.40 61.40 73.98 79.70 (三) 地形资料 闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。 (四) 闸基土质资料 闸基河床地质资料柱状图如图所示 层序 高程（M） 土质摡况 I 195.00-191.8 细砂 II 191.8—183.32 组砂 III 183.32 粘土 闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。闸基细砂及墙后回填砂料土工试验资料如下表； 天然容重 饱和容重 内摩擦角 凝聚力 不均匀系数 相对密实度 细砂 18.64 20.61 22 0 12 0.46 砂土料 18.20 20.21 32 0 15 0.62 细砂允许承载力为150KN/m2， 其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.35。 (五) 其他资料 1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。桥面净宽4.0，总宽为4.4。 2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。 3.该地区地震设计烈度为4度。 4.闸址附近河道有干砌石护坡。 5.多年平均最大风速12米/秒 ，吹程0.15公里。 第三节 工程综合说明书 本工程为Ⅳ级拦河闸。设计采用开敞式水闸。 水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。 闸室段位于上、下游连接段之间。是水闸工程的主体。其作用是控制水位、调节流量。包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。 上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室。包括两岸的翼墙、护坡、铺盖、护底和防冲槽。 下游连接段的作用是引导过闸水流均匀扩散。通过消能防冲设施。以保证闸后水流不发生有害的冲刷。包括消力池、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡。 第二章 水力计算 第一节 闸室的结构型式及孔口尺寸确定 ﹙一﹚闸孔型式的选择 该闸建在天然河道上，河道横部面接近梯形，因此采用开敞式闸室结构。该闸建在天然河道上，为了满足泄洪、冲沙、排污的要求，宜采用结构简单，施工方便，自由出流范围较大的无坎宽顶堰，考虑到闸基持力层是粘细砂，土质一般，承载能力不好，并参考该地区已建工程的经验，根据一般情况下，拦河闸的底板顶面可与河底齐平。即闸底板顶面（即堰顶）与西通河河底齐平，所以高程为195.00 m。 （二）闸孔尺寸的确定 初拟孔口尺寸，该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。 1.计算闸孔总净宽 (1)在设计情况下： ①、上游水H=198.36-195=3.36 ②、下游水深=198.15-195.00=3.15 ③、下泄流量Q=61.40 则上游行近流速： V0=Q/A 根据和断面尺寸： A=﹙b＋﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36＝77.42 其中b为河道宽：b=18 m为边坡比：m=1:1.5 V0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/s H0=H﹢αv2/2 （取α＝1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ ＝3.39 则=3.15/3.39=0.9290.8 故属于淹没出流。 (2)校核情况： ①、上游水H=198.9-195=3.9 ②、下游水深=198.65-195=3.65 ③、下泄流量Q=79.70 则上游行近流速： V0=Q/A 根据和断面尺寸： A=﹙b＋﹚H =﹙18+1.5×3.9﹚×3.9＝93.02m2 其中b为河道宽：b=18 m为边坡比：m=1:1.5 V0=Q/A =79.7/93.02=0.86m/s H0=H﹢αv2/2g ﹙取α＝1.0﹚ =3.9﹢0.862/﹙2×9.81﹚ =3.94 则 =3.65/3.94=0.930.8 , 故属于淹没出流。 (3)确定闸孔宽度 由以上结果可得，则按水流成堰流时并且为淹没出流，计算根据《水工建筑物》