水闸计算书_secret

第一章工程选址和闸型的选择
一、工程选址
可考虑三个方案：①原闸址上游(第Ⅲ方案)；
②原闸址(第Ⅰ方案)；
③原闸址下游(第Ⅱ方案)。

方案比较：
①方案Ⅲ：优点：闸址上移后减少xx河两岸堤围的防洪长度。

缺点：增加海堤的防潮长度，减少澄海市区的淡水面积，特别是由于现有桥闸上游附近存在大量的取水口，水闸上移新建后势必影响到这些取水口及引水渠系的正常使用，需择址破堤重建。

另外，水闸上移新建后势必打乱原有城市的规划框架，导致大量拆迁费用的产生。

②方案Ⅰ：本方案拟将旧桥闸拆除，并在原址按设计标准重建。

工程施工布置可利用现有河中砂洲经加高后作为纵向围堰分二期二年施工。

③方案Ⅱ：本方案拟将工程移至原闸址下游约2.8公里处新建，选择此处作为新闸址是因为澄海市城市规划中有一条城市干道延伸至此且新闸址地处市郊、河面相对开阔，河道水流较为平顺等有利条件。

但此时需在河中填筑一道纵向围堰和上、下游两道横向围堰。

经上面比较选原闸址(方案Ⅰ)为新建闸址位置。

二、桥闸选型
(一)闸孔型式及闸底板高程
开敞式及涵洞式两种基本闸型均可以采用，但若考虑运用和检修方便，则采用开敞式平底板较好，闸底板高程根据现有桥闸上下游河床的地形条件(闸上游30米处的河床高程-2.50米，闸下游60米处的河床高程-4.50米)，考虑重建后桥闸的最
大过流能力(尽可能减少设计情况下和校核情况下的过闸水头差)，重建工程的闸底高程取
-1.80米。

(二)孔口轮廓尺寸的拟定
从1：1000地形图上量得进水口宽度约360米，河床土质为砂壤土，q=10～15(m 3/s·m )。

B 0=Q/q=4850/（10～15）=485～323m 经比较选B 0=360m
以砂洲岛为界xx 闸分东西两闸，东闸16孔，西闸20孔(其中4孔为电站进水口不计水闸泄洪)；水闸为宽顶堰，闸底标高-1.80米(珠基，下同)，每孔净宽10米，采
用二孔一联结构，中墩厚1.2米，缝墩厚0.9米。

水闸总净宽 B 0=36×10=360米 水闸总宽度 B=23.025×16=368.4米 (三)闸上水位计算
采用1989年省设计院《韩江行洪控制线报告》的成果，各种频率的洪峰流量及相应的闸下游水位资料如下：
闸上水头
H 0=（g
m B Q
20 ）2/3 式中
H 0—计入行近流速水头的堰上水头； m —堰流流量系数，m=0.385； B 0—闸孔总净宽，B 0=320m ；
ε—堰流侧收缩系数，对于本水闸闸孔净宽b 0=10m ，中缝b s =11.2m ，缝墩(2
个)b s =11.2m 。

中墩侧收缩系数：
s
b b 0
=0.893，查表得ε=0.982； 缝墩侧收缩系数：s
b b 0
=0.847，查表得ε=0.975；
边墩侧收缩系数：s
b b 0
=0.917，查表得ε=0.986； ε=
4
1416985
.04975.014982.016++⨯+⨯+⨯=0.980
σ—堰流淹没系数，由
H h s
查表得出 从地形图上量得进水口总宽度B 上=460米(不计电站进水口)，河床高程H 河=-2.5米。

用试算法计算，结果如下表：
(四)闸顶高程的确定
设计情况(P=2%)：5.486+1=6.486m
校核情况(P=5%)：5.834+0.7=6.534m
取闸顶高程为6.6m。

第二章消能防冲计算
一、闸下水位～流量关系曲线
以2000年3月初实测的河道断面，采用推水面线的方法求得，并与汕头水文分局的测流成果比较，考虑今后环境变化，人类活动对工程的不利影响，从有利工程安全的角度出发，确定消能防冲计算时选用低潮位与挖砂深2米的组合水位流量关系曲线(E线)。

Q(m3/s)0100500100020003000
4110
(P=5%)
4850
(P=2%)
5410
(P=1%)
Z下(m)
-1.56
(起堆水
位)
-1.55-1.39-0.98-0.04-0.82 1.66 2.16 2.52
二、消力池
xx闸正常蓄水位2.65米，当来水量较大，超过水闸正常蓄水位时，即开闸放水，泄洪时，闸门开度控制为h e=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6、全开等10级开度。

(一)过流计算
(1)当h e/H≤0.65即h e≤2.9米时为孔流，查阅《水闸设计规范》(H=2.65－(-1.8)=4.45m)
Q=σ′μB0h e
2gH式中
h e—闸门开度；
μ—流量系数；
B0—水闸净宽，取320米；水闸总宽度B=368.4米；
σ′—淹没系数。

(2)当h e/H＞0.65即h e＞2.9米时为堰流，查阅《水闸设计规范》
Q=σεmB0h e
2gH式中
m—堰流流量系数，m=0.98；
ε—堰流侧收缩系数，由第一章计算得ε=0.98；
B0—水闸净宽，取320米。

(3)各开度过流情况
计算时下游水深h s采用上一级流量查H～Q关系曲线得到。

零流量闸下水位为-1.56米，经计算各级开度过流量情况如表：
闸门开度流量关系表
h e(m)0.20.40.60.8 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6全开Q(m3/s)35569210271353166922752853338538905018 Z下(m)-1.56-1.45-1.23-0.95-0.65-0.35-0.200.69 1.11 1.49
孔流堰流流态
自由出流σ= 1.0σ= 1.0
(二)池深及池长计算
消力池采用底流方式消能。

利用水利水电工程PC－1500程序集中消力池水力计算“D－3”程序计算得：消力池深 1.2米，消力池βLj长度取18米，则池总长Lsj=18+7.6=25.6米(计算过程具体见附录一至十，图形见附图1)
(三)消力池底板厚度计算
查阅《水闸设计规范》，满足抗冲要求的池底板厚度t=k1H
q∆式中
k1—消力池底板计算系数，k1=0.175～0.20；
q—消力池处的单宽流量；
△H—泄洪时上、下游水头差。

消力池底板厚度计算表
取t=0.5 m
三、海漫
查阅《水闸设计规范》，海漫长度
L p= k s H
'
∆
q'
q'—消力池未端单宽流量；
∆—泄洪时上、下游水头差；
H'
k s—海漫长度计算系数，k s=13～15。

海漫长度计算表
取L p =31 m 四、抛石防冲槽
(一)海漫未端的平均流速
V=q/"t h , "t h =Z 下－(-3.90)= Z 下+3.90 河床不冲允许流速[V]=0.5m/s(细砂) (二)河床冲刷深度
[]
t h v q t ''-'
'=''1
.1 抛石防冲槽底宽()h
h m m d t m k b 22121
1+-
''+=
m 1、m 2—防冲槽上、下游边坡系数，m 1=2，m 2=3； h —防冲槽砌置埋深，h=2.0m ； d —防冲槽上游坡砌置厚度，d=0.5 m ；
k —考虑块石在水流作用下铺砌不均匀的安全系数，k =1.1。

防冲槽计算表
(m3/s·m)
5%11.168.917 1.2515.64-19.44 4.62 2%13.179.287 1.4219.69-23.497.11 1%14.699.627 1.5322.69-26.498.95
第三章闸室结构布置
一、抗渗稳定
渗流计算采用改进阻力系数法。

(一)防渗长度计算
计算公式：
L' =C×△H
L'—计算渗径长度；
C—渗径系数；本水闸闸基为中、粗、细砂，取C=9；
△H—上、下游水位差
L'=CH=9×[2.65－(-1.56)]=37.89m
计算成果表
经计算，抗渗稳定安全系数k>1，故水闸抗渗稳定安全。

(二)地下轮廓布置
见附图2
(三)扬压力计算
(1)确定地基的有效深度
地下轮廓的水平投影长度L0=30m，地下轮廓的垂直投影长度S0=-1.8+4.2=2.4m。

L0/S0=30/2.4=12.5>5，故地基的有效深度T e=0.5L0=0.5×30=15m，地基实际深度T p=-1.8+27.30=25.5m。

因T e<T p，所以用T e进行计算。

各段渗透压力水头损失
闸基各角点渗透压力值
绘制渗压水头分布图见附图2。

渗流出口平均坡降
J=8
.1481.0=''s h i =0.267≤[J]=0.30～0.35
满足要求，不会发生渗透变形。

二、闸室结构布置 (一)闸底板
由于地质条件差，宜采用整体式底板，底板厚d=（51
～81）×B 0=（51～8
1）×10=2～1.25m ，取d=1.2m 。

底板长L=(3～4)H=(3～4)×(2.65+1.56)=12.63～16.84m ，取L=15m 。

(二)闸墩 见附图3
(三)工作桥、交通桥
工作桥见附图2，交通桥见附图3。

(四)闸门与启闭机 (1)工作闸门
工作闸门考虑风浪所产生的水位超高为0.2米，故闸门高度H 闸
=4.45+0.2=4.65m ，闸门宽L 闸=L 0+2d=10+2×0.2=10.40m 。

工作闸门采用平面钢闸门，双吊点滚轮支承。

(2)启闭机
启闭机采用卷扬式启闭机，一门一机。

G=0.012k 支k 材H 1.65B 1.85
=0.012×1.0×1.0×4.651.65×101.85 =10.73t
G —闸门结构活动部分重量；
k 支—闸门的支承结构特征系数，对于滚轮式支承取1.0 k 材—闸门材料系数，普通碳素结构钢制成的闸门为1.0 H —孔口高度，取4.65米。

B —孔口宽度，取10米。

平面闸门的总水压力：P=2
1
γh 2b=2
1×9.8×4.652×10=1060 KN 根据经验公式，初估算：
启门力：F Q =(0.10～0.12)P+1.2G=0.10×1060+1.2×110=238KN 闭门力：F W =(0.10～0.12)P －0.9G=0.10×1060－0.9×110=7KN
查《水工设计手册》，选用电动卷扬式启闭机型号QPQ －2×25，一门一机。

第四章 闸室稳定分析
计算时综合考虑了正常运用情况和地震情况两种情况。

计算时，水闸上游正常蓄水位2.65米，下游最低水位-1.56米。

一、闸室作用力(采用二孔一联结构，取一联计算) (一)闸室自重 (1)缝墩(2个)
W 1=π×2
9.02
×8.4×2.5=26.71 t
M 1=26.71×[7.5－（0.9－
14
.339
.04⨯⨯）]=186.44 t·m W 2=(0.9×5.5－0.25×0.5－0.33×0.63)×8.4×2.5×2=193.92 t M 2=207.9×3.85－5.25×6.35－8.73×3.488=736.63 t·m W 3=0.9×7.7×7.7×2.5×2=266.81 t M 3=266.81×(
2
7
.7+5.5+0.9－7.5)=733.73 t·m W 4=π×2
9.02
×7.7×2.5=24.48 t
M 4=266.81×(7.5－0.52)=170.87 t·m (2)中墩(1个)
W 1=π×2
6.02
×8.4×2.5=11.87 t
M 1=11.87×[7.5－（0.6－
14
.336
.04⨯⨯）]=84.87 t·m
W2=(1.2×5.8－0.25×0.5×2－0.33×0.63×2)×8.4×2.5=132.18 t
M2=146.16×4－5.25×6.35－8.73×3.488=520.85 t·m
W3=1.2×7.7×7.7×2.5=177.87 t
7.7+6.4－7.5)=489.14 t·m
M3=177.87×(
2
6.02×
7.7×2.5=10.88 t
W4=π×
2
M4=10.88×7.15=77.79 t·m
(3)工作桥(共2处)
W=（0.25×0.35×2+1.5×0.15）×2.5×23×2=46 t
M=46×3.35=154.1 t·m
(4)交通桥
W=(0.1×0.1×2×23+0.4×0.5×3×23+8×0.2×23+0.3×0.25×2×3.3+0.85×0.2×23)×2.5=136.56 t
M=136.56×3.5=477.96 t·m
(5)启闭机室
底层柱：0.5×0.5×6.1×2.5×6=22.88 t
首层梁板：（5×23×0.1+0.3×0.8×21.5×2+0.25×0.5×4×3+0.2×0.5×4.4×8+0.2×0.5×1.1×8）×2.5=69.3 t
启闭机座：（2.02×1.533×0.52×4+0.37×0.2×0.8×2－0.7×0.9×0.52×4）×2.5=13.1 t
启闭机：6×2=12 t
二层柱：0.5×0.4×3.1×6×2.5=9.3 t
墙体：0.2×1.2×21.5×1.8×2=18.6 t
屋面梁板：（0.92×23+0.25×0.7×21.5×2+0.25×0.5×42×3+0.2×0.4×4.5×6）×2.5=81.1 t
以上合计W=226.28 t M=226.28×3.58=810.08 t·m
(6)闸门
W=112=22 t M=22×3.5=77.0 t·m
(7)底板
W=22.32×23×2.5=1283.4 t M=0
闸室自重及对底板中心点O点力矩合计为：
∑W=2558.96 t
∑M=520.48 t·m
(二)水重
(1)闸前段
W=3.7×10×4.45×2=329.3 t
7.3）=1860.5 t·m
M=329.3×（7.5－
2
(2)闸后段
W=10.7×10×0.24×2=51.4 t
M=51.4×2.15=110.5 t·m
(三)扬压力
(1)浮托力
W=22.32×1.0×23=513.4 t
M=0
(2)渗透压力
15×23=452.3 t
W=（2.141+0.481）×
2
M=452.3×1.58=714.6 t·m (四)水压力
(1)P 1=2
1
×4.652×10×23=248.66 t M=248.66×（3
1×4.65+1.0）=634.1 t·m (2)P 2=（2.335+2.4+2.141）×2
2
.2×1.0×23=173.96 t M=173.96×0.21=36.5 t·m (3)P 3=2.642×2
1×1.0×23=80.15 t M=80.15×0.32=25.6 t·m
合计P 水=342.47 t M=623.2 t·m
(五)波浪压力(因下游水位极低，波浪压力很小，忽略不计) (1)波高和波长
设计风速 V 10=34m/s (69.7.28台风)
吹程 D F =5×520=2600m (闸前水面总宽为520m) 闸前风区平均水深H =2.65+1.8=4.45m
210V gD F =22.0 2
10
V H
g =0.0377 查《水闸设计规范》得
2
10
V H g L =5.5×10-3
H L =0.0155×342
÷9.8=0.65m
H
H L
=0.146 本水闸为二级建筑物，则P L =2%，L
L
h h =2.12
h L =2.12×0.65=1.378m T =4.0L h =3.22
L L =L
L L th
L H th T g 96.2717.16222=ππ
经试算得L L =15.3m (2) 波浪压力 (3) 临界水深 H Lj =
L
L L
L L h L h L L πππ22ln 4-+=1.562m H ＞H Lj 但H ＜
2
L
L =7.65m 故 闸底处波浪压力剩余强度 P LS =L
L L H
h
h πγ2sec =0.432t/m 2 波浪中心线至静水位的高度 h Z =
L
L
l L H
h
L h ππ2sec 2
=0.41m P 波=[（1.242+1.40）×0.2/2+（1.40+0.432）×4.45/2]×23=99.8t M=6.08×5.748+93.75×3.817=392.8 t·m (六)风压力
作用于建筑表面的风荷载W=K ·K Z ·W 0 式中 W 0—基本风压值，汕头地区W 0=70kg/m 2；
K Z —风压高度变化系数，启闭机室墙中距水面约12米，故K Z =1.06； K —风载体型系数，取压力及吸力之和，则K=1.3 W=1.06×1.3×70=96.46 kg/m 2 (1) 启闭机室
迎风面积 S=23×4.8=110.4m 2 P=96.46×110.4=10649kg=10.6t M=10.6×17.0=180.2t·m (2) 交通桥
迎风面积S=23×1.0=23 m2
P=96.46×23=2218.58kg=2.2t
M=2.2×9.6=21.2 t·m
(3)闸门
迎风面积S=23×4.65=107.0 m2
P=96.46×107.0=10316kg=10.3t
M=10.3×3.525=36.3 t·m
(七)地震水平力(顺水流方向)
P=K H C ZαW式中
K H—水平地震惯性力，对8度地震K H=0.2；
C Z—综合影响系数，取1/4;
α—地震加速度分布系数；
W—建筑物重量；
P=0.05αW
(1)水闸闸墩
P=0.05×1.5×844.72=63.4t
M=63.4×5.22=330.9t·m
(2)工作桥及交通桥
P=0.05×2.0×182.56=18.3t
M=18.3×9.5=173.85t·m
(3)启闭机室
底层柱P1=0.05×2.65×22.88=3.0t
M1=3.0×13.5=40.5t·m
首层梁板、机座、启闭机
P2=0.05×3.3×94.4=15.6t
M2=15.6×16.5=257.4t·m
二层柱P3=0.05×3.65×9.3=1.7t
M3=1.7×18.1=30.77 t·m
墙体P4=0.05×3.43×18.6=3.2t
M4=3.2×17.1=54.72 t·m
屋面梁板P5=0.05×4×81.1=16.2t
M3=16.2×19.7=319.14 t·m
以上合计P=39.7t M=662.03 t·m
(4)闸门
P=0.05×1.5×22=1.7t
M=1.7×3.525=5.8 t·m
(5)底板
P=0.05×1.0×1283.4=64.2t
M=64.2×0.6=38.5 t·m
闸室自重产生地震水平力合计如下：
∑P震=63.4+18.3+39.7+1.7+64.2=187.3t
∑M震=330.9+173.85+662.03+5.8+38.5=1171.08 t·m
(八)地震动水压力
单位宽度的总地震动水压力
P=0.65K H C ZγH02，其作用位置由水面算起为0.54H0，
因闸下游水深极浅，忽略其动水压力。

P=0.65×0.2×1/4×1.0×4.452=0.6t/m
0M =0.6×（5.65－0.54×4.45）=1.9 t·m
二、闸室基底应力及抗滑安全系数 (一)闸室基底应力
W
M
A G ∑±
∑=
max min σ式中 ∑G —作用于闸室结构上全部竖向荷载；
∑M —作用于闸室结构上全部荷载对基底面形心轴的力距； A —闸室基底面的面积，A=23×15=345m 2； W —闸室基底面对其形心轴的抵抗矩。

W=6
1BL 2=6
1×23×152=862.5m 3 基底应力不均匀分布系数m in
m ax
σση=
＜[η] [η]—基底应力不均匀分布系数容许值。

(二)抗滑稳定计算 K c =
P
G
f ∑∑ 式中：f —闸室基底面的摩擦系数，对于地基土为细砂，f=0.40； ∑P —作用于闸室结构上全部水平向荷载。

(三)闸室荷载组合情况
(1)正常运用情况：自重、水重、扬压力、水压力、波浪压力、风压力 ∑G=2558.96+329.3+51.4－513.4－452.3=1973.96t 风压力方向
往下游：∑M=520.48+1860.5－110.5－714.6－623.2－392.8－180.2－21.2=338.48t ·m ∑P=342.47+99.8+10.6+2.2=455.07 t →
往上游：∑M=520.48+1860.5－110.5－714.6－623.2+392.8+21.2+36.3=1382.98t·m ∑P=342.47－10.6－2.2－10.3=319.37 t →
(2)地震情况：
荷载组合：自重、水重、扬压力、水压力、地震惯性力
∑G=1973.96t
地震水平力方向：
往下游：∑M=520.48+1860.5－110.5－714.6－623.2－1171.08－1.9=-240.3t·m ∑P=342.47+1171.08－0.6=530.37 t →
往上游：∑M=520.48+1860.5－110.5－714.6－623.2+1171.08=2103.76t·m ∑P=342.47－187.3=155.17 t →
(四)汇总计算
第五章 闸室结构计算
第一节 水闸底板计算
一、不平衡剪力分配系数计算 d 1=1.2m d 2=0.9m d=d 1+2d 2=3.0m
h=（6.6+5.9）÷2+1.80=8.05m δ=1.2m l =23/2=11.5m
y 0=2.12305.80.32.15.1105.80.32
12212
222⨯+⨯⨯-⨯⨯=+-δδl dh l dh =1.558m I=31dh 3－21dh 2y 0+0333
2
y l l δδ+ =31
×3.0×8.053－21×3.0×8.052×1.558+
3
2×1.23×11.5+11.5×
1.22×1.558
=409.27m 4 剪力分配系数
中墩：362.02.1)558.1305.82(27.409605.8)32(62
1021=⨯⨯-⨯⨯=
-=d y h I h β 缝墩：271.09.0)558.1305.82(27.409605.8)32(62
2022=⨯⨯-⨯⨯=
-=d y h I h β 底板：096.05.11)558.132.12(27
.40932.1)32(32
02
2=⨯⨯-⨯⨯=
-=l y I δδβ
三、底板受力分析
以正常运用情况(风压力方向往下游)为例，计算情况如下：
(
(Q N 11β='
=0.362×147.94=53.55t
每个缝墩分配的不平衡剪力
Q N 22β='
=0.271×147.94=40.19t
底板分配的不平衡剪力
Q Q 3β=∆=0.096×147.94=14.20t
(三)底板荷载计算 (1)上游段 ① 均布荷载 底板不平衡剪力：23
420
.14⨯=0.154t/m ↑ 底板自重：23
424
.342⨯=3.72 t/m ↓ 水重：
23
43
.329⨯=3.58t/m ↓
浮托力：160.1/4×23=1.74 t/m ↑ 渗透压力：176.59/4×23=1.92 t/m ↑ q=3.72+3.58－0.154－1.74－1.92=3.49 t/m ↓ ②中墩集中荷载 中墩不平衡剪力：4
55
.53=13.39t ↑ 中墩自重：
4
75
.88=22.19 t ↑ 工作桥、启闭机室：4
2
/67.140=17.58t ↓
P 中=22.19+17.58－13.39=26.38 t ↓ ③缝墩集中荷载
缝墩不平衡剪力：
4
09
.40=10.02t ↑ 缝墩自重：4
2
/51.136=17.06 t ↓
工作桥、启闭机室：4
2
/67.140=17.58t ↓
P 缝=17.06+8.79－10.02=15.83 t ↓ (2)下游段 ② 均布荷载 底板不平衡剪力：23
1120
.14⨯=0.06t/m ↓ 底板自重：23
1116
.941⨯=3.72 t/m ↓ 水重：
23
114
.51⨯=0.20t/m ↓ 闸门：22.0/11×23=0.09 t/m ↓ 浮托力：353.3/11×23=1.40 t/m ↑ 渗透压力：275.54/11×23=1.09 t/m ↑
q=0.06+3.72+0.20+0.09－1.40－1.09=1.58 t/m ↓ ②中墩集中荷载
中墩不平衡剪力：11
55
.53=4.87t ↓ 中墩自重：
11
05
.244=22.19 t ↓ 工作桥、启闭机室：11
2
/87.26=12.19t ↓
P 中=4.87+22.19+12.19=39.25 t ↓ ③缝墩集中荷载
缝墩不平衡剪力：
11
09
.40=3.64t ↓ 缝墩自重：
2
/41.375=17.06 t ↓
门前
段 7.33 4.28 78.27 28.33 21.21 7.51
3.56 32.69 20.55 ③
门后
段 1.55 36.96 25.08 ④
地震情况
门前
段
6.00 5.44 155.32 56.23 42.09 14.91
3.48 25.71 15.33 ⑤
门后
段 1.58 39.49 26.98 ⑥
门前
段
8.16 3.28 9.61 3.48 2.60 0.92
3.63
38.9 25.2 ⑦
门后
段
3.70
34.7 23.39 ⑧
经分析，底板内力计算只选取受力较大的4种工况： 门前段：③、⑦ 门后段：②、⑥ 四、底板内力计算及配筋
经地基处理后地基变形模量E 0=300kg/cm 2,200#砼弹性模量取E h =2.6×105 kg/cm 2×0.625=1.625×105 kg/cm 2，则梁的柔度指数
2.16)2
5.11(10625.130010)(10
3
530=⨯⨯==h l E E t h 由于地质钻探表明，底板下压缩层深度h '=24m ，则
1.25
.1124=='l h ＞2，按半无限深弹性地基梁法计算内力。

(一)计算简图
边茶载叠加原则：如果边荷载使底板内力减少，则边荷载的影响不予考虑；如果边荷载使底板内力增加或改变符号，则按全部考虑。

(二)板上荷载产生内力
(1)均匀荷载q ：Q=0.01ql Q ， M=0.012ql M (t=15)
ε
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Q
0 -1.2 -2.5 -3.8 -5.1 -6.4 -7.6 -8.5 -8.5 -6.5 0 M
5.1
5.0
4.9
4.6
4.1
3.6
2.8
2.0
1.1
0.4
(2)集中荷载P 中：Q=0.01p Q ， M=0.01pl M (t=10，α=0)
ε
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Q
-50 -43 -36 -29 -24 -19 -14 -11 -9 -6 0 M
22 17
13
10
7
5
3
2
1
(3)集中荷载P 缝：Q=±0.01p Q ， M=0.01pl M (t=10，α=0)
ε
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 右
Q
-14 -13 -12 -10 -7 -2 5 16 32 58 100 M
-10 -12 -13 -14 -15 -15 -15 -14 -12 -8 0 左
Q
-14 -14 -14 -13 -13 -12 -10 -9 -7 -4 0 M
-10 -9 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 ∑
Q
0 1 2 3 6 10 15 25 39 62 100 M
-20
-21
-20
-20
-20
-19
-18
-16
-13
-8
(4)力偶荷载M 中：Q=±0.01l
Q
， M=0.01m M (t=10，α=0)
ε
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Q
-84 -82 -77 -70 -62 -54 -46 -36 -22 -8 0 M
50
42
34
26
20
14
9
5
2
(5)力偶荷载M 缝：Q=±0.01l
Q
， M=±0.01m M (t=10，α=±1) ε
0.0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 右
Q
-54 -62 -71 -79 -87 -94 -97 -96 -85 -58
M
-24 -29 -36 -44 -52 -61 -70 -80 -89 -97 -100 左
Q
-54 -46 -39 -33 -27 -21 -17 -12 -8 -4 0 M
-24
-19
-14
-11
-8
-5
-3
-2
-1
0 0 ∑
Q
-108 -108 -110 -112 -114 -115 -114 -108 -93 -62
M
-10
-22
-33
-44
-56
-67
-78
-88
-97 -100
(三)板外荷载产生内力
边荷载P1～P10、Q=±±0.01p
M(t=10)
Q， M=0.01pl
(四)正常运用情况
(1)门前段
q=3.56t/m，P中=32.69t，P缝=20.55t，P1～P10=7.96t，P11～P15=15.92t
(2)门后段
q=1.58t/m，P中=39.25t，P缝=26.79t，P1～P10=6.46t，P11～P15=12.91t
(五)地震情况(顺河流方向)
(1)门前段
q=3.63t/m，P中=38.9t，P缝=25.2t，P1～P10=8.64t，P11～P15=17.28t
(2)门后段
q=1.58t/m，P中=39.49t，P缝=26.98t，P1～P10=6.49t，P11～P15=12.98t
(六)内力包络图 (1)剪力Q
综合各种工况，+m ax Q =26.98t ，+
m in Q =-19.63t(遇地震情况)
设计水闸底板C25铪，板厚1.2m ，砼保护层6cm ，则KQ max =1.6×26.98=43.17t 0.07f c bh 0=0.07×125×100×110/1000=96.25＞KQ max 底板截面尺寸满足要求。

(3) 弯矩
综合考虑边荷载的影响情况，底板各部位弯矩情况如下：
第二节 水闸闸墩计算
一、中墩
1、正常运用情况
2
L
I M A W •∑±∑-
=σ式中 ∑W —垂直力的总和；
∑M A —闸墩底截面面积，A=BL=1.2×1.5=18m 2；
I —闸墩底截面对Ⅰ－Ⅰ轴的惯性矩，I=B(0.98L)3/12=317.7m 4
名称 W(t) M(t·m) 中墩自重 332.8 19.51 工作桥自重 23 77.05 交通桥自重 68.28 238.98 启闭机室自重 117.67 411.85 上游水压力 164.5 下游水压力 0.03 合计
541.75
142.39
246.3336.31/2
157.31739.1421875.541m t -=⨯±-
=σ＜1100t/m 2
(C20砼轴心抗压强度) 2、检修情况
2
L I M A W •∑±∑-
=σ式中 I —闸墩底截面对Ⅱ－Ⅱ轴的惯性矩，I=BL 3/12=2.16m 4
名称 W(t) M(t·m)
中墩自重 332.8 工作桥自重 23 交通桥自重 68.28 启闭机室自重 117.67 车辆荷载 100 墩外水压力 220.6 墩内水压力 -44.1 合计
341.75
176.2
260.8429.13/2
2.116.22.1761875.641m t -=⨯±-
=σ＜1100t/m 2
(C20砼轴心抗压强度) 出现负应力，需配筋。

二、缝墩 1、正常运用期
A=BL=0.9×1.5=22.9m 2 I=B(0.98L)3/12=238.2m 4
248.1878.15/1598.429.2231.392m t =⨯±-
=σ＜1100t/m 2
2、检修情况
I=BL 3/12=0.91m 4
254.10773.66/2
9.091.02.1769.2231.467m t -=⨯±-
=σ＜1100t/m 2
出现负应力，需配筋。

第六章地基处理
一、地质概况
场地土类别：按场地范围内20米深度以上土层来综合评定场地土类别的原则，从表中所列可知，20米深度以上土体主要为淤泥及淤泥质土，均属Ⅲ类土，因而场地类别为
Ⅲ类，属对抗震不利场地。

砂地液化评定：从砂土层“液化”判定结果看，表面砂层及淤泥和淤泥质土均属地震时可能“液化”的砂土体。

＞5，故按平面问题(条形基础)求解。

闸室竣工期地基应力最大，
σ=73.3KPa，
m ax
σ=42.8KPa。

min
(1)地基中自重应力计算
地质钻探表明，工程场址地下水位1.58～0.8(珠基)，故土层重量均以浮容重计。

土层容重及厚度
土层砂淤泥淤泥质土淤泥质粉质粘土
(2)基底沉降计算压力的分布
将闸室基底梯形应力分为均布及三角形两部分(均布P s=42.8KPa，三角形P t=30.5KPa) ,分别计算底板中心及两侧1、2点。

基土中压缩压力计算表
(二)承载力计算
(1)设计基底应力
闸底板下有一层厚0.8～2.4米砂层，其承载力9 t/m2，能满足设计要求，但由于基底下有深达20多米软弱下卧层，需对其承载力进行验算。

(2)下卧层验算
查阅沉降计算成果，基底各土层附加应力及承载力情况如下表：
从表中可以看出，软弱下卧层(淤泥)容许承载力不能满足设计要求，天然地基需要处理。

(三)抗震复核
因闸底下20米范围内的各层质土均可能“液化”，本工程为8度抗震设防，天然地基需要经处理才能满足设计要求。

三、地基处理方案
查阅水闸设计规范，闸基处理主要有刚性方案和柔性方案，其中刚性方案有预制桩、灌注桩等，柔性方案有换砂垫层、粉喷桩、振冲碎石桩等。

很明显，由于换砂垫层方案只解决地基承载力不足问题，而无法解决地震“液化”、后期沉降等其它问题，故将其剔除。

对预制桩、灌注桩粉喷桩、振冲碎石桩等方案进行比较后，经。