第二章 闸首结构计算

l2=h+2(0.2+0.25)
式中：h——横拉门厚度(m)。 支承木厚度取0.2m; 楔形支承厚度取0.25m。
矩形横拉门的厚跨比一般在1/4~1/7之间。 门底深度由底梁中心线以下，考虑滚轮、支架、 钢轨等高度而确定，一般为0.6~1.0m。
三角闸门 三角闸门门库较大，其外形尺寸除要满足闸门尺 度及构造要求外．还应满足输水消能的要求。据
——回填料与边墩背面间的摩擦角，（°），取 = / °2
H1、H2 ——作用于闸首上、下游端面的水压力，kN； E1、E2 ——作用于闸首上、下端面的静止土压力，kN；
（二）闸首边墩计算
闸首边墩一般采用分段计算法。 1．支持段计算
（1）计算假定：通常将支持墙视为一独 立体，即假定支持墙与门龛段用缝分开， 与底板也用缝分开，独立承受全部闸门 推力。
是将空间问题简化为平面问题，分段进 行计算。
闸首结构的计算内容： 闸首结构稳定验算包括：整体抗滑、
抗倾、抗浮、渗流稳定性和地基承载力 等验算。强度验算包括：边墩强度、底 板强度、局部强度等验算。
（一）整体抗滑稳定计算 抗滑稳定安全系数按下式计算：
（6-58）
其中
Et 2kt E tg
式中 Kc ——抗滑稳定安全系数，可按船闸设计规范规定数值取用；
当岩石较完整时，可不设底板，只有当岩石裂隙较多或岩 石较软弱时，才考虑加设底板或护底．必要时也可采用 整体式结构。
6-54 船闸闸首
一号船闸上闸首
1．闸首布置及构造 闸首在长度( 顺水流)方向上一般由3段组成.
(1)门前段长度l 1 门前段长度l1，主要根据工作闸门形式、检修门尺度、门槽构造及检修要 求确定。
人字闸门的支持段长度，目前设计仍假定是在其独立 工作条件下进行稳定和强度的验算确定的，因此需要 有足够的长度。
据已建船闸支持段尺度的统计，l3的变化幅度较大， 其范围如下：
l3≈(0.3~0.5) h
或
l3≈(0.4~2.1) H
式中：h——边墩自由高度(m)；
(6-26)
H——设计水头(m)。
(4)闸首边墩厚度： ➢ 根据门龛深度； ➢ 廊道宽度； ➢ 阀门井尺度等因素确定 据已建船闸的统计，边墩厚度一般取为2~3倍廊道宽度。
支持墙还作用有门龛水压 力E2;
支持墙与门龛分缝间的水 压力E3
支持墙与底板分缝间的扬 压力E4
土压力和自重等荷载。
其中E3、E4为缝隙水压力， 均应乘以小于1.0的折减系 数（一般取为0.5）。
（4）支持墙的抗滑稳定性
式中V ——作用于支k c持墙f全R部V 垂直力的总和（１-61）
（包括墙底缝内的扬压力E4），KN； f —— 支持墙底面的摩擦系数，一般取
V ——作用于闸首上的垂直力总和，kN；
U ——作用于闸首底板上的扬压力，kN； f ——闸首沿地基面的摩擦系数； Ep ——作用于闸首下游端面埋深部分的抗力，kN，土基与埋置 不深的岩基可不计； Et ——边墩背面与回填料间的摩擦力，kN，在粘性填土段可不计； kt —— 摩擦力折减系数：上、中闸首可取0.6，下闸首可取0.4； E ——边墩背面的土压力，kN；
已建船闸三角门门库尺度的统计，其门龛长度 可取为：
l2=(0.5~0.7)Bc
平面闸门 平面闸门的门槽与前几种门型相比是最小
的，在闸首布置中不会因门槽的尺寸而增 加闸首的长度，主要视门体结构尺度而定。
(3)闸门支持段长度l3
闸门支持段主要应满足结构稳定及强度的要求，并应 考虑输水廊道进出口布置的要求。
• （2）闸门推力 R P
•
2sin
•
• 式中 R——闸门推力，kN；
•
P——作用于每扇闸门上的
总水压力，kN；
•
——闸门与船闸横轴线的
夹角。
•
将闸门推力R分解为平行于
Hale Waihona Puke 船闸轴线的纵向分力E1及垂直于
船闸轴线的横向分力S，即
图2-17
SE1RRcosisn22
人字闸门闸首支持墙段荷载图式
（3）其它荷载
在岩石地基上，通常均采用分离式闸首结构，边 墩一般均采用重力式结构。当岩石顶面较高时也 可采用衬砌式结构。当岩石较坚实、完整，裂隙 较少时，也可由岩石中直接开挖而成。
第二节 闸首结构计算
• 一、整体式闸首计算 • 二、分离式闸首计算
一、整体式闸首计算
闸首结构的计算简化： 闸首结构的计算系属空间问题，通常
边墩的顶部宽度： ➢ 使用要求； ➢ 满足启闭机房； ➢ 交道通道； ➢ 管理及维修场地； ➢ 其他设备等的布置
为节省工程造价也可在闸首边墩顶部设悬臂加宽。
闸首的边墩结构：土基上一般采用空箱式结构
空箱式边墩结构的自重小，底面积大，地基反力 相应减小，当地基反力不均匀时，空箱式结构还 可以在空箱中充填部分砂石料或水，以调节各种 情况下的地基反力，但空箱式结构施工复杂，钢 材和模板耗费较多。
检修门槽设于闸首外与导墙接缝时，门前段的长度最小，一般为1.0m左右。 检修门槽设于闸首内:L=2.0~3.5+C(米),C为检修门槽宽 在设置检修门槽不增加闸首长度的情况下，应尽量使检修门槽布置在闸首 范围内。
(2)门龛段长度l2
• ①人字闸门 • ③三角闸门
②横拉闸门 ④平面闸门
人字闸门其门龛段长度l2为
0.7 ~ 0.75；
R ——作用于支持墙全部水平力的总和，kN，
其中 E 作用的纵向水平力的总和， S为
作用的横向水平力的总和。
R = E S
（5）支持墙的强度计算
l2
(1.1
~
1.2)
Bc d 2cos
式中：Bc——闸首的口门宽度(m)；
(6-23)
d ——门龛深度(m)，一般为门厚加0.40~0.8m；
θ—— 闸 门 与 船 闸 横 轴 线 的 夹 角 ， 一 般 取 20°~22.5°。
横拉闸门 横拉闸门的门槽宽度，主要由门厚、上下游支承 木的厚度及闸墩楔形支承厚度组成：
第二章 闸首结构计算
第一节 闸首结构构造 第二节 船闸闸首结构静力计算 第三节 船闸抗震计算
第一节 闸首构造
船闸闸首一般设有输水廊道、闸门、阀门、闸阀门启闭 机械及其相应的设备等。 闸首结构按其受力状态：分为整体式结构和分离式结构。
在土基上：为避免由于边墩不均匀沉降而影响闸门正 常工作，一般采用整体式闸首结构； 岩基上：可采用分离式结构；