水闸课程设计全解
《水闸》课程教案
《水闸》课程单元教学设计(教案)一、教案二、教学内容（一）预备知识《水工建筑物基础知识》 （二）教学内容1．闸址及闸底板高程的选择原则和方法选择闸址应考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等条件，同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件。
底板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、上下游水位及河床地质条件等因素有关。
2. 水闸等级划分及洪水标准水闸枢纽工程据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别，其等别应按SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》；灌排渠系上的水闸，其级别可按现行《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。
水利水电枢纽中的水闸洪水标准按国家现行的SL252—2000的规定确定。
3. 闸孔型式的选择（1）闸室结构形式：根据水闸所承担的任务及设计要求确定。
（2）闸孔形式：根据各种形式的适用条件，选择一种较优的闸孔型式。
闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型、胸墙孔口型。
（3）判别堰的出流流态：根据淹没条件来判别是否为淹没出流。
（4）确定闸孔总净宽闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径和孔数的选用，经技术经济比较后确定。
计算时分别对不同的水流情况，根据给定的设计流量、上下游水位和初拟的底板高程及堰型来确定。
①对于平底板水闸，当水流为堰流时计算公式 闸孔总净宽0B =gm H Q223σε单孔闸400)1(171.01ss b b b b --=ε 多孔闸 NN bz εεε+-=)1(4001171.01Z ZZ db b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=ε40000221171.01b Z b Z b b d b b b d b b ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++--=ε ②对于平底板水闸，当水流为孔口出流时计算公式 闸孔总净宽0'02gH h Q B e μσ=Hh e ''1εϕεμ-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2'111H h e λεeh r 16718.24.0=λ闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径和孔数的选用，经技术经济比较后确定。
候王二组水闸课程设计
候王二组水闸课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生了解和掌握候王二组水闸的基本知识、设计和应用，培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够阐述候王二组水闸的原理、结构和功能，了解其在我国水利工程中的重要地位。
2.技能目标：学生能够运用所学知识分析和解决实际问题，如设计简单的水闸工程，并具备一定的实验操作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对水利工程的兴趣，增强其社会责任感，提高其节约水资源和保护环境的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括候王二组水闸的原理、结构、功能、设计及应用。
具体安排如下：1.第一课时：介绍水闸的定义、分类和功能，讲解候王二组水闸的原理。
2.第二课时：讲解候王二组水闸的结构和组成部分，分析其在工作中的作用。
3.第三课时：阐述候王二组水闸的设计方法和步骤，介绍其在我国水利工程中的应用。
4.第四课时：分析候王二组水闸在实际运行中的问题和解决方案，讨论其在未来发展中的前景。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体应用如下：1.讲授法：讲解水闸的基本概念、原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的思辨能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析典型的水闸工程案例，使学生了解水闸在实际工程中的应用。
4.实验法：安排学生进行水闸模型实验，培养学生的实际操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水利工程教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的课件、动画和视频，帮助学生形象地理解水闸原理和结构。
4.实验设备：准备充足的水闸模型实验设备，确保学生能够进行实际操作。
水闸课程设计(南工)
水利与生态工程学院水工建筑物课程设计——水闸设计班级：学号：姓名：指导老师：目录1基本资料1.1工程概况1.2地质资料1.3水文气象1.4建筑材料1.5批准的规划成果2闸孔设计2.1闸址的选择2.2闸型的确定2.3拟定闸孔尺寸及闸墩厚度2.4校核泄洪能力3消能设计3.1消能防冲设计的控制情况3.2消力池尺寸及构造3.3海漫设计3.4防冲槽设计3.5上下游岸坡防护4防渗排水设计4.1闸底地下轮廓线的布置4.2排水设备的细部构造4.3防渗计算5闸室布置5.1 底板和闸墩5.2 闸门与启闭机5.3 上部结构5.4 闸室的分缝与止水6闸室稳定计算6.1 设计情况及荷载组合6.2 完建无水期地基承载力验算6.3 正常挡水期闸室抗滑稳定验算7上下游连接建筑物7.1 上游连接建筑物7.2 下游连接建筑物水闸设计1 基本资料1.1工程概况及拦河闸的任务某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩，河流平均纵坡1/6200。
本工程属三级建筑物。
本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。
上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。
闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。
1.2地质资料（一）根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：1、湿重度r湿=20.2KN/m3土壤干重度r干=16.0KN／m3饱和重度r饱=22.2KN／m3浮重度r浮=12.2KN／m32.自然含水量时，内摩擦角φ=230饱和含水量时，内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=0.1KN／m23.地基允许承载力[P地基]=150KPa4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数[η]=1.5～2.06.渗透系数K=9.29×10-3cm／s(二)本地区地震烈度为60以下1.3文水气象(一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。
课程设计水闸
课程设计水闸一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握水闸的基本概念、结构和功能，了解水闸在水利工程中的重要作用，以及学会水闸的设计和施工方法。
1.了解水闸的定义、分类和特点。
2.掌握水闸的主要结构部件及其功能。
3.了解水闸的工作原理和运行机制。
4.掌握水闸的设计和施工方法。
5.能够分析水闸的结构和功能，解决实际问题。
6.能够运用所学知识进行水闸的设计和计算。
7.能够对水闸施工过程进行监控和管理。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
2.培养学生团队协作、创新精神和实践能力。
3.使学生认识到水闸在水利工程中的重要性，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括水闸的基本概念、结构和功能，水闸的设计和施工方法，以及水闸在水利工程中的应用。
1.水闸的基本概念：水闸的定义、分类和特点。
2.水闸的结构：闸室、闸门、启闭机、两岸连接段等部件的结构和功能。
3.水闸的功能：调节水位、防洪排涝、航运等。
4.水闸的工作原理和运行机制：水闸的开启和关闭、水位变化对水闸运行的影响等。
5.水闸的设计：设计原则、设计步骤、设计方法等。
6.水闸的施工：施工工艺、施工、施工管理等内容。
7.水闸在水利工程中的应用实例：介绍一些典型的水闸工程，分析其在水利工程中的作用和意义。
三、教学方法本课程的教学方法采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：教师通过讲解水闸的基本概念、结构和功能，以及设计和施工方法，使学生掌握水闸的相关知识。
2.案例分析法：通过分析一些典型的水闸工程案例，使学生了解水闸在水利工程中的应用和重要性。
3.实验法：学生进行水闸模型实验，使学生直观地了解水闸的结构和运行原理。
4.讨论法：学生进行小组讨论，探讨水闸设计和施工中遇到的问题，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
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。
水闸课程设计全解
水闸课程设计第一章总述第一节概述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。
第二节基本资料（一）闸的设计标准根据《水闸设计规•》SD133-84（以下简称SD133-84）,该闸按IV级建筑物设计。
（二）水位流量资料下游水位流量关系见表（三）地形资料闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽 18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。
（四）闸基土质资料闸基河床地质资料柱状图如图所示J] w4BJaa\1 J —f-fJK. js-r■ !■ a ■■ ・■" ・ J ■ 4 n ・ a ■ a a B a ■ ・=』■•■・a u. 4 ul -iRIII-lli lllil- ifilril-rili fa !4.|| a |.4|..| a!4 t 4 a | J・ 』 - ・ -il:层序 高程（M 土质摡况 I 195.00-191.8 细砂 II191.8 —183.32组砂III183.32粘土闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。
闸基细砂及墙后回WW 土18.0 n填砂料土工试验资料如下表；细砂允许承载力为，其与混凝土底板之间的摩擦系数（五）其他资料1•闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。
桥面净宽4.0 m，总宽为4.4 m o2•闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。
3. 该地区地震设计烈度为4度。
4. 闸址附近河道有干砌石护坡。
5. 多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。
第三节工程综合说明书本工程为W级拦河闸。
设计采用开敞式水闸。
水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。
闸室段位于上、下游连接段之间。
是水闸工程的主体。
其作用是控制水位、调节流量。
包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。
水闸的课程设计结论
水闸的课程设计结论一、课程目标知识目标：1. 学生能理解水闸的基本概念、结构及工作原理；2. 学生能掌握水闸在水利工程中的作用，了解其在我国的应用现状；3. 学生能了解水闸建设与环境保护、生态平衡的关系。
技能目标：1. 学生能够分析水闸的工程设计图纸，识别各部分结构及功能；2. 学生能够运用所学的知识，对水闸工程进行简单的计算和分析；3. 学生能够通过小组合作，设计并绘制简单的水闸模型。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对水利工程建设的兴趣，增强对我国水利事业的认同感；2. 学生树立正确的环保意识，认识到水闸工程与环境保护、生态平衡的重要性；3. 学生通过合作学习，培养团队协作精神，增强沟通与交流能力。
课程性质：本课程为水利工程学科的基础课程，旨在让学生了解水闸的基本知识，掌握水闸工程的设计和建设原则。
学生特点：学生为初中生，具有一定的物理、数学基础，对水利工程有一定的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生的特点和知识水平，通过理论教学与实践操作相结合的方式，让学生掌握水闸知识，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的环保意识和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面发展。
二、教学内容1. 水闸的基本概念与分类：介绍水闸的定义、功能及分类，结合教材第二章第一节内容，让学生了解不同类型的水闸及其应用场景。
- 水闸的定义与功能- 水闸的分类及特点2. 水闸的结构与工作原理：分析水闸的结构组成，讲解其工作原理，参考教材第二章第二节内容，让学生掌握水闸的关键技术。
- 水闸的结构组成- 水闸的工作原理及关键技术3. 水闸工程设计与建设：讲解水闸工程的设计原则、建设流程，结合教材第二章第三节内容，培养学生对水闸工程的分析与设计能力。
- 水闸工程设计原则- 水闸工程建设流程4. 水闸工程在水利工程中的应用：分析水闸工程在实际水利工程中的应用，参考教材第二章第四节内容，让学生了解水闸工程在我国水利事业中的重要性。
候王二组水闸课程设计
候王二组水闸课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解水闸的基本概念、构成及作用；2. 学生能够掌握候王二组水闸的地理位置、结构特点及其在水利设施中的作用；3. 学生能够了解水闸在防洪、灌溉、发电等方面的实际应用。
技能目标：1. 学生能够通过观察、分析，学会绘制水闸结构简图；2. 学生能够运用所学知识，设计简单的水闸模型并进行实验；3. 学生能够运用比较、分析、归纳等方法，评估水闸在水利工程中的重要性。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程建设的兴趣，激发他们投身水利事业的热情；2. 学生能够认识到水闸在我国农业、防洪、发电等方面的重要作用，增强对国家水利设施的热爱；3. 学生通过学习水闸相关知识，培养团结协作、解决问题的能力，树立正确的水资源保护意识。
课程性质：本课程为自然科学领域的水利工程知识，结合实际案例分析，注重理论与实践相结合。
学生特点：五年级学生具有一定的观察、分析、动手能力，对水利工程充满好奇。
教学要求：教师需结合实际案例，通过讲解、实验、讨论等多种教学方法，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，注重分解课程目标，确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 水闸基础知识：- 水闸的定义、分类及作用；- 水闸的组成部分及其功能；- 水闸在我国水利工程中的应用案例。
2. 候王二组水闸：- 介绍候王二组水闸的地理位置、建设背景；- 详细讲解候王二组水闸的结构特点；- 分析候王二组水闸在防洪、灌溉等方面的作用。
3. 水闸结构与原理：- 水闸的构造原理及工作原理；- 水闸开启、关闭机制；- 水闸结构对水利设施安全性的影响。
4. 实践教学：- 绘制水闸结构简图，加深对水闸结构的理解；- 设计并制作简单的水闸模型，进行实验操作；- 分析实验结果，评估水闸在水利工程中的重要性。
5. 案例分析：- 选择典型水闸案例，分析其设计、建设、运行过程；- 探讨水闸在水利工程中的关键作用；- 学习成功案例的经验，提高学生解决实际问题的能力。
第五章 水闸教案
第五章水闸第一节概述引言：水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有挡水和泄水的作用，用以调节水位、控制●本节主要介绍：水闸的类型、工作特点、组成及水闸设计的内容一．水闸的类型●水闸的种类:1.按水闸所承担的任务分类:节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、排沙闸、排冰闸、排污闸等图示讲解：水闸的类型及位置示意图●节制闸（或拦河闸）：拦河或在渠道上建造。
枯水期用以拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求；洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。
位于河道上的节制闸称为拦河闸。
●进水闸：建在河道、水库或湖泊的岸边，用来控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。
进水闸又称取水闸或渠首闸。
●分洪闸：常建于河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入预定的湖泊、洼地，及时削减洪峰，保证下游河道的安全。
●排水闸：常建于江河沿岸，外河水位上涨时关闸以防外水倒灌，外河水位下降时开闸排水，排除两岸低洼地区的涝渍。
该闸具有双向挡水，有时双向过流的特点。
●挡潮闸：建在入海河口附近，涨潮时关闸不使海水沿河上溯，退潮时开闸泄水。
挡潮闸具有双向挡水的特点。
●排沙闸、排冰闸、排污闸：为排除泥沙、冰块、漂浮物等而设置的。
2.按闸室结构形式分类●开敞式水闸：闸室上面不填土封闭的水闸。
一般有泄洪、排水、过木等要求时，多采用不带胸墙的开敞式水闸，多用于拦河闸、排冰闸等；当上游水位变幅大，而下泄流量又有限制时，为避免闸门过高，常采用带胸墙的开敞式水闸，如进水闸、排水闸、挡潮闸多用这种形式。
●涵洞式水闸：闸（洞）身上面填土封闭的水闸，又称封闭式水闸。
涵洞式水闸常用于穿堤取水或排水的水闸。
洞内水流可以是有压的或者是无压的。
二．水闸的工作特点●特点：1.稳定方面：关门挡水时，水闸上、下游较大的水头差造成较大的水平推力，使水闸有可能沿基面产生向下游的滑动，为此，水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。
2.防渗方面：由于上下游水位差的作用，水将通过地基和两岸向下游渗流。
水利水电水闸课程设计
水利水电水闸课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解水利水电水闸的基本原理和结构组成，掌握水闸的运行机制及其在水利工程中的作用。
2. 使学生掌握水利水电水闸设计的基本步骤和主要参数，能够运用相关公式进行简单计算。
3. 帮助学生了解水利水电水闸工程的管理与维护知识，提高对水利工程安全性的认识。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制水利水电水闸平面布置图和剖面图的能力。
2. 培养学生根据实际工程需求，合理选择水闸类型和设计参数的能力。
3. 提高学生通过小组合作，进行水利水电水闸设计方案的讨论、比较和优化的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对水利水电工程建设的兴趣，培养其投身水利工程建设的职业情感。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实际操作，强调理论与实践相结合。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中充分考虑生态环境保护，体现绿色可持续发展理念。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论教学和实际操作，培养学生具备水利水电水闸设计的基本能力。
学生特点：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对水利工程有初步了解，具备一定的自学和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用案例教学、小组合作等方法，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程学习和未来职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 水利水电水闸基本原理：讲解水闸的工作原理、结构类型及功能，结合教材第一章内容，让学生掌握水闸工程的基本概念。
2. 水闸设计步骤与参数：分析水闸设计的主要步骤，包括初步设计、详细设计和施工图设计，学习教材第二章关于水闸设计参数的确定方法。
3. 水闸工程管理与维护：介绍水闸工程的管理制度、维护方法及安全监测，结合教材第三章内容，提高学生对水利工程安全管理的认识。
4. 水利水电水闸平面布置图和剖面图绘制：教授CAD软件的基本操作，指导学生绘制水闸平面布置图和剖面图，参考教材第四章内容。
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
水闸课程设计Word版
目录水闸课程设计任务书...................................................................................... - 2 - 一．工程任务.......................................................................................... - 2 - 二．基本资料.......................................................................................... - 2 - 三．设计内容.......................................................................................... - 3 - 四．设计成果.......................................................................................... - 3 - 五．时间安排.......................................................................................... - 3 - 水闸课程设计计算书...................................................................................... - 4 - 第一章闸室布置.................................................................................. - 4 - 一．闸型选择及水闸级别...................................................................... - 4 - 二．闸室基本尺寸的确定...................................................................... - 4 - 三．泄流能力校核.................................................................................. - 7 - 第二章消能与防冲设计...................................................................... - 8 -一.消能计算的控制情况......................................................................... - 8 -二.消力池长度的计算........................................................................... - 10 -三.护坦构造........................................................................................... - 11 -四.海漫的长度和型式........................................................................... - 11 -五．防冲槽设计.................................................................................... - 12 - 第三章防渗设计................................................................................ - 12 - 一．选择地下轮廓线............................................................................ - 12 -二.渗透压力计算................................................................................... - 13 -第四章闸室抗滑稳定计算................................................................ - 13 - 一，荷载计算........................................................................................ - 13 - 二．抗滑稳定计算................................................................................ - 14 - 三．基地压力计算................................................................................ - 14 - 第五章闸室结构计算........................................................................ - 15 - 一．计算情况........................................................................................ - 15 - 二．计算方法........................................................................................ - 15 -水闸课程设计任务书一．工程任务本枢纽位于某河下游，主要任务是雍高河道水位，以满足河道两岸引水灌溉要求，并适当照顾到工业给水、陆路交通等。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水闸课程设计第一章总述第一节概述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。
第二节基本资料(一) 闸的设计标准根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。
(三) 地形资料闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。
(四) 闸基土质资料闸基河床地质资料柱状图如图所示(五) 其他资料1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。
桥面净宽4.0m，总宽为4.4m。
2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。
3.该地区地震设计烈度为4度。
4.闸址附近河道有干砌石护坡。
5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。
第三节工程综合说明书本工程为Ⅳ级拦河闸。
设计采用开敞式水闸。
水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。
闸室段位于上、下游连接段之间。
是水闸工程的主体。
其作用是控制水位、调节流量。
包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。
上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室。
包括两岸的翼墙、护坡、铺盖、护底和防冲槽。
下游连接段的作用是引导过闸水流均匀扩散。
通过消能防冲设施。
以保证闸后水流不发生有害的冲刷。
包括消力池、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡。
第二章 水力计算第一节 闸室的结构型式及孔口尺寸确定﹙一﹚闸孔型式的选择该闸建在天然河道上，河道横部面接近梯形，因此采用开敞式闸室结构。
该闸建在天然河道上，为了满足泄洪、冲沙、排污的要求，宜采用结构简单，施工方便，自由出流范围较大的无坎宽顶堰，考虑到闸基持力层是粘细砂，土质一般，承载能力不好，并参考该地区已建工程的经验，根据一般情况下，拦河闸的底板顶面可与河底齐平。
即闸底板顶面（即堰顶）与西通河河底齐平，所以高程为195.00 m 。
（二）闸孔尺寸的确定初拟孔口尺寸，该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。
1.计算闸孔总净宽0B(1)在设计情况下： ①、上游水H=198.36-195=3.36m②、下游水深s h =198.15-195.00=3.15m ③、下泄流量Q=61.403/m s则上游行近流速：V 0=Q/A根据和断面尺寸：A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36＝77.4m 2 其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/sH 0=H ﹢αv 2/2 （取α＝1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ ＝3.39m 则sh H =3.15/3.39=0.929>0.8 故属于淹没出流。
(2)校核情况： ①、上游水H=198.9-195=3.9m②、下游水深s h =198.65-195=3.65m ③、下泄流量Q=79.703/m s则上游行近流速：V 0=Q/A根据和断面尺寸：A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.9﹚×3.9＝93.02m 2 其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =79.7/93.02=0.86m/sH 0=H ﹢αv 2/2g ﹙取α＝1.0﹚ =3.9﹢0.862/﹙2×9.81﹚ =3.94m 则sh H =3.65/3.94=0.93>0.8 , 故属于淹没出流。
(3)确定闸孔宽度由以上结果可得，则按水流成堰流时并且为淹没出流，计算根据《水工建筑物》，由宽顶堰淹没出流公式：根据sh H ，查SL-265-2001,附录A.01，查得淹没系数=0.74，对无坎宽顶堰：m=0.385 假设侧收缩系数 =0.90gv 220HH 1s h在设计情况下： 由公式 0所以，在设计情况下=8.66m在校核情况下：=9.0m整理上述计算如下表 计算情况 上游水深 H 下游水深s h 流量 Q行进流速 行进水头0H淹没系数б 流量系数m 侧收缩系数ε0B设计情况下3.363.1561.40 0.793 3.39 0.740.385 0.908.66校核情况下3.90 3.65 79.70 0.86 3.94 0.74 0.385 0.90 9.02.闸孔孔数n 及单孔净宽0b单孔宽度0b 根据水闸使用要求，闸门型式及启闭机容量等因素，并参照闸门尺寸选定。
由01B >02B 比较得，取净宽较大的值，则取0B =9.0m 。
以上为0B 的第一次近似值，据此可计算 的第二次近似值，按0H h s =0.93，及闸墩边形状，查《水力学》，得=0.502 ，=0.70。
侧收缩系数按式计算为：=1-0.2×[0.7+（3-1）×0.502]×3.9/9 =0.85净宽0B 的第二次计算近似值为=9.5m再将净宽0B 的第二次近似值代入式中，可得ε=0.86，再次试算后仍得ε=0.86，计算得出02B =9.4m ,根据所给闸门的型号尺寸，则选择孔数n=3，每孔净宽0b =3.2m ，则闸孔总净宽0B =3.2×3=9.6m ,3.闸孔泄流能力校核中墩采用钢筋混凝土结构，根据设计规范SL265-2001,取中墩厚d=1.5m ,墩首、墩尾均采用尖圆形。
边墩厚度为1.0m ，墩首、尾采用半圆形。
根据拟定的闸孔尺寸净宽0B =9.6m ，用设计情况进行检验。
根据堰流公式：3/20.860.740.38529.819.6Q =⨯⨯⨯⨯⨯3.39⨯实=64.283/m s则:=|（64.28-61.40）/61.40|×100％=4.7％＜5％实际过流能力满足泄水的设计要求由此得该闸的孔口尺寸确定为：选择孔数n=3，每孔净宽0b =3.2m ，2个中墩各厚d=1.5m ，边墩厚度为1.0m ，闸孔总净宽0B =9.6m ，闸室总长度B=3×3.2+2×1.5=12.6m 。
第二节消能防冲型式水闸闸门开启时，下泄水流具有较高能量，为防止高速水流及波状水跃的冲击等不利作用，闸下应采取防冲措施。
（一）消能型式水闸上、下游水头一般较低，下游一般为土基，宜采用底流式消能。
因此，消能设计的主要任务是确定下游消力池深度与长度，护坦型式与构造、海漫长度与构造一集防冲槽等。
（二）消力池设计1．消力池设计依据当过闸流量不变，上游水位较高时往往是消力池设计的依据，而实际运行中，流量却是变化的。
因而，消能设计依据应是上游为较高水位、下游为较低水位时，通过某一流量，下泄水流能量E=γq△H最大时，相应的数据即为消力池设计依据。
为了降低工程造价、确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设中孔开启。
分别开启不同高度进行计算，找出消力池池深和池长的控制条件。
闸门的开度拟分三级开启。
第一级泄流量8.633m/s；待下游水位稳定后，开度增大至设计流量61.43m/s；最后待下游水位稳定后，再增大开度至最大下泄流量79.73m/s。
其中按以下公式计算垂直收缩系数ε与闸孔相对开度H /e 有关，查《水力学》表9-8可得。
泄流量：Q=2gH eB 0μ 流量系数：He1εεϕμ-= 消力池深度:=d Z h s c ∆--'''0h σ 收缩水深：e c ε=h 消能计算公式： 0001h T T T c ∂-∂-∂=222q ϕg =∂ 25.02132''1812h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=b b gh qh c c c 出池落差:2''2'2222q cs gh q h g Z αϕα-=∆ 消力池长：sj L =j L L S β+其中消力池与闸底板以1:4的斜坡段连接 水跃长度：()c c h h L -=''j 9.6'h s 是出池河床水深0T 是从消力池底板顶面算起的总势能为水流动能校正系数取1.0。
β为水跃长度校正系数取0.75。
水跃淹没系数0σ=1.05。
流速系数95.0=ϕ。
2．消力池深度d 及消力池长度的计算结论：通过计算上述计算可知，当闸孔开度为0.17m 时满足控制条件，其余两组都不满足条件，根据下列计算：以下泄流量Q=8.633/m s 作为确定消力长度的计算依据。
（1）消力池力池深依据SL265-2001,附表B1.1,则计算出消力池的相关参数:2''2'2222q cs gh q h g Z αϕα-=∆ =222220.710.7129.811129.810.91⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-0.006m其中Z ∆为出池落差、'h s 为出池河床水深、为水流动能校正系数取1.0。
则 =d Z h s c ∆--'''0h σ =1.05×0.921-1+0.006 =-0.0385m则计算出消力池池深d=-0.0385m ，但为了稳定泄流时的水流，根据规范取池深d=0.5m 。
（2）消力池长度计算:由前面的计算，以下泄流量8.633/m s 作为确定消力池长度计算的依据。
略去行进流速v 0，则：d 0+=H T =3.9+0.5=4.4m根据公式其中： 222q ϕg =∂=02.081.9268..02=⨯ 则：0001h T T T c ∂-∂-∂==4.402.04.02.04.402.0--=0.07m25.02132''1812h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=b b gh q h c cc=0.0712⎤⎥⎥⎦ =1.13m水跃长度：()c c h h L -=''j 9.6 =6.9(1.13-0.07)=7.3m消力池与闸底板以1:4的斜坡段连接， s L =dp =0.5×4=2m ，则消力池长度：sj L =j L L S β+=2+0.75×7.3=7.5m所以取消力池长度为7.5m 。
3．消力池底板厚度t（1）消力池底板厚度，为减少作用于底板扬压力，消力池底板可以做成透水的，始端厚度可按抗冲和抗浮要求确定。
抗冲 H q k ∆=1t 抗浮 12γMP W U k t ±-=其中1k 为消力池底板计算系数取0.18，q 为消力池进口处的单宽流量，H ∆为相应于单宽流量的上、下游水位差。
此结构按抗冲条件计算得:H q k ∆=1t（2）消力池构造消力池一般可用浆砌石或混凝土建成，下设0.3m 的卵石垫层，透水底板设排水孔，孔径0.2m ，孔距2m ，梅花状布置，底部设反滤层。