水闸稳定计算知识分享
闸室的稳定计算
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
第六节
闸室的稳定计算、沉降校核及地 基处理
一、荷载计算及荷载组合 二、稳定分析 三、闸基的沉降 四、地基处理
一、荷载计算及荷载组合
1、荷载
作用在水闸结构 上的主要荷载有 自重、水重、静 水压力、扬压力、 浪压力、泥沙压 力、土压力及地 震荷载等
2、荷载组合
荷载 计算情况
荷载
组合
重 静水 扬压 浪压 泥沙 地震
一荷载计算及荷载组合二稳定分析三闸基的沉降四地基处理作用在水闸结构上的主要荷载有自重水重静水压力扬压力浪压力泥沙压力土压力及地震荷载等荷载组合计算情况正常挡水情况基本情况设计洪水情况按检修期低水位条件或其他可能时期计算各种荷载校核洪水位情况按校核洪水位进行计算特殊情况地震情况按正常挡水位组合计算静水压力扬压力浪压力等地震烈度大于6度时考虑地震组合影响一般分为施工完建运用检修等情况进行计算土基上的闸室稳定计算应满足
Pmax
Pm in
3、沿闸室基础底面的抗滑稳定安全系数， 应大于允许值，即
KC KC
4、验算闸基的整体稳定 （1）在竖向荷载作用下的地基承载力 （2）在竖向荷载和水平荷载共同作用下，
地基承载力核算。
2、计算方法
（1）验算闸室基底压力 当结构布置及受力情况对称时
水闸闸室稳定计算方法与重力坝
水闸闸室稳定计算方法与重力坝水闸是一种常见的水利工程设施，主要用于调节水流量，控制水位，保护农田和城市。
而水闸的关键部分就是闸室，它不仅要能够稳定地承受水压力，还要具备一定的防洪能力。
本文将介绍水闸闸室稳定计算方法，并比较其与重力坝的异同。
1.水闸闸室稳定计算方法水闸闸室的稳定性分析是水利工程设计的重要环节之一。
根据力学原理，当水位上升时，水闸闸室所受到的水压力也会增大，如果不加以控制，就会导致闸室的破坏或倒塌。
因此，需要对闸室的稳定性进行计算和分析，以确定其承载能力和防洪能力。
水闸闸室的稳定性分析主要包括以下几个方面：（1）闸室的基础承载力闸室的基础承载力是指闸室基础抵抗地基承载力的能力。
在计算基础承载力时，需要考虑闸室的几何形状、材料强度和地基的承载能力等因素。
可以采用现场勘探和试验、数值模拟等方法进行计算。
（2）闸室的水压力闸室的水压力是指闸室所受到的水力作用力。
可以通过测量水位、流量和闸室尺寸等参数来计算。
水压力的大小与水位高度、流量大小和闸室的几何形状等因素有关。
（3）闸室的自重力闸室的自重力是指闸室本身的重力。
计算闸室的自重力需要考虑闸室的几何形状和材料密度等因素。
（4）其他荷载闸室还可能承受其他荷载，如风荷载、温度荷载等。
这些荷载的大小和作用方式需要根据具体情况进行分析和计算。
通过综合考虑以上因素，可以计算出闸室的稳定系数和安全系数。
当稳定系数小于1或安全系数小于1时，说明闸室的稳定性存在问题，需要进行加固或改进。
2.水闸闸室与重力坝的异同虽然水闸闸室和重力坝都是水利工程中常见的建筑物，但二者在结构形式和稳定性分析上存在着一些异同。
（1）结构形式水闸闸室和重力坝的结构形式存在显著差异。
闸室一般是一个矩形或梯形的建筑物，其上部设有闸门，下部通常为水泄孔或底洞。
而重力坝则是一种大型的混凝土结构，其主要作用是防洪和蓄水。
（2）稳定性分析闸室和重力坝的稳定性分析方法也有所不同。
闸室的稳定性分析需要考虑水压力、自重力、基础承载力和其他荷载等因素，而重力坝的稳定性分析则需要考虑水压力、地震力、温度变化等多种荷载。
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力计算水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制和调节河流、水渠等水体的水位和流量。
水闸的过流能力计算是设计和运行水闸的重要环节，它能帮助工程师了解水闸的性能和能否满足流量要求。
本文将介绍水闸过流能力计算的基本原理和方法。
一、水闸过流能力的定义水闸的过流能力是指水闸在特定的流量条件下能够承受的水流量。
水闸的过流能力通常由设计流量来确定，该设计流量是根据该水闸所在水体的流量特征以及相关工程需求来确定的。
二、水闸过流能力计算的基本原理水闸的过流能力计算一般采用流量方程来进行，该方程描述了水流通过水闸的流动情况。
根据连续性方程和水力学基本原理，可以得到如下方程：Q=CHH^b其中，Q表示流量，C表示局部阻力系数，H表示水头，b表示方程中的指数。
该方程根据实际情况和经验关系，可以选择不同的局部阻力系数和方程指数，从而适应不同的水闸类型和工程要求。
三、水闸过流能力计算的方法1.经验公式法经验公式法是一种常用的水闸过流能力计算方法，根据水闸的类型和结构特点，选择相应的经验公式进行计算。
这些经验公式的形式多种多样，如：勒库泽公式、鲁多尔夫公式等。
这些公式一般是基于实际水利工程的试验数据得出的，因此在一些情况下可以提供相对准确的结果。
2.物理模型试验法物理模型试验法是通过建立具有相似关系的模型，对水闸的过流能力进行试验来计算。
该方法需要进行大量的试验和测量工作，因此在实际工程中一般用于对特殊或关键水闸的过流能力进行验证和确认。
3.数值模拟法数值模拟法是通过使用计算机模拟水流在水闸中的运动过程，来计算水闸的过流能力。
该方法基于数学模型和流体力学原理，通过对水流进行网格离散和边界条件设定，采用数值方法求解流动方程，从而得到相应的流量计算结果。
数值模拟法在计算精度和计算效率方面较高，因此在现代水利工程计算中得到了广泛应用。
四、水闸过流能力计算的影响因素水闸的过流能力计算受到多种因素的影响，如：水闸的几何形状、槽型、过水坡降、阻力系数、运行状况等。
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。
水闸稳定计算PPT课件
(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
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2．提高闸室抗滑稳定的工程措施
理论5-3 水闸的稳定分析与地基 处理 （教材5-7,p219）
一、闸室的稳定计算
（一）荷载及其组合
作用在水闸上的荷载 主要有自重、水重、水平 水压力、淤沙压力、扬压 力、浪压力、土压力等。
水闸正常挡水时的荷载计算简图1
1.水平水压力。作用在铺盖与底板连接处的水平水压 力因铺盖所用材料不同而略有差异。如图5—25 （a）和（b）所示。
3
荷载组合 荷载组合分为基本组合与特殊组合两类。
基本组合:由基本荷载组成； 特殊组合:由基本荷载和一种或几种特殊荷载 组成。
荷载见表5—19
4
5
（二）闸室抗滑稳定计算
1．计算公式
（1）土基上水闸闸室沿底板与地基间滑动
对于小型水闸
Kc
f G H
（5-37）
对于大、中型水闸
Kc tg0G C0 A （5-38）
H
式中： G——作用在闸室单元上总的垂直力；
H——作用在闸室单元上总的水平力；
f——闸室底面与土基间的摩擦系数， 根据现场 试验资料选取，初
设时参见表5-15。
0、C0——分别为闸基土体的内摩擦角和凝聚力，见表5-16；
A——闸室单元的底面积。
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（2）岩基上水闸闸室沿底板与地基间滑动
f 'G C ' A Kc
水闸稳定分析和地基处理
•增加闸室底板齿墙深度；
•增加铺盖长度或帷幕灌浆深度，或在不影响防渗安全的条
件下，将排水设施向水闸底板靠近；
• 利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，但闸室自身的抗滑稳定安 全系数不应小于1.0，阻滑板应满足抗裂要求 ； •增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构。
W1
W2
U
S 0.8 f (W1 W2 U )
（2）基底应力和闸室沉降的验算
对于结构布置及受力情况对称的闸孔，闸基上 下游端的地基压应力：
pmax
min
G M A W
对于结构布置及受力情况不对称的闸孔，闸基上 下游端的地基压应力：
pmax
min
G M A Wx
x
M Wy
y
( pmax pmin ) p [ p] 2
（1）表层抗滑稳定验算 土基上水闸沿地基面的抗滑稳定安全系数
Kc f G
H
Kc
tan 0 G c0 A
H
岩基上水闸沿地基面的抗滑稳定安全系数
Kc f G
H
Kc
f G C A
H
提高闸室抗滑稳定性的措施
•将闸门位置略向低水位一侧移动，或将底板向高水位一侧加长 •适当增大闸室结构尺寸；
第六节
闸室的稳定分析和地基处理
教学内容：闸室的稳定分析；沉降校核；地基处理。
教学要求：了解闸基整体稳定的验算、沉降校核的
基本方法、地基处理的种类及适用条件。
掌握闸室稳定性及其安全指标；
闸室浅层抗滑稳定计算方法。
教学重点：闸室浅层抗滑稳定计算。
一、荷载及其组合
自重 水重 水平水压力
扬压力
浪压力 泥沙压力 土压力 地震力
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。
水闸闸室的稳定分析和地基处理
水闸闸室的稳定分析和地基处理闸室在运用、检修或施工期都应该是稳定的。
在运用期，闸室受到水平推力等荷载作用，有可能沿着地基面滑动（通常称为表层滑动），还可能连同一部分地基土体滑动（通常称为深层滑动）。
闸室竣工时，一般地，闸室地基表面所受的应力很大，或者应力分布很不均匀，这不但使闸室高程降低，而且会使闸基倾斜甚至断裂，地基也有可能失去稳定性。
因此，必须验算闸室的稳定性，以保证在各种情况下闸室均能安全可靠地运用。
1荷载计算及组合1.1荷载计算闸室荷载主要有以下7种（图7-44）。
1. 自重自重指闸室自身重力，包括底板、闸墩、胸墙、工作桥及桥墩、交通桥、便桥、闸门及启闭设备等的重力。
2. 水重水重指闸室范围内作用在底板上面的水体重力。
3. 水平水压力水平水压力指胸墙、闸门及闸墩侧面所受到的水平水压力。
当有钢筋混凝土铺盖时（图7-45），止水片以上的水平水压力按静水压力分布考虑；止水片以下缝内的水平水压力按下述方法计算：由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的静水压强（相对于下游水位）与渗透压强之和，在止水片以下的缝内水流状态可以认为是静止的，所以，缝内渗透压强处处相等，其数值即为缝底这一点（图7-45中的第7点）的渗透压强，而缝内静水压强按一般方法计算。
图 7-44 闸室荷载（第5版 图7-41 图名相同）1p 、2p 、3p —水平水压力；zl p —波浪压力；G —底板重；1G —启闭机重；2G —工作桥及桥墩重；3G —胸墙重；4G —闸墩重；5G —闸门重；6G —交通桥重；1w G 、2w G —水重；b p —扬压力；fb p —浮托力；sb p —渗透压力；f F —地基反力；p h —波浪高度；z h —波浪中心线超出计算水位的高度；m L —波浪长度图 7-45 闸室上游水平水压力计算图（单位：m ）图7-45所示，已知第7点渗透压强为31.9kPa ，第8点渗透压强为30.5kPa ，通过上述计算即可获得闸室上游面各点水平水压强及其分布情况。
讲座-6-6 闸室的稳定计算学习文档
• （3）判断波浪的形式 • H1≥Hk和H1≥ 时，波浪形态为深水波。 • 当H1≥Hk和H1< 时，波浪形态为浅水波。 • 当H1<Hk时，波浪形态为破碎波
• （4）破碎波浪压力计算分布
• 式中：
• Pj——计算水位处的浪压力强度，KN/m2； η——闸门底面处的浪压力强度折减系数，当 H1>1.7(hp+hz)，取η=0.5；否则η=0.6；
• 闸底计算应力应该满足一定要求才能保证闸室 安全运行。《水闸设计规范》（SL265-2001） 规定：
垂直水流方向，结构、受力不对称的 闸室
• 当所取的闸室计算单元在垂直水流方向，结构、 受力均不对称时，计算单元顺水流方向及垂直 水流方向的基底压力为：
• 式中 ： 、 分别为作用在闸室基底面顺 流向和垂直流向形心轴的力矩,kN.m；Wx、 Wy：分别为闸室基底面顺流向和垂直流向形 心轴的截面模量,m3。
• 垫层的厚度，由底部软弱土层的承载能力确定， 应满足：
• 为垫层本身的重量所产生的压力,kN/m； • 为传至垫层底部层面的附加压力；
• 条形基础：
• 矩形基础：
• 为下卧土层的允许承载 力, kN/m2；
• 为扩散角，一般中粗砂 地基的扩散角 =300~350， 粘土地基的扩散角 =200~220。
• ——即为不同累计频率P（%）下的波高 ， m； Ki——闸前河底坡影响系数。
• （3）地震荷载
• 水闸抗震计算包括抗震稳定和结构抗震强度计 算。对于闸室和两岸连接建筑物极其地基，应 进行抗震稳定计算；各部位的结构构件应进行 抗震强度计算。水闸的地震作用效应计算可采 用动力法或拟静力法进行计算。
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。
个人干货分享2-排水闸稳定及结构计算
排水闸稳定及结构计算1.各排水闸概况1.1水文资料根据xx县城堤防总体规划，县城河堤共有5个排水闸，xl河有两个排水闸：xx 中学排水闸和lgj排水闸，bs河有三个排水闸：sf排水闸、slt排水闸、及lj围排水闸。
河堤上的排水闸主要作用是：平时能正常排泄内积水，洪水到来时关闸挡水，不让洪水涌入。
根据水文资料，排水闸排涝标准按十年一遇（P=10%）洪水，24小时暴雨产生的洪水总量，24小时排干计算。
根据《xx县城区防洪工程洪水计算书》可知各排水闸的水位资料，详见排水闸洪水成果表1.1-1。
表1.1-1 各排水闸洪水成果表1.2地质资料根据《xx县城区防洪工程地质勘探可行性研究报告》，可知各排水闸地基主要物理指标表1.2-1。
表1.2-1 各排水闸地基土质主要物理指标表1.3等级与安全系数根据《xx县城堤防加固工程可行性研究报告》xl河、bs河大堤加固工程等级为三等，水闸为主要建筑物，其等级为三等，根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸整体抗滑稳定安全系数为：基本组合：1.25；特殊组合Ⅰ：1.10。
土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值为：基本组合：2.50；特殊组合3.0.闸基抗渗稳定性要求水平段和出口段的渗流坡降必须小于规范要求，见下表6.0.4。
表6.0.4 水平段和出口段允许渗流坡降值1.4地震烈度xx 县基本地震烈度为Ⅵ，按《水闸设计规范SL265-2001》，设计时不考虑地震作用。
2.主要计算公式及工况2.1闸孔净宽B 0计算公式根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸的闸孔净宽B 0可按公式（A.0.1-1）～（A.0.1-6）计算：2302Hg m QB σε=（A.0.1-1）单孔闸 4001171.01s s b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ε （A.0.1-2）多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时 NN bZ εεε+-=)1( （A.0.1-3）4001171.01Z ZZ d b b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=ε （A.0.1-4）400000221171.01b d b b b d b b Z b Z b ++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++--=ε （A.0.1-5）4.000131.2⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H h H h s s σ （A.0.1-6） 式中 0B ——闸孔总宽度（m ）； Q ——过闸流量（m 3/s ）；0H ——计入行近流速水头的堰上水深（m ），在此忽略不计； g ——重力加速度，可采用9.81（m/s 2）； m ——堰流流量系数，可采用0.385；ε——堰流侧收系数，对于单孔闸可按公式（A.0.1-2）计算求得或由表A.0.1-1查得；对于多孔闸可按公式（A.0.1-3）计算求得；b 0——闸孔净宽（m ）；b s ——上游河道一半水深处的宽度（m ）； N ——闸孔数；Z ε——中闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-4）计算求得或由表A.0.1-1查得，但表中b s 为b 0+d z ； d z ——中闸墩厚度（m ）；b ε——边闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-5）计算求得或由表A.0.1-1查得，但表中b s 为b Zb d b ++20； b b ——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离（m ）；σ——堰流淹没系数，可按公式（A.0.1-6）计算求得或由表A.0.1-2查得；hs ——由堰顶算起的下游水深（m ）。
水闸设计及闸室稳定计算
[附录一： 泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算1.1设计资料：根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节，平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适，因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m 。
根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰，堰顶高程1852.40m ，过闸水流流态为堰流。
汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m 3/s,校核洪水流Q 校=1368 m 3/s 。
因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式：232Hg mbQ δε=δ- 为淹没系数，取为1.0；m ---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385； ε--为侧收缩系数，先假定为1.0；H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头； b —闸门净宽；来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担，这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。
初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+（0.2—0.3m ）=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位，用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量，二者相加等于实际流接近计算工作情况下的洪水流量时，该水位就为所求。
因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式：232Hg mbQ δε=δ- 为淹没系数，取为1.0m ---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3.ε--为侧收缩系数，先假定为1.0；H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头。
b —闸门净宽计算结果如附表1-1，1-2（a ）设计洪水情况下：洪水流量Q=1018 m 3/s 。
水闸计算公式范文
水闸计算公式范文水闸是一种用于调节水流的结构物，它常用于水利工程中的水库、渠道等地方。
水闸的设计与计算是确保水闸正常工作的重要环节。
下面将介绍水闸的计算公式及其相关内容。
1.水闸开度计算公式：水闸的开度是指水闸门相对于水流的开启程度，常用于调节流量的大小。
水闸开度计算公式如下：开度=(Q×L)/(B×H)其中，Q为经过水闸的流量，L为水闸门的长度，B为水闸的宽度，H 为水闸门的高度。
2.过流水头计算公式：过流水头是指水流通过水闸时产生的动能损失，它与流量、水闸的形状和尺寸等参数有关。
过流水头计算公式如下：水头=(V^2)/(2g)其中，V为水流的流速，g为重力加速度。
3.水闸流量计算公式：水闸的流量是指单位时间内通过水闸的水量，它是水利工程设计和管理的关键参数。
水闸流量计算公式如下：流量=(C×B×H×(2g×H)^0.5)其中，C为流量系数，B为水闸的宽度，H为水闸门的高度，g为重力加速度。
4.水闸的阻力计算公式：水闸的阻力是指水流通过水闸时受到的阻碍力，它与水闸的形状和尺寸等因素有关。
水闸的阻力计算公式如下：阻力=(λ×ρ×L×(Q/A)^2)/(2g)其中，λ为摩擦系数，ρ为水的密度，L为水闸的长度，Q为经过水闸的流量，A为水闸门的有效面积，g为重力加速度。
5.水闸的槽底水流速度计算公式：水闸槽底水流速度是指水闸门下游水体的流速，它与水闸的流量和槽底坡度等有关。
水闸槽底水流速度计算公式如下：流速=(Q/(B×H))其中，Q为经过水闸的流量，B为水闸的宽度，H为水闸门的高度。
以上是水闸计算中常用的公式，根据实际情况和需要，可以选择合适的公式进行计算。
在水闸的设计和施工过程中，除了公式的应用外，还需要考虑水闸的材料选择、结构设计等问题，以确保水闸的安全可靠运行。
水闸稳定计算 excel
水闸稳定计算 excel水闸稳定计算是一项重要的工程计算，主要用于评估水闸的稳定性和安全性。
在水闸设计和运营过程中，进行稳定计算是必不可少的，它可以帮助工程师确定和优化水闸的结构和尺寸，保障水闸的正常运行和安全使用。
水闸的稳定计算主要涉及到水力计算和结构力学计算两个方面。
水力计算主要用于评估水流对水闸的压力和力的作用，而结构力学计算则用于评估水闸结构的抗力和承载能力。
这两个方面的计算相互关联，共同决定了水闸的稳定性。
在水力计算方面，需要考虑到水流对水闸的冲击力、水压力和水动力力的影响。
工程师可以借助流体力学的原理和公式来计算这些力的大小和分布情况，并进一步评估水闸结构的受力情况。
水压力和水动力力的大小主要取决于水流速度、水流方向和水流量等因素，而冲击力则取决于水流的流态和期间波动等因素。
结构力学计算主要用于评估水闸的抗力和承载能力，包括重力荷载、水压力荷载、冲击力荷载等因素的影响。
工程师需要使用结构力学的原理和公式，计算水闸的受力情况，并进一步评估水闸结构的安全性。
水闸结构的抗力主要取决于材料的力学性质和结构的形状和尺寸等因素，而承载能力则取决于水闸的结构设计和构造方式等因素。
为了保障水闸的稳定性和安全性，工程师需要进行全面而系统的计算和评估。
他们需要收集和分析大量的水力和结构参数，如水流速度、水流方向、水流量、水闸尺寸、水闸结构形状等。
然后，他们可以利用这些参数，借助相关的计算方法和工具，进行水闸稳定性的综合计算和评估。
在实际的工程设计和运营中，工程师通常会使用电子表格软件，如Excel，来进行水闸稳定计算。
Excel提供了强大的计算和数据处理功能，可以方便地进行各种计算和分析。
工程师可以使用Excel的公式和函数，建立相应的计算模型和工作表，输入相关的参数和数据，进行水闸稳定性的计算和分析。
在进行水闸稳定计算时，工程师通常需要进行多重计算和分析，以获得全面和可靠的结果。
他们可以使用Excel的排序、筛选和汇总功能，对水闸稳定性的计算结果进行统计和比较。
水闸过流能力及稳定计算
水闸过流能力及结构计算计算说明书审查校核计算***市水利电力勘测设计院2011 年 08 月 29日1、水闸过流能力复核计算水闸的过流能力计算对于平底闸，当为堰流时，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.1规定的水力计算公式：2302H g b m Q s εσ=22'02ϕg bh Q h H c c ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4001171.01ss b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ε 式中：B 0—— 闸孔总净宽，（m ）；Q ——过闸流量，（m 3/s ）；H 0——计入行进流速水头的堰上水深，（m ）； h s ——由堰顶算起的下游水深，（m ）； g ——重力加速度，采用9.81，（m/s 2）； m ——堰流流量系数，采用0.385； ε——堰流侧收缩系数； b 0——闸孔净宽，（m ）；b s ——上游河道一半水深处的深度，（m ）； b ——箱涵过水断面的宽度，m ； hc 进口断面处的水深，m ；sσ——淹没系数，按自由出流考虑，采用1.0；ϕ——流速系数，采用0.95；已知过闸流量Q=5.2（m 3/s ）先假设箱涵过流断面净宽确定箱涵过流断面高度，经试算得：综上，过流断面尺寸为2.5m ×2.0m （宽×高），设计下泄流量Q 为5.2m 3/s ，过流能力满足要求。
2、结构计算**堤防洪闸均为钢筋砼箱涵结构，对防洪闸进行抗滑稳定、抗倾覆稳定和墙基应力计算。
（1）抗滑稳定计1）计算工况及荷载组合工况一：施工完建期，荷载组合为自重+土压力工况二：外河设计洪水位，荷载组合为自重+土压力+扬压力+相应的闸前闸后静水压力+风浪压力2）荷载计算计算中砼强度等级为C20，钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级，保护层厚度梁25mm、板20mm，符号规定：力向下为正，向上为负，力矩逆时针为正，顺时针为负。
闸门重 2.352×9.81=23.07 KN；闸底板重25×4.0×0.7×4.1=287 KN；闸墩重25×0.8×4×2*2=320 KN；平台板，梁25×（0.25×0.45×2+1.05×0.15）×2.5=23.91 KN；柱25×2.82×0.4×0.4×4=45.12 KN；启闭力-100 KN；启闭机重0.56×9.81=5.49 KN；启闭梁25×（0.3×0.5+0.25×0.4+1.35×0.12）×2×3.5=72.1 KN；工作桥25×（5.9×0.12+0.2×0.25×3）×2.0=42.9 KN；25×（6.28×0.13×2×0.13+1.2×0.15×5×0.15）×2=34.73 KN；启闭房砖墙22×0.864×4.1×4=311.73 KN；∑自重=23.07+287+320+23.91+45.12-100+5.49+72.1+38.815+340=1016.98KN；水重10×2.0×2.0×2.5=100 KN；由表可知浪压力为2.35 KN ；有表可知土压力为38.49 KN ；闸前静水压力 （27.7+47.7）×2/2×2.5=188.5 KN ； 离截面形心距离 e=()()377.477.277.477.222⨯++⨯⨯=0.91 扬压力 0.5×2×10×2×2.5=-50KN ；计算工况荷载汇总(对闸室基底面形心求矩)3）抗滑稳定计算公式 []cc K HGf K ≥⋅=∑∑式中：Kc ——为抗滑稳定安全系数；[]c K ——规范要求的抗滑稳定安全系数最小值；∑G ——作用在防洪闸上的全部垂直力总和 ；∑H ——作用在防洪闸上的全部水平力总和；f ——闸室基底面与地基之间的摩擦系数，取0.4 4）计算结果工况一：∑G =951.5 KN ；∑H =33.33 KN ； K c =33.335.9514.0⨯=11.41＞1.2 满足要求；工况二：∑G =1001.5 KN ；∑H =224.18 KNK c =18.2245.10014.0⨯=1.78＞1.2 满足要求。
水闸设计及闸室稳定计算
水闸设计及闸室稳定计算引言：水闸是一种用来控制水流的工程构筑物，供水、排水、防洪等工程都需要用到水闸。
在设计水闸时，需要考虑到水闸的稳定性，以确保其能够长时间稳定地承受水流的冲击力。
本文将介绍水闸设计及闸室稳定计算的相关内容。
一、水闸设计：1.水闸类型选择：根据工程的具体需求，选择合适的水闸类型，如引力闸、卧式闸、立式闸等。
2.水闸尺寸计算：根据工程的流量要求和水头要求，计算水闸的尺寸，包括设闸宽度、设闸高度等。
3.水闸结构设计：根据水闸类型和尺寸，设计水闸的结构，包括闸板、边墙、水封、导流堤以及启闭机构等。
4.材料选择：选择适合的材料，以确保水闸的耐久性和稳定性，如混凝土、钢材等。
二、闸室稳定计算：闸室稳定计算是水闸设计中的重要环节，可以通过计算闸室结构的稳定性，预测其在水流冲击力下的表现。
1.水流力计算：根据水闸的流量要求，计算水流的流速和冲击力等参数。
2.受力分析：根据水流的冲击力和闸室的结构，进行受力分析，计算闸室所受的水力力、重力力和土壤力等。
3.结构稳定性计算：根据受力分析结果，计算闸室的结构稳定性，包括抗倾覆力，抗滑动力和抗浮力等。
4.附加稳定性计算：考虑到现实工程中的其他因素，如地震力、温度变化等，进行附加稳定性计算。
5.结果评估：根据稳定性计算结果，评估闸室结构的稳定性，确定其能否满足设计要求。
结论：水闸设计及闸室稳定计算是水闸工程设计中的重要环节，能够保证水闸在长期使用中的稳定性和安全性。
设计师需要综合考虑水流力、结构受力以及其他因素，制定合理的设计方案。
未来，随着科技的发展，水闸设计及闸室稳定计算也将不断更新，以满足更高水平的设计需求。
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。
.
（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。
.
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
水闸水力计算范文
水闸水力计算范文水闸水力计算是指对水流通过水闸的过程中，水流的流量、速度、压力等参数进行计算和分析。
水闸是用来调节河流水位、控制洪水、供水等工程的重要设施之一，而水力计算则是保证水闸正常运行和安全运行的基础。
下面将从水流过水闸的计算方法、水力计算的影响因素、常见计算公式以及安全性考虑等方面进行详细介绍。
一、水流过水闸的计算方法水流过水闸的计算方法主要有闸门过闸流量法、闸门水头损失法和全过程计算法。
1.闸门过闸流量法：这是最常用的计算方法，通过计算水流经过闸门时的流量来确定闸门开度和流量。
计算公式为：Q=Cd×b×h×(2g)1/2其中，Q为闸门过闸流量，Cd为闸门流量系数，b为闸门有效宽度，h为水头落差，g为重力加速度。
2.闸门水头损失法：这个方法是根据闸门开启程度和流量确定水头损失，通过闸门水头损失公式计算出实际流量，并反向推算出闸门开度。
这种方法适用于流量较大时的水闸水力计算。
3.全过程计算法：这是一种综合考虑了水流过程中各种因素的计算方法，通过将水流过闸门的水头损失、水压力变化、能量转换等因素考虑进去，进行全程计算，得出最终的流量和水头。
这种方法较为复杂，适用于需要精确计算的情况。
二、水力计算的影响因素水力计算的结果和影响因素有很大的关系，主要包括：水头落差、闸门开度、闸门类型、流量系数、水位变化等。
1.水头落差：水闸的水头落差即水位的高差，它决定了水流的动力，落差越大，水流的速度和压力越大。
2.闸门开度：水闸的闸门开度直接影响着水流的流通和流量，开度越大，流量越大。
3.闸门类型：闸门的形式和结构对水流的流通和流量也有很大的影响，不同类型的闸门对流量的影响是不同的。
4.流量系数：流量系数是闸门过闸流量公式中的一个参数，它反映了闸门的流量特性，不同的闸门类型和开度对应不同的流量系数。
5.水位变化：水位变化会导致水流的速度和流量发生变化，因此在水力计算中必须考虑水位变化对水流的影响。
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允许值
2 1.1 1.25
备注 偏外河侧
<[η] >[Kf] >[Kc]
外河为上游，内河为下游）
0.6
排架长1
0.6
0.3
排架宽1
0.3
2
排架高1
3.9
2
排架长2
1.3
0.3
排架宽2
0.3
0.39
排架高2
0.4
3.69
排架长3
0.3
2
排架宽3
4
0.3
排架高3
0.4
5.4
排架数
2
4
6
10.7
力臂(m) 6.85 6.85 6.10 12.95 6.10 12.95 0.85 3.95 12.95 6.40 7.75 7.75 6.80 10.36 11.20 9.20 7.95 9.20 7.75 7.95 3.95 3.95 0.53 ΣM=
满足要求 满足要求 满足要求源自上游交通桥高0.4
电机层楼板长1
边墩数
2
上游交通桥墩面积
0.1
电机层楼板长2
边墩高1
5
下游工作桥长
1.5
电机层楼板宽
边墩高2
4
下游工作桥宽
6
闸室房屋楼板厚
边敦厚
0.5
下游工作桥高
0.2
闸室房屋楼板长
边墩顺水流长度1
12.2
后墙高
5
闸室房屋楼板宽
边墩顺水流长度2
1.5
后墙厚
0.4
房屋长
中墩高1
5
后墙宽
体积(m3) 57.60 14.60 143.10 23.00
ΣG=
垂直力(kN)
576.00
146.00
1431.00
230.00
5245.26
1541.25 1798.13
基本组合（设计水位）运行期
数值
单位
0.21
m
55.82
kN/m2
46.28
kN/m2
51.05
kN/m2
1.21
2.57
2.54
平均应力P 不均匀系数η
外河水位 内河水位 底板顶高程
泵室外河侧水重 泵室内河侧水重 闸室外河侧水重 闸室内河侧水重 外河侧水压力 内河侧水压力
浮托力 渗透压力
项目 偏心距e=B/2-∑MB/∑G 应力Pmax=∑G/A×(1+6×e/B) 应力PmIn=∑G/A×(1-6×e/B)
平均应力P 不均匀系数η 抗浮稳定安全系数Kc= 抗滑稳定安全系数Ko=
备注 偏内河侧
满足要求
期 7.95 5.75 4
水平力(kN)
759.38
721.88 备注 偏外河侧
37.50
力臂(m) 弯矩(kN·m)
3.20 10.05 3.98 10.83 1.50 0.33 6.85 4.57 ΣM=
1843.20 1467.30 5688.23 2489.75 1139.06 -12.50 -10557.56 -8211.44 34810.12
75.00 51.00 285.00 45.00 100.00 24.00 18.00 5.85 55.35 1.00 162.00 66.90 642.00 48.00 10.00 486.90 363.83 9.00 6201.64
备注 偏内河侧
应力Pmax=∑G/A×(1+6×e/B) 应力Pmin=∑G/A×(1-6×e/B)
尺寸数据（顺水流方向为长，垂直水流方向为宽，竖直方向为高）（外河为上游，内河为下游）
底板顺水流长
13.7
上游工作桥长
1.7
电机梁高
底板宽
7.5
上游工作桥宽
6
电机梁长
底板厚
0.5
上游工作桥高
0.2
电机梁宽
齿坎矩形长
0.4
上游交通桥长
4.5
电机梁数
齿坎三角形长
0.3
上游交通桥宽
6
电机层楼板厚
齿坎厚
0.3
72.17 48.54 60.36 1.49
kN/m2 kN/m2
2
<[η]
基本组合（设计水位）运行期
3.5
泵室外河侧长度
6.4
闸室外河侧长度
0
泵室内河侧长度
7.3
闸室内河侧长度
-1
泵室净宽
2
闸室净宽
容重(kN/m3)
10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
2
房屋宽
中墩高2
4
水泵梁高
0.4
中敦厚
0.5
水泵梁长
0.3
中墩顺水流长度1
12.2
水泵梁宽
2
中墩顺水流长度2
1.5
水泵梁数
4
序号 1
2
3
4 5
6
7 8 9 10 11 12 13 合计
项目 偏心距e=B/2-∑MB/∑G
站身稳定计算（对上游齿）
名称
容重(kN/m3)
体积(m3)
底板
25.00
51.38
齿坎
25.00
1.24
边墩1
25.00
61.00
边墩2
25.00
6.00
中墩1
25.00
30.50
中墩2
25.00
3.00
上游工作桥
25.00
2.04
上游交通桥
25.00
11.40
下游工作桥
25.00
1.80
后墙
25.00
4.00
水泵梁
25.00
0.96
电机梁
25.00
0.72
电机层地面底板1
25.00
弯矩(kN·m) 8797.97 211.92 9302.50 1942.50 4651.25 971.25 43.35 1125.75 582.75 640.00 186.00 139.50 39.75 573.15 11.20 1490.40 531.86 5906.40 372.00 79.50 1923.26 1437.11 4.73 40964.08
0.23
电机层地面底板2
25.00
2.21
配电箱
闸室地面底板
25.00
6.48
排架
25.00
2.68
房屋
10.00
64.20
水泵
手动葫芦
汽车与人均布荷载
汽车集中荷载
闸门
25.00
1.57
ΣG=
基本组合（完建期）
数值
单位
0.24
m
允许值
重量(kN) 1284.38
30.94 1525.00 150.00 762.50