文档介绍：该【水闸毕业设计水闸设计 】是由【艳芬】上传分享，文档一共【41】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【水闸毕业设计水闸设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。水闸设计说明书
SLUICEDESIGNSPECIFICATION
设计题目:水闸工程
学院名称:
专业名称:水利水电工程
班级名称:
姓名:
学号:
指导教师:
教师职称:
年月日
目录
水闸课程设计计算说明书
1、设计任务
兴化闸为无坝引水进水闸,该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成,本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案;并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等,绘出枢纽平面布置图及上下游立视图;
2、设计基本资料
概述
兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上,闸址地理位置见图2-2-1;该闸的主要作用有防洪、灌溉和引水冲淤;
北
至大成港
渠
化
兴
闸管所
兴化闸
兴化
河
兴化镇
图2-2-1闸址位置示意图单位:m
防洪
当兴化河水位较高时,关闸挡水,以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田,保护下游的农田和村镇;
灌溉
灌溉期引兴化河水北调,以灌溉兴化渠两岸的农田;
引水冲淤
在枯水季节,引兴化河水北上至下游的大成港,以冲淤保港;
规划数据
兴化渠为人工渠道,其剖面尺寸如图2-2所示;渠底高程为,底宽,两岸边坡均为1:2;该闸的主要设计组合有以下几方面:
图2-2兴化渠剖面示意图单位:m
孔口设计水位、流量
根据规划要求,在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉,引水流量为300m3/s,此时闸上游水位为,闸下游水位为;在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保港,引水流量为100m3/s,此时相应的闸上游水位为,下游为;
闸室稳定计算水位组合
1设计情况:上游水位,浪高,下游水位;
2校核情况:上游水位,浪高,下游水位;
消能防冲设计水位组合
1消能防冲的不利水位组合:引水流量为300m3/s,相应的上游水位,下游水位为;
2下游水位流量关系
下游水位流量关系见表2-2-1;
表2-2-1下游水位流量关系
Qm3/s
H下m
地质资料
闸基土质分布情况
根据钻探报告,闸基土质分布情况见表2-3-1;
表2-3-1闸基土层分布
层序
高程m
土质情况
标准贯入击数击
Ⅰ
~
重粉质壤土
9~13
Ⅱ
~
散粉质壤土
8
Ⅲ
~
坚硬粉质粘土
局部含铁锰结核
15~21
闸基土工试验资料
根据土工试验资料,闸基持力层为坚硬粉质粘土,其内摩擦角φ=190,凝聚力C=;天然孔隙比e=,天然容重γ=m3,比重G=,变形模量E0=×104KPa;建闸所用回填土为砂壤土,其内摩擦角φ=260,凝聚力C=0,天然容重γ=18KN/m3;混凝土的弹性模量Eh=×107KPa;
闸的设计标准
根据水闸设计规范SL265-2001,兴化闸按Ⅲ级建筑物设计;
其它有关资料
闸上交通
根据当地交通部门建议,闸上交通桥为单车道公路桥,按汽-10设计,履带-50校核;桥面净宽为,总宽,采用板梁式结构,见图2-5-1,每米桥长约重80KN;
2﹪2﹪
图2-5-1交通桥剖面图单位:cm
该地区“三材”供应充足;闸门采用平面钢闸门,尺寸自定,由于厂设计加工制造;
该地区地震烈度设计为6度,故可不考虑地震影响;
该地区风速资料不全,在进行浪压力设计时,建议取Ll=10hl计算;
3、枢纽布置
兴化闸为无坝引水进水闸;整个枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸等组成;
防沙设施
闸所在河流为少泥沙河道,故防沙要求不高,仅在引水口设拦沙坎一道即可;拦沙坎高,底部高程,顶高程,迎水面直立,背流坡为1:1的斜坡,
其断面见图3-1:
图3-1枢纽布置图Ⅰ-Ⅰ剖面
引水渠的布置
兴化河河岸比较坚稳,引水渠可以尽量短大约65m,使兴化闸靠近兴化河河岸;为了保证有较好的引水效果,引水角取35°,并将引水口布置在兴化河凹岸顶点偏下游水深较大的地方;为了减轻引水口处的回流,使水流平顺的进入引水口,引水口上、下游边角修成圆弧形;引水渠在平面上布置成不对称的向下游收缩的喇叭状,见图3-1;
进水闸布置
进水闸兴化闸为带胸墙的开敞式水闸;共5孔,每孔净宽;胸墙底部高程为,闸顶高程为,闸门顶高程为;
闸室段布置
闸底板为倒∏型钢筋混凝平底板,缝设在底板中央;底板顶面高程为,厚,其顺水流方向长16m;
闸墩为钢筋混凝土结构,顺水流方向长和底板相等,中墩厚,边墩与岸墙结合布置,为重力式边墙,既挡水,又挡土,墙后填土高程为;闸墩上设有工作门槽和检修门槽;检修门槽距闸墩上游边缘,工作门槽距闸墩上游边缘,胸墙与检修门槽之间净距为;
闸门采用平面滚轮钢闸门,尺寸为×;启闭设备选用QPQ-2×25卷扬式启闭机;工作桥支承为实体排架,由闸墩缩窄而成;其顺水流长,厚,底面高程,顶面高程,排架上设有活动门槽;
公路桥设在下游侧,为板梁式结构,其总宽为;公路桥支承在排架上,排架底部高程;
上游连接段布置
铺盖为钢筋混凝土结构,其顺水流方向长20m,厚;铺盖上游为块石护底,一直护至引水口;
上游翼墙为浆砌石重力式反翼墙,迎水面直立,墙背为1:的斜坡,收缩角为15°,圆弧半径为;墙顶高程为,其上设高的混凝土挡浪板;墙后填土高程为;翼墙底板为厚的钢筋混凝土板,前趾长,后趾长;翼墙上游与铺盖头部齐平;
翼墙上游为干砌块石护坡,每隔12m设一道浆砌石格埂;块石底部设15cm的砂垫层;护坡一直延伸到兴化渠的入口处;
下游连接段布置
闸室下游采用挖深式消力池;其长为23m,深为;消力池的底板为钢筋混凝土结构,其厚度为;消力池与闸室连接处有1m宽的小平台,后以1:4的斜坡连接;消力池底板下按过滤的要求铺盖铺设厚的砂、碎石垫层,既起反滤、过渡作用,又起排水作用;
海漫长26m,水平设置;前10m为浆砌块石,后16m为干砌块石,并每隔8m设一道浆砌石格埂;海漫末端设一构造防冲槽;其深为,边坡为1:2;槽内填以块石;由于土质条件较好,防冲槽下游不再设护底;
下游翼墙亦为浆砌石重力式反翼墙;迎水面直立,墙背坡度为1:,其扩散角为10°,圆弧半径为;墙顶高程为,其上设高的挡浪板,墙后填土高程为;下游翼墙底板亦厚钢筋混凝土板,其前趾长,后趾长;翼墙下游端与消力池末端齐平;
下游亦采用干砌块石护坡,护坡至高程处;每隔8m设一道浆砌石格埂;护坡延伸至与防冲槽下游端部齐平;
4、水力计算
水力设计主要包括两方面的内容,即闸孔设计和消能设计;
闸孔设计
闸孔设计的主要任务:确定闸室结构形式、选择堰型、确定堰顶高程及孔口尺寸;
闸室结构形式
该闸建在人工渠道上,故宜采用开敞式闸室结构;
在运行中,该闸的挡水位达~,而泄水时上游水位为~,挡水位时上游最高水位比下游最高水位高出,故拟设设置胸腔代替闸门挡水,以减小闸门高度,减小作用在闸门上的水压力,减小启门力,并降低工作桥的高度,从而减少工程费用;
综上所述:该闸采用带胸墙的开敞式闸室结构;
堰型选择及堰顶高程的确定
该闸建在少泥沙的人工渠道上,宜采用结构简单,施工方便,自由出流范围较大的平底板宽顶堰;考虑到闸基持力层是坚硬粉质粘土,土质良好,承载能力大,并参考该地区已建在工程的经验,拟取闸底板顶面与兴化渠渠底齐平,高程为;
孔口尺寸的确定
1初拟闸孔尺寸;该闸的孔口必须满足引水灌溉和引水冲淤保港的要求;
1引水灌溉
上游水深H=下游水深hs=引水流量Q=300m/s
上游行近流速V0=Q/A
A=b+mHH=50+2××=
V=300/=
H0=H+αV0/2g取α=
=+2×=
hS/h0==>,故属淹没出流;
查SL265-2001表A·0·1-2,淹没系数σS=
由宽顶堰淹没出流公式
对无坎宽顶堰,取m=,假设侧收缩系数=,则
=
=
2引水冲淤保港
上游水深H=下游水深h=引水流量Q=100
上游行近流速V0=Q/A
A=b+mHH=50+2××=
V=Q/A=100/=s<s,可以忽略不计,则H0≈H=;
hS/H0==>,故属淹没出流;
查SL265-2001表A·0·1-2,得淹没系数σs=