《水工建筑物》课程设计

专业:水利水电工程姓名:黄文浩指导教师:潘起来 第一章设计资料与枢纽设计进镇以北的团结渠上,就是一个节制闸。本工程等别为Ⅲ等,水1、2规划数据54667478土土质概况重粉质壤土松散粉质壤土坚硬粉质粘土(局部含铁锰结核)标准贯入击数(击)877层序ⅠⅡⅢo,凝聚力c=0kPa,天然容重②引水口位置选择:胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道,可利用弯道环流原道水流拐KK)引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠,根据规范,取引水渠中心第二章闸孔设计由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式单,施工方便。孔口尺寸(△+h(2204.3+0.7=2205.0ms上0A02gh7.28s==0.99>0.8H7.350H0H由公式L=Q=300=26.10m0s上游行近流速v=Q=100=0.226m/s0A443.33行近水头H=H+av=6.946.943m02g29.810H0H0由公式L=Q=100=9.472m0由于应选用最大过闸单宽流量,故应选最大闸孔总净宽,因此综合两种情况,闸孔0单孔宽度一般采用8-12m,故选n=3孔,选单孔净宽l=10m。0根据规范上游闸墩头部均采用半圆形,下游闸墩头部采用流线形,厚d=2m,边墩10ll1010ll1010zl+dl+d10+210+200b=10.171(1l0)l0l++l++b4l++b02b02bn3能力003、3、3、2枯水期过流验算:0ll1010ll1010zl+dl+d10+210+200b=10.171(1l0)l0l++l++b4l++b02b02bn3能力:00第三章消能防冲设计1、3计算工况时上下游水面连接形态的判别s2 0A02gt10010跃后水深h=hc0(1+8aq2一1)(b1)0.25,根据h与h的关系判别水跃形态c022gh3bc02tc02计算表格如下:开启开启开启相对开启垂直收缩闸孔流量单宽流收缩断面跃后水下游水孔数n高度e高度e/H系数ε系数μ1泄流量Q量q水深hco深hco2深ht流态30.510.050.610.54117.633.920.312.747.28淹没式31.020.10.620.54232.247.740.633.737.28淹没式31.530.150.620.53343.6711.460.944.427.28淹没式32.040.20.620.52451.7315.061.264.957.28淹没式32.550.250.620.51557.0518.571.595.377.28淹没式33.060.30.930.71919.5830.652.836.297.28淹没式33.570.350.630.50756.8625.232.245.977.28淹没式34.080.40.630.49853.0328.432.586.187.28淹没式34.590.450.640.49946.2431.542.936.347.28淹没式35.10.50.650.481034.9334.503.296.457.28淹没式35.610.550.650.471119.7537.323.666.517.28淹没式36.120.60.660.461201.2240.044.056.537.28淹没式10.510.050.610.5439.213.920.312.747.28淹没式11.020.10.620.5477.417.740.633.737.28淹没式11.530.150.620.53114.5611.460.944.427.28淹没式12.040.20.620.52150.5815.061.264.957.28淹没式12.550.250.620.51185.6818.571.595.377.28淹没式13.060.30.930.71306.5330.652.836.297.28淹没式13.570.350.630.50252.2925.232.245.977.28淹没式14.080.40.630.49284.3428.432.586.187.28淹没式14.590.450.640.49315.4131.542.936.347.28淹没式15.10.50.650.48344.9834.503.296.457.28淹没式15.610.550.650.47373.2537.323.666.517.28淹没式16.120.60.660.46400.4140.044.056.537.28淹没式1、3、2验算计算工况闸门全开自由堰流状态下水跃形态qq0cici+1123456chhcaqb0.25=3.95mc022gh3bc02h<h,故也发生淹没式水跃ct1、3、3结论由以上计算可知,上下游水位的连接形态为淹没式水跃,这种情况对底部冲21、4护坦尺寸设计jsjsjsj111c02cjsjsj1301淹没式消能,虽已消除了大部分多余能量,但仍留有一定的剩余根据实际工程经验,海漫的起始段采用长为10米的水平段,其顶面高程与护按公式L=kqH,H为上下游水位差2k为渠床土质系数,根据地质资料渠床为粉质粘土取k=1022根据实际工程经验,海漫的起始段采用长为10米的水平段,其顶面高程与护漫构水流经过海漫后,尽管多余能量得到了进一步消除,流速分布接近河床水流0q'为海漫末端单宽流量,由消能防冲设计水位组合取q'==10m3/(s*m)0q100第四章地下轮廓设计延长渗径,以减小作用在底板上的渗流压力,降低闸基渗流的平均坡降;在下游侧快排出,防止在渗流出口附近发生渗透变形。由于粘性土地基不易发生管涌破坏,底板与地基间的摩擦系数较小,在布置2、1闸底板长度计算底综合考滤取上部结构布置及地基承载力等要求,确定闸底板长15m,齿墙深取1m,在轮廓线上长度取2m,与底板联成一体2、2闸底板厚度计算m002、3闸底板结构料选择为充分利用灌区资源,减少投资,铺盖采用粘土铺盖;为防止铺盖被水流冲刷,应在其表面铺砂层,然后再砂层上在铺设单层或双层块石护面。确定铺盖长度L=(35)H,H为上下游最大水位差取3、7m铺铺铺4、1上游翼墙设计上游翼墙除挡土外,最主要的作用就是将上游来水平顺导入闸室,其次配合流向的长度应满足水流要求,上游段插入岸坡,墙顶要超出最高水位0、5-1、0m,则上下游翼墙除挡土外,最主要的作用就是引导出闸水流均匀扩散,避免出现回于或等于护坦长度24m,下游插入岸坡,墙顶一般高出最高泄洪水位。则下游翼墙下4、3翼墙布置形式根据地基条件,翼墙采用曲线式,从边墩开始向上游延伸铺盖的长度15m,向下游延伸护坦的长度24m后,上下游翼墙以圆弧的形式转弯90°后与岸边连接,使水流条件与防渗效果好。排水:单位cm)5、1、2铅直排水:本水闸在护坦底板上设置三排排水孔,排距1、5m采用梅花形布置,孔径取前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中;后者设在黏土铺盖保第五章渗流计算所以应计算有效深度T:e0000e0e1、闸底板渗透压力计算1、1渗流损失水头计算111112122129299889编号名称编号名称ζ计算公式SS1S2TLζhihi'0.4230.9960.0700.1510.0700.9470.0700.1510.4233.300①进口段ζ=1.5*(S/T)^1.5+0.4411②铺盖水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T③齿墙垂直段ζ=2/3.14*lncot[π/4*(1-S/T)]1④齿墙水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T⑤齿墙垂直段ζ=2/3.14*lncot[π/4*(1-S/T)]1⑥底板水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T⑦齿墙垂直段ζ=2/3.14*lncot[π/4*(1-S/T)]1⑧齿墙水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T⑨出口端ζ=1.5*(S/T)^1.5+0.44110.4671.1000.0770.1670.0771.0460.0770.1670.4673.6450.3381.0810.0700.1510.0700.9460.0700.1510.4223.2992200000▽2204.3m▽2201.0m▽2194.5m①②⑥⑦⑧⑨图(单位:m)HHHHHHHHHH1234567892、981、881、811、661、50、640、570、4201、1、2校核情况1b011112122192999889编号名称ζ计算公式SS1S2TLζhihi'113150122113150122①进口段113150122113150122①进口段ζ=1.5*(S/T)^1.5+0.4411②铺盖水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T0tST④齿墙水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T0tST⑥底板水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T1tST⑧齿墙水平段ζ=(L-0.7*(S1+S2))/T0⑨出口端ζ=1.5*(S/T)^1.5+0.4411总和0.4671.1000.0770.1670.0771.0460.0770.1670.4673.6450.3791.2120.0780.1690.0781.0610.0780.2360.4073.70头损失(单位:m)▽▽2204.7m▽2201.0m▽2194.5m⑥⑦⑧⑨②①HHHHHHHHHH1234567893、342、112、031、861、780、720、640、410出口处的逸出坡降J为J=9==0.422<0.7~0.8,坚硬粘土的出口段容许坡降为0、70~0、80,小于容许值,满足要求。出口处的逸出坡降J为J=9==0.407<0.7~0.8第六章闸室结构布置0的尺寸及工作闸门与检修闸门的门缝尺寸如下图:5、2工作桥、检修便桥的型式与尺寸参考已建工程与运用要求确定。尺寸见下图为了防止与减少由于地基不均匀沉降及温度变化与混凝土干缩引起的底板断裂与裂缝,对于多孔水闸需要沿轴线设置永久缝,建在土基上的水闸,缝距一般m体止水见第四章止水设计。闸室具体布置见下图:(比止水片永久缝沥青油毛毡止水片永久缝第七章闸室稳定计算1、闸室抗滑稳定计算1、1确定荷载组合计算情计算情况完建无水期正常挡水期校核挡水期荷载组合基本组合特殊组合静水压力√√扬压力√√√√√√此时荷载主要就是闸室及上部结构自重,取中间一孔为一个独立单元进行计力力矩(kN.m)力臂(m)－↘↙＋00004.753016.2521161.627605.5512212200220002326.35体积估算自重估算自重(kN)8625 580.8 交通桥排架工作桥检修桥启闭机计垂直力(垂直力(kN)水平力(kN)荷载↑↓←→力臂(m)闸室自重19040.8上游水压p158322.6力p215002.044下游水压p32812.51.5力p415002.044W51456.875下游齿墙水压上游6503力下游6503浮托力97500渗流压力矩形部分6300三角部分19202.51230030198.34962.5798226.438合计17898.3(↓)3019.5(→)↙＋－↘2326.35664218.756635371.88285.9400480046932.9842265.144667.8375(↙＋)水重W6012.5