水工建筑物课程设计之前进闸―卓越邓.doc

'青海大学QinghaiUniversity前进镇团结渠进水闸初步规划及设计院系：水利电力学院专业：农业水利工程学号：指导老师：潘老师姓名：卓越邓完成日期：2016年12月8日 目录1设计资料41.1工程概况41.2规划数据41.3地质材料52枢纽布置设计62.1进水口防沙设计62.2引水渠道布置62.2.1枢纽的布置63孔闸设计73.1闸室结构形式的确定73.2堰形的选择73.3堰顶或底板顶面高程的确定73.4孔口设计及校核83.4.1计算闸孔总净宽83.4.2闸室单孔宽度和闸室总宽度93.4.2过水能力复核104消能防冲设计114.1消力池设计114.1.1确定消能型式114.1.2确定消能计算工况114.1.3计算工况时上下游水面连接形态的判别114.2护坦尺寸设计144.2.1闸孔按单孔和三孔对称开启时144.2.2闸门全开自由堰流状态时144.2海漫的设计154.3防冲槽的设计155地下轮廓设计165.1地下轮廓布置形式165.1.1防渗长度确定165.2闸底板的设计165.2.1闸底板的长度165.2.2闸底板的厚度175.2.3闸底板的构造175.3铺盖设计175.3.1铺盖长度175.3.2铺盖厚度185.4渗径长度校核185.5上游翼墙设计185.6下游翼墙设计185.7翼墙布置形式18 5.8排水设计195.9止水设计196渗流计算196.1闸底板渗透压力计算206.1.1化地下轮廓线206.1.2设计洪水位情况206.1.3校核洪水位情况227闸室结构布置257.1底板布置257.2闸墩布置257.3闸顶高程257.4胸墙的布置267.5门槽位置和尺寸的拟定267.6交通桥、工作桥及检修闸门277.6.1交通桥277.6.2工作桥277.6.3检修桥277.6.4闸室分缝布置288闸室稳定计算288.1闸室稳定分析288.2荷载及其组合298.3闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算298.3.1完建无水298.3.2设计情况308.3.3校核情况329水闸图形绘制349.1上游连接建筑物349.1.1铺盖349.1.2上游护坡、护底349.1.3上游翼墙349.2闸室布置349.2.1闸底板349.2.2闸墩349.2.3闸门349.2.4胸墙359.2.5交通桥、工作桥及检修便桥359.3下游连接建筑物359.3.1下游翼墙359.3.2护坡359.3.4护坦、海漫及防冲槽35 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，闸址地理位置见图。该闸门的主要作用是：（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。根据《水闸设计规范-SL265-2001》可知，前进闸按Ⅲ级建筑物设计。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）（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300。此时相应水位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100，此时相应水位为：闸上游水位2201.44m，闸下游水位2201.38m。（3）闸室稳定计算水位组合①设计情况：上游水位2204.3m，下游水位2201.0m；②校核情况：上游水位2204.7m，下游水位2201.0m；（4）消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量为300相应的上游水位为2204.7m；下游水位2201.78m。（4）下游水位流量关系：050.0100.0150.0200.0250.0300.0H2201.02201.22201.382201.542201.662201.742201.781.3地质材料（1）闸基土质分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见下表。闸基土层分布层序高层（m）土质概况标准贯入击数（击）I2205.75-2196.4重粉质壤土9-13II2196.4-2194.7松散粉质壤土8III2194.7-2178.7坚硬粉质粘土15-21（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；内摩擦力；天然孔隙比e=0.69；天然容重.建闸所用回填土为砂壤土，其内摩察角，凝聚力C=0，天然容重 .（3）其他有关资料①闸上有交通要求。根据当地交通部门的建议，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m，总宽5.5m，采用板梁结构。每米桥长约重80KN。如图②该地区“三材”供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂设计、加工制造。③该地区地震烈度设计为6度。④不考虑风浪作用。⑤胜利河为少泥沙河道（含有少量推移质泥沙）2枢纽布置设计2.1进水口防沙设计为了防止泥沙进入渠道，常在取水口附近或引水渠前段的适宜地段设置防沙设施，将清水引入渠道。常用的渠首防沙设施有拦沙坎、拦沙潜堰和导沙坎等。根据胜利河及前进渠实际情况，《水电站进水口设计规范》DL/T5398-2007中规定其高度为2.5m~3m，取其高度为2.4m。2.2引水渠道布置已知胜利河为少泥沙河道（含有少量推移质泥沙），引水比不大、防沙要求不高、取水期间河道的水位和流量能够满足或基本要求，则进行无坝取水，只需在胜利河弯道凹岸定点下游处设定取水口，无需要修建拦河闸坝。2.2.1枢纽的布置（1）利用弯道环流原理，将取水口在胜利河弯道凹岸顶点下游一定距离，以引取表层较清的水，排走底沙。将引水渠的取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：——进水闸至引水口弯道起点的距离——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6～1.0（K=0.8）——河道的弯道半径——河道河槽的宽度由此可确定引水口位置（2）进水闸用于控制入渠水流，其中心线与河道水流方向夹角为引水角，一般采用30-45，取40角。3孔闸设计闸门设计包括：选择堰型、确定堰顶或底板顶面高程和单孔尺寸及闸室总宽度。3.1闸室结构形式的确定水闸正常运行时，消能防冲不利组合的引水流量为300，其相应的上游挡水深度高达10.2m，而冬春枯水季节引水流量为100，其相应上游挡水深低至6.94m，挡水深度变幅3.26m。为降低闸门高度，故拟设设置胸腔代替闸门挡水以减少作用在闸门上的水压力，减少启闭力，并降低工作桥高度，从而减少工程量和预算。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胸墙式闸室，且胸墙拟采用板梁式。3.2堰形的选择水闸设计中，常用的堰型有宽顶堰和低实用堰。宽顶堰是水闸中最常采用的一种形式。它有利于泄洪、冲沙、排污、排冰，且泄流能力比较稳定，结构简单，施工方便。 3.3堰顶或底板顶面高程的确定根据钻探报告，已知高程2194.7-2178.7m的土层均为坚硬粉质黏土，土质良好，承载能力大，并参考该地区已建在工程的经验，一般情况下，进水闸底板顶面在满足引用设计流量条件下，应尽可能高一些，拟取扎底板顶面与团结渠齐平，高程为2194.5m。3.4孔口设计及校核3.4.1计算闸孔总净宽（1）引水灌溉时期已知：上游水位2201.83m，下游水位2201.78m，流量300。可得：上游水深，下游水深.28过水断面473.96上游行近流速行近水头属淹没出流。由《水闸设计规范》SL265—2001可知 由表可知，当时，淹没堰流综合流量系数，代入公式（A.0.2-1）得到：35.41m（2）枯水期冲淤保港已知：上游水位2201.44m，下游水位2201.38m，流量100。可得：上游水深下游水深过水断面443.33上游行近流速行近水头属淹没出流。同理：由《水闸设计规范》SL265—2001可知由表可知，当时，淹没堰流综合流量系数，代入公式（A.0.2-1）得到： 13.17m通过比较（1）引水灌溉时期（2）枯水期冲淤保港的计算结果，可见引水灌溉的情况是确定闸孔尺寸的控制情况，故闸门孔净宽宜采用较大值35.41m。此时单宽流量，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取20-25，故满足要求3.4.2闸室单孔宽度和闸室总宽度（1）闸室单孔宽度,应根据闸门形式、启闭设备条件、闸孔的运用要求和工程造价，并参照闸门系列综合比较选定。我国大中型闸门单宽一般采用8-12m，故取。可得闸孔孔数2.95，设计中应取略大于计算要求值的整数，并且为使闸室受力均匀，，且总净宽超过计算值的1.67%，满足要求。（2）从过水能力和消能防冲两方面考虑，闸室总宽度应与渠道宽度相适应。根据治理海河工程的经验，当渠道宽B=50-100m时，两者的比值，取为0.80，闸室总宽度由闸室总宽度公式可得闸墩厚度根据规范，闸墩多采用实体闸墩，上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚，边墩取1.5m。闸孔尺寸示意图见图3-1（比例1：1000） 图3-1闸孔布置图（单位：m）3.4.2过水能力复核根据初步拟定的尺寸进行流量校核：（1）引水灌溉期满足灌溉时期过水条件。（2）枯水期的冲淤保港满足枯水时期冲淤保港条件。4消能防冲设计水闸泄水时，部分势能转化为动能，流速增大，而土质河床抗冲能力低，所以闸门下冲刷是一个普遍存在的现象。不危害建筑物安全的冲刷，一般来说是允许的，但对于有些冲刷，则必须采取妥善的防范措施。闸下消能防冲是水闸设计的一项重要内容，应该仔细做好，对于重要的工程，需要通过水工模型试验加以验证。4.1消力池设计4.1.1确定消能型式平原地区的水闸，由于水头低，下游水位变幅较大，加之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。4.1.2确定消能计算工况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。 根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量为300相应的上游水位为2204.7m；下游水位2201.78m。4.1.3计算工况时上下游水面连接形态的判别引水流量为300，上游水位2204.7m，下游水位2201.78m；上游水位，下游水位，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末端宽度采用河底宽度。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0.1-0.65（大于0.65属于堰流）过水断面上游行近流速行近水头下游水深宽顶堰闸孔出流流量公式（B为闸孔宽度），，由相对开启高度查《水力学》120页表10-5可得 取0.95，闸孔出流收缩断面水深，假设水跃在最小收缩断面开始发生，由《水闸设计规范》SL265—2001可得：根据和的关系判别水跃形态计算表格如下： 4.1.4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又，，代入迭代公式可得：，，,,。由此可得假设水跃在最小收缩断面发生，跃后水深3.963m。故也发生淹没式水跃。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严重，不需要修建消力池,但应按要求设计相应的护坦。4.2护坦尺寸设计4.2.1闸孔按单孔和三孔对称开启时跃前水深和跃后水深最大差值为4.40m，以此为计算控制工况可得水跃长度。按规范取，考虑到闸底板的厚度，底板厚度必须满足强度与刚度的要求，大中型水闸取,取厚度为1.5m。护坦与闸底板用斜坡连接，坡度护坦长度29.07，取护坦长度为30m。护坦厚度，取0.165，，为上下游水位差2.92m,，取4.2.2闸门全开自由堰流状态时跃前水深和跃后水深差值为水跃长度按规范取，护坦长度护坦厚度，取0.165，，综合以上计算情况，可以确定护坦长度，护坦厚度4.2海漫的设计水流经过护坦淹没式消能，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分布不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此，护坦后仍需设置海漫等防冲加固设施，以使水流均匀扩散，并将流速分布逐渐调整到接近天然河道的水流形态。按公式进行计算，为上下游水位差， 为渠床土质系数，根据地质资料渠床为粉质粘土取，为护坦出口处单宽流量，取最大值，，取为38m。根据实际工程经验，海漫的起始段采用长为10米的水平段,其顶面高程与护坦齐平,水平段后采用1:10的斜坡,以使水流均匀扩散。为保护河床不受冲刷，前10米范围内采用浆砌石海漫结构，后段则采用干砌石海漫结构。4.3防冲槽的设计水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在海漫末端仍有冲刷现象。为保证安全和节省工程量，在海漫末端设置防冲槽。海漫末端的河床冲刷深度按公式式中：为海漫末端单宽流量；为土质的不冲流速；为海漫末端河床水深。消能防冲设计水位组合取，为土质的不冲流速，查《灌溉排水工程学》取为0.80m/s，为海漫末端河床水深，海漫前端水深为7.28m，海漫10m水平段后有1:10的斜坡段，斜坡水平长度28m，则斜坡段在垂直向下降2.8m，故取防冲槽深度为1.4m，槽顶高程与海漫末端齐平，底宽取4m，上游边坡系数为3，下游边坡系数为3。并在海漫末端预留足够块径大于30cm的石块，单宽抛石量（A值按经验取3）。 5地下轮廓设计5.1地下轮廓布置形式和排水相结合的原则，在上游侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，延长渗径，以减小作用在底板上的渗流压力，降低闸基渗流的平均坡降；在下游侧设置排水反滤设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地基渗水尽快排出，防止在渗流出口附近发生渗透变形。黏性土地基不易发生管涌破坏，底板与地基间的摩擦系数较小，在布置地下轮廓时，主要考虑降低作用在底板上的渗流压力。为此，在闸室上游设置水平防渗，而将排水设施布置在护坦底板下。由于打桩可能破坏粘土天然结构，故粘性土地基不设板桩。5.1.1防渗长度确定水闸防渗、排水布置应根据闸基地质条件和上下游水位差等因素综合分析确定。SL265-2001《水闸设计规范》规定，为保证水闸安全，初步拟定所需要的防渗长度应满足，式中：L为水闸防渗长度，即闸基轮廓线水平段与垂直段长度的综合；H为上下游水位差，m；C为允许渗径系数，m；依地基土的性质而定，为保证水闸安全，取黏土允许渗径为4，则。5.2闸底板的设计5.2.1闸底板的长度底板顺水流方向的长度，取决于地基条件和上部结构布置并满足抗滑稳定和地基承载力要求。底板长度可根据经验拟定，对于粘土地基，取（2.54.0）H（上下游最大水位差），水闸地基土层为坚硬粉质粘土，出于安全考虑，取底板长度为4H。校核情况时水位组合：上游水位2204.7m，下游水位2201.0m，可得上下游水位差H为3.7m，则 5.2.2闸底板的厚度闸底板必须满足强度与刚度的要求，大中型水闸可取,5.2.3闸底板的构造多孔水闸为适应地基不均匀沉降和减少地板内的温度应力，需要沿水闸轴线方向用横缝将闸室分为若干段，每个闸段可为单孔、两孔或多孔，横缝设在闸墩中间，闸墩与底板连在一起。建在土基上的水闸缝距不宜大于35m，缝宽一般为2.03.0cm。根据实际情况，。底板设有浅齿墙以增强闸室抗滑稳定性，根据《水闸设计规范》齿墙深度取1.5m，齿墙底宽取1.0m，且铺盖与闸室底板连接成一整体5.3铺盖设计铺盖主要用来延长渗径，应具有相对的不透水性‘为适应地基的变化，也要有一定的柔性。铺盖常用黏土、黏壤土或沥青混凝土做成，有时也用钢筋混凝土作为铺盖材料。因水闸坐落在适合做铺盖的粘性土地区上，因此水闸水平防渗措施采用黏土铺盖。5.3.1铺盖长度铺盖的渗流系数应该比地基土的渗流系数小100倍以上，最好达1000倍。铺盖的长度应由地下轮廓设计方案比较确定，一般闸上下游最大水头的倍，为延长渗径，减少底板渗透压，取水头的5倍，铺盖长，取整为19m。5.3.2铺盖厚度铺盖的厚度可由确定，其中为铺盖顶、底面水头差，m；为材料的容许坡降，黏土为。铺盖上游段最小厚度由施工条件决定，一般不宜小于0.6m。根据实际施工条件前端厚度取1.0m，后端则取1.5m，以便与底板前段连接。 5.4渗径长度校核通过上述的对铺盖、底板的布置以及尺寸拟定来校核轮廓线，实际地下轮廓线长度，满足要求。5.5上游翼墙设计上游翼墙除挡土外，最主要的作用是将上游来水平顺导入闸室，其次配合铺盖其防渗的作用。其平面布置要与上游进水条件和防渗设施相协调。顺水流流向的长度应满足水流要求，上游段插入岸坡，墙顶要超出最高水位，则上游翼墙顶部高程。5.6下游翼墙设计下游翼墙除挡土外，最主要的作用是引导出闸水流均匀扩散，避免出现回流漩涡等不利流态。翼墙平均扩散角采用,顺水流流向的投影长度应大于或等于护坦长度30m，下游插入岸坡，墙顶一般高出最高泄洪水位。则下游翼墙墙顶高程5.7翼墙布置形式根据《水闸设计规范》，上、下游翼墙采用翼墙采用曲线式，上游翼墙从边墩开始，向上游用圆弧的铅直面与岸边连接，从边墩开始向上游延伸铺盖的长度19m。下游翼墙沿边墩向下游延伸护坦的长度30m后，以圆弧的形式转弯90°后与岸边连接。5.8排水设计（1）水平及铅垂排水排石一般采用粒径的卵石、砾石或碎石平铺在护坦和浆砌石海漫底部，或伸入底板下游齿墙稍前方，厚。 在护坦后半段设置排水孔，并在该部位铺设反滤层。反滤层一般由级配均匀，耐风化的砂、砾、卵石或碎石组成，每层粒径随渗流方向增大。在排水孔里由上至下分别为碎石15cm、中砂10cm、细砂10cm。（2）侧向排水在下游翼墙后的墙身上设置排水设施，可以有效的降低边墩以及翼墙后的渗流压力。根据建闸所用回填土透水性，可选择布置排水孔作为侧向排水设施。5.9止水设计凡具有防渗要求的缝，都应设止水。止水分铅直止水及水平止水两种。前者设在闸墩中间，边墩与翼墙间以及上游翼墙本身；后者设在铺盖、消力池与底板和翼墙、底板与闸墩间。其中铅直止水采用由紫铜片与与沥青油毛毡所组成的结构。6渗流计算闸基相对不透水层为无限深，故闸基渗流的影响范围以有闸底板的渗透压力计算采用改进的阻力系数法。已知地基土为坚硬粉质粘土，厚度为，不透水厚度较大，所以应计算有效深度来代替实际深度T，可按以下公式确定当当分别为地下轮廓在水平及垂直面上投影的长度，，，因此，则应按地基深度计算， 6.1闸底板渗透压力计算6.1.1化地下轮廓线根据地下轮廓的特点，采用改进阻尼系数法计算，由图可得到地下轮廓简化和分段，具体布置见图所示。6.1.2设计洪水位情况（1）渗流损失水头计算设计情况下上游水位2204.3m，下游水位2201.0m，水位差，典型流端的阻力系数计算参照《水工建筑物》310页表6-4，可得地下轮廓各段水头损失计算表： 由于算得的进出口水头损失与实际情况相比，误差较大，需要进行必要的修正。进口处修正系数计算修正后进口段水头损失将减少因为，所以根据规范同理可得：修正后进口段水头损失将减少因为，所以根据规范。可得地下轮廓各段水头损失修正计算表：水压力沿闸基分布如下图所示： 各点的渗透压力值列表如下各角点的渗透压力值（单位：m）3.2983.16262.7291.9801.9551.2110.9190.1750.07740（2）闸基渗透变形验算出口处的逸出坡降为。坚硬粘土的出口段容许坡降为0.70～0.80，小于容许值，满足要求。6.1.3校核洪水位情况（1）渗流损失水头计算设计情况下上游水位2204.3m，下游水位2201.0m，水位差，典型流端的阻力系数计算参照《水工建筑物》310页表6-4，可得地下轮廓各段水头损失计算表： 由于算得的进出口水头损失与实际情况相比，误差较大，需要进行必要的修正。进口处修正系数计算修正后进口段水头损失将减少因为，所以根据规范同理可得：修正后进口段水头损失将减少因为，所以根据规范。可得地下轮廓各段水头损失修正计算表： 水压力沿闸基分布如下图所示：各点的渗透压力值列表如下各角点的渗透压力值（单位：m）3.6993.54713.0612.2212.1931.3591.0310.1970.08920（2）闸基渗透变形验算出口处的逸出坡降为。坚硬粘土的出口段容许坡降为0.70～0.80，小于容许值，满足要求。 7闸室结构布置7.1底板布置如前拟定，采用整体式平底板，闸底板高程2194.5m，与渠底齐平，顺水流方向长度取15m，闸室的底板厚度取1.5m，齿墙深度取1.5m，宽取1.0m，斜坡比为1:1。7.2闸墩布置闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺侧向收缩小过流能力大的要求。闸墩多采用实体闸墩，闸墩厚2.0m，上游闸墩头部均采用半圆形，其半径为1.0m，下游闸墩头部采用流线形，闸墩的长度与闸室底板保持一致，长度取15m。闸墩顶部高程应根据挡水与泄水两种情况而定。挡水时，墩顶高程等于最高挡水位加浪高；泄水时，墩顶部不应低于设计（校核）水位加相应的安全加高，在不考虑风浪情况下，根据相关工程实践经验可取与两岸齐平，高2205.8m。7.3闸顶高程水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定挡水时闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位或最高挡水位加波浪计算高度与相应安全超高值之和泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全超高值之和水闸安全超高下限值见表。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，则闸顶高程为： 所以取闸顶高程，与两岸齐平。7.4胸墙的布置胸墙顶宜与闸顶齐平。闸前水位最大可达到10.2m，最低水位可达6.94m，为安全和节省投资起见，可设置胸墙代替一部分闸门高度，定闸门高为7.4m。胸墙底部高程以不影响闸孔过水为准，胸墙底缘与闸门顶部需设置止水，故胸墙底缘应比闸门顶缘低0.2m。胸则墙底高程取2201.70m，定胸墙高为4.1m，则胸墙顶部高程取2205.8m，与闸顶齐平。由于该水闸孔口净宽12m，故采用梁板式胸墙，由墙板，顶梁，底梁组成；按规范墙板板厚取15cm；顶梁梁高取为1.0m，梁宽取为50cm；底梁梁高取为1.4m，梁宽0.8m。7.5门槽位置和尺寸的拟定采用平面闸门时需要设置闸门槽，平面闸门的门槽应设在闸墩水流较为平顺的部位，深度取决于闸门支撑形式，一般为0.3m，门槽宽深比宜取。检修闸门深约m。检修门槽与工作门槽之间净距不应小于1.5m，以便检修。闸门选露顶的直升式闸门，闸门高度为7.4m，采用平面钢闸门，工作闸门设置在距上游闸墩5.0m处，设有4.1m高的胸墙。平面闸门的门槽设在闸墩水流平顺的部位，深度为0.4m，门槽宽度取0.68m，宽深比1.70，闸墩门槽处最小厚度1.2m，符合规范要求。检修门槽深0.2m，宽0.3m。检修门槽与工作门槽之间的净距取为2.5m。闸墩的尺寸及工作闸门和检修闸门的门缝尺寸如下图： 7.6交通桥、工作桥及检修闸门7.6.1交通桥由于交通需要，在闸墩顶部应该设置交通桥，交通桥一般设在水闸下游一侧，根据当地交通部门建议，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m，总宽为5.5m，采用板梁结构。每米桥长约为80KN。如图：7.6.2工作桥为了安装闸门启闭机和便于操作管理，需要在闸墩上设置工作桥，尺寸及布置如图：7.6.3检修桥为了满足闸室、闸门的检修和便于启闭检修闸门，需要在闸墩上设置检修便桥，尺寸及布置如图： 7.6.4闸室分缝布置为了防止和减少由于地基不均匀沉降及温度变化和混凝土干缩引起的底板断裂和裂缝，对于多孔水闸需要沿轴线设置永久缝，建在土基上的水闸，缝距一般为15-30m，缝宽为2-3cm。整体式底板闸室沉陷缝，一般设在闸墩，一孔，两孔或三孔一联为独立单元。本次设计缝宽为20mm，取一孔为一个独立单元。为避免相邻结构由于荷载相差悬殊产生不均匀沉降，也设结构缝分开。永久缝和结构缝间必须设止水，止水片设在闸底板以下1m处。具体止水见第四章止水设计。闸室具体布置见下图：8闸室稳定计算8.1闸室稳定分析水闸竣工后，地基所有压力最大，沉降也最大。过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使闸室倾斜，影响水闸在正常运行。当地基承受荷载过大，超过其容许承载力时，将使地基整体发生破坏。水闸运行过程中，受水平推力的作用，有可能沿地基面深层滑动。所以必须分别验算水闸在刚建成、运行、检修以及施工期等不同工作下的稳定性。对于孔数较多且设有沉降缝的水闸，应取两峰之间的闸室单位进行验算。 8.2荷载及其组合水闸承受的荷载主要有：自重、水重、水平静水压力、扬压力、浪压力、地震等。本地区地震烈度在6级以下，不用考虑地震。不考虑风浪压力。荷载组合分基本组合和特殊组合。基本组合按完建无水期和正常挡水期情况；特殊组合按校核挡水期情况。荷载组合见下表。荷载组合表荷载组合计算情况自重水重静水压力扬压力基本组合完建无水期√正常挡水期√√√√特殊组合校核挡水期√√√√闸室布置示如图所示：8.3闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算8.3.1完建无水此时荷载主要是闸室及上部结构自重，取中间一孔为一个独立单元进行计算。钢筋混凝土容重取,混凝土容重，砖石容重取，水重取.底板顺水流方向长，垂直于水流方向取。底面积为。对闸门底板中心取矩，计算结果见下表： 由公式计算最大及最小应力，验算地基应力:查地质资料和《水工建筑物》知，粘土不均匀系数容许值为2.0，地基容许承载力为345kPa（取15次贯入击数）（1）平均基底应力（2）最大基底应力（3）不均匀系数：完建时期无水情况下，满足地基容许承载力以及地基沉降要求。8.3.2设计情况此时闸室荷载除了永久设备的自重，还包括水重、水压力、扬压力、浪压力等。正常挡水情况为上游水位2204.3m，下游水位2201.0。 计算荷载示意图如下所示：荷载计算表如下：正常挡水情况荷载计算表 由公式计算最大及最小应力，验算地基应力:（1）平均基底应力（2）最大基底应力（3）不均匀系数：闸门设计运行情况下情况下，满足地基容许承载力以及地基沉降要求。（4）验算闸室的抗滑稳定：故正常挡水期的地基承载力满足要求，地基会发生不均匀沉陷，闸基抗滑稳定性满足要求8.3.3校核情况校核挡水情况为：上游水位为2204.7m，下游水位2201.0。计算荷载示意图如下所示： 荷载计算表见下表由公式计算最大及最小应力，验算地基应力:（1）平均基底应力（2）最大基底应力 （3）不均匀系数：闸门设计运行情况下情况下，满足地基容许承载力以及地基沉降要求。（4）验算闸室的抗滑稳定：故正常挡水期的地基承载力满足要求，地基会发生不均匀沉陷，闸基抗滑稳定性满足要求。9水闸图形绘制9.1上游连接建筑物水闸上游连接段包括渠底的铺盖、护底、上游防冲槽以及上游翼墙和护坡。9.1.1铺盖采用粘土铺盖，前端厚度为1.0m，逐渐向闸室方向加厚，铺盖上面设置保护层。铺盖长，取整为19m，根据实际施工条件前端厚度取1.0m，后端则取1.5m，以便与底板前段连接。9.1.2上游护坡、护底水闸上游护坡及护底根据水流流态、河床土质抗冲能力布置，并在上游护底首端增设防冲槽。9.1.3上游翼墙根据《水闸设计规范》，上游翼墙采用翼墙采用曲线式，上游翼墙从边墩开始，向上游用圆弧的铅直面与岸边连接，从边墩开始向上游延伸铺盖的长度19m。 9.2闸室布置9.2.1闸底板底板设有浅齿墙以增强闸室抗滑稳定性，根据《水闸设计规范》齿墙深度取1.5m，齿墙底宽取1.0m，且铺盖与闸室底板连接成一整体。9.2.2闸墩采用实体闸墩，闸墩厚2.0m，上游闸墩头部均采用半圆形，其半径为1.0m，下游闸墩头部采用流线形，闸墩的长度与闸室底板保持一致，长度取15m。根据相关工程实践经验可取与两岸齐平，高2205.8m。边墩厚1.5m，且在边墩背后设置扶壁式岸墙。9.2.3闸门闸门高度为7.4m，采用平面钢闸门，工作闸门设置在距上游闸墩5.0m处，平面闸门的门槽设在闸墩水流平顺的部位，深度为0.4m，门槽宽度取0.68m，宽深比1.70，闸墩门槽处最小厚度1.2m，符合规范要求。检修门槽深0.2m，宽0.3m。检修门槽与工作门槽之间的净距取为2.5m。9.2.4胸墙胸则墙底高程取2201.70m，定胸墙高为4.1m，则胸墙顶部高程取2205.8m，与闸顶齐平。采用梁板式胸墙，由墙板，顶梁，底梁组成；按规范墙板板厚取15cm；顶梁梁高取为1.0m，梁宽取为50cm；底梁梁高取为1.4m，梁宽0.8m。9.2.5交通桥、工作桥及检修便桥交通桥布置如图所示： 工作桥布置如图所示：检修便桥布置如图所示：9.3下游连接建筑物下游连接段包括下游河床部分的护坦、海漫和防冲槽，及两岸的翼墙和护坡两大部分。9.3.1下游翼墙下游翼墙采用翼墙采用曲线式，沿边墩向下游延伸护坦的长度30m后，以圆弧的形式转弯90°后与岸边连接。当翼墙插入岸体一定深度时，再采用重力式挡土墙。9.3.2护坡采用浆砌块石护坡，长度与防冲槽末端齐平。 9.3.4护坦、海漫及防冲槽详见第四章消能防冲设施的布置。10设计示意图'