水工建筑物课程设计之前进水闸设计
水工建筑物课程设计水闸设计计算说明书
《水工建筑物》课程设计水闸设计计算说明书姓名：专业：水利水电工程指导老师：云南农业大学水利学院2016.12目录一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。
1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。
1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。
二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。
2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。
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2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。
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三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。
3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。
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3.2渗流计算.................................... 错误!未定义书签。
水工建筑物实训内容水闸设计
水闸设计1. 引言水闸是一种用于控制水流的工程设施，广泛应用于水利工程领域。
它可以调节河流、运河等水体的水位，保证水资源的合理利用，防止洪水灾害，并为船只通行提供便利。
本文将围绕水闸设计展开讨论。
2. 水闸的作用和分类2.1 作用•调节水位：根据需要，提高或降低水位，实现对河道、湖泊等水体的调控。
•防洪：在洪水来临时，通过开启或关闭闸门来控制洪峰流量，减轻洪灾损失。
•船舶通行：为船只提供通行条件，使其能够顺利通过两侧水域的高差。
2.2 分类根据不同的功能和结构形式，水闸可以分为以下几类： - 平板闸：最简单常见的一种类型，由上下两块平板组成。
- 插板闸：由多块插板组成，在需要时插入或拔出以控制流量。
- 达蓬闸：利用达蓬原理调节水位的一种闸门形式。
- 液压闸：通过液压控制闸门开关，实现对水流的调节。
- 钢闸：由钢材制成的大型闸门，通常用于大型水利工程。
3. 水闸设计的基本原则3.1 安全性原则水闸设计首要考虑的是安全性，确保在各种情况下都能正常运行，并能承受可能出现的最大水压和冲击力。
3.2 可靠性原则水闸应具备良好的可靠性，能够长时间稳定运行，并能抵御外界环境因素的影响。
3.3 经济性原则在满足安全和可靠性要求的前提下，尽量降低设计、建设和维护成本，提高工程的经济效益。
3.4 灵活性原则根据不同的需求和环境变化，水闸应具备一定的灵活性，能够适应不同条件下的调节要求。
4. 水闸设计流程4.1 初步设计阶段在初步设计阶段，需要进行以下工作： - 收集基础数据：包括水文、地质、气象等方面的数据，为后续设计提供依据。
- 确定工程任务：明确水闸的具体功能和设计要求。
- 进行初步方案比选：根据任务要求和实际情况，制定几种初步设计方案进行比较，选择最合适的方案。
4.2 详细设计阶段在详细设计阶段，需要进行以下工作： - 绘制施工图纸：包括结构图、平面布置图、剖面图等，为施工提供参考。
- 计算水力参数：根据水文数据和设计要求，计算水闸的流量、水位等参数。
《水工建筑物》课程设计之前进水闸设计
《水工建筑物》课程课程设计前进闸初步设计学号: 08专业: 水利水电工程姓名: 封苏衡指导教师: 潘起来老师2011年 12 月 19日目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)1.闸室结构设计 (7)2.确定闸门孔口尺寸 (7)第三章消能防冲设计 (11)1.消力池设计 (11)2.海漫的设计 (13)3. 防冲槽的设计 (14)第四章地下轮廓设计 (15)1.地下轮廓布置形式 (15)2. 闸底板设计 (15)3.铺盖设计 (16)4. 侧向防渗 (16)5. 排水止水设计 (17)第五章渗流计算 (19)1.设计洪水位情况 (19)2. 校核洪水位情况 (23)1. 闸室的底板 (24)2. 闸墩的尺寸 (24)3. 胸墙结构布置 (24)4. 闸门和闸墩的布置 (24)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25)6. 闸室分缝布置 (26)第七章闸室稳定计算 (27)1.确定荷载组合 (27)2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27)第八章上下游连接建筑物 (31)1.?上游连接建筑物 (31)2.下游连接建筑物 (31)参考文献 (31)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节。
引水北上至下游红星港，以冲淤保港。
规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。
（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300sm/3。
此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100sm/3，此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位。
水工建筑物课程设计_前进水闸设计计算书
《水工建筑物》课程设计前进闸设计计算书学号:专业:姓名:指导教师:目录第一部分设计资料和枢纽设计······························1.工程概况·············································2.枢纽设计·············································第二部分闸孔设计·········································1.闸室结构设计·········································2.闸门孔口尺寸········································第三部分消能防冲设计····································1.消力池设计··········································2.海漫设计············································3. 防冲槽设计··········································第四部分地下轮廓设计····································1.地下轮廓布置形式····································2. 闸底板设计·········································3.铺盖设计···········································4. 侧向防渗设计·········································5. 排水止水设计········································第五部分渗流计算······································1.设计水位情况······································2.校核水位情况······································第六部分闸室结构布置··································1. 闸室的底板········································2. 闸墩的尺寸·········································3. 胸墙结构布置·······································4. 闸门和闸墩的布置··································5. 工作桥和交通桥及检修桥····························6. 闸室分缝布置·······································第七章闸室稳定计算1. 荷载组合考虑·······································2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算····················参考文献···············································第一部分设计资料和枢纽设计1.1工程概况1.11设计用途前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
水工建筑物-水闸设计图
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）
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：
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）
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 '
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
取水水工建筑物进水闸设计方案[优秀工程方案]
![取水水工建筑物进水闸设计方案[优秀工程方案]](https://img.taocdn.com/s3/m/2cab4b399b6648d7c1c746dd.png)
1工程概况1.1 基本资料本闸位于某中型灌区干渠渠首,为渠首取水水工建筑物.1.2 建筑物级别根据水闸设计过水流量和水闸设计规范(SL-265-2001)的平原区水闸枢纽工程分等指标知本工程规模属于小(1)型,水闸级别为IV级,其建筑物级别为1级.1.3 孔口设计水位孔口设计水位组合见表1-1表1-1闸孔设计时水位及流量组合1.4 消能防冲设计水位消能防冲设计水位组合见表1-2表1-2 消能防冲设计水位组合表1.5 闸室稳定计算闸室稳定计算水位组合见表1-3表1-3 闸室稳定计算水位组合表1.6 地质资料建筑物底板下土层为粉质粘土,土层物理力学指标为:凝聚力kPa 32=C ,擦角︒=18ϕ,地基土允许承载力[]kPa 220=R .1.7 回填土资料回填土采用砂壤土,假设其内摩擦角︒=28ϕ,C =0,湿容重18kN/米3,饱和容重为20 kN/米3,浮容重10 kN/米3.1.8 地震设计烈度地震设计烈度 :7°,设计基本地震加速度 值为0.10g.1.9 其他上下游河道断面相同均为梯形,河底宽20.0米,河底高程▽3.0米,边坡1:2.5,外河堤顶高程▽10.5米,干渠渠顶高程▽6.0米.两岸路面高程▽10.5米.交通桥荷载标准:公路－Ⅱ级,交通桥总宽8.0米,净宽7.0米.2 孔口宽度设计2.1 闸孔形式的确定根据水闸设计规范(SL-265-2001),当闸槛高程较低,挡水高度较大,挡水水位高于泄水运用水位或闸上水位变幅较大且有限制过闸单宽流量要求时选用胸墙式水闸.本工程河底高程3.0米, 挡水最高水位为8.5米,则挡水高度为5.5米较大.综上,本工程选用胸墙式水闸.2.2 孔口设计水位组合孔口设计水位见表2-1表2-1 孔口设计水位组合表2.3 堰型及堰顶高程的确定2.3.1 堰型的确定本工程的主要任务是拦蓄上游河水,确保灌溉用水,应具有较大的泄水能力,在洪水时期还应担负着泄洪的任务,对于灌溉水质有一定的要求,便于排砂排淤,所以采用无底坎宽顶堰孔口.2.3.2 堰顶高程的确定本水闸将堰顶高程定的与河底同高,高程为3.0米.2.4 闸孔宽度的确定2.4.1 过水断面确定根据资料,上下游河道断面为河底宽20.0米,边坡1:2.5,河底高程 3.0米,外河堤顶高程▽10.5米,干渠渠顶高程▽6.0米,画出过水断面如图2-1所示:ab图2-1 a 、b 为上、下游河道断面图 (单位:米)故过水断面面积为:2()(2.5320)382.5A mh L h m =+=⨯+⨯=2.4.2 闸孔净宽确定(1)、上游行进流速:m/s 73.05.82600===A Q v计入行进流速的 上游水深:3.03m 9.820.730.132220=⨯⨯+=+=g v H H α 式中:H ——上游水深,为6.0-3.0=3.0米;α——流速系数,取1.0;(2)、由于水闸闸槛高程较低、挡水高度 较大,闸上水位变幅较大 ,所以闸式结构选用胸墙式.设置胸墙底高程为5.80ｍ.由于闸孔设计时外河水位▽6.00ｍ,高于胸墙底高程,所以为孔流.根据《水闸设计规范》,采用下列公式计算:0B=160.42.718er h λ='ε= μϕε= 式中:h ——孔口高度 ,为5.8-3.0=2.8米;r ——胸墙底圆弧半径,取0.2米;λ——计算系数,计算得0.128;'ε——孔流垂直收缩系数,计算得0.886;ϕ——孔流流速系数,可采用0.95—1.0,本设计取0.95; μ——孔流流量系数,计算得0.350; σ——淹没系数.由于孔流淹没系数σ和0B 都是未知的 ,不能直接求得,需要用迭代的 方法试算.先假设'σ=0.50,具体计算见表2-2.表2-2 闸空总净宽计算表注:q =Q /B 0,022c cq E h gh =+,⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=181232c c ''c /gh q h h ,由''s c c h h H h --查《水闸设计规范》表A.0.3-2得'σ.跃前水深的 迭代公式为1ci h +=,迭代计算见表2-3.表2-3 跃前水深c h 计算表2.4.3 水闸闸孔数确定为了 保证闸门对称开启,防止不良水流形态,选用3孔闸,取中墩厚1米,边墩厚0.8米.则单个闸空净宽为:0015.56 5.193B b m N ===,取净宽0b =5米 闸孔实际总净宽为:0=15m B 实闸孔总宽为:18.6m 28.020.115=⨯+⨯+=B2.4.4 水闸实际流量确定水闸实际流量:''0=Q B h σμ实实150.550.35 2.6=⨯⨯⨯ /s m 9.573= 检验Q 实是否满足要求:57.9603.5%5%60Q Q Q--==<实,满足要求. 2.4.5 闸孔布置图闸孔布置如图2-2所示80500100500100500801:2.51:2.518602000图2-2 闸孔布置图 (单位:厘米)3 消能防冲设计3.1 消能防冲水位组合消能防冲水位组合见表3-1表3-1 消能防冲设计水位组合表3.2 消力池设计3.2.1 消力池形式的 选定根据规范4.4.3条规定:当水闸闸下尾水深度 较深、且变化深度 较小 ,河床及岸坡抗冲能力较强时,可采用面流式消能.本工程跃后水深最高为2.09米,下游水深为2.6米,为淹没式水跃,并且工程中常采用下挖式消力池,因此,本工程采用下挖式消力池.3.2.2 消力池池深的 计算计算方法a 、先假设d=0.5米,计算0H 、0T ;b 、由公式2320202ccq h T h g αϕ-+=,试算c h .其中为ϕ流速系数,取ϕ=0.98;c 、由公式0.25''1212c c h b h b ⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭,计算''c h ; d 、由公式222'2''222s cq q Z g h gh ααϕ∆=-,计算Z ∆.其中:Z ∆——出池落差;'s h ——出池河床水深; e 、由公式'''0c s d h h Z σ=--∆,计算d ;f 、若由e 计算出的 d ≤0.5米,则取d=0.5米;若d>0.5米,则重新计算d 值,直至试算出结果.具体计算见表3-2表3-2 消力池深度 计算表注:02vH Hgα=+;000T d H=+;32022c cqh T hgαϕ-+=;22qKgαϕ=;ch=0.25''1212cch bhb⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭;222'2''222s cq qZg h ghααϕ∆=-'''0c sd h h Zσ=--∆.式中:d——假设的消力池深度,米;d——消力池深度,米;σ——水跃淹没深度系数,取 1.05=σ;''ch——跃后水深,米;ch——收缩水深,米;α——水流动能校正系数,取1.0;q——过闸单宽流量,/sm3;1b——消力池首端宽度,米;2b——消力池末端宽度,米; 0T——由消力池底板顶面算起的总势能,米; ΔZ——出水池落差,米;'sh——出水池河床水深,米;ϕ——流速系数,取0.95.根据表3-2的计算结果,消力池深度取为0.8米.3.2.3 消力池长度的计算(1)水跃计算根据《水闸设计规范》出闸水流的跃前水深ch、跃后水深''ch,按以下公式计算:232022c cqh T hgαϕ-+=:0.25''1212cch bhb⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭具体计算见表3-3.表3-3 水跃计算表(2)''6.9() 6.9(2.240.40)12.70m j c c L h h =-=⨯-= (3)消力池长度 计算斜坡段采用1:4的 坡度 ,平台宽度 为1.0米,m 36.140.18.040.1=++=++=j j j sj L d L L L β式中:s L ——消力池斜坡段水平投影长度 (米);β——水跃长度 校正系数,取0.8. 故取sj L =15米.3.2.4 消力池地板厚度 的 计算消力池底板又称护坦,确定它的 厚度 要从抗冲和抗浮方面考虑,因为在消力池末端设置冒水孔,所以只要满足抗冲要求就行了 .根据抗冲要求,按《水闸设计规范》公式(B.1.3-1)计算,即'1H q k t ∆=式中:t ——消力池底板始端厚度 (米);'H ∆——闸孔泄流时的 上、下游水位差(米),H '∆=7.0-4.0=3.0米;1k ——消力池底板计算系数,可采用0.15～0.20取0.20;q ——过闸单宽流量(米2/s).表3-4 消力池底板厚度 计算表根据以上计算结果,现确定消力池底板的 厚度 为0.5米,末端设尾坎高度 为0.8米.3.2.5 消力池构造的 确定本次工程采用下挖式消力池,为了 便于施工,消力池底板做成等厚,为了 降低护坦底部的 渗透压力,可在护坦下设铅直排水孔,并在护坦底部铺设反滤层,排水孔设在水平底板的 后半部,排水孔直径为6厘米,间距为1.5米,按梅花形排列,反滤层厚为30厘米,分三层,从上到下依次为10厘米碎石子,10厘米中砂,10厘米细砂.消力池构造如图3-1所示.3.0 2.23.02.51.4排水孔6@150细砂10cm中砂10cm 碎石10cm 10032098050501500图3-1 消力池尺寸构造图 (单位:高程米;尺寸厘米)3.3海漫设计3.3.1 海漫长度 的 计算海漫长度 ,按《水闸设计规范》,对于'H q s ∆=1～9,且消能扩散良好时,海漫长度 可按公式'H q K L s s p ∆=计算. 式中p L ——海漫长度 (米);s q ——消力池末端单宽流量(米3/s.米); 'H ∆——闸孔泄水时上下游水位差(米) ; s K ——海漫长度 计算系数,按下表查得取为10;具体计算见表3-5表3-5 海漫长度 计算表3.3.2 海漫构造对于海漫要求表面有一定的 粗糙度 ,以利于进一步消能,具有一定的 透水性,以便使渗透水自由排出,降低扬压力,具有一定的 柔性,以适应下游河床可能的 冲刷变形,所以在海漫的 起始段为8米长的 浆砌石水平段,因为浆砌石的 抗冲性能较好,其顶面高程与护坦齐平,后15米为干砌石段,保护河床不受冲刷,海漫厚度 取为0.4米,下铺设10厘米的 碎石,10厘米的 黄砂.3.4 防冲槽设计3.4.1 河床冲刷深度 计算海漫末端的 河床冲刷深度 可按公式[]m mm h v q d -=01.1计算, 式中:m d ——海漫末端河床冲刷深度 (米);m q ——海漫末端单宽流量(米2/s);[]0v ——河床土质允许不冲流速(米/s)由高教版《水力学》上册表5.3查得 ;m h ——海漫末端河床水深(米);具体计算见表3-6,表3-6 冲刷坑深度 的 计算表3.4.2 防冲槽尺寸的 确定由计算结果可知冲刷深度 为2.26米,如按此值作为防冲槽深度 不经济,施工非常困难.一般取防冲槽深度 为1.5—2.0米,本设计取1.5米.槽底宽约为1—2倍槽深,取1.5米.上游坡度 系数1:2,下游坡度 系数1:2.防冲槽的 构造图见图3-2.1:21:23.01.5220150300图3-2 防冲槽的 构造图 (单位:高程米;尺寸厘米)4 闸基渗流计算4.1 渗流计算水位组合渗流计算水位组合见表4-1表4-1 渗流计算水位组合表4.2.1防渗长度的拟定防渗长度初拟值按下式计算∆L=C H式中:L——闸基防渗长度,包括水平段、铅直段及倾斜段∆——上、下游最大水位差(米)HC——允许渗径系数,按表4-2,即为《水闸设计规范》SL 265-2001表4.3.2选用.表4-2 允许渗径系数设计与校核情况下的最大水位差发生在校核情况时.∆=8.5-3.0=5.5米H本水闸持力层为粉质粘土.由表4-2查得允许渗径系数C=3.则L=C H∆=3×5.5=16.5米拟4.2.2地下轮廓线布置(1)本设计中的土是粉质粘土,上游采用混凝土铺盖,铺盖长度取为15米.铺盖的最小厚度 不宜小 于0.4米,这里取0.5米.铺盖在顺水流方向设置永久缝,减少地基不均匀沉降和温度 变化的 影响. (2)底板长度 的 初拟a 、满足闸室上部结构布置的 要求: ++L B B B =交通桥工作桥工作便桥交通桥宽度 取8米,工作桥宽度 取3.5米,工作便桥宽度 1.5米,则L=13米. b 、闸底板顺水流方向的 长度 应满足闸室整体稳定性和地基允许承载力的 要求, L=(1.5～4.5)H ∆,H ∆为上下游最大 水位差,所以L 为(8.25—24.75)米. 综上,底板长度 取16米. (3)闸底板厚度 08161)b (t -=,0b 为闸孔净宽,所以t=(0.63-0.83)米,取1.0米. (4)齿墙深度 取0.5米,齿墙底宽取1.0米,斜坡比取1:1. (5)地下轮廓线布置图:3.02.0 2.51.52.0150016008050137050130050100100图4-1 地下轮廓线布置图 (单位:尺寸厘米;高程米)由布置图计算防渗长度 :0.80.80.513.7 1.0 1.00.510.7L =++++++=34.12米> =16.5m L 拟4.3 闸基渗流计算4.3.1 简化地下轮廓线根据《水闸设计规范》(SL265-2001),采用改进阻力系数法,将原地下轮廓线简化如下:3.02.0 2.51.52.0-151234567891.5（1） （2） （3） （4）（5） （6） （7） （8）15001600图4-2 地下轮廓线简化图 (单位:尺寸厘米;高程米)4.3.2 确定地基计算深度地下轮廓线水平投影:0L =20+16=36米; 地下轮廓线垂直投影:0S =1.5米; 因为00362451.5L S ==>,故地基有效深度 18m 365.05.00=⨯==L T e , 取m 18=c T .4.3.3 计算各段阻力系数各段阻力系数的 具体计算见表4-3.表4-3 各渗流区段阻力系数计算表4.3.4 计算各典型段的 渗压水头损失(1)各典型段的 渗压水头损失计算对于不同的 典型段,ξ值是不同的 ,而根据水流连续条件,各段的 单宽流量相同,所以,各段的 q /K 值相等,而总水头H ∆应为各段水头损失的 总和.11nni iqH h K ξ∆==∑∑式中:1ni ξ∑——各段阻力系数的总和;n ——典型渗流段的段数;K ——渗透系数. 由上式便可得各段水头损失为i iiHh ξξ∆=∑各典型段的 渗压水头损失的 具体计算见表4-4.表4-4 各区段渗压水头损失计算表(2)进、出口段修正按下式:00''h h β= 其中:]059.0][2)(12[121.1'2''++-=TS T T β01)h β(Δh '-=其中:0h ——进、出口水头损失(米);'0h ——修正后的 进出后损失值(米);'β——阻力修正系数,当'β≥1时,取'β=1.0;'S ——底板埋深与板桩入土深度 之和,或为齿墙外侧埋深(米);'T ——板桩另一侧地基透水层深度 ,或为齿墙底部至计算深度 线的 垂直距离(米);T——地基透水层深度(米);h∆——修正后水头损失的减小值(米);(3)各区段渗压水头损失调整对进出口进行修正,具体修正见表4-5.表4-5 进出口修正计算表各区段渗压水头损失调整具体计算见表4-6.表4-6 各区段渗压水头损失调整计算表4.3.5 计算各渗流角点处的渗压水头,并画出闸底渗透压力分布图(1)各渗流角点处的渗压水头计算见表4-7.表4-7 各角点渗压水头计算汇总表(2)闸底渗透压力分布图:4.699150016005.018150016003.0110.19215001600图4-3 闸底渗透压力分布图 (单位:米)4.3.6 底板所承受渗透压力计算根据图4-3计算渗透压力,底板总宽度 为18.6米.具体计算见表4-8.表4-8 渗透压力计算表(力矩以底板中心为矩心)4.3.7 计算渗透坡降出口坡降计算公式:''0Sh J =水平坡降计算公式: LHJ x ∆=式中: J ——出口段渗流坡降值;x J ——水平段渗流坡降值;'h ——出口段修正后的 水头损失值(米);'S —— 底板埋深于板桩入土深度 之和(米);H ∆ —— 水平段水头损失值(米);L —— 水平段长度 (米).底板下土层为粉质粘土,由《水闸设计规范》SL265-2001表6.0.4查得:[]x J =0.30~0.40,[]J =0.60~0.70渗透坡降具体计算见表4-9.表4-9 渗透坡降计算表5 闸室结构布置5.1 底板布置5.1.1 底板的作用闸底板是闸室的基础,承受闸室及上部结构的全部荷载,并较均匀地传给地基,还有防冲,防渗等作用.5.1.2 底板的形式本次设计闸室底板采用整体式平底板.5.1.3 底板长度的确定根据前面设计,知闸底板长度为16米.5.1.4 底板厚度的确定根据前面设计,知闸底板厚度为1.0米.5.1.5 底板齿墙的确定底板齿墙深为0.5米,宽度 1.0米,齿墙可以增加闸室稳定性和延长防渗长度.5.2 闸墩的布置5.2.1 闸墩的作用分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构,使水流顺利通过闸门.5.2.2 闸墩的外形轮廓应能满足过闸水流平顺、侧向收缩小,过流能力大的要求,上游墩头采用半圆形,闸墩长度取决于上部结构布置及闸孔形式,一般与底板同长或者稍短一些,本次设计取与闸底板同长为16米.5.2.3 闸墩厚度的确定闸墩厚度必须满足稳定要求和强度要求,闸墩在门槽处的厚度不小于0.4米.本水闸的中墩厚度为1.0米,边墩厚度为0.8米,上下游墩头采用半圆形.平面闸门槽尺寸应根据闸门的尺寸确定,检修门槽深0.2米,宽0.30米,主门槽深0.30米,宽0.5米.检修门槽和工作门槽之间留2.0米的净距,以便工作人员检修.5.2.4 闸墩高度的确定(1)安全超高确定因本水闸级别IV级,根据《水闸设计规范》SL265-2001表4.2.4,安全超高为0.3米,风浪爬高取0.7米. (2)闸墩顶高程确定设计情况:闸墩顶高程=设计上游水深+安全超高+风浪爬高=8.15+0.3+0.7=9.15米校核情况:闸墩顶高程=校核上游水深+安全超高+风浪爬高=8.5+0.3+0.7=9.5米经比较,选用闸墩墩顶高程为10米,略低于两岸堤顶高程.即闸墩高7米.5.2.5 闸墩具体平面尺寸确定中墩的 平面布置图见图5-1;15030200501170R 50R 501002030图5-1 中墩的 平面布置图 (单位:厘米)边墩的 平面布置图见图5-2;150302005011701600图5-2 边墩的 平面布置图 (单位:厘米)5.3 胸墙的 布置由于该水闸的 挡水高度 较大 ,故设置胸墙代替一部分闸门高度 .胸墙顶高程与闸墩顶高程相同,胸墙底高程为5.8米.根据 《水闸设计规范》SL265-2001,孔径小 于6米,故胸墙采用等厚的 板式结构,用钢筋混凝土材料,厚度 取30厘米,采用简支形式.布置在上游.胸墙结构尺寸见图5-3.30420R 50图5-3 胸墙结构示意图 (单位:厘米)5.4 闸门与启闭机的 设计5.4.1 闸门的 设计取闸门高度 3.2米,宽度 为5米,双吊点平板钢闸门. 平面闸门自重的 估算,取3-4 kN/㎡.则闸门自重为: 48kN 53.20.3=⨯⨯=G 考虑其它因素取闸门自重为50kN.5.4.2 启闭机计算(1)启闭力的 计算据《闸门与启闭机》估算公式:()0.10~0.12 1.2Q F P G =+ ()0.10~0120.9W F P G=-式中: Q F ——启门力(kN);P ——总水压力(kN),b h h P )2121(22下上γγ-= G ——估算的 闸门自重(kN);W F ——闭门力(kN).具体计算见表5-1.表5-1 闸门启闭所需的 启门力和闭门力计算表由计算结果可以看出w F <0所以闸门在关闭时不需要增加配重块. (2)初步拟定启闭设备查《闸门设计手册》选用电动卷扬式启闭机型号为QPQ-2 8,启闭力160kN,启闭机自重1.9t.地脚螺栓的 间距G=1320米米 、 启闭机的 宽度 为J=1380米米.5.5 工作桥的 布置(1)工作桥的 设计原则工作桥是为了 安装启闭机和便于工作人员操作而设置的 桥,若工作桥较高可在闸墩上设置排架支承.工作桥设置高程与闸门尺寸及形式有关.由于是平面钢闸门,采用固定式卷扬启闭机,闸门提升后不能影响泄放最大 流量,并保留一定的 富裕度 .(2) 工作桥的 构造启闭机最大 宽度 为1.38米,两边需同时留出0.6～1.2米的 富裕宽度 以供工作人员操作及设置栏杆之用,还要配置管理用房,初步拟定桥面总宽度 为3.4米.纵梁高度 取0.8米,宽度 0.4米.横梁截面为矩形,高度 为纵梁的 2/3～3/4,宽度 为高度 的 1/3～1/2,初步拟定横梁的 高度 为0.60米,宽度 为0.30米. (3)工作桥的 高程工作桥高度 视闸门的 形式、闸孔水面线而定.对平面闸门采用固定式启闭机时上游设有胸墙,则工作桥横梁底部高程=闸墩高程+闸门高+(1.0～1.5)米=10.0+3.2+1.0=14.2米,则纵梁底高程=14.0米,工作桥排架高为14.0—10.0=4米.工作桥具体尺寸如图5-4所示.260151560401004060201001070810×1030060图5-4 工作桥构造图 (单位:厘米)5.6 交通桥的布置交通桥采用空心板结构,按公路Ⅱ,双车道设计,桥面高程10.5米.则栏杆柱厚度为0.25米,栏杆的厚度取0.12米,交通桥净宽7米,总宽度为8米.交通桥的具体尺寸见图5-5.800图5-5 交通桥布置图(单位:高程米;尺寸:厘米)5.7 工作便桥的布置检修桥的作用为放置检修闸门,观测上游水流情况,设置在闸墩的上游.具体尺寸见图5-6.5.8 分缝和止水5.8.1 分缝闸室在垂直水流方向,每隔一段距离需要用缝分开,以免闸室因地基不均匀沉降及温度变化而产生裂缝.因本设计闸室地基为粘土,地基承载力比较好,地质较好,且闸孔较少,仅为三孔,闸墩可不设缝.除了上述闸室本身要分缝以外,凡是相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方,都要用沉降缝分开,如铺盖与闸室底板、翼墙连接处,消力池与闸室底板.翼墙较长时也要设缝.混凝土铺盖及消力池的护坦面积较大时也需设缝.5.8.2 止水水闸设缝后,凡是具有防渗要求的缝都须设止水设备.对于止水设备,除应满足防渗要求外,还应能适应混凝土收缩及地基不均匀沉降的变形;同时,也要构造简单,易于施工.止水按其位置不同可分为铅直止水及水平止水两大类.必须处理好两个止水交叉处的构造.5.9 闸室段总体布置图80010.510050130050100501003020050112050100103010.03.02.71.55.86.214.014.812.02.01600图5-6 闸室结构布置图 (单位:高程米;尺寸厘米)6 闸室稳定计算水闸在使用过程中,可能会出现各种不利情况,完建无水期是水闸建好尚未投入使用之前,竖向荷载最大,容易发生沉陷或不均匀沉陷.本次设计稳定计算需要考虑设计水位组合、校核水位组合和地震情况,本次设计地震烈度为7度,需要考虑地震情况.完建无水期和设计水位组合为基本荷载组合,校核水位情况和地震水位情况为特殊组合,取整个底板验算其稳定.荷载计算情况见表6-1.表6-1荷载组合表6-2 闸室稳定计算水位组合6.1 完建无水期荷载计算及地基承载力验算6.1.1 闸室结构荷载计算根据《水闸设计规范》7.3.1取闸室作为计算对象,底板顺水流方向长度16.0米,底板宽度18.6米.闸室荷载计算如下.kN/m,闸室底板的宽度为18.6米,完建无水期的荷载分布见取钢筋混凝土重25 3图6-1,闸室结构自重具体计算见表6-3.GGGGGG便桥工作桥闸门交通桥闸墩底板图6-1 完建无水期荷载分布图表6-3 闸室自重计算表(以底板地面中心点为矩心)6.1.2 地基承载力验算根据荷载计算结果,进行地基承载力验算,由设计资料可知地基承载力为[]220kPa=P ,则:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⨯±⨯=±=∑∑下上kPa 71.6674.631618.61177.41666.187.21767622max minbL M bLG P地基应力平均值:[]max min 74.6371.6673.15kPa 220kPa 22P P P P -++===<= 地基不均匀系数:[]max min 74.63 1.04 1.571.66P ηηP ===<= 根据计算结果,可得出结论为:完建期的 地基承载力能够满足要求,地基也不会发生不均匀沉降.6.2 闸室有水情况下的 荷载计算闸室有水期荷载除闸室自重外,还有静水压力、水重和闸底板所受的 扬压力.闸室有水情况下的 荷载分布图见图6-2.GGGGGG便桥工作桥闸门交通桥闸墩底板上游水平水压力下游水平水压力上游水位下游水位渗透压力浮托力图6-2 有水情况荷载分布图6.2.1 水重根据上下游水深分别计算其水重,闸室水重具体计算见表6-4.表6-4 水重计算表(矩心同表6-3)6.2.2 浮托力的 计算根据静水力学原理和较低侧水位确定闸底板所承受浮托力强度 ,其值计算见表6-5.表6-5 浮托力计算表(以底板底面中心点为矩心)6.2.3 渗透压力的 计算渗透压力分布图在渗流计算时已经画出,渗透压力具体计算见表6-6.表6-6 渗透压力计算表(力矩以底板中心为矩心)6.2.4 水平水压力的 计算上、下游水平水压力与上下游水位有关,其大 小 分布见图6-3、6-4、6-5,具体计算见表6-7.3.053.412.01.5图6-3 设计情况水平水压力分布图3.02.01.556.84图6-4 校核情况水平水压力分布图3.02.01.549.98图6-5 地震情况水平水压力分布图表6-7 水平水压力计算表(以底板底面中心点为矩心)6.2.5 地震作用根据《水闸设计规范》7.1.4,7度 及7度 以上地震区的 水闸应认真分析地震作用,本水闸地震设计烈度 为7度 ,需要分析地震作用.根据《水工建筑物抗震设计规范》,水工建筑物只考虑水平向地震作用.计算中采用拟静力法,根据《水工建筑物抗震设计规范》公式F i ＝g G a i Ei h /αξ 计算.具体计算见表6-8.表6-8 地震惯性力计算表6.2.6闸室荷载汇总闸室荷载汇总见表6-9.表6-9 闸室荷载汇总表6.2.7基底压力不均匀系数计算根据偏心受压公式计算基底压力和基底压力不均匀系数,具体计算见表6-10.表6-10 基底压力不均匀系数计算表注:不均匀系数minmax p =η,max min 2P bL bL =±.式中:∑G 为作用于基底的 所有竖向力的 总和,kN;∑M 为所有力对底板底面中心点的 力矩总和,以逆时针旋转为正,kN.m ;b 为闸室宽度 ,米;L 为底板长度 ,米.6.2.8 闸室抗滑稳定计算闸室各工况抗滑稳定具体计算见表6-11.表6-11 闸室抗滑稳定计算表注:闸基抗滑稳定按公式 K c =∑∑H计算.K c 为沿闸室基底面的 抗滑稳定安全系数;f ——闸室基底面与地基之间的 摩擦系数,本工程为0.35;∑W 为作用在闸室上的 全部竖向荷载(kN);∑H 为作用在闸室上的 全部水平向荷载(kN).。
水工建筑物课设
1.水闸根本设计资料1.1.根本资料1.1.1工程概况东风渠起自魏县北寨村南卫XX岸，经广平、肥乡，于曲周县城南入滏阳河，是黑龙港流域老沙河系的较大排水渠之一，担负东风渠以XX区排涝任务，排涝控制流域面积765k m2。
东风渠兼有输水任务，主要引蓄黄河水和卫河水，为XX市水网、魏县“梨乡水城〞及下游黑龙港地区提供灌溉用水和环境用水。
东风渠也是引黄入冀补淀输水渠道的重要组成局部。
1..2工程地质工程区位于XX平原南部，地势根本平坦开阔，总体自东南向西北略倾。
该段渠道水流方向亦由东南流向西北。
两岸地面高程45.75～55.10m，渠底高程为43.78～46.66m，现状渠道河口宽度为46～72m。
岸坡存在冲蚀、坍塌现象，渠底多处坑洼不平。
渠底浅部多分布有淤泥和杂物，厚度约0.5～1.0m。
1.1.3水文规划资料本水闸合理使用年限为50年,设计排沥流量为83.2m3/s，引黄设计流量为58m3/s，上游设计排沥水位为44.82m，下有设计排沥水位为44.72m，上游引黄设计水位为44.08m，下游引黄设计水位44.03m，蓄水位为46.02m，河底高程为40.30m，渠底宽度为17m，边坡顶部高程为48.5m。
1.2设计标准本水闸主要建筑物级别为3级，水闸等级为四级，闸室康华稳定平安系数，根本组合时［k］不小于1.20，特殊组合时［k］不小于1.05。
本水闸本身并无交通要求，考虑到农田耕作及水闸自身施工运行要求设人行便桥。
1.3设计任务1.3.1闸孔设计包括闸孔型式与尺寸，闸底板型式及高程。
1.3.2消能防冲设计包括消力池、海漫、防冲槽型式与尺寸，上下游护坡湖底等。
1.3.3 防渗排水包括地下轮廓线设计，渗流计算，抗渗稳定验算，反滤层设计等。
1.3.4闸室构造设计布置，分缝，止水布置，闸室稳定计算。
1.3.5两岸建筑物设计包括闸室与上下游连接与两岸岸坡的连接，侧向防渗设计与验算。
2.闸孔设计2.1闸孔型式确实定此处东风渠上建一排水闸，无通航要求，因此底板采用宽顶堰式水平底板。
水工建筑物水闸课程设计
水工建筑物水闸课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水工建筑物水闸的基本概念、结构形式、工作原理和设计要求。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解水闸的定义、分类和功能；（2）熟悉水闸的主要结构组成及其作用；（3）掌握水闸的工作原理和设计要求。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决实际工程问题；（2）具备一定的绘图和计算能力，能够阅读和理解水闸设计图纸。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对水工建筑物的兴趣和热爱，提高学生的工程意识；（2）培养学生团队协作、自主学习和创新思维的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.水闸的基本概念：介绍水闸的定义、分类和功能，使学生了解水闸在水工建筑物中的重要性。
2.水闸的结构组成：讲解水闸的主要结构组成，包括上游连接段、下游连接段、闸室、工作闸门、启闭设备等，并分析各部分的作用。
3.水闸的工作原理：阐述水闸的工作原理，包括上游水位上升、下游水位下降、闸门开启和关闭等过程，使学生掌握水闸的运行规律。
4.水闸的设计要求：介绍水闸设计的主要依据和原则，包括结构稳定性、泄洪能力、过船条件等，为学生后续学习水闸设计打下基础。
5.案例分析：分析一些典型的水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师讲解水闸的基本概念、结构组成、工作原理和设计要求，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析典型水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
3.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生团队协作和创新思维的能力。
4.实验法：安排学生参观水闸工程，亲身体验水闸的运行原理，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水工建筑物水闸教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
水工建筑物-水闸设计图
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 36.04 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
浆砌石（50） 反滤层
水工建筑物 ——水闸设计
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。
消力池长度Lsj=Ls+ Lj
=3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
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 p ks qs H '
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
1 0.171(1 bo)4 bo
bs bs 1 0.171 (1 8 ) 4 8 0.916
水工建筑物水闸课程设计
目录一、基本设计资料 ----------------------------------- 11、基本概述资料----------------------------------- 12、水流量资料------------------------------------- 13、闸基土质资料----------------------------------- 24、其他资料--------------------------------------- 25、水闸设计标准----------------------------------- 2二、闸址选择 ----------------------------------------------------------------------- 3三、总体枢纽布置 --------------------------------------------------------------- 31、拦河闸的布置----------------------------------- 32、闸室段的布置----------------------------------- 33、上游连接段的布置--------------------------------34、下游连接段的布置--------------------------------4四、水力计算 ----------------------------------------------------------------------- 41、闸孔设计-------------------------------------- 42、消能防冲设计---------------------------------- 73、海漫设计---------------------------------------9五、防渗排水设计 -------------------------------------------------------------- 101、地下轮廓设计--------------------------------- 102 、防渗计算------------------------------------- 11六、闸室的布置与稳定分析------------------------ 151、闸室结构布置--------------------------------- 152、荷载及其组合--------------------------------- 183、闸室稳定计算--------------------------------- 23七、闸室结构设计 --------------------------------- 251、闸墩设计------------------------------------- 252、底板结构设计--------------------------------- 25八、基础处理 -------------------------------------- 29九、主要参考文献---------------------------------- 30一、基本设计资料1、基本概述资料本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要，洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。
水工建筑物水闸设计实例
灌区水闸设计目录：一、设计基本资料二、设计说明书<一>闸址选择<二>枢纽布置<三>水力设计：闸孔设计<四>消能防冲设计<五>防渗排水设计<六>闸室结构布置三、设计感想一、设计基本资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，闸址的地理位置见图1.该闸的作用是：1、防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵红旗渠下游两岸的低田，保护下游农田和村镇；2、灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉红旗渠两岸的农田；3、引水冲淤。
在枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
（一）、规划数据红旗渠为人工渠道，其断面尺寸如图2所示。
渠底高程为-5.5 m，底宽为50m，两岸边坡均为1:2。
该闸的主要设计水位组合有以下几方面：红旗渠断面示意图（单位：m）1、孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为250/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.80m，闸下游水位为1.74m。
冬春枯水季节，有前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m，闸下游水位为1.38m。
2、闸身稳定计算水位组合（1）设计情况：上游水位为4.3m，浪高0.8m，下游水位为1.0m。
（2）校核情况：上游水位为4.7m，浪高0.5m，下游水位为1.0m。
3、消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利组合是：引水流量250/s，相应的上游水位为4.5m，下游水位为1.74m。
4、下游水位流量关系下游水位~流量关系见表1。
1、闸基土质分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见表2。
2、闸基土工试验资料根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力c=60.0kpa；内摩擦角；天然空隙比e=0.69；天然容重。
建闸所用的回填土为沙壤土，其内摩擦角，凝聚力c=0kpa，天然容重。
水工建筑物之水闸设计全解[全面]
![水工建筑物之水闸设计全解[全面]](https://img.taocdn.com/s3/m/a72c4b6b7f1922791688e8ef.png)
（一）铺盖 （二）板桩 （三）齿墙及混凝土防渗墙 （四）水泥砂浆帷幕、高压喷射灌浆帷幕及垂直防渗土工膜 （五）排水设施
四、水闸的侧向绕渗
第五节 闸室的布置与构造
一、底板
（一）整体式底板 当闸墩与底板浇筑或砌筑成整体时，称为整体式底板。
整个底板是闸室的基础，起着承受荷载、传递荷载、防冲 和防渗的作用。
三、闸室基底应力计算
（一）计算公式
（1）对于结构布置及受力情况对称的闸孔，如多孔水闸 的中间孔或左右对称的单闸孔，按下式计算
max min
G ABiblioteka M W（2）对于结构布置及受力情况不对称的闸孔，如多孔闸
的边闸孔或左右不对称的单闸孔，按双向偏心受压公式计
算
max min
G A
M x Wx
M y Wy
应综合考虑下游河床或渠道的地质条件、水闸上下游 水位差、下游尾水深度、闸室总宽度与河道宽度的比值、 闸的结构构造特点和下游消能防冲设施等因素来确定。
四、闸孔宽度的确定
根据已确定的过闸流量、上下游水位、底板 高程、闸孔型式和堰型，即可用水力学公式计算 水闸的闸孔尺寸。 （一）闸孔总净宽度的确定 （二）单孔净宽与闸孔数目的确定 （三）闸室总宽度的确定
（6）土压力。根据填土性质、挡土高度、填土内的地下 水位、填土顶面坡角及超载等计算确定。
（7）淤沙压力。根据水闸上、下游可能淤积的厚度及泥 沙重度计算确定。
（二）荷载组合 设计水闸时，应将可能同时作用的各种荷载
进行组合。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；特殊荷载由基本 荷载和一种或几种特殊荷载组成。
第四章 水闸
第一节 概述 第二节 水闸的孔口尺寸确定 第三节 水闸的消能防冲设计 第四节 水闸的防渗排水设计 第五节 闸室的布置与构造 第六节 闸室稳定验算及地基处理 第七节 闸室结构计算 第八节 两岸连接建筑物 第九节 闸门与启闭机
水工建筑物水闸设计实例
水工建筑物水闸设计实例在水工建筑物设计中，水闸是一种用于控制水流的工程构造物。
它通常由闸门、导闸护坡、底孔、闸墙和其他辅助设施组成。
水闸的设计目的是通过合理的构造和控制，实现对水流的封闭、调节和放水。
以下是一个水闸设计的实例：1.选址和环境评估：首先，需要选择一个合适的位置用来建设水闸。
这个选择通常基于水流情况、水体环境和建设的实际需求。
同时，也需要对环境进行评估，确定是否存在地质、水文等方面的问题，并制定相应的设计措施。
2.建设类型和规模确定：根据实际需求和环境条件，确定水闸的建设类型和规模，包括闸门数量、闸墙高度和长度等。
一般来说，根据水流量和水位变化，可以选择单击闸、复击闸、引水闸等不同类型的水闸。
3.水闸结构设计：根据选定的水闸类型和规模，设计水闸的结构细节。
这包括计算和确定闸门、闸墙、导闸护坡等结构物的尺寸、材料和连接方式。
同时，还需要考虑水闸的强度、稳定性和耐久性。
4.控制系统设计：水闸的开闭和水位调节通常需要一个控制系统。
设计控制系统的关键是确定合适的闸门操作方式，如手动操作、电动操作或液压操作，并相应地规划控制设备和控制信号传输方式。
5.安全性和可靠性考虑：水闸的设计必须考虑到安全性和可靠性。
这包括在设计中考虑防洪、防渗、防冲刷、防腐等措施，以确保水闸能够在不同的水流条件下正常运行，并且能够承受各种外力。
6.环境保护和生态恢复：在水闸设计过程中，还需要考虑到对水生生物和其它生态系统的影响。
设计者应该尽量减少对生态环境的破坏，并制定相应的环境保护和生态恢复方案。
7.施工和运维考虑：最后，水闸的设计还必须考虑到施工和运维的因素。
包括确定施工方法和流程、选取适当的材料和设备，以及规划维护和修复计划等。
通过以上步骤，可以完成一个水闸的设计，并确保其安全可靠、经济高效。
当然，实际的设计过程肯定还会根据具体情况和需求进行一些调整和优化，但这个实例可以作为一个基本的设计框架和参考，帮助设计者顺利完成水闸的设计工作。
水工建筑物课程设计书(水闸)
《水工建筑物》课程设计任务书（水闸）题目：年月日学生姓名：学号：班级：专业（专业方向）：指导教师：樊新建侯慧敏王之君一、设计目的和要求1．通过课程设计，使学生初步掌握水闸设计的一般原则、方法和步骤，巩固、加深和扩大所学的基础理论知识，，并使之系统化。
2. 通过课程设计，培养学生正确的设计思想、严谨的工作作风，踏实肯干和求实奋进的精神；初步掌握水工建筑物的设计原则、设计方法和步骤；3．培养学生的独立思考、独立工作能力，提高学生的综合运算，绘图及编写设计报告的基本技能，为今后从事设计、施工、管理工作打下一定的基础。
二、特征水位正常蓄水位：设计洪水位：校核洪水位：三、设计任务及要求根据提供的水文、水利计算成果，在分析研究所提供的资料的基础上，进行水闸枢纽的设计工作，设计深度为初步设计。
主要设计内容有：1．确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准；2．水闸的枢纽布置；定性分析选择的闸型，确定水闸闸室堰顶的高程和闸墩顶部高程，拟定水闸的孔数，确定水闸在枢纽中的位置。
3．水闸的平面和纵剖面布置；包括水闸的引水渠、控制段、消能段及防冲段，地下轮廓的布置。
4．闸室的水力设计和结构设计；闸室的水力设计包括泄水流量或冲沙流量、消能防冲、闸下渗流计算；闸室的结构设计包括引水渠底板的长度和翼墙的型式、尺寸，闸室段岸边建筑物型式、尺寸和绕渗处理，下游翼墙的型式尺寸；闸室段的抗滑稳定、沉陷、边缘应力计算；并判别两者是否满足规范规定程度，若不满足，提出改善措施。
5．水闸的细部构造设计；闸墩、工作桥、分缝与排水、止水，各部分材料设计等。
6．闸基处理。
四、进度安排五．课程设计的要求1. 设计一律在设计教室进行，无故不参加设计规定时间的三分之一者，或抄袭他人成果者，均以零分计（抄袭双方）。
2. 每位学生必须独立完成课程设计的内容，提交设计成果。
设计成果包括：(1)计算书一份要求详细列出所有计算过程，并附计算草图；要求列出计算成果，简要说明计算成果的合理性，或设计的不足和还可以进一步改进的地方。
《水工建筑物》课程设计之前进水闸设计
《水工建筑物》课程课程设计前进闸初步设计学号: 0803105028专业: 水利水电工程姓名: 封苏衡指导教师: 潘起来老师2011年12 月19日目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)第二章闸孔设计 (7)1.闸室结构设计 (7)2.确定闸门孔口尺寸 (7)第三章消能防冲设计 (11)1.消力池设计 (11)2.海漫的设计 (13)3. 防冲槽的设计 (14)第四章地下轮廓设计 (15)1.地下轮廓布置形式 (15)2. 闸底板设计 (15)3.铺盖设计 (16)4. 侧向防渗 (16)5. 排水止水设计 (17)第五章渗流计算 (19)1.设计洪水位情况 (19)2. 校核洪水位情况 (23)第六章闸室结构布置 (24)1. 闸室的底板 (24)2. 闸墩的尺寸 (24)3. 胸墙结构布置 (24)4. 闸门和闸墩的布置 (24)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25)6. 闸室分缝布置 (26)第七章闸室稳定计算 (27)1.确定荷载组合 (27)2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27)第八章上下游连接建筑物 (31)1.上游连接建筑物 (31)2.下游连接建筑物 (31)参考文献 (31)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节。
引水北上至下游红星港，以冲淤保港。
1.2 规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。
（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）m/3。
此时相应水位（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自m/3，此时相应水位为：闸上游水位流引水至下游红星港，引水流量为100s2201.44m，闸下游水位2201.38m。
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设计洪水位情
闸室结构布
闸室的底
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·············7 1. 闸室结构设 计····························
··············7 2. 确定闸门孔口尺 寸····························
计····························
··················16 4. 侧向防 渗····························
··················16 5. 排水止水设
计····························
··············17 第五章 渗流计
················13 3. 防冲槽的设 计····························
··············14 第四章 地下轮廓设 计····························
··········15 1. 地下轮廓布置形 式····························
2011 年 12 月 19 日
第三章 消能防冲设 计····························
水工建筑物水闸课程设计
水工建筑物水闸课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解水闸的基本概念、结构类型及工作原理；2. 学生能掌握水闸工程的设计流程和关键参数的计算方法；3. 学生能了解水闸施工技术及其在水利工程中的应用。
技能目标：1. 学生能运用水闸设计的基本理论，独立完成小型水闸的设计方案；2. 学生能运用水工建筑物相关软件，对水闸工程进行模拟和分析；3. 学生具备解决实际水闸工程问题的能力，能够根据地形、地质等条件合理选择水闸类型和设计参数。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对水利工程建设的热爱，增强对水资源的保护和利用意识；2. 学生树立正确的工程观念，注重工程质量和安全，提高社会责任感；3. 学生通过团队协作，培养沟通、交流和合作能力。
本课程针对高年级水利工程相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程注重理论知识与实践操作相结合，培养学生具备独立设计和解决实际工程问题的能力。
通过本课程的学习，为学生未来从事水利工程设计和施工打下坚实基础。
二、教学内容1. 水闸概述：水闸的定义、分类、作用及在水利工程中的重要性；教材章节：第二章 水利工程施工技术 2.1节 水闸工程概述2. 水闸结构设计：水闸各部分结构及其工作原理，包括闸室、上下游连接段、基础和闸门等；教材章节：第二章 2.2节 水闸结构设计3. 水闸设计流程与参数计算：设计流程、主要设计参数及其计算方法，如流量计算、水位计算等；教材章节：第二章 2.3节 水闸设计参数计算4. 水闸施工技术：施工准备、施工方法、施工质量控制及安全措施；教材章节：第二章 2.4节 水闸施工技术5. 水闸工程实例分析：分析典型水闸工程案例，了解工程实际应用中的关键问题及解决方案；教材章节：第二章 2.5节 水闸工程实例分析6. 水工建筑物软件应用：介绍水工建筑物相关软件，如AutoCAD、Revit 等，并应用于水闸工程设计；教材章节：附录 水工建筑物软件应用教学内容按照以上安排进行，教学进度根据课程目标和学生的学习情况适时调整。
水工建筑物课程设计进水闸设计
水工建筑物课程设计进水闸设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN工程任务某河道的右岸有一灌溉取水口，引水角为40°，为灌溉取水时雍高河道水位，取水口下游设一节制闸；为灵活控制引水干渠中的流量，取水口进口设一进水闸。
工程概况及设计资料1、取水口处河底高程，引水干渠渠底高程根据渠道定线的要求，定为，干渠为土渠，底宽，边坡1:，根据规划资料，进水闸的设计流量为72m3/s，通过设计流量时的干渠水位为，河道水位为，此时河道中水流的断面平均流速为 m/s。
2、河道洪水期仍需灌溉，开闸引水时的河道最高水位为设计洪水位。
超过这个水位，即关闸挡水，最大引水流量为s，干渠相应水位为。
3、河道的校核洪水位为。
4.闸基土质在高程～之间为砂壤土，渗透系数，内摩擦角，凝聚力，以下为粘壤土，渗透系数。
5、闸址附近多年平均最大风速为20m/s，吹程为1Km。
6、闸顶交通桥路面净宽米。
7、工作闸门可用钢闸门，检修门可选用叠梁门。
启闭机用螺杆或卷扬机式固定启闭机。
三、设计内容、步骤、计算过程（一）枢纽和建筑物等级确定根据规划资料，该进水闸运行工作分为枯水期和洪水期，而枯水期的进水闸设计流量为72m3/s大于洪水期的最大引水流量s，应按枯水期来确定枢纽及建筑物等级，根据《水闸设计规范》SL265—2001，故该枢纽为Ⅳ等枢纽，其主要建筑物为4级建筑物。
（二）闸孔设计（1）堰型选择因为宽顶堰构造简单，施工方便，适用于广大灌区内建筑物众多，技术力量分散的情况。
所以水闸底板（堰型）采用宽顶堰形式。
由于闸上游水位达到设计洪水位时要求挡水，所以采用胸墙孔口。
（2）堰顶高程确定根据《水闸设计规范》SL265—2001，河底高程为，渠底高程为，Δh=,确定堰顶高成为。
（3）闸孔净宽计算①计算行进水头；已知渠底宽B0=,=②宽顶堰流量系数m;假设堰顶头部为直角形，,cotθ=0,查表m=;④求淹没系数>,属于淹没出流，查《水闸设计规范》SL265—2001，=⑤计算孔口总净宽，假设ξ=；。
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水工建筑物课程设计之前进水闸设计Prepared on 24 November 2020《水工建筑物》课程课程设计前进闸初步设计学号:专业: 水利水电工程姓名: 封苏衡指导教师: 潘起来老师2011年 12 月 19日目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)第二章闸孔设计 (7)1.闸室结构设计 (7)2.确定闸门孔口尺寸 (7)第三章消能防冲设计 (11)1.消力池设计 (11)2.海漫的设计 (13)3. 防冲槽的设计 (14)第四章地下轮廓设计 (15)1.地下轮廓布置形式 (15)2. 闸底板设计 (15)3.铺盖设计 (16)4. 侧向防渗 (16)5. 排水止水设计 (17)第五章渗流计算 (19)1.设计洪水位情况 (19)2. 校核洪水位情况 (23)第六章闸室结构布置 (24)1. 闸室的底板 (24)2. 闸墩的尺寸 (24)3. 胸墙结构布置 (24)4. 闸门和闸墩的布置 (24)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25)6. 闸室分缝布置 (26)第七章闸室稳定计算 (27)1.确定荷载组合 (27)2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27)第八章上下游连接建筑物 (31)1.上游连接建筑物 (31)2.下游连接建筑物 (31)参考文献 (31)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节。
引水北上至下游红星港，以冲淤保港。
规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。
（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s m /3。
此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100s m /3 ，此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位。
（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。
消能防冲不利情况是：上游水位2204.7m,下游水位，引水流量是300s m /3（4）下游水位流量关系：（5）地质资料：① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=；内摩擦角19=ϕ°；天然孔隙比e=；天然容重3KN/m 3.20=γ建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ϕ=，凝聚力0c kPa =，天然容重318kN m γ=。
本地区地震烈度在6度。
（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。
（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽,总宽，采用板梁结构。
每米桥长约种80KN 。
（详见设计书插图）（8）该地区“三材”供应充足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂加工。
不考虑风浪的作用，胜利河为少泥沙河道（含少量推移质泥沙）2. 枢纽设计进水口防沙设施设计胜利河为少泥沙河流，防沙要求不高，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施设拦沙坎即可，《水电站进水口设计规范》DL/T5398-2007中规定其高度为~3m，取其高度为。
引水渠的布置①取水方式确定: 由于胜利河为少泥沙河道，防沙要求不高，且取水期间河道的水位和流量能够满足取水要求，故取水方式可设计成无坝取水。
②引水口位置选择: 胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道，可利用弯道环流原理，将引水渠的引水口设在胜利河凹岸顶点位置稍偏下游处，该位置距弯道水流拐点的长度可由公式计算：式中：L——进水闸至引水口弯道起点的距离K——与渠道分沙比有关的系数一般取～（K=）R——河道的弯道半径B——河道河槽的宽度由此可确定引水口位置③引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠，根据规范，取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。
（取25度）第二章闸孔设计1. 闸室结构设计闸室结构型式的确定由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式平底板闸室，且闸前水位最大可达到，最低水位可达，水位变幅，为减少闸门高度，因此设计成胸墙式闸室。
堰型选择由于水闸有防洪冲淤的任务，故堰型采用宽顶堰，它有利于泄洪，冲沙，排污，且泄流能力稳定，结构简单，施工方便。
确定闸顶高程设计情况下，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况下，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。
不考虑风浪情况，则课本76页公式3-78 所以取m 0.2206H =△确定闸底板高程闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上，在满足强度等条件下，高程应尽可能高一些。
一般情况下，闸底板高程定为，和河底齐平。
2. 确定闸门孔口尺寸计算闸孔总净宽①灌溉期：上游水位，下游水位，流量300s m /3上游水深m H 33.75.219483.2201=-=，下游水深m h s 28.75.219478.2201=-= 过水断面296.47333.7)33.7250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /633.096.4733000=== 行近水头m g v H H 35.781.92633.00.133.722200=⨯⨯+=+=α8.099.035.728.70>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s 时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε 由公式m H g m QL 10.2635.781.92385.094.036.030022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε②枯水季节：上游水位，下游水位，流量100s m /3上游水深m H 94.65.219444.2201=-=，下游水深m h s 88.65.219438.2201=-= 过水断面233.44394.6)94.6250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /226.033.4431000=== 行近水头m g v H H 943.681.92226.00.194.622200=⨯⨯+=+=α 8.0991.0943.688.60>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s 时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε 由公式m H g m QL 472.9943.681.92385.094.036.010022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε由于应选用最大过闸单宽流量，故应选最大闸孔总净宽，因此综合两种情况,闸孔总净宽取值为。
此时单宽流量)*/(50.111.2630030m s m L Q q ===，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取20-25)*/(3m s m ，故满足要求孔数及单孔宽度的选定为了保证闸门对称开启，使水流过闸均匀，孔数宜采用单数。
我国大中型水闸单孔宽度一般采用8-12m,故选3=n 孔，选单孔净宽m l 100=。
根据规范上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚m d 2=，边墩取闸孔总宽度为：m d n nl L 3422103)1(01=⨯+⨯=⨯-+=渠道宽，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为34/50=大于~，符合要求。
闸孔尺寸示意图见图2-1（比例1：100）图2-1闸孔布置图（ 单位：m ）水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规范》SL265-2001）灌溉期过流验算：上游水位，下游水位，流量300s m /3对于中孔：m l 100=，m d 2=对于边孔：m l 100=， m b b 16.21233.72/)3750(=⨯+-=则 953.03912.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=n n bz εεε 水闸泄流能力sm H g mL Q /75.34935.781.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于300s m /3满足要求 。
枯水期过流验算：上游水位，下游水位，流量100s m /3对于中孔：m l 100=，m d 2=对于边孔：m l 100=， m b b 38.20294.62/)3750(=⨯+-=则 953.039124.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=n n bz εεε水闸泄流能力sm H g mL Q /90.32094.681.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于100s m /3满足要求 。
第三章 消能防冲设计1. 消力池设计确定消能型式由于本闸所处渠道底部为粉质粘土，抗冲刷能力较低，故采用底流式消能。
确定消能计算工况由第二章计算已知，灌溉期和枯水期水位时闸门全开引水，均为淹没出流，无须消能。
当引水流量为300s m /3，上游水位，下游水位时，为最不利的工况，取该工况为计算工况计算工况时上下游水面连接形态的判别引水流量为300s m /3，上游水位，下游水位；上游水位m H 2.105.21947.2204=-=，下游水位m h s 28.75.219478.2201=-= 该工况情况下，关闸挡水，部分闸门不完全开启，下游水位较低，闸孔射流速度大，最容易造成渠道的冲刷。
消力池设计采用挖深式消力池，消力池首端宽度采用闸孔总宽134b m =，末端宽度采用河底宽度250b m =。
为保证水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本设计按闸孔对称方式开启运行，分别为开启3孔和中间1孔当闸门不完全开启，闸孔射流速度较大，比闸门完全开启时更容易引起渠床的冲刷，取闸门相对开启从（大于属于堰流）过水断面208.7182.10)2.10250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /418.008.7183000===行近水头m g v H H 21.1081.92418.00.12.1022200=⨯⨯+=+=α 下游水深m h t 28.75.219478.2201=-=宽顶堰闸孔出流流量公式0012gH enl Q μ=，0''1/1H e εϕεμ-='ε由相对开启高度H e /查《水力学》354页表9-7可得，ϕ取e h c '0ε=，假设水跃在最小收缩断面开始发生，由《水闸设计规范》可得：跃后水深25.02132002))(181(2b b gh q h h c c c -+=α，根据02c h 和t h 的关系判别水跃形态 计算表格如下：验算计算工况闸门全开自由堰流状态下水跃形态 由迭代公式求收缩水深)(201ci ci h H g qh -=+ϕ)*/(82.8343003m s m q ==， 9.0=ϕ 01=h 令；代入迭代公式可得： m h 692.02=，m h 7171.03=，m h 71808.04=，m h 7181.05=，m h 7181.06=，由此可得m m h c 718.07181.0== 假设水跃在最小收缩断面发生，跃后水深m b b gh q h h c c c 95.3))(181(225.021302002=-+=α t c h h <02，故也发生淹没式水跃结论由以上计算可知，上下游水位的连接形态为淹没式水跃，这种情况对底部冲刷不太严重，不需要修建消力池,但应按要求设计相应的护坦。