水工设计

编号（学号）：

课程设计

题目：进水闸设计

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完成日期：年月日

课程设计任务书

目录

第一部分节制闸的水力计算 (1)

第一节闸孔设计 (1)

第二节消能防冲设计 (2)

第三节海漫设计 (9)

第二部分防渗及闸基渗流验算 (11)

第一节验算地基轮廓长度 (11)

第二节渗流验算 (11)

第三部分结构布置 (14)

第四部分底板的结构计算 (15)

第一节计算各部分自重 (15)

第二节求地基反力 (15)

第三节底板内力计算 (16)

第五部分翼墙设计 (18)

附水闸结构图 (19)

附表 (20)

第一部分 节制闸的水力计算

水闸水力设计的内容一般包括：１）计算水闸的闸孔尺寸，以满足泄流或控制水位的要求；２）确定消能防冲设施，以保证在可能发生冲刷的情况下，水闸不致产生危险的冲刷；３）拟定闸门的控制运用方式。

第一节 闸孔设计

1、验算渠道的过水能力

采用公式Q=Ri c ω，可算出现渠道的过水能力Ｑ，同时同设计流量Ｑ设比较，如果Ｑ>Q 设，那么渠道能满足过水要求；如果Ｑ<Ｑ设，那么就需要扩建渠道断面，以加大底宽处理，直到Ｑ＝Ｑ设时为满足，已知：h=1.7m Q 设=16.5m 3/s i=1/6000 m=1.5 n=0.025。 (1) 取b=14.0m

w=(b+mh)h=(14.0+1.5×1.6)×1.6=26.14(m 2

)

x=b+2h 21m +=14.0+2×1.6×25.11+=19.13(m)

R=

x w =13

.1914.26=1.33(m) C=n 1

R 1/6=025

.01×1.331/6=41.95(m 1/2/s) Q=wC Ri =28.14×42.31×6000

1

40.1⨯

=16.19(m 3/s) (2)取b=14.1m

w=(b+mh)h=(14.1+1.5×1.6)×1.6=26.40(m 2)

x=b+2h 21m +=14.1+2×1.6×25.11+=19.87(m)

R=

x w =87

.1940.26=1.33(m) C=n 1

R 1/6=025

.01×1.331/6=41.59(m 1/2/s) Q=wC Ri =26.40×41.95×6000

1

33.1⨯

=16.49(m 3/s) (3)取b=14.2m

w=(b+mh)h=(14.2+1.5×1.6)×1.6=26.56(m 2)

x=b+2h 21m +=14.2+2×1.6×25.11+=19.97(m) R=

x w =97

.1956.26=1.33(m)

C=

n 1R 1/6=025

.01×1.331/6=41.95(m 1/2

/s) Q=wC Ri =26.56×41.95×6000

1

33.1⨯

=16.59(m 3/s)

2、初拟闸孔宽度

取钢筋混凝土闸门跨度b ’=2.1m ，分为3孔（n=3） b=nb ’=3×2.1=6.3m 堰前(3-5m)H 处的过水断面：w=(b+mh)h=(14.2+1.5×1.7)×1.7=28.48(m 2)

v=w Q =48

.285

.16=0.58(m/s)

H 0=H+g

v 22

=1.7+8.9258.02⨯=1.72(m)

h s =1.6m

0H h s =72

.16

.1=0.93 查附表2得 бs =0.74 堰孔净宽b=2.1m B=2.1+0.5=2.6m

B b =6

.21.2=0.8 查附表1可知'1m ='

2m =0.369 则'm =0.369

Q=бs 'm b g 22/30H =0.74×0.369×6.3×8.92⨯×1.723/2=17.17(m 3/s)

3、闸孔总宽度

D=2.1×3+0.5×4=8.3(m)

第二节 消能防冲设计

1、消力池深度、长度的确定

（1）计算闸门不同开度时的出水量Q 及第一共轭水深h 'c 及第二共轭水深h "c ①e=0.2时 H=1.7m H 0=1.72m b=6.3m

H e =7.12.0=0.12 μ0=0.6-0.18H e =0.6-0.18×7

.12.0=0.58 Q=μ0be 02gH =0.58×6.3×0.2×72.18.92⨯⨯=4.24(m 3/s) 查附表3可知 ε’

=0.616 q=

b Q =3

.624.4=0.67(m 3/s ·m) h 'c =ε

’

e=0.616×0.2=0.12(m)

h "c

=

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+1812

3'2'

c c gh q h =⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯⨯+112.08.967.081212.032=0.82(m) ②e=0.3时 H=1.7m H 0=1.72m b=6.3m

H e =7.13.0=0.18 μ0=0.6-0.18H e =0.6-0.18×7

.13

.0=0.57

Q=μ0be 02gH =0.58×6.3×0.3×72.18.92⨯⨯=6.26(m 3/s) 查附表3可知 ε’

=0.619 q=

b Q =3

.626.6=1.0(m 3/s ·m) h 'c =ε

’

e=0.619×0.3=0.19(m)

h "c

=

⎪⎪⎭⎫

⎝⎛-+1812

3'2'

c c gh q h =⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯⨯+119.08.90.181219.032=0.95(m)

③e=0.4时 H=1.7m H 0=1.72m b=6.3m

H e =7.14.0=0.24 μ0=0.6-0.18H e =0.6-0.18×7

.14

.0=0.56

Q=μ0be 02gH =0.56×6.3×0.4×72.18.92⨯⨯=8.19(m 3/s) 查附表3可知 ε’

=0.622 q=

b Q =3

.619.8=1.3(m 3/s ·m) h 'c =ε

’

e=0.622×0.4=0.25(m)

h "c

=

⎪⎪⎭⎫

⎝⎛-+1812

3'2'

c c gh q h =⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯⨯+125.08.93.181225.032=1.06(m)

④e=0.5时 H=1.7m H 0=1.72m b=6.3m

H e =7.15.0=0.29 μ0=0.6-0.18H e =0.6-0.18×7

.15

.0=0.55

Q=μ0be 02gH =0.55×6.3×0.5×72.18.92⨯⨯=10.06(m 3/s) 查附表3可知 ε’

=0.625 q=

b

Q =3.606

.10=1.60(m 3/s ·m) h 'c =ε

’

e=0.625×0.5=0.31(m)