文档介绍：第七节 闸室的结构布置设计
一、闸墩的结构计算
二、整体式平底板内力计算
三、胸墙、工作桥、交通桥等结构计算
四、桩基设计
一、闸墩的结构计算
闸墩的计算情况有:
①运用期,两边闸门都关闭时,闸墩承受最大水头时的水压力(包括闸门传来的水压力)、墩自重及上部结构重量。
②检修期,一孔检修,上下游检修门关闭而邻孔过水或关闭时,闸墩承受侧向水压力、闸墩及其上部结构的重力,应验算闸墩底部强度,弧形闸门闸墩还应验算不对称受力状态时的应力。
1、平面闸门闸墩应力计算
(1)墩底水平截面上的正应力计算
(2)墩底水平面上剪应力τ的计算
(3)墩底水平截面上的横向正应力计算
(4)边墩、缝墩墩底主拉应力计算
半扇闸门传来的水压力P不通过缝墩底面形心,产生的扭矩为Mn=Pb1,其中b1为P至形心轴Ⅲ—Ⅲ的距离。扭矩Mn在A点(1/2墩长的边界处)产生的剪应力近似值τ1:
水压力P对水平截面的剪切作用,A点产生的剪应力近似值τ2:
(5)门槽应力计算
(6)闸墩配筋
A点的主拉应力
2、弧形闸门闸墩
弧形闸门通过牛腿支承在闸墩上,故不需设置门槽。牛腿宽度b不小于50~70cm,高度h不小于80~100cm,并在其端部设45°斜坡,牛腿轴线尽量与闸门关闭时门轴处合力作用线一致。
闸门关闭挡水时,牛腿在半扇弧形闸门水压力R的法向分力N和切向分力T共同作用下工作,分力N使牛腿弯曲和剪切,T则使牛腿产生扭曲和剪切。牛腿可视为短悬臂梁进行内力计算和配筋,
二、整体式平底板内力计算
1、倒置梁法
以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象,把闸室底板作为固支于闸墩的连续梁进行计算。即把闸墩作为底板连续梁的支座。
该法是假定地基反力沿闸室纵向呈直线分布,横向(垂直水流方向)为均匀分布,是把闸墩作为底板的支座,相邻闸墩间无任何相对位移,在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。
没有考虑底板与地基变形协调条件,假设底板在横向的地基反力为均匀分布与实际情况不符,闸墩处的支座反力与实际的铅直荷载也不相等。因此,该法只适用于软弱地基上的小型水闸。
2、弹性地基梁法
以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象,按平面应变的弹性地基梁,利用静力平衡条件及底板与地基的变形协调条件,计算地基反力和底板内力。
该法是假定:地基反力在顺水流方向直线分布;地基反力在垂直水流方向呈弹性(曲线)分布,为待求未知数;把闸墩当作底板的已知荷载,闸墩对底板无约束,底板可以自由变形。此法考虑了底板变形和地基沉降相协调,又计入边荷载的影响,比较合理,但计算比较复杂。