闸室的结构计算
水闸的结构形式及组成
水闸的结构形式及组成水闸是一种常见的水工建筑物，主要用于调节水位、控制流量、排沙、泄洪等。
水闸的结构形式和组成是多样的，以下将对水闸的主要组成部分进行详细的介绍。
一、总体结构水闸的总体结构是指闸室及上下游连接段，包括闸前、闸后、闸槽、消力池等部分。
总体结构的布局应考虑到地形、地质、水流条件、施工条件、运行管理等因素，使水闸能够有效地实现其功能。
二、进水口结构进水口结构是水闸的重要组成部分，其形式和位置应根据地形、地质、水流条件等因素进行设计。
进水口通常包括闸门槽、拦污栅、闸门等部分，其结构应满足强度、刚度、耐久性等要求。
三、闸室结构闸室结构是水闸的主体部分，包括闸底板、闸墩、翼墙、岸墙等部分。
闸底板是承受水压和荷重的主要构件，应具有足够的强度和刚度。
闸墩和翼墙是支撑闸门和承受侧向荷重的构件，其设计应考虑结构稳定性、防渗性能等因素。
岸墙是连接闸室和岸边的构件，应满足防渗、抗冲刷、稳定等要求。
四、消能防冲设施消能防冲设施是水闸的重要部分，其作用是减小水流对下游河床的冲刷力，防止水流对下游河床的破坏。
消能防冲设施包括消力池、海漫、防冲槽等部分，应根据下游河床的地形、地质条件进行设计。
五、闸门和启闭机闸门是控制水流的关键部件，其形式和尺寸应根据水闸的类型和功能进行设计。
启闭机是控制闸门的设备，应根据闸门的尺寸和重量进行选择和设计。
闸门和启闭机的安装位置应便于操作和维护。
六、闸墩和岸墙闸墩是支撑闸门和承受侧向荷重的构件，岸墙则是连接闸室和岸边的构件。
这两者的设计应考虑结构稳定性、防渗性能等因素，以确保水闸的安全运行。
七、翼墙和护底翼墙是连接闸室和岸边的挡水墙，护底则是防止水流冲刷的措施。
翼墙和护底的设计应考虑水流条件、地质条件等因素，以保证水闸的安全性和稳定性。
八、闸基处理由于地质条件等因素的影响，有时需要对水闸的基底进行处理。
常见的处理方法包括桩基、扩基、换填等。
在选择处理方法时，应充分考虑地质勘察资料和上部结构的要求，以确保水闸的安全性和稳定性。
水闸闸室结构计算
水闸闸室结构计算在闸室布置和稳定分析之后，还需对闸室各部分构件进行计算，验算其强度，以便最后确定各构件的形式、尺寸及构造。
闸室是一个空间结构，受力比较复杂，可用三维弹性力学有限元法计算。
为了简化计算，一般分成胸墙、闸墩、底板、工作桥及交通桥等单独构件分别计算，同时又考虑相互之间的连接作用。
以下仅简要介绍闸墩、底板和胸墙的结构计算。
1闸墩闸墩结构计算的内容主要包括闸墩应力计算及平面闸门槽（或弧形闸门支座）的应力计算。
1. 平面闸门闸墩应力计算平面闸门闸墩的受力条件主要是偏心受压，可假定闸墩为固定于底板上的悬臂梁，其应力状况可采用材料力学的方法进行分析。
闸墩应力主要有纵向应力（顺水流方向）和横向应力（垂直水流方向）。
闸墩每个高程的应力都不同，最危险的断面是闸墩与底板的结合面，因此，应以该结合面作为计算面，并把闸墩视为固支于底板的悬臂梁，近似地用偏心受压公式计算应力。
当闸门关闭时，纵向计算的最不利条件是闸墩承受最大的上下游水位差时所产生的水压力（设计水位或校核水位）、闸墩自重以及上部结构等荷载（图7-48）。
在此情况下，可用式（7-40）验算闸墩底部上、下游处的铅直正应力σ，即 2x G M L A I σσ=∑∑上下 （7-40） 式中：G ∑为铅直方向作用力的总和；x M ∑为全部荷载对墩底截面中心轴x x -的力矩总和；A 为墩底截面面积；x I 为墩底截面对x x -轴的惯性矩，可近似取用()30.9812x I d L =，d 为闸墩厚度；L 为墩底长度。
图 7-48 闸墩结构计算示意图（第5版 图7-45 图名相同）1p 、2p —上、下游水平水压力；1G —闸墩自重；3p 、4p —闸墩两侧水平水压力；2G —工作桥重及闸门重；z F —交通桥上车辆刹车制动力；3G —交通桥重在水闸检修期间，当一孔检修（即上、下游检修闸门关闭而相邻闸孔过水）时，闸墩承受侧向水压力、闸墩自重及其上部结构重等荷载（图7-48），这是横向计算最不利的情况。
水闸稳定计算案例
水闸稳定计算案例一、工程概况。
咱们来看看这个水闸啊，它在一条挺重要的小河上。
这个水闸的任务可不小呢，要控制水位、调节流量，就像一个严格的交通警察在指挥着水流的来来去去。
水闸是混凝土结构的，闸室的长度有个20米，宽度呢，10米。
上下游的水位差有时候大，有时候小，最大的时候能到5米呢，就像水在上下游之间搭起了一个5米高的小瀑布（当然是被闸挡住流不过去的时候）。
二、荷载计算。
# （一）自重。
首先是水闸自身的重量，这就像它自己的体重一样，是个稳定的力量。
闸室的混凝土墙啊、底板啊，都是实打实的重量。
我们根据混凝土的体积和密度（混凝土密度大概是2500千克每立方米），算出闸室结构的自重是500吨。
这就好比一个超级大胖子稳稳地坐在那里，不容易被推倒。
# （二）水压力。
1. 上游水压力。
上游的水可是个有劲儿的家伙，它对闸室产生的压力可不能小看。
根据水力学的公式，水压力等于水的密度乘以重力加速度乘以水深。
这里上游水深4米，水的密度是1000千克每立方米，重力加速度按9.8米每二次方秒算。
那上游水压力在闸室垂直面上的分布就像一个三角形，底部压力最大，顶部压力为0。
算出来总的上游水压力就有800千牛呢，这感觉就像有一群大力水手在推着闸室的上游面。
2. 下游水压力。
下游也有水啊，不过水位低一点，水深2米。
同样按照上面的公式算下来，下游水压力在闸室垂直面上的分布也是个三角形，总的下游水压力是200千牛。
就好像下游也有几个小不点在推着，但是力量比上游的小多了。
# （三）扬压力。
扬压力这个东西有点狡猾，它是因为水在闸基下渗流产生的向上的压力。
咱们想象一下，水在闸基下面偷偷摸摸地往上顶，想要把闸室往上抬起来呢。
通过一些专业的计算方法（比如说渗透系数、地下水位等参数的分析），算出来扬压力的合力是300千牛。
这就像有个看不见的小恶魔在下面使坏，想把闸室给顶歪了。
三、稳定计算。
# （一）抗滑稳定计算。
1. 计算公式。
抗滑稳定就是看闸室能不能抵抗住水平方向的滑动。
水闸、泵站、挡墙结构计算书
水闸、泵站、挡墙结构计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1目录1 水闸配筋及裂缝计算 (1)1.1 基本情况 (1)1.1.1 主要计算依据规范 (1)1.1.2 计算方法 (1)1.1.3 主要参数的选取 (5)1.1.4 计算软件 (7)1.1.5 基本概况 (7)1.2 闸室段荷载及内力计算 (7)1.2.1 完建无水期 (7)1.2.2 检修期 (12)1.3 闸室段配筋计算及裂缝宽度验算 (17)1.3.1 底板底层 (17)1.3.2 底板面层 (20)1.3.3 边墩 (23)1.3.4 中墩 (27)1.4 箱涵段荷载及内力计算 (27)1.4.1 完建无水期 (27)1.4.2检修期 (32)1.5 箱涵段配筋计算及裂缝宽度验算 (32)1.5.1 底板底层 (32)1.5.2 底板面层 (35)1.5.3 顶板面层 (39)1.5.4 顶板底层 (42)1.5.5 边墩外侧 (46)2 箱涵配筋及裂缝计算 (50)2.1 基本情况 (50)2.1.1 主要计算依据规范 (50)2.1.2 计算方法及计算软件 (50)2.1.3 主要参数的选取 (50)2.1.4基本概况 (52)2.2 荷载及内力计算 (52)2.2.1 完建无水期 (53)2.2.2 校核洪水期 (58)2.3 配筋计算及裂缝宽度验算 (64)2.3.1底板 (64)2.3.2 箱涵边墩 (69)2.3.3 箱涵中墩 (72)2.3.4 箱涵顶板 (72)3 移动泵房配筋及裂缝计算 (79)3.1 基本情况 (79)3.1.1 主要计算依据规范 (79)3.1.2 计算方法及计算软件 (79)3.1.3 主要参数的选取 (79)3.1.4基本概况 (81)3.2 荷载及内力计算 (81)3.2.1 荷载计算 (82)3.2.2 内力计算 (82)3.3 配筋计算及抗裂验算 (85)3.3.1 边墩 (85)3.3.2 底板底层 (87)3.3.3 底板面层 (90)4 水闸扶壁式挡墙配筋及裂缝计算 (93)4.1 基本情况 (93)4.1.1 主要计算依据规范 (93)4.1.2 计算方法及计算软件 (93)4.1.3 主要参数的选取 (93)4.1.4基本概况 (95)4.2 内力计算 (96)4.2.1 内河扶壁挡墙 (96)4.2.2 外河扶壁挡墙 (99)4.3 配筋计算及裂缝宽度验算 (103)4.3.1 内河扶壁挡墙 (103)4.3.2 外河扶壁挡墙 (115)2.2.3 渗流稳定计算 (150)1 水闸配筋及裂缝计算1.1 基本情况1.1.1 主要计算依据规范（1）《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008）；（2）《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5077-1997）；（3）其他相关规程规范。
船闸闸室结构分析课件
实际应用与改进建议
详细描述
根据评估结果，该实例还提出了实际应用中可能遇到的问 题和改进建议，为新型船闸闸室结构设计的进一步优化提 供了参考。同时，还对实际应用的新型方案进行了监测和 跟踪评估，以检验其性能表现和可靠性。
THANKS.
总结词
实际施工验证
详细描述
在完成数值模拟分析后，该实例还对实际施工进行了验证 ，通过施工监测和实际运行数据与模拟结果的对比，证明 了该大型船闸闸室结构的可靠性和稳定性。
实例二：某复杂船闸闸室结构稳定性分析
总结词
复杂环境下的稳定性问题
详细描述
该实例还考虑了多种因素之间的耦合作用对船闸闸室结构 稳定性的影响，如地震、水流、风载等。通过建立耦合模 型，分析了这些因素共同作用时对结构稳定性的影响。
边界元分析方法
总结词
通过将船闸闸室结构的边界离散化为一系列小的单元，利用数学方法求解这些单元的平 衡状态，从而得到整个结构的应力、应变等力学性能。
详细描述
边界元分析方法是一种基于边界离散化的数值分析方法，通过将船闸闸室结构的边界离 散化为一系列小的单元（如三角形、四边形等），并利用数学方法（如变分原理、能量 平衡等）求解这些单元的平衡状态，从而得到整个结构的应力、应变等力学性能。这种
船闸闸室结构分析
05
实例
实例一：某大型船闸闸室结构分析
总结词
大型船闸的复杂性
详细描述
该实例主要分析了某大型船闸闸室的结构设计，包括其尺 寸、材料、施工工艺等，并考虑了船闸运行过程中可能出 现的各种载荷和工况，以确保闸室结构的稳定性和安全性 。
总结词
数值模拟技术的应用
详细描述
为了验证闸室结构的可靠性和优化设计方案，采用了数值 模拟技术进行模拟分析，包括有限元分析和有限差分法等 。通过模拟分析，可以预测结构在不同工况下的应力和变 形情况，为实际施工提供指导。
闸室稳定计算
闸室稳定计算（1）闸室基底应力计算依据“水闸规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页（7.3.4-1）计算。
e=B/2-∑M/∑GP max =∑G/A*(1+6*e/B)P min =∑G/A*(1-6*e/B)式中：P max --闸室基底应力的最大值；P min --闸室基底应力的最小值；∑G--作用在闸室上的全部竖向荷载（t ）；∑M--作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（t ·m）；A--闸室基底面的面积（m 2）；B --底板沿水流方向的长度（m）。
e --偏心距设计水位273.58底板高程264.24基本资料：闸室的稳定计算钢筋砼容重为2.5t/m3，进口段底板座于强风化白垩系砂砾岩上，中等透水，承载征值300kPa，f'=1.1,C'=1.1MPa。
五级建筑物水闸稳定基本组合抗滑稳定系数不小于1.05，特殊组合不小于1.0;最大基底应力与最小基底应力之比基本组合不大于2.0，特殊组合不大于2.5。
22程264.24上游9.34备注体积计算12.5644.3*3.6*0.7+（0.4+0.8）*0.4*0.5*2*3.696.723*4*8.062.25927.06*0.4*0.80.5255*0.35*0.31.444*3*0.123.95520.4*0.4*12.36*21.97760.4*0.4*12.360.546*0.3*0.366.87.62121.8*0.27*7+0.3*0.3*0.3*8+1.98*0.12*12+0.18*0.8*83.66*5*0.1275.8160.5*18*3.6*3.6*0.65427.454441/2*9.8*9.34*9.343.1361/2*9.8*0.8*0.833.7129.8*0.8*4.3196.79380.5*9.8*9.34*4.3，承载力特滑稳定系数不小于组合不大于2.0，特47.86329.34*4.3*3.6-96.720.8*8。
船闸闸室底板内力计算
航道结构专题作业要求（2011）1、计算作用在坞室闸室结构上的荷载，绘出闸室底板计算简图。
回填土凝聚力C=10KN/m2,内摩擦角为28度。
回填土水上重度19.5KN/m3，浮重度10 KN/m3，地面活载3KPa 。
闸室结构采用C25钢筋混凝土。
边载根据回填土计算确定，按均匀布置考虑，单侧边载长度取闸室底板宽度的一半。
解：1、闸室设计资料如下：闸室结构：C25钢筋砼 γ=253/kN m ；回填土：凝聚力C=102/kN m ，内摩擦角为28°，水上重度'319.5/kN m γ=，浮重度310/kN m γ=浮，水下内摩擦角考虑折减，取26°；地面活荷载：q=3kpa 。
2、荷载种类结合本闸室实际情况，分析作用于闸室结构上的荷载包括：（1）建筑物自重、水重及建筑物内部或上部填料重；（2）土压力；（3）静水压力；（4）扬压力（渗透力和浮托力）；（5）地面活荷载。
3、闸室结构受力计算本闸室为对称结构，且荷载也关于轴线对称，为简化计算，取右半部分结构进行计算。
1）闸室自重闸墙：111()25(0.62) 5.8188.5/()22G a b h kN m γ=⨯⨯+⨯=⨯⨯+⨯=↓力臂：222200.60.6220.7133()3(0.62)a ab b x m a b +++⨯+===+⨯+ 对点O 的矩： 0188.50.713134.40/M G x kNm m =⨯=-⨯=- 底板自重：225 1.640()g h kpa γ=⨯=⨯=↓ 2）土压力整体式闸室结构为坞式结构，且闸墙的刚度较大，墙体产生的位移很小，不足以使土体产生主动破坏，此时可近似按静止土压力计算。
为方便计算，静止土压力系数可采用主动土压力系数的1.25~1.5倍，本例中取1.4倍。
分析本闸室结构边界条件，利用无粘性土的库伦理论计算主动土压力，但由于回填土为粘性土，将粘聚力换算为内摩擦角（即等代内摩擦角），根据此闸墙边界条件及相关设计经验，内摩擦角增大6，粘性土的等代内摩擦角为34，水下内摩擦角为32。
闸室的布置和构造
分缝的平面位置示意图
(二) 止水 1、铅直止水：设在缝墩中间、边墩 与翼墙之间、上游的温度沉降缝内；
1—紫铜片；2—沥青油毛毡；3—沥青油毛毡及沥青杉板；4—沥青填料； 5—加热设备；6—角钢；7—橡皮或塑料止水；8—沥青油毛毡；9—迎水面
2、水平止水：设在铺盖与底板和翼墙之间、 消力池与底板和翼墙之间、底板与闸墩之 间、混凝土铺盖及消力池本身的温度沉降 缝内。
二、闸墩
闸墩厚度：满足稳定和强度的要求，混凝 土闸墩厚约 0.9～1.4m, 浆砌石闸墩厚约 0.8～1.5m。 闸墩在门槽处厚度不宜小于 0.4m。
闸墩布置 框架式闸墩
三、胸墙 水闸挡水高度较大时，设置胸墙代替一部 分闸门高度 胸墙顶部高程：与边墩顶部高程相同
胸Hale Waihona Puke 的位置：三、胸墙弧形闸门：胸墙设在闸门上游；
闸室内流速不均匀，水力条件较差，对消
能防冲不利。
(一)闸底板的分类
钻孔灌注桩底板 先钻孔，然后浇筑钢筋混凝土桩 承重桩:桩直接支撑在硬土层上，水闸的 荷载通过钢筋混凝土桩传递到硬土层。 摩擦桩:桩只进入软土层一定深度，荷载 通过桩与周围土体的摩擦力来支撑。
(二)底板垂直水流方向分段 (底板与闸墩连接方式) (1)整体式平底板 定义：闸墩与底板连在一起， 闸墩设缝 对闸门启闭有利，抗震性好 适用：软弱地基或地震区
平面闸门：
①胸墙设在闸门上游，前止水
②胸墙设在平面闸门下游，后止水(止水放
在闸门后面)
三、胸墙
胸墙结构：钢筋混凝土板式或梁板式
胸墙与闸墩的连接 (1)简支胸墙：与闸墩分开浇筑，缝间涂沥 青并设油毛毡； 分离式底板用 (2)固接式胸墙：与闸墩同期浇筑，胸墙钢 筋伸入闸墩内，形成刚性连接。 整体式底板用
水工建筑物知识点
弹性抗力：围岩抵抗衬砌变形的作用力，称为围岩的弹性抗力。
围岩压力与弹性抗力的不同：围岩压力是作用在衬砌上的主动力，而弹性抗力则是被动力，并且是有条件的。
9、水工随洞的特点：结构特点、水流特点、施工特点。
闸承受较高的水头，且闸下河床及岸坡为坚硬岩体时，可采用挑流消能。 当水闸闸下尾水深度较深且变化较小，河床及岸坡抗冲能力
较强时，可采用面流消能。
14.底流消能的作用：是通过增加下流水深，保证产生淹没式水跃，防止土基冲刷破坏。 底流消能的布置形式主要有：下挖式消
力池、突槛式消力池和综合式消力池。
? 2、坝址坝型选择应考虑的因素有：地形条件、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益。?弯道环流原理都应用在有坝引水枢纽中。（×）?无坝取水口一般设置在河道的凸岸。（×）?
无坝引
水与有坝引水的位置选择原则相同（?√）?枢纽布置就是将枢纽建筑物紧凑地布置在一起。（×）
6、隧洞灌浆按其目的不同分为回填灌浆和固结灌浆。
回填灌浆的作用：是为了将衬砌与岩石之间的空隙充填密实，使衬砌与岩石紧密结合，改善衬砌的传力条件，以便衬砌与围岩共同承受荷载。
固结灌浆的作用是提高围岩的强度和整体性，并得到可靠的弹性抗力，以改善衬砌结构的受力条件，并减少渗漏。
6、灌溉渠系一般分为干、支、斗、农、毛五级渠道，构成灌溉系统。前四级为固定渠道，最后一级为临时渠道。一般干、支、渠主要起输水作用，称为输水渠。斗、农渠起配水作用，称为配水渠道。
7、渡槽主要由槽身支撑支撑结构、
Hale Waihona Puke 第九章水利枢纽 1、水利枢纽的设计阶段有预可行性研究阶段、可行性研究阶段、招标设计阶段、施工详图阶段。
水闸的组成
水闸的组成水闸通常由上游连接段、闸室段和下游连接段三部分组成，如图1所示。
图1水闸的组成1—闸室底板；2—闸墩；3—胸墙；4—闸门；5—工作桥；6—交通桥；7—堤顶；8—上游翼墙；9—下游翼墙；10—护坦；11—排水孔；12—消力坎；13—海漫；14—下游防冲槽；15—上游防冲槽；16—上游护底；17—上、下游护坡。
（一）上游连接段上游连接段的主要作用是引导水流平稳地进入闸室，同时起防冲、防渗、挡土等作用。
一般包括上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽等。
上游翼墙的作用是引导水流平顺地进入闸孔并起侧向防渗作用。
铺盖主要起防渗作用，其表面应满足抗冲要求。
护坡、护底和上游防冲槽（齿墙）保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。
（二）闸室段闸室是水闸的主体部分，通常包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥及交通桥等。
底板是闸室的基础，承受闸室全部荷载，并较均匀地传给地基，此外，还有防冲、防渗等作用。
闸墩的作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构。
闸门的作用是挡水和控制下泄水流。
工作桥供安置启闭机和工作人员操作之用。
交通桥的作用是连接两岸交通。
（三）下游连接段下游连接段具有消能和扩散水流的作用。
一般包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等。
下游翼墙引导水流均匀扩散兼有防冲及侧向防渗等作用。
护坦具有消能防冲作用。
-1-海漫的作用是进一步消除护坦出流的剩余动能、扩散水流、调整流速分布、防止河床受冲。
下游防冲槽是海漫末端的防护设施，避免冲刷向上游扩展。
标签：水闸的组成上游连接段闸室段下游连接段上游连接段的作用闸门的作下游连接段的作用-2-。
水闸稳定计算
当硬土层埋深较深时，桩只能插入到软土层的一定深 度，利用桩与周围土壤的摩擦力支承上部荷载，称为摩擦 桩。水闸多采用摩擦桩。
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（四）其他方法 振冲砂桩法、强夯法、高压
旋喷法、真空预压法等等。
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回答以下问题：
1、水闸稳定分析包括哪些内容？计算公式是 什么？
2、水闸地基处理有哪些方法？ 3、换土垫层进行地基处理时，砂垫层的作用
1．作用
在软土层厚度较大的地基上，桩基础是解决地基 承载力不足的有效方法。设置桩基础后，能够提高 地基的承载力和抗滑稳定性，减少沉陷量。
2．桩基础型式（按施工方式分）
桩基础按施工方式分为：打入混凝土预制桩和钻 孔灌注混凝土桩两种。
（1）打入式预制桩
打入式预制桩一般采用钢筋混凝土桩，直径 d=0.25~0.55m。现场预制桩的长度在25~30m；工厂 预制桩一般长不超过12m，便于运输。
当闸室抗滑稳定安全系数不能满足规范规定的允许安 全系数时，可采取下列措施提高闸室稳定性。
(1) 适当将闸门向闸室下游一端移动布置，或将底板向上 游端适当加长，充分利用闸室水重。（增加G）
(2) 改变闸室结构尺寸，增加自身重量。
•增加底板厚度时，由于其位于水下，受到水的浮力，有 效重量小，不经济。
•增加闸墩厚度时，虽然增加了自重，但同时也增加了闸 室前缘宽度和挡水面积，因而也同时增加了水平推力。
(5-39)
式中 f’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数， 查表5—17；
C’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力， kPa，查表5—17
闸室稳定性的判断，要求 ：
土基上： KC [K土] [K土]查表5-13 岩基上： KC [K岩] [K岩]查表5-14
闸室的结构计算闸室的结构计算
§§6 6--7 7 闸室的结构计算 闸室的结构计算闸室的结构计算闸室是一个空间结构，受力较为复杂，结构 计算可采用空间有限单元法。
为简化计算，一般分成闸墩、底板、工作桥、 胸墙等独立构件分别进行计算，同时考虑相互之 间的连接作用。
闸室的结构计算 主要内容： Ø 闸墩应力计算的基本方法 Ø 底板应力分析方法：倒置梁法 Ø 底板应力分析方法：反力直线分布法 Ø 底板应力分析方法：弹性地基梁法一、闸墩 闸 墩闸墩的结构受力特点 ？ 闸墩结构计算示意图闸墩 闸墩的结构计算内容:水平截面上的应力计算 (纵向、横向)铅直截面上的应力计算 弧形闸门，支座处的应力计算轴上。
最大剪应力发生在 中闸墩 x x dLQ d I QS L I M A G x x x x - = = × = å å 2 3 , 2 max t t s m 边闸墩或受力不对称的中墩水平截面上有扭矩 作用。
闸墩边缘位于x —x 轴上点的最大扭剪力可近 似为： 2 max 4 . 0 LdM T T = t 1.计算墩底水平截面上的正应力与剪应力 ①顺水流方向（纵向）：最不利情况是闸门全关挡水、闸墩承受最大上 下游水位差。
产生的上下游端的正应力为： 闸 墩L I S Q d I M A G y yy y ¢ = ¢ × ± = ¢ å å t s 2②垂直水流方向（横向）：最不利情况是一孔检修的情况，此时该孔上下 游检修闸门关闭而相邻孔过水。
闸墩两侧存在水头差，受到横向水压力和车辆 刹车制动力等荷载。
闸 墩2.铅直截面上的应力计算（门槽处应力计算）采用重力法计算。
对任一铅直截面位置，在任一高程取高度为 1m 的闸墩作为脱离体，其顶面、底面上的正应力和剪应 力分布已由前述公式求出，由静力平衡条件可求出任 一铅直截面上的N 、M 、Q ，从而可求出该截面上的平 均剪应力和平均正应力。
水闸的概念及计算
第八章 水 闸§8-5 闸室的布置和构造 教学容底板、闸墩、工作桥、交通桥 一、底板按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。
河宽、孔多。
需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离式整体式闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。
（也有闸室底板中间分缝的） 底板形式⎭⎬⎫⎩⎨⎧--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地震烈度较高的地区分离式单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。
底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。
二、闸墩材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。
作用：分隔闸孔，支承闸以与上部结构。
材料：砼或浆砌石。
外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小，以加大过水能力。
分方形、三角形、半圆形、流线形。
高程：上游高出最高水位并有一定超高。
长度：与闸底板顺水流长度相同。
上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。
闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门 槽颈部厚度。
门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0 缝墩：1.2～1.5检修门槽与工作门槽之间须保持1.5 ～2.0m 净距。
胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以上的间距。
三、闸门检修门---平门----位置：上游侧工作门--弧门平门--位置：① 上游侧②下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。
四、胸墙固定式、活动式作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。
布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前---止水结构复杂，易于磨损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损•顶高程：顶与闸墩齐平。
底梁梁底高程：满足堰流的要求，堰顶高程＋堰顶下游水深＋ (0.2m)。
厚度：不小于0.15～0.2m 结构形式：板式、梁板式。
一、闸墩结构计算
一、闸墩结构计算：1.计算模型：(1)平面闸门的闸墩→固定于底板的悬臂梁→材料力学法(2)弧形闸门的闸墩→一边固定、三边自由的弹性矩形板→弹性力学法2.主要荷载及荷载组合⑴主要荷载结构自重；水压力：纵向（顺水流方向），横向（垂直水流方向）；地震惯性力；交通桥上车辆刹车制动力⑵荷载组合(a)正常或非常挡水时期，闸门全关。
→主要核算顺水流方向（纵向）的应力分布。
平面闸门：闸墩底部应力，门槽处应力弧形闸门：闸墩牛腿及整个闸墩的应力(b)正常或非常挡水时期，一孔检修，相邻孔过水。
→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力。
→主要核算垂直水流方向（横向）应力分布(c)正常挡水时期闸门全关，遭遇强震。
→主要核算垂直水流方向（横向）的应力分布。
⒊平面闸门的闸墩的应力分析步骤⑴计算边闸墩和中闸墩的形函数：墩底水平截面形心位置和惯性矩I x、I y，面积矩S x、S y。
图9-25 闸墩结构计算示意图⑵计算墩底水平截面上的正应力与剪应力①顺水流方向（纵向）：最不利情况是闸门全关挡水、闸墩承受最大上下游水位差。
产生的水压力。
边闸墩或受力不对称的中墩水平截面上有扭矩作用。
闸墩边缘位于x—x轴上点的最大扭剪力可近似为：②垂直水流方向（横向）：最不利情况是一孔检修的情况，此时该孔上下游检修闸门关闭而相邻孔过水。
→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力等荷载。
⑶垂直截面上的应力计算（门槽处应力计算）对任一垂直截面位置，在任一高程取高度为1m的闸墩作为脱离体，其顶面、底面上的正应力和剪应力分布已由⑵得出，均属已知，由静力平衡条件可求出任一垂直截面上的N、M、Q，从而可以求出该垂直截面上的平均剪应力和平均正应力。
在门槽处截取脱离体（取上游段闸墩或下游段闸墩都可以），将其作为固结于门槽位置的悬臂梁，同理可求得门槽处垂直截面上的应力。
二. 底板结构计算（开敞式闸室整体式平底板）常用方法：倒置梁法、反力直线分布法、弹性地基梁法。
闸室建筑面积计算
闸室建筑面积计算摘要：一、闸室建筑面积计算的重要性二、闸室建筑面积的计算方法1.闸室主体面积计算2.附属设施面积计算3.安全防护区域面积计算三、注意事项1.遵循相关法律法规2.确保计算精确性3.合理规划布局正文：闸室建筑面积计算在水利工程中具有重要意义，它直接影响到工程的投资、设计和施工。
为了确保工程质量和安全性，我们需要详细了解闸室建筑面积的计算方法及其相关注意事项。
一、闸室建筑面积计算的重要性闸室建筑面积是指在水闸工程中，用于承担挡水、泄水、调节水流等作用的建筑物总面积。
准确的建筑面积计算有助于工程师对工程规模、投资成本和施工周期进行合理规划。
此外，建筑面积计算也是水闸工程设计和水位论证的重要依据。
二、闸室建筑面积的计算方法1.闸室主体面积计算闸室主体面积主要包括挡水墙、闸门、消能设施等部分的面积。
计算时，需根据设计图纸和相关参数，准确测量各部分的尺寸，然后进行面积计算。
2.附属设施面积计算附属设施包括交通桥、工作桥、启闭机房等。
计算时，需根据设计图纸和相关参数，准确测量各部分的尺寸，然后进行面积计算。
3.安全防护区域面积计算根据《水利工程安全防护区域设计规范》要求，需对闸室周边一定范围内进行安全防护区域的面积计算。
计算时，需根据规范要求，确定安全防护区域的范围，然后进行面积计算。
三、注意事项1.遵循相关法律法规在进行闸室建筑面积计算时，必须严格遵守国家和地方的相关法律法规，确保工程设计的合法性。
2.确保计算精确性精确的计算是保证工程质量的基础。
计算过程中，要注意核实各项数据，确保计算结果的准确性。
3.合理规划布局在计算闸室建筑面积的同时，要充分考虑工程的整体布局，确保各部分之间的协调和配合，提高工程的使用效果。
总之，闸室建筑面积计算是水闸工程设计的关键环节。
讲座-6-7 闸室的结构计算学习文档
底板内力计算的简化方法
• （1）倒置梁法： • 将闸室底板作为固支在闸墩上的梁。
• 闸室底板上的均布荷载： • q=q地基反力+q扬压力-q水重-q底板自重
• （2）截面法： • 将闸墩当作底板上的已知荷载
• 闸墩传来的荷载为闸墩及上部结构荷载 ±Q墩； • 闸室底板上的均布荷载：q=q地基反力+q扬压
• 当 2T 2.0 时，按有限深弹性地基梁。
2T
L
0.25
~
2.0
• （其L 中T：压缩层厚度；L：计算闸室的长度）
• 由于闸底板在垂直水流方向，闸底板的截面尺 寸较小，闸底板需单独抵抗弯曲变形，闸底板 的结构计算主要是进行垂直水流方向方向的结 构（内力）计算。
闸底板上的结构计算简图（按弹性地 基梁计算）
• 当底板的自重作用于地基，尚未凝固处于柔性 状态时，若地基为粘性土，地基本身固结速度 缓慢，闸底板混凝土凝固前，由底板的自重引 起的地基变形尚未稳定，应将底板的自重全部 作为荷载考虑。
• 非粘性土地基，固结速度快，底板混凝土凝固 前，由底板的自重引起的地基变形已完成，可 不计底板的自重荷载或计50%底板的自重荷载。
• （3）不平衡剪力的分配 • 由材料力学可知，截面上剪应力为：
• 式中：τy不平衡剪应力，kN/m2。I为截面惯性 矩；m4。
• S为计算截面以下的面积对全截面形心轴的面 积矩，m3。
• b为截面在y处的宽度，底板部分b=B，闸墩部 分b=d1+2d2。
• 假设 （为常数），
•
• 得到
沿y的分布图，由此得到底板截
• 对深挖式底板，底板的自重小于基坑开挖前的 原状土的自重荷载，底板的自重引起的沉陷是 基坑开挖回弹的再压缩，是在较短的时间内可 完成的弹性压缩，故可不计底板的自重荷载。
闸室的稳定计算
第六节
闸室的稳定计算、沉降校核及地 基处理
摩擦公式： 抗剪断公式：
KC
f G H
KC tg0
G C0 A H
若KC<[K]，要提高表层抗滑稳定性则需结合工程的 具体情况，采取下列一种或几种抗滑措施：
（1）将闸门位置移向低水位一侧，或将水闸底板向 高水位一侧加长；
（2）适当增大闸室结构尺寸； （3）增加闸室底板的齿墙深度，以提高抗滑力。 （4）增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将
（6）采用轻型结构和加长底板长度，或增加埋置深 度以减小基地压力
（7）进行必要的地基处理，进行人工加固，以提高 地基承载力
四、地基处理
常用的处理方法： 预压加固法:预压堆石高度，应使预压荷重 约为1.5～2.0倍水闸荷载 ) 换土垫层法 桩基础（深基础）法
沉井基础法 振冲砂石桩法 强夯法 爆炸法 高速旋喷法
完整情况 √
基本 正常挡水 √ √ √ √ √ 情况 情况
设计洪水 √ √ √ √ √
情况
施工情况 √
检修情况 √ √ √ √ √ 特殊 情况 校核洪水 √ √ √ √ √
按检修期低水位条件或其他可能时期计算各 种荷载 按校核洪水位进行计算
位情况
地震情况 √ √ √ √ √ √ 按正常挡水位组合计算静水压力、扬压力、浪
AW
当结构布置及受力情况不对称时，按双向偏心受压
水闸稳定计算
四、闸室稳定计算（1）闸室基底应力计算依据“规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页（7.3.4-1）计算。
P max=∑G/A+∑M/WP min=∑G/A-∑M/W式中：P max--闸室基底应力的最大值；P min--闸室基底应力的最小值；∑G--作用在闸室上的全部竖向荷载（KN）；∑M--作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（KN·m）；A--闸室基底面的面积（m2）；W--闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）。
在各种情况下，平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍。
（2）沿基底面的抗滑稳定计算依据“规范”抗滑稳定安全系数计算按第30页（7.3.6-1）计算。
K c=（f∑G）/∑H式中：K c--沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；f--闸室基底面与地基之间的摩擦系数，可按第32页表7.3.10规定采用；∑G--作用在闸室上的全部竖向荷载（KN）；∑H--作用在闸室上的全部水平向荷载（KN）；PmPmax=η=1/2（Pmax Kcφ项目12345678910111213B12 Pmin= Pmax=η=1/2（Pmax注作项24567891011121314B12 Pmin= Pmax=η=1/2（Pmax Kcφ基本资料：B AGM 偏心距e=M/G1222824827-8609.6638-0.34678631Pmin=G/A （1+6e/B ）=90.00950921Pmax=G/A （1-6e/B ）=127.7711925<500η=Pmax/Pmin= 1.419529933<1.51/2（Pmax+Pmin)=108.8903509满足稳定要求设计钢筋砼容重为25KN/m3，地基允许承载力为0.5mpaB AGM偏心距e=M/Gφ1222822541.6-7767.7857-0.344597830Pmin=G/A （1+6e/B ）=81.8320489Pmax=G/A （1-6e/B ）=115.9012844<500η=Pmax/Pmin= 1.416331205<1.51/2（Pmax+Pmin)=98.86666667Kc=(Tan φ∑G+Co*A)/∑H=5.852273911>1.2满足稳定要求B AGM 偏心距e=M/G1222820877.8-12234.5848-0.58600929Pmin=G/A （1+6e/B ）=64.73906842Pmax=G/A （1-6e/B ）=118.3995281<500η=Pmax/Pmin= 1.828872904<2.01/2（Pmax+Pmin)=91.56929825满足稳定要求注：由于本闸的正常挡水位为1625.6m ，当水位上涨时将分级开闸泄水冲沙，所以当水位在校核洪水位时作用在闸室上的水平力很小，所以只需对此工况的地基承载力进行复核。
闸室底板构造
闸室底板构造常用的底板有平底板和钻孔灌注桩底板。
在特定的条件下，也可采用低堰底板、斜底板等。
下面着重介绍平底板。
图1 闸孔型式（a）平底板宽顶堰；（b）低实用堰；（c）胸墙孔口型图2 闸底板型式（单位：cm）(a) 箱式底板；（b）斜底板；（c）反拱底板1－工作桥；2－交通桥平底板按底板与闸墩的连接方式，有整体式和分离式两种（见图3）。
１．整体式底板闸墩与底板浇筑成整体即为整体式底板。
其顺流向长度可根据闸身稳定和地基应力分布较均匀等条件来确定，同时应满足上层结构布置的需要。
水头愈大，地基愈差，底板应愈长。
初拟底板长度时，对于砂砾石地基可取（~）H，对于砂土、砂壤土地基可取（~）H，对于粘壤土地基可取（~）H，对于粘土地基可取（~）H，H为上、下游最大水位差。
底板厚度必须满足强度和刚度的要求。
大中型水闸可取闸孔净宽的1／6~1／8，一般为1~2m，最薄不小于0.7m，渠系小型水闸可薄至0.3m。
底板内配置钢筋。
底板混凝土强度等级应满足强度、抗渗及防冲要求，一般选用C15或C20。
闸墩中间分缝的底板一般适用于孔径8~12m和较松软地基，或地震烈度较高的地区。
对于中等密实以上、承载力较大的地基也可将缝分在闸室底板中间，如图3（b）所示。
图3 整体式底板（a）墩中分缝底板；（b）跨中分缝底板2．分离式底板在闸室底板两侧分缝，使底板与闸墩分离，成为分离式底板，如图4。
一般适用于孔径大于8m和密实的地基或岩基。
中间底板仅有防冲、防渗的要求，其厚度按自身抗滑稳定确定。
一般用混凝土或浆砌石建成，必要时加少量钢筋。
图4 分离式底板（单位：cm）标签：底板整体式底板分离式底板。
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第一节概述一、概念水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。
二、水闸的类型⒈按担负的任务（作用）分：节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。
进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流。
排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水倒灌。
分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。
挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌。
冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积。
排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。
⒉按闸室结构分（1）开敞式：闸室露天，又分为有胸墙；无胸墙两种形式（2）涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。
（有压、无压）⒊按操作闸门的动力分（1）机械操作闸门的水闸（2）水力操作闸门的水闸三、水闸等级划分及洪水标准（以平原区水闸枢纽为例）1、工程等别及建筑物级别平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物，应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。
其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性划分。
平原区水闸枢纽工程分等指标表工程级别ⅠⅡⅢⅣⅤ规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型最大过闸流量5000500～10001000～100100～20<20防护对象的重要性特别重要重要中等一般水闸枢纽建筑物级别划分表工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ134Ⅱ234Ⅲ345Ⅳ455Ⅴ552. 洪水标准平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。
水闸级别12345洪水重现期设计100～5050～3030～2020～1010校核300～200200～100100～5050～3030～20四．水闸的组成及各部分的功用上游连接段→闸室段→下游连接段（引导水流平顺进入闸室）（调节水位和流量）（消能、防冲）⒈闸室：底板、闸墩、闸门、（胸墙）、工作桥、交通桥。
⒉上游连接段：翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽、上游护坡。
⒊下游连接段：翼墙、护坦、海漫、下游防冲槽、下游护坡、下游排水（反滤、排水孔）。
图9-2 土基上水闸立体示意图五．水闸的工作特点1．水闸的传力过程闸门→闸墩→底板→地基（承受水压力）（承受上部结构重量） (较均匀地传给)2．地基：平原地区水闸大部分建在土基上。
土基的特点:（1）抗剪强度低→稳定性差（2）压缩性较大→容易产生不均匀沉降（3）易产生渗透变形，抗冲刷能力低3．水流（1）.静水（关闸）：水平水压力、土基→滑动水位差产生渗透压力→不利于稳定绕岸渗流→不利于翼墙稳定（2）.开闸泄水：水位差→流速大→对下游河床、岸坡冲刷水位变幅较大→流态多（堰流、孔流），淹没出流、自由出流闸门全开时，水位差小→易形成波状水跃闸门开启顺序不合理时→产生折冲水流4．结构：防渗排水，消能防冲，闸室结构图9-3 波状水跃冲刷示意图图9-4 闸下冲折水流*水闸设计内容：1.闸址选择2.总体布置3.水力设计：闸孔型式和尺寸确定√消能防冲设施的设计计算√闸门控制运用方式的拟定4.防渗和排水设计√⊿5.水闸结构设计：闸室稳定计算√岸、翼墙稳定计算结构应力分析√6.地基处理及处理设计7.观测设计*规范：《水闸设计规范》（SL265-2001）《水闸施工规范》（SL27-91)《水闸工程管理设计规范》（SL170-96)《水闸技术管理规程》（SL75-94)《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）第五节闸室的布置与构造一．闸室结构布置1.闸室结构2.闸顶高程，闸槛高程3.闸孔总净宽，闸孔孔径4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方向分段长度5.闸墩型式、厚度、长度6.闸门型式、启闭机型式7.胸墙结构8.工作桥、检修便桥、交通桥二.底板：⒈型式（1）按底板与闸墩的连接方式分整体式：闸墩和底板浇筑成整体，有分段缝时缝设在闸墩上。
→底板是传力结构，将荷载较均匀地传给地基。
闸室整体性较好，适用于松软地基。
分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。
→闸墩传力，底板仅防渗抗冲，一般适用于岩基或压缩性小的土基。
（2）按底板的结构型式分平底板反拱底板空箱式底板等整体式平底板用得最广泛。
图9-18 底板型式⒉布置（1）整体式平底板材料：（钢筋）混凝土高程：考虑运用、经济和地质条件确定顺水流方向长度：需满足稳定、强度及上部结构布置要求，一般与闸墩长度相同厚度：根据地基条件、作用荷载和闸孔净宽等因素，满足强度和刚度要求垂直水流方向分段长度：（2）分离式底板材料：混凝土或浆砌石厚度：满足自身稳定要求三.闸墩：⒈材料：混凝土（小型工程常用浆砌块石）⒉闸顶高程：闸顶高程通常指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和闸墙的顶部高程。
应根据挡水和泄水两种运用情况确定。
挡水时闸顶高程不低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高值之和；泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。
水闸安全超高下限值（m）：水闸级别123正常蓄水位挡水时最高挡水位设计洪水位泄水时校核洪水位位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程。
⒊长度：与底板长度相同或比底板长度稍短，取决于上部结构布置和闸门型式。
⒋厚度：根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法等确定，平面闸门闸墩门槽处不宜小于0.4m。
⒌外形：应使水流平顺、侧向收缩小，过流能力大。
图9-19 闸墩布置示意图四．闸门⒈宽度：与孔口一致⒉露顶式闸门顶部在可能出现的最高挡水位以上应有~0.5m的超高。
⒊型式：最常用的有平面闸门和弧形闸门。
⒋布置：要考虑对闸室稳定、闸墩和地基的应力以及对上部结构布置的影响。
图9-20 平面闸门示意图图9-21 弧形闸门示意图五、分缝和止水沉陷缝、伸缩缝：防止闸室因地基不均匀沉陷或温度变化而产生裂缝。
每隔15~30m设一道缝。
止水：防渗，有水平止水和垂直止水。
图9-22 闸室沉陷缝布置图*水闸结构设计应根据结构受力条件及工程地质条件进行，其内容应包括：1、荷载及其组合；2、闸室和岸、翼墙的稳定计算；3、结构应力分析水闸结构设计时要校核土基所受压力是否超过其承载能力；校核闸室沿地基表面的抗滑稳定性和闸室连同部分地基的深层滑动可能性；计算闸基的沉降并考查其是否影响水闸的正常工作。
在这些验算校核得到安全可靠的保证的前提下，再进行闸室各部分的内力计算和应力分析，并进行结构配筋。
第六节闸室和闸基的稳定分析一荷载及荷载组合1、荷载⑴基本荷载：①自重；②水重；③相应于正常蓄水位和设计洪水位情况下的静水压力；④相应于正常蓄水位和设计洪水位情况下的扬压力；⑤相应于正常蓄水位和设计洪水位情况下的波浪压力；⑥土压力和泥沙压力；⑦风压力、冰压力、土的冻胀力、其他出现机会较多的荷载。
⑵特殊荷载：①相应于校核洪水位情况下水闸底板上的水重；②相应于校核洪水位情况下的静水压力；③相应于校核洪水位情况下的扬压力；④相应于校核洪水位情况下的波浪压力；⑤地震荷载；⑥其他出现机会较少的荷载。
第七节闸室的结构计算→分解成若干部件进行计算一、闸墩结构计算：1.计算模型：(1)平面闸门的闸墩→固定于底板的悬臂梁→材料力学法(2)弧形闸门的闸墩→一边固定、三边自由的弹性矩形板→弹性力学法2.主要荷载及荷载组合⑴主要荷载结构自重；水压力：纵向（顺水流方向），横向（垂直水流方向）；地震惯性力；交通桥上车辆刹车制动力⑵荷载组合(a)正常或非常挡水时期，闸门全关。
→主要核算顺水流方向（纵向）的应力分布。
平面闸门：闸墩底部应力，门槽处应力弧形闸门：闸墩牛腿及整个闸墩的应力(b)正常或非常挡水时期，一孔检修，相邻孔过水。
→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力。
→主要核算垂直水流方向（横向）应力分布(c)正常挡水时期闸门全关，遭遇强震。
→主要核算垂直水流方向（横向）的应力分布。
⒊平面闸门的闸墩的应力分析步骤⑴计算边闸墩和中闸墩的形函数：墩底水平截面形心位置和惯性矩I x、I y，面积矩S x、S y。
图9-25 闸墩结构计算示意图⑵计算墩底水平截面上的正应力与剪应力①顺水流方向（纵向）：最不利情况是闸门全关挡水、闸墩承受最大上下游水位差。
产生的水压力。
边闸墩或受力不对称的中墩水平截面上有扭矩作用。
闸墩边缘位于x—x轴上点的最大扭剪力可近似为：②垂直水流方向（横向）：最不利情况是一孔检修的情况，此时该孔上下游检修闸门关闭而相邻孔过水。
→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力等荷载。
⑶垂直截面上的应力计算（门槽处应力计算）对任一垂直截面位置，在任一高程取高度为1m的闸墩作为脱离体，其顶面、底面上的正应力和剪应力分布已由⑵得出，均属已知，由静力平衡条件可求出任一垂直截面上的N、M、Q，从而可以求出该垂直截面上的平均剪应力和平均正应力。
在门槽处截取脱离体（取上游段闸墩或下游段闸墩都可以），将其作为固结于门槽位置的悬臂梁，同理可求得门槽处垂直截面上的应力。
二 . 底板结构计算（开敞式闸室整体式平底板）常用方法：倒置梁法、反力直线分布法、弹性地基梁法。
各种算法都是以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，简化为平面问题进行计算。
倒置梁法忽视了闸墩处变位不等的重要因素，误差较大，因此不宜在大、中型水闸设计中采用；大、中型水闸，当地基为相对紧密度Dr≤的砂土时，由于变形容易得到调整，可用反力直线分布法计算，当地基为粘性土或Dr>的砂土时，可采用弹性地基梁法计算。
1.倒置梁法⑴计算模型及基本假定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。
假定：ⅰ.地基反力在顺水流方向直线分布ⅱ.地基反力在垂直水流方向均匀分布ⅲ.相邻闸墩间无任何相对位移倒置梁法计算十分简便，但假定地基反力在横向为均匀分布与实际情况不符，而且支座反力与闸墩铅直荷载也不相等，故只能在小型水闸中采用。
图9-26 倒置梁法及反力直线分布法简图图9-27 分离式底板接缝型式用偏心受压公式计算纵向（顺水流方向）地基反力。
②取横向单宽板条，按倒置连续梁计算内力并进行配筋。
⒉反力直线分布法⑴计算模型及基本假定以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，把闸墩当作底板的已知荷载进行计算。
假定 (a)地基反力在顺水流方向直线分布。
(b)地基反力在垂直水流方向均匀分布。
(c)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。