水工建筑物-水闸设计图
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水工建筑物 ——水闸设计
۩组别：第一组 ۩组长：梁海英（35） ۩组员：张秋勇（18） 何伟伦（12） 钟齐波（8） 罗锦波（5） 张育明（36）蔡世达（39）
设计计算：罗锦波 张育明 蔡世达 CAD画图：梁海英 何伟伦 PPT 制作：钟齐波 张秋勇
一.基本资料
某排水闸建筑物等级为2级， 水闸设计排水流量72.2㎡/s，相当闸 上设计水位11.48m，闸下设计水位 10.92m，防洪水位16.89m，相当闸 水位10.85m。排水渠为梯形断面， 渠底宽为12m。底高程6.50m。边 坡1：2。闸基持力层为粉质粘土。 承载力为140kpa。渗透系数为 1.8×10-5 cm/s。设计该水闸。
3 2
2g 72.2
3 2
4.8(m)
0.862 0.916 0.385 5 2 9.8
B0=4.8m<b0=8m, 取最大值B0=8m。
二、池深、池长的确定
1、消力池深度d 当B0=5m时，过闸单宽流量 q=14.44m/s,消力池末端的单宽流 量qs=3.46m/s。
假设消力池深度d′=0.88m时， T0=5.88m，将其代入公式：
3
三、闸室的布置
1、底板 底板长度L： L=2.5H=2.5X(16.89-10.85) =15.1（m） 底板厚度= 1 B 1 5 0.83(m) 0 6 6
底板取跨中分缝底板。
2、闸墩 闸墩顶面高程：(上游) ①挡水时： 16.89+0.4+0.5=17.79（m） ②泄水水：11.48+1=12.48（m） 取最大值17.79m，下游顶面高 程也取17.79m
Q 72.2 行近流速 v0= A 109 .36 0.66(m / s)
vo 0.66 H 4.98 5(m) 堰上水深 H o = 2g 2 9.8
2
2
hs 0.884 堰流淹没系数 ： Ho
查表5-6得 =0.862
闸孔总净宽B0：
B0 Q
mH 0
2.消力池长度Lsj 水跃长度Lj=6.9（hc〞﹣hs) =6.9x(4.819-1.415) =23.49(m)
消力池斜坡段水平投影长度 Ls=4d=4x0.88=3.52（m）
水跃长度校正系数 =0.7 消力池长度Lsj=Ls+ Lj =3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
闸墩长度=底板长度=15.1m 边墩厚（钢筋混凝土边墩）=1.2m
3、胸墙 ①胸墙顶部高程=闸墩顶部高程 =17.79m 胸墙底高程 闸上设计水位 11.48m，取12m。
②结构型试：板梁式 根据构造规定： 板厚=25cm 顶梁梁高5x（1/12）=0.42（m） 梁宽=60cm 底梁梁高=5x（1/9）=0.56（m） 梁宽=60cm
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H ' 11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H ' 0.2 14.44 0.56 0.66(m)
消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L k q H '
海漫末端单宽流量q′：
72.2 q' 3.16(m / s) 1 5.42 2 2 12 2
经验系数：A=2
海漫末端的可能冲刷深度dm：
d m 1.1
0
q'
t
3.16 1.1 5.42 1.76 (m) 0.95
防冲槽的单宽抛石量v：
V Adm 2 1.76 3.52(m )
四、水闸的防渗排水设施
1、地下轮墩线布置 闸基防渗长度L： 查表得允许渗径系数值C=3
L CH 3 6.04 18.12(m)
取L=25.1m。
2、筋钢混凝土铺盖设计 铺盖长度为10m，铺盖厚为 0.5m，与底板连接处加厚至0.83m。
混凝土垫层
混凝土垫层 浆砌石（50） 反滤层
设计水闸
一、确定闸底板高程 闸底板高程=渠底高程=6.50 m
二、计算闸孔总净宽 假设闸孔净宽b0=8m 上游河道一半水深的宽度bs
bs=（11.48﹣6.5)×2+12 =21.96(m) 堰流侧收缩系数
bo 4 bo 1 0.171(1 ) bs bs 8 8 1 0.171 (1 ) 4 0.916 21.96 21.96
2 2
1 3.46 2 1 3.46 2 0.0049 (m) 2 2 2 2 9.8 1 4.42 2 9.8 4.819
消力池深度d： d d ' o hc ' 'hs 'z
1.1 4.819 4.42 0.0049 0.88(m)
Βιβλιοθήκη Baidu
浆砌石（50） 反滤层
干砌石（50） 反滤层
图1-1 剖面设水闸计图（单位：mm)
混凝土垫层
混凝土垫层
图1-1
水闸剖面设计图（单位：mm)
浆砌石（50） 反滤层
浆砌石（50） 反滤层
干砌石（50） 反滤层
图1-1
消力池剖面设计图（单位：mm)
q hc T0 hc 0 2 2 g
2 3 2
得跃前水深：hc=1.415m 式中流速系数 =1， =1 跃后水深hc″:
hc 8q hc ' ' ( 1 1) 4.819 ( m) 3 2 ghc
2
出池深度△z：
q s q s z 2 2 2 2 ghc ' ' 2 g h ' s
p s s
10 3.46 0.56 16.09(m)
海漫水平段长度取6.09m,缓坡段取 10m，斜坡坡度为1：10
5、防冲槽 防冲槽深度取t″=1.5m,底宽 b=2t″=3m，上游坡率m1=2，下游 坡率m2=3 粘性土河床的允许不冲流速 ： 0 =0.95m/s 海漫末端水深 t=4.42+10÷10=5.42（m）
۩组别：第一组 ۩组长：梁海英（35） ۩组员：张秋勇（18） 何伟伦（12） 钟齐波（8） 罗锦波（5） 张育明（36）蔡世达（39）
设计计算：罗锦波 张育明 蔡世达 CAD画图：梁海英 何伟伦 PPT 制作：钟齐波 张秋勇
一.基本资料
某排水闸建筑物等级为2级， 水闸设计排水流量72.2㎡/s，相当闸 上设计水位11.48m，闸下设计水位 10.92m，防洪水位16.89m，相当闸 水位10.85m。排水渠为梯形断面， 渠底宽为12m。底高程6.50m。边 坡1：2。闸基持力层为粉质粘土。 承载力为140kpa。渗透系数为 1.8×10-5 cm/s。设计该水闸。
3 2
2g 72.2
3 2
4.8(m)
0.862 0.916 0.385 5 2 9.8
B0=4.8m<b0=8m, 取最大值B0=8m。
二、池深、池长的确定
1、消力池深度d 当B0=5m时，过闸单宽流量 q=14.44m/s,消力池末端的单宽流 量qs=3.46m/s。
假设消力池深度d′=0.88m时， T0=5.88m，将其代入公式：
3
三、闸室的布置
1、底板 底板长度L： L=2.5H=2.5X(16.89-10.85) =15.1（m） 底板厚度= 1 B 1 5 0.83(m) 0 6 6
底板取跨中分缝底板。
2、闸墩 闸墩顶面高程：(上游) ①挡水时： 16.89+0.4+0.5=17.79（m） ②泄水水：11.48+1=12.48（m） 取最大值17.79m，下游顶面高 程也取17.79m
Q 72.2 行近流速 v0= A 109 .36 0.66(m / s)
vo 0.66 H 4.98 5(m) 堰上水深 H o = 2g 2 9.8
2
2
hs 0.884 堰流淹没系数 ： Ho
查表5-6得 =0.862
闸孔总净宽B0：
B0 Q
mH 0
2.消力池长度Lsj 水跃长度Lj=6.9（hc〞﹣hs) =6.9x(4.819-1.415) =23.49(m)
消力池斜坡段水平投影长度 Ls=4d=4x0.88=3.52（m）
水跃长度校正系数 =0.7 消力池长度Lsj=Ls+ Lj =3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
闸墩长度=底板长度=15.1m 边墩厚（钢筋混凝土边墩）=1.2m
3、胸墙 ①胸墙顶部高程=闸墩顶部高程 =17.79m 胸墙底高程 闸上设计水位 11.48m，取12m。
②结构型试：板梁式 根据构造规定： 板厚=25cm 顶梁梁高5x（1/12）=0.42（m） 梁宽=60cm 底梁梁高=5x（1/9）=0.56（m） 梁宽=60cm
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H ' 11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H ' 0.2 14.44 0.56 0.66(m)
消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L k q H '
海漫末端单宽流量q′：
72.2 q' 3.16(m / s) 1 5.42 2 2 12 2
经验系数：A=2
海漫末端的可能冲刷深度dm：
d m 1.1
0
q'
t
3.16 1.1 5.42 1.76 (m) 0.95
防冲槽的单宽抛石量v：
V Adm 2 1.76 3.52(m )
四、水闸的防渗排水设施
1、地下轮墩线布置 闸基防渗长度L： 查表得允许渗径系数值C=3
L CH 3 6.04 18.12(m)
取L=25.1m。
2、筋钢混凝土铺盖设计 铺盖长度为10m，铺盖厚为 0.5m，与底板连接处加厚至0.83m。
混凝土垫层
混凝土垫层 浆砌石（50） 反滤层
设计水闸
一、确定闸底板高程 闸底板高程=渠底高程=6.50 m
二、计算闸孔总净宽 假设闸孔净宽b0=8m 上游河道一半水深的宽度bs
bs=（11.48﹣6.5)×2+12 =21.96(m) 堰流侧收缩系数
bo 4 bo 1 0.171(1 ) bs bs 8 8 1 0.171 (1 ) 4 0.916 21.96 21.96
2 2
1 3.46 2 1 3.46 2 0.0049 (m) 2 2 2 2 9.8 1 4.42 2 9.8 4.819
消力池深度d： d d ' o hc ' 'hs 'z
1.1 4.819 4.42 0.0049 0.88(m)
Βιβλιοθήκη Baidu
浆砌石（50） 反滤层
干砌石（50） 反滤层
图1-1 剖面设水闸计图（单位：mm)
混凝土垫层
混凝土垫层
图1-1
水闸剖面设计图（单位：mm)
浆砌石（50） 反滤层
浆砌石（50） 反滤层
干砌石（50） 反滤层
图1-1
消力池剖面设计图（单位：mm)
q hc T0 hc 0 2 2 g
2 3 2
得跃前水深：hc=1.415m 式中流速系数 =1， =1 跃后水深hc″:
hc 8q hc ' ' ( 1 1) 4.819 ( m) 3 2 ghc
2
出池深度△z：
q s q s z 2 2 2 2 ghc ' ' 2 g h ' s
p s s
10 3.46 0.56 16.09(m)
海漫水平段长度取6.09m,缓坡段取 10m，斜坡坡度为1：10
5、防冲槽 防冲槽深度取t″=1.5m,底宽 b=2t″=3m，上游坡率m1=2，下游 坡率m2=3 粘性土河床的允许不冲流速 ： 0 =0.95m/s 海漫末端水深 t=4.42+10÷10=5.42（m）