闸墩及底板结构计算

闸室的结构计算常见问题

闸室的结构计算常见问题一、闸墩的结构计算闸墩的计算情况：1.运用期，两边闸门都关闭时，闸墩承受最大水头时的水压力、墩自重、上部结构重量。

平面闸门的闸墩应验算墩底应力、门槽应力；弧形闸门的闸墩验算墩底应力、牛腿强度、牛腿附近闸墩的拉应力。

2.检修期，一孔检修，上下游检修门关闭而邻孔过水或关闭时，闸墩承受侧向水压力、闸墩、上部结构的重力，应验算闸墩底部强度，弧形闸门的闸墩还应验算不对称状态时的应力。

（1）平面闸门闸墩应力计算①墩底水平截面上的正应力。

运用时期对墩底应力最不利，可将其视为固结于闸底板上的悬臂结构，按偏心受压公式2σ∑∑min max L I M A W I •±=计算应力。

②墩底水平面上剪应力的计算按bI QS I 1τ=。

③墩底水平截面上的横向正应力按2ΣΣσmin max B I M A W II ±=计算 ④边墩、缝墩墩底主拉应力计算。

当边墩和缝墩闸孔闸门关闭承受最大水头时，边墩和缝墩受力不对称，墩底受纵向剪力和扭矩的共同作用，可能产生较大的主拉应力。

⑤门槽应力计算。

门槽颈部因受闸门传来的水压力而可能受拉，应进行强度计算,以确定配筋量。

在门槽处截取脱离体，将闸墩及、上部结构重量、水压力、闸墩底面以上的正应力和剪应力等作为外荷载施加在脱离体上。

⑥闸墩配筋：因考虑混凝土的温度、收缩应力的影响，及为加强底板与闸墩间施工缝的连接而需配置构造钢筋。

底部钢筋应适当加密。

水平向分布钢筋沿闸墩表面布置。

闸墩的上下游端部自底至顶均布置构造钢筋，网状分布。

闸墩墩顶支承上部桥梁的部位，亦要布置构造钢筋网。

若闸门槽底部拉应力超过混凝土的允许拉应力时，则按全部拉应力由钢筋承担的原则进行配筋；否则配置构造钢筋，布置在门槽两侧，水平排列。

（2）弧形闸门闸墩。

弧形闸门关闭挡水时，牛腿在半扇弧形闸门水压力R 的法向分力N 和切向分力T 共同作用下工作，分力N 使牛腿弯曲和剪切，T 则使牛腿产生扭曲和剪切。

闸墩结构计算

7.10闸墩结构计算闸墩结构计算一般应该考虑两种工作情况。

闸墩每个高度的应力都不同，最危险的断面是闸墩与底板的接合面。

应以该接合面作为计算面，并把闸墩视为固支于底板的悬臂梁，近似用偏心受压公式计算应力。

首先是运用期，当闸门关闭挡水时，闸墩承受的最大上下游水位差的水压力，闸墩及其上部结构的重力，对于平面闸门，应计算闸墩底部正应力和门槽应力。

其次是检修期，当一孔检修，而邻孔关闭或照常开门泄流，此时闸墩承受测水压力，闸墩和上部结构的重力，这时应验算闸墩侧向受力情况下底部止应力，由于该泄水闸淹没下游检修闸门，故不作计算。

这里对设计洪水期进行计算 =19.50,=14.20H m H m 下上 1. 闸墩底面的正应力计算设计洪水期情况下闸墩底部荷载和力矩作用计算表对闸墩底面形心求矩，以一联作为脱离体(单位t)对于单个中墩来说：837.08(t)4.0G ==∑,842.15 1.3273.70(t )4.0M m ⨯==∙∑，墩底截面对其形心轴的惯性距近似取：[]()3340.975 1.30.97518585.591212B L I m ⨯⨯⨯===B-闸墩的厚度，1.3m;L-闸墩顺水流方向的长度，18m 。

闸门关闭时，纵向计算的最不利条件是闸墩承受最大水位差所产生的水压力、闸墩自重及其上部结构等荷载，由《水工建筑物》式（6-35）2G M LA I σ∑∑=±⨯下上 G ∑-作用于闸墩的铅直力总和 A- 闸墩的底面积，近似矩形计算：21.318=23.4m A =⨯M ∑-作用于闸墩上的各个作用荷载对闸墩底中心的距837.08273.71835.77 4.2223.4585.592G M L A I σ∑∑=±⨯=±⨯=± 39.97(t /)(31.57(t /)m m ==上游）（下游）由计算结果可知，设计洪水情况下，沿水流方向的应力尽管比较大，但仍小于混凝土抗压强度/kN m （1029）且无拉应力出现，无须配筋，只按构造配筋。

闸中联底板稳定计算

驼房营闸中墩底板稳定计算一、建筑物等级3级地震设计烈度 8°二、计算情况1设计情况①建成无水②运行期:闸上游水深= 2.54m,闸下无水；2校核情况闸前3.4m水深+地震，闸下游无水；三、基本数据结构重要性系数γ0=0.9设计状况系数ψ：设计工况=1地震工况=0.85结构系数γd= 1.21闸门垂直水流方向宽度B=8.2m闸门顺水流方向长度L=11.5 2孔数N=2孔单宽b=3m3单位重钢筋混凝土r= 2.5t/m34砼与粉质粘土摩擦系数采用f=0.45抗滑安全系数:完建、设计情况K= 1.25，校核情况K= 1.1，K= 1.05 6地基允许承载力：［σ］=15t/m27地基应力不均匀系数：该地基土质属中等坚实,由规范取完建、设计情况η<2 8建筑物自重荷载分项系数不利时取 1.05，有利时取0.958建筑物可变荷载分项系数不利时取 1.29静水压力荷载分项系数取 1.010浮托力荷载分项系数取 1.0，渗透压力取 1.2地震作用的分项系数取 1.011检修桥板厚度=0.28m宽度=7.7m长度=8.20人群荷载=0.35t/m212闸墩高度 3.24m13边墩厚度0.7m断面面积=7.96m2个数=2 14中墩厚度0.8m断面面积= 3.55m2个数=1 15缝墩厚度0.9m断面面积=20.95m2个数=016底板厚度0.6m断面面积=7.17m217单个启闭机重Gq=6t18单个闸门重Gz=2t19排架立面断面面积= 1.65m2厚度=0.25m 20工作桥断面面积=0.35m2长度=8.2m 闸房柱1 断面面积(算结构自重)=0m2 楼面面积(算荷载)=0.00m2闸房柱2 断面面积(算结构自重)=0m2 楼面面积(算荷载)=0.00m2闸房柱3 断面面积(算结构自重)=0m2 楼面面积(算荷载)=0.00m2闸房柱4 断面面积(算结构自重)=0m2 楼面面积(算荷载)=0.00m2楼面均布活荷载标准值=0.20t/m2浮托力W1断面积=18.45m2渗透压力W2断面积=14.19m2渗透压力W3断面积=10.33m2注：工作桥及排架楼面活荷载均取0.2t/m2m闸门上游顺水流方向长度L=9.7 m(地震），地震情况η< 2.5m。

闸墩结构设计

闸墩结构设计 1. 闸墩应力计算 (1) 闸墩底面应力计算根据材料力学偏心受压计算公式，墩底纵向正应力为x J MAG xx∑∑±=max min σ73.64.0*8.06.0*14.32.1*2.2*22=++=A m 2 433m 33.2012)6*98.0(*2.112)98.0(==≈L B J x完建期：由于结构和结构荷载都是对称分布的，闸墩的纵向应力可认为是均匀分布的，则中墩所受荷载最大，以中墩为例计算墩底应力。

kN 56.1412287.195641.9854.751=++=∑G则中墩墩底应力86.20973.636.1412===∑AG σkPa 正常蓄水情况：∑=56.1412G kN 70.2732.6*81.9*3*5.02==∑H kN （→）∑=+=38.45111*70.2733*56.1412M kN*m将∑G 、∑M 向墩底形心转移，得∑=56.1412G kN∑∑∑=-=-=7.27356.1412*338.4511*0.3'G M M kN*m35.2233*33.207.27373.656.1412max =+=σkPa （下游）43.1963*33.207.27373.656.1412max=-=σkPa （上游）设计洪水情况：∑=56.1412G kN02.5812.6*81.9*17.2*5.02.6*81.9*88.4*5.022=-=∑H kN （→）m *kN 16.5312317.2*2.6*81.9*17.2*5.0388.4*2.6*81.9*88.4*5.03*56.141222=-+=∑M将∑G 、∑M 向墩底形心转移，得∑=56.1412G kN∑∑∑=-=-=48.107456.1412*316.5312*0.3'G M M kN*m74.2623*33.2048.107473.656.1412max =+=σkPa （下游）04.1573*33.2048.107473.656.1412max=-=σkPa （上游）三种情况下闸墩底部纵向正应力均无拉应力出现，且最大正应力为262.74kPa ，小于混凝土的抗压强度。

闸稳定及结构应力计算

水闸稳定及基底应力计算
工程名称：工况：
闸室长度闸室总宽闸墩总厚上游水位(内河） 28 25 5.00 闸基高程底板高程底板厚度长度 14 0 启闭机房公路桥汽车荷载闸墩b2 0 8 0 14 0 启闭机房公路桥汽车荷载闸墩 b3 0 8 0 14 0 启闭机房公路桥汽车荷载闸墩 b4 启闭机房公路桥汽车荷载工作门槽闸墩 b1 以下闸墩 14 0 10.77 0 1.5 0 14 0 0.0 0.0 5541.2 0.0 0 8 0
0 0 0 155153 0 0 0 0 116364 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1407 43612 480200 152512 0 -954638 508372 727031 40103 -327 35966 63. 14.00 28.00 28.00
1079.61 33.66 1094.75 34.14
σ
顶
σ
底
1183.2
-1927.4
2014-8-18
0.00 0.00 0.00 KN-m 弯矩 -32305 0 0 0 0 -43074 0 0 0 0 0 -32305 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 38788 0
0 0 0 51718 0 0 0 0 38788 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -21103 21103 0 -152512 0 0 127093 -3810
0 0 0 10.77 0 0 0 0 10.77 0 0 0 0
0 11.5 0 2 0 0 11.5 0 1.5 0 0 11.5 0
0 25 0 14 0 0 25 0 14 0 0 25 0
0.0 0.0 0.0 7388.2 0.0 0.0 0.0 0.0 5541.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

闸墩及底板结构计算

闸墩及底板结构计算⼯况：正常蓄⽔位+地震1、设计荷载计算闸室各部分荷载计算值（单位：kN ）2、不平衡剪⼒分配⼀般对应于底板部分承担不平衡剪⼒约为总不平衡剪⼒的10%，闸墩为90%。

底板分配的不平衡剪⼒为558.0kN每个中墩分配的不平衡剪⼒为945×90%×1.0/(2×1.0+2*1.2)=917.1kN每个边墩分配的不平衡剪⼒为945×90%×1.2/(2×1.0+2*1.2)=1100.6kN 3、底板荷载计算（1）上游段（长6.6m ，取板带宽1m 计算）①匀布荷载不平衡剪⼒产⽣的荷载为 6.00kN/m⽔重产⽣的荷载为21.00kN/m 平均渗透压⼒为9.34kN/m 底板重产⽣的荷载为#VALUE!q=21-1.01-9.34=10.64kN/m弹性地基梁荷载计算5580kN×10%==?1.146.65.94=??35.36.61455=+285.483.13=?1.146.62512以上除底板重外的匀布荷载总和为10.64kN②中墩上集中荷载计算不平衡剪⼒产⽣的荷载为138.96kN ⼯作门前上游段检修闸门及埋件、砼盖板、闸房及启闭机等共重为#REF!两个中墩承受2/3，两个边墩承受1/3（按桥跨跨长⽐例计算）。

上游每个中墩⾃重为1426/2=713kN.在闸墩宽度内没有⽔重,但在上述匀布荷载计算中,P1=#REF!③边墩上集中荷载计算不平衡剪⼒产⽣的荷载为166.75kN P2=#REF!（2）下游段（宽5.4m ，取板带宽1m 计算）①匀布荷载不平衡剪⼒产⽣的荷载为7.33kN/m ⽔重产⽣的荷载为0.0kN/m 平均渗透压⼒为6.87kN/m 底板重产⽣的荷载为16.05kN/mq=-1.24-6.87=-8.11kN/m以上除底板重外的匀布荷载总和为-8.11kN/m 根据《⽔闸设计规范》P217，当不计底板⾃重时作⽤在基底上的均布荷载为负值时应计及底板⾃重的影响，计及的百分数以使作⽤在基底⾯上的均布荷载值等于0为限底确定；则作⽤在基底上的均布荷载为0kN/m。

水闸闸室结构计算

水闸闸室结构计算在闸室布置和稳定分析之后，还需对闸室各部分构件进行计算，验算其强度，以便最后确定各构件的形式、尺寸及构造。

闸室是一个空间结构，受力比较复杂，可用三维弹性力学有限元法计算。

为了简化计算，一般分成胸墙、闸墩、底板、工作桥及交通桥等单独构件分别计算，同时又考虑相互之间的连接作用。

以下仅简要介绍闸墩、底板和胸墙的结构计算。

1闸墩闸墩结构计算的内容主要包括闸墩应力计算及平面闸门槽（或弧形闸门支座）的应力计算。

1. 平面闸门闸墩应力计算平面闸门闸墩的受力条件主要是偏心受压，可假定闸墩为固定于底板上的悬臂梁，其应力状况可采用材料力学的方法进行分析。

闸墩应力主要有纵向应力（顺水流方向）和横向应力（垂直水流方向）。

闸墩每个高程的应力都不同，最危险的断面是闸墩与底板的结合面，因此，应以该结合面作为计算面，并把闸墩视为固支于底板的悬臂梁，近似地用偏心受压公式计算应力。

当闸门关闭时，纵向计算的最不利条件是闸墩承受最大的上下游水位差时所产生的水压力（设计水位或校核水位）、闸墩自重以及上部结构等荷载（图7-48）。

在此情况下，可用式（7-40）验算闸墩底部上、下游处的铅直正应力σ，即 2x G M L A I σσ=∑∑上下（7-40）式中：G ∑为铅直方向作用力的总和；x M ∑为全部荷载对墩底截面中心轴x x -的力矩总和；A 为墩底截面面积；x I 为墩底截面对x x -轴的惯性矩，可近似取用()30.9812x I d L =，d 为闸墩厚度；L 为墩底长度。

图 7-48 闸墩结构计算示意图（第5版图7-45 图名相同）1p 、2p —上、下游水平水压力；1G —闸墩自重；3p 、4p —闸墩两侧水平水压力；2G —工作桥重及闸门重；z F —交通桥上车辆刹车制动力；3G —交通桥重在水闸检修期间，当一孔检修（即上、下游检修闸门关闭而相邻闸孔过水）时，闸墩承受侧向水压力、闸墩自重及其上部结构重等荷载（图7-48），这是横向计算最不利的情况。

闸墩结构计算.

一.《水闸设计规范》规定：
（5）为减少水闸底板或闸墩的温度应力,宜采用防裂措施.
（6）闸室上部工作桥,检修便桥,交通桥以及两岸岸墙,翼墙等结构
应力,可根据各自的结构布置型式及支承情况采用结构力学方法进行计算.
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闸墩结构计算
二、闸墩结构计算
1.平面闸门闸墩应力计算（1）墩底水平截面上的正应力计算
扭矩Mn在A点（1／2墩长的边界处）产生的剪应力近似值τ 1：
1
Mn 0 .4 B 2 L
水压力P对水平截面的剪切作用，A点产生的剪应力近似值τ 2：
2
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3 P 2 BL
闸墩结构计算
二、闸墩结构计算
1.平面闸门闸墩应力计算 A点的主拉应力：（5）门槽应力计算

T0 A M I h 2
zl

2

1 2 4 1 2 2 2
（6）闸墩配筋考底板与闸墩间施工缝的连接，需配置构造钢筋。
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闸墩结构计算
二、闸墩结构计算
（6）闸墩配筋闸墩的上下游端部（特别是上游端），容易受到飘流物的撞击，一般自底至顶均布置构造钢筋，网状分布。门槽配筋：门槽顶部为压应力，底部为拉应力。若拉应力超过混凝
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max
min
W M L A II 2
（2）墩底水平面上剪应力τ 的计算（3）墩底水平截面上的横向正应力计算
max
min

QS1 IIb
W M B A I II 2
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87闸室结构计算

◎二、整体式平底板
• （三）弹性地基梁法计算地基反力和底板内力的具体步骤如下：
• （1）用偏心受压公式计算闸底纵向(顺水流方向)地基反力。 • （2）在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，计算板条及
墩条上的不平衡剪力。 • （3）确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配。 • （4）计算基础梁上的荷载。 • （5）考虑边荷载的影响。 • （6）计算地基反力及梁的内力。
沿闸室纵向呈直线分布，横向（垂直水流方向）为均匀分布，它是把闸墩作为底板的支座，在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。其计算示意图见图
◎二、整体式平底板
• （二）反力直线法 • 该法假定地基反力在垂直水流方向也为均匀分布。
其计算步骤是： • （1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力。 • （2）确定单宽板条及墩条上的不平衡剪力。 • （3）将不平衡剪力在闸墩和底板上进行分配。 • （4）计算作用在底板梁上的荷载。如下图
密度Dr＞0.5的砂土地基或粘性土地基,可采用弹性地基梁法。相对密度Dr0.5的砂土地基，因地基松软，底板刚度相
对较大，变形容易得到调整，可以采用地基反力沿水流流
向呈直线分布、垂直水流流向为均匀分布的反力直线分布法。对小型水闸，则常采用倒置梁法。
◎二、整体式平底板
• （一）倒置梁法该法假定地基反力
◎一、闸墩
（四）弧形闸门闸墩 • 弧形闸门通过牛腿支承在闸墩上，故不需设置门槽。
牛腿宽度b不小于50－70cm，高度h不小于80－ 100cm，并在其端部设450斜坡，牛腿轴线尽量与闸门关闭时门轴处合力作用线一致，牛腿可视为短悬臂梁进行内力计算和配筋。重要的大型水闸，应经试验确定闸墩的应力状态，并据此配置钢筋。

水闸底板、闸墩、渗径计算

3
数量 2 3 6 24 0.8 3.2 0.4 0.6 24 300 2 3.375 1.7 0.75 0.2 24 3.8
名称闸墩自重底板自重工作桥、支墩闸门、启闭机交通桥合计
符号 W1 W2 W 2.25
力距(KN/m) 0 0 -26.25 55.08 28.83
地基反力计算表 28.07 上 ∑W/LB±6*∑M/LB2 30.60 下名称单位（KN）渗透压力和力 -222.3 浮托力 -136.8 闸门前水重 157.5 齿墙重 25.536 齿墙间土重 69.12 σ σ 总垂直力W 水平力P 地基基础材料砂质粘土 561.80 171
-271.93 -269.40
25安全11上游水深8底板厚度9底板材料容重已知条件水闸稳定计算填入黄色数据查表粉红色数据5闸墩宽度6闸墩高度1闸室分为几孔2每孔闸室孔径3顺水流方向闸室宽度4闸墩材料的容重12闸门螺杆距闸墩末端距离14交通桥中心距闸墩末端距离13交通桥顺水流方向宽度17计算单元宽度16交通桥材料容重15交通桥厚度地基满足地基反力计算表内力计算表26
水闸稳定计算（填入黄色数据，查表粉红色数据）
已知条件 1、闸室分为几孔 2、每孔闸室孔径 3、顺水流方向闸室宽度 4、闸墩材料的容重 5、闸墩宽度 6、闸墩高度 7、闸墩圆头半径 8、底板厚度 9、底板材料容重 10、地基承载力 11、上游水深 12、闸门螺杆距闸墩末端距离 13、交通桥顺水流方向宽度 14、交通桥中心距闸墩末端距离 15、交通桥厚度 16、交通桥材料容重 17、计算单元宽度内力计算表重量（KN） 245.94 328.32 70 24.48 668.74 单位孔 m m KN/m3 m m m m KN/m KN/m3 m m m m m m m

闸室底板结构计算的一点体会

闸室底板结构计算的一点体会最近，我进行了一个江苏某中型挡潮排捞闸的闸室稳定及底板结构计算，该挡潮闸的设计方案及理论计算已通过了省水利厅、河海大学、南京水利科学研究院、省水利工程科技咨询中心、省水利勘测设研究院等单位专家们的评审。

我现在谈一些闸底板结构计算过程中的体会。

该挡潮排捞闸计算的基本资料为：挡潮排捞主体工程为2级建筑物，挡潮标准按100年一遇设计，300年一遇校核，排捞标准按10年一遇设计，20年一遇校核。

该闸整个枢纽的排捞量为740立方米/秒，校核排捞流量为975立方米/秒。

该闸设计水位组合如下：(废黄河零点)该闸方案为六孔，其中五孔净宽为10m,另一孔为12m为通航孔。

闸底板为平底板分为3块，每2孔一连。

底板所处土层为：低液限粉土与粉土质沙（灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土）与低液限粉土夹粉土质砂（灰色，夹薄层淤泥质低液限粘土）。

我首先对该闸室底记结构计算方法进行了分析和筛选，底板结构计算方法有三种：1、荷载组合法（也称截面法），2、倒置梁法，3、弹性地基梁法。

截面法未考虑底板与地基变形一致，没有计入边荷载对内力的影响，该法所以不适合在该中型闸中使用。

由于该法计算简洁方便用来校核结构计算成果也不失为一种好方法。

倒置梁法是将单宽板条看作是固支在闸墩上的梁进行计算的，对上部刚度较大的闸室或跨度较小、底板厚度较大、两侧边荷载强度与底板基底压力的平均比较接近时，该计算的成果基本是正确的，缺点是没有考虑底板与地基变形协调作用，该法假定垂直水流方向基底压力呈均匀分布与实际出入较大，且支座反力与铅直荷载也不相等，因此该法在本中型闸中不适用。

弹性地基梁法计算时认为底板和地基都是弹性体，在荷载作用下梁发生变形、地基产生沉陷，根据变形和沉陷一致的原理，计算地基反力和梁的内力，该法认为地基反力在顺水流方向是梯形分布的，在垂直水流方向按弹性曲线分布，该计算方法而且能计入边荷载的影响，所以选用弹性地基梁法计算该闸室底板结构。

一闸墩结构计算

一闸墩结构计算闸墩是一种用于支撑抗壳体水力压力和承受均布和集中载荷的结构体。

它通常用于各种水利工程中，如水坝、泄洪闸、船闸等。

闸墩的设计计算是确保其安全可靠的关键步骤之一、在进行闸墩结构计算时，一般需要考虑以下几个方面的因素：1.水力压力：闸墩主要是用来抵抗水的压力，因此计算闸墩的结构强度和稳定性时，需要考虑水流的流速、压力和方向等因素。

具体的计算方法可以根据流体力学的原理进行推导和求解。

2.荷载：闸墩在使用过程中还要承受其他荷载的作用，如温度荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等。

这些荷载对闸墩的结构强度和稳定性都会产生一定的影响，因此需要进行相应的计算和分析。

3.材料力学性能：闸墩一般采用混凝土或钢筋混凝土等材料进行施工。

在进行闸墩结构计算时，需要考虑材料的力学性能，如弹性模量、抗拉强度、抗压强度等。

通过合理选择材料的性能参数，可以确保闸墩在使用过程中具有足够的强度和稳定性。

4.结构形式：闸墩的结构形式多种多样，如直立闸墩、横向闸墩、斜向闸墩等。

在进行结构计算时，需要根据实际情况选择合适的结构形式，并考虑结构间的相互作用和影响。

5.施工工艺：闸墩的施工工艺对于结构计算也是一个重要的因素。

不同的施工方法和工艺会对闸墩的结构性能产生不同的影响，因此需要合理选择施工工艺，并进行相应的计算和分析。

总之，闸墩结构计算是一个复杂而关键的过程，需要考虑多个因素的综合影响。

通过合理选择计算方法和参数，可以确保闸墩在使用过程中具有足够的安全性和稳定性。

同时，这也是一个需要有经验和专业知识的工作，需要由专业的工程师或科研人员进行。

一、闸墩结构计算

一、闸墩结构计算：1.计算模型：(1)平面闸门的闸墩→固定于底板的悬臂梁→材料力学法(2)弧形闸门的闸墩→一边固定、三边自由的弹性矩形板→弹性力学法2.主要荷载及荷载组合⑴主要荷载结构自重；水压力：纵向（顺水流方向），横向（垂直水流方向）；地震惯性力；交通桥上车辆刹车制动力⑵荷载组合(a)正常或非常挡水时期，闸门全关。

→主要核算顺水流方向（纵向）的应力分布。

平面闸门：闸墩底部应力，门槽处应力弧形闸门：闸墩牛腿及整个闸墩的应力(b)正常或非常挡水时期，一孔检修，相邻孔过水。

→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力。

→主要核算垂直水流方向（横向）应力分布(c)正常挡水时期闸门全关，遭遇强震。

→主要核算垂直水流方向（横向）的应力分布。

⒊平面闸门的闸墩的应力分析步骤⑴计算边闸墩和中闸墩的形函数：墩底水平截面形心位置和惯性矩I x、I y，面积矩S x、S y。

图9-25 闸墩结构计算示意图⑵计算墩底水平截面上的正应力与剪应力①顺水流方向（纵向）：最不利情况是闸门全关挡水、闸墩承受最大上下游水位差。

产生的水压力。

边闸墩或受力不对称的中墩水平截面上有扭矩作用。

闸墩边缘位于x—x轴上点的最大扭剪力可近似为：②垂直水流方向（横向）：最不利情况是一孔检修的情况，此时该孔上下游检修闸门关闭而相邻孔过水。

→闸墩两侧有水头差，同时受到横向水压力和车辆刹车制动力等荷载。

⑶垂直截面上的应力计算（门槽处应力计算）对任一垂直截面位置，在任一高程取高度为1m的闸墩作为脱离体，其顶面、底面上的正应力和剪应力分布已由⑵得出，均属已知，由静力平衡条件可求出任一垂直截面上的N、M、Q，从而可以求出该垂直截面上的平均剪应力和平均正应力。

在门槽处截取脱离体（取上游段闸墩或下游段闸墩都可以），将其作为固结于门槽位置的悬臂梁，同理可求得门槽处垂直截面上的应力。

二. 底板结构计算（开敞式闸室整体式平底板）常用方法：倒置梁法、反力直线分布法、弹性地基梁法。

讲座-6-7 闸室的结构计算学习文档

底板内力计算的简化方法
• （1）倒置梁法： • 将闸室底板作为固支在闸墩上的梁。
• 闸室底板上的均布荷载： • q=q地基反力+q扬压力-q水重-q底板自重
• （2）截面法： • 将闸墩当作底板上的已知荷载
• 闸墩传来的荷载为闸墩及上部结构荷载 ±Q墩； • 闸室底板上的均布荷载：q=q地基反力+q扬压
• 当 2T 2.0 时，按有限深弹性地基梁。
2T
L

0.25
~
2.0
• （其L 中T：压缩层厚度；L：计算闸室的长度）
• 由于闸底板在垂直水流方向，闸底板的截面尺寸较小，闸底板需单独抵抗弯曲变形，闸底板的结构计算主要是进行垂直水流方向方向的结构（内力）计算。
闸底板上的结构计算简图（按弹性地基梁计算）
• 当底板的自重作用于地基，尚未凝固处于柔性状态时，若地基为粘性土，地基本身固结速度缓慢，闸底板混凝土凝固前，由底板的自重引起的地基变形尚未稳定，应将底板的自重全部作为荷载考虑。
• 非粘性土地基，固结速度快，底板混凝土凝固前，由底板的自重引起的地基变形已完成，可不计底板的自重荷载或计50%底板的自重荷载。
• （3）不平衡剪力的分配 • 由材料力学可知，截面上剪应力为：
• 式中：τy不平衡剪应力，kN/m2。I为截面惯性矩；m4。
• S为计算截面以下的面积对全截面形心轴的面积矩，m3。
• b为截面在y处的宽度，底板部分b=B，闸墩部分b=d1+2d2。
• 假设（为常数），
•
• 得到
沿y的分布图，由此得到底板截
• 对深挖式底板，底板的自重小于基坑开挖前的原状土的自重荷载，底板的自重引起的沉陷是基坑开挖回弹的再压缩，是在较短的时间内可完成的弹性压缩，故可不计底板的自重荷载。

闸墩配筋指导

§4—9 闸底板结构计算水闸结构应力分析应根据各部分结构布置型式、尺寸及受力条件等进行，对闸墩、门槽底板、胸墙等各部分进行计算，本次毕业设计需对水闸底板结构进行分析计算。

闸室底板是整个闸是结构的基础，是全面支撑在地基上的一块受力条件复杂的弹性基础板。

计算时间化成平面问题，采用“截板成梁”的方法进行计算。

整体式闸底板的结构计算的主要任务：1、计算顺水流方向地基反力2、确定单位宽度上的不平衡剪力3、不平衡剪力的分配4、单宽板条上的荷载计算5、边荷载计算6、地基反力和梁的内力计算7、配筋计算与裂缝验算一、计算方法闸室底板的内力分析关键是如何拟定地基反力图形。

目前常用的水闸底板内力分析方法有倒置梁法、截面法（反力直线分布法）、弹性地基梁法。

本次设计要求用截面法（反力直线分布法）或弹性地基梁法进行地基梁的内力计算。

截面法（反力直线分布法）是假定地基反力按直线规律分布，即顺水流方向按梯形分布，垂直水流方向按矩形分布，不论荷载及其分布状况如何，也不论底板的刚度及地基土质如何，都可由偏心受压公式计算地基反力；弹性地基梁法认为梁和地基都是弹性体，可根据变形协调和静力平衡条件确定地基反力和梁的内力，地基反力在顺水流按梯形分布，垂直水流方向按曲线形即弹性分布。

二、计算工况表闸底板内力计算工况表三、水闸底板结构计算本次设计将按弹性地基梁法分析整体式水闸地板应力，考虑到工程所在地为海涂淤积而成，认为压缩层厚度与弹性地基梁半长之比小于2.0，按半无限深弹计算工况内河水位(米) 外河水位(米) 计算内容竣工期校核水位无水，但地下水位与底板顶部齐平选取上下游中间段正常运用期设计水位 5.82 1.50选取上下游中间段性地基梁法计算。

计算所需的单位荷载或单位边荷载作用下的地基反力系数和梁的内力系数可以由华东水利学院主编的《水工设计手册》及有关文献查得。

一、底板内力计算主要步骤：1、用偏心受压公式，计算顺水流方向地基反力。

水闸的概念及计算

第八章水闸§8-5 闸室的布置和构造教学容底板、闸墩、工作桥、交通桥一、底板按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。

河宽、孔多。

需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔）按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离式整体式闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。

（也有闸室底板中间分缝的）底板形式⎭⎬⎫⎩⎨⎧--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地震烈度较高的地区分离式单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。

底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。

二、闸墩材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。

作用：分隔闸孔，支承闸以与上部结构。

材料：砼或浆砌石。

外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小，以加大过水能力。

分方形、三角形、半圆形、流线形。

高程：上游高出最高水位并有一定超高。

长度：与闸底板顺水流长度相同。

上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。

闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门槽颈部厚度。

门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0 缝墩：1.2～1.5检修门槽与工作门槽之间须保持1.5 ～2.0m 净距。

胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以上的间距。

三、闸门检修门---平门----位置：上游侧工作门--弧门平门--位置：① 上游侧②下游侧（利用水重帮助闸室稳定）闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。

四、胸墙固定式、活动式作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。

布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前---止水结构复杂，易于磨损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损•顶高程：顶与闸墩齐平。

底梁梁底高程：满足堰流的要求，堰顶高程＋堰顶下游水深＋ (0.2m)。

厚度：不小于0.15～0.2m 结构形式：板式、梁板式。

羊头铺电站水闸底板结构计算

压力力力压力力力它
常蓄水位２４７ｍ时相应库容２３６７．５万１１１。，校核洪水位２５５．２４２ｍ时相应库容６２７２万Ｉｎ，电站总装机容量４０ＭＷ。采用河床式厂房＋泄洪冲沙闸＋溢流坝＋重力坝的枢纽总布置方案。羊头铺水电枢纽属 Ⅲ等中型工程，其中水库为中型，电站装机为小（１）型。枢纽主要建筑物泄洪冲沙闸按３级建筑物设计。本工
程设计确定设计流量８０９３ｍＴｓ（Ｐ＝２％）．校核流量１１９８６ｍＴｓ（Ｐ＝０．２％）。
计算情况
完建情况、／、／、／基本正常蓄水位情况、／、／、／、／、／、／、／、／、／
组合
设计洪水位情况、／、／、／、／、／、／、／、／特殊检修情况、／、／、／、／、／、／、／、／、／组合校核洪水位情况、／、／、／、／、／ √ 、／、／
４闸底板结构内力计算
４．１整体式平底板计算方法的选用
底板支撑在地基上．因其平面尺寸远较厚度为大．可视
泄洪冲沙闸紧靠厂房布置，闸室共５孔，每孔净宽１２．０ｍ，
泄洪冲沙闸挡水总宽度为８２．０ｍ，闸室顺水流方向长２４．０ｍ。闸底板建于中风化基岩上。建基面高程２２７．０ｍ、顶高程２３１．０ｍ．闸墩顶高程２５７．５５ｍ。泄洪冲沙闸检修闸门设一台移