水工建筑物_任旭华_第五章土基上的水闸ppt课件.ppt

'第五章土基上的水闸 第一节概述一、水闸的定义二、水闸的类型三、平原区水闸枢纽等级划分及洪水标准四、水闸的组成及各部分的功用五、水闸的工作特点六、水闸的设计内容 第二节水闸的孔口设计一、水闸孔口设计的主要内容二、开敞式水闸的闸孔型式三、确定底板高程四、水闸闸孔设计的具体步骤 第三节土基上水闸的消能防冲设计一、闸下泄流的特点和闸下冲刷的原因二、消能工设计1、消能方式2、消力池布置与设计3、辅助消能工4、闸下防护 第四节闸基的渗流分析与防渗措施一、闸基渗流的主要危害二、防渗设计的任务及设计内容三、闸基防渗措施四、闸基渗流分析 第五节闸室的布置与构造一、闸室结构布置内容二、底板三、闸墩四、闸门五、分缝和止水 第六节闸室稳定分析一、闸室结构设计的内容二、荷载及荷载组合三、闸室稳定计算的要求四、闸室沿闸基底面抗滑稳定分析五、闸室连同闸基的深层抗滑稳定验算六、基底压力验算七、闸基沉降计算八、软基处理 第七节闸室的结构计算一、闸墩结构计算二、底板结构计算（开敞式闸室整体式平底板） 第八节水闸与两岸的连接结构一、连接结构的作用及种类二、连接结构的布置三、连接结构的剖面型式及结构计算 一、定义水闸——是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。第一节概述 低水头水工建筑物：一般指水头不超过30m的水工建筑物，主要有水闸、低坝、橡胶坝、船闸等。 二、水闸的类型1、按担负的任务（作用）分2、按闸室结构分3、按操作闸门的动力分 节制闸：拦河兴建，调节水位，控制流量；进水闸：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流；排水闸：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水倒灌，双向挡水；分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰、分洪、滞洪； 挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌，双向挡水；冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积；排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。 江苏水闸:江都水利枢纽：有万福闸、芒稻闸等12座节制闸；洪泽湖枢纽：有三河闸、二河闸、高良涧闸等。淮安水利枢纽：在京杭运河与苏北灌溉总渠交汇处，有运东分水闸、运南闸、运北闸等。京杭运河（苏北段）沿线涵闸沿海挡潮涵闸沿江涵闸 二河闸：节制闸，在洪泽县高良涧镇北，是淮沭新河渠首,设计流量3000m3/s，设计水头2m。弧形闸门。 江都西闸：淮河流域新通扬运河上节制闸，设计流量505m3/s，设计水头7.8m。弧形钢闸门。 沭阳闸：淮河流域淮沭河上节制闸，设计流量3000m3/s，设计水头3m。弧形闸门。 泗阳闸：淮河流域大运河上节制闸，设计流量1000m3/s，设计水头8m。平面闸门。 高良涧闸：进水闸在洪泽县高良涧镇北，是苏北灌溉总渠首，设计流量800m3/s，平面闸门。 淮阴闸：淮河流域淮沭河上节制闸，设计流量3000（m3/s），设计水头7m。弧形闸门。 芒稻闸：淮河流域芒稻河上节制闸，设计流量830（m3/s），设计水头10.2m。弧形钢闸门。 秦淮河新闸 皂河闸：淮河流域中运河上节制闸，设计流量500（m3/s），设计水头3m。平面闸门。 金湾闸：淮河流域中入江水道金湾河上节制闸，设计流量3200（m3/s），设计水头7.7m。双曲扁壳钢丝网水泥闸门，钢筋砼平面门。 万福闸：淮河流域中入江水道廖家沟上节制闸，设计流量7460（m3/s），设计水头8.1m。平面闸门。 太平闸：淮河流域中入江水道太平河上节制闸，设计流量1950（m3/s），设计水头7.5m。钢筋砼波浪板、钢筋砼双曲扁壳门。 新沂河海口控制北深泓闸 黄墩湖滞洪闸 三河闸：三河闸在洪泽湖东南蒋坝，是淮河洪泽湖出口进入江水道的咽喉控制工程，淮河流域中三河上节制闸，设计流量12000m3/s，设计水头6m。弧形闸门。 2、按闸室结构分(1)开敞式：闸室露天——有胸墙、无胸墙(2)涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。 3、按操作闸门的动力分(1)机械操作闸门的水闸(2)水力操作闸门的水闸 1、工程等别及建筑物级别平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物。应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性划分。三、平原区水闸枢纽等级划分及洪水标准 表1.1平原区水闸枢纽工程分等指标工程等别IIIIIIIVV规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型最大过闸流量（m3/s）≥50005000~10001000~100100~20<20防护对象的重要性特别重要重要中等一般 表1.2水闸枢纽建筑物级别划分工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ134Ⅱ234Ⅲ345Ⅳ455Ⅴ55 2、洪水标准平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。水闸级别12345洪水重现期(年)设计100~5050~3030~2020~1010校核300~200200~100100~5050~3030~20 土基上水闸立体示意图四、水闸的组成及各部分的功用 上游连接段（引导水流平顺进入闸室）闸室段（调节水位和流量）下游连接段（消能、防冲）1.闸室：底板、闸墩、闸门、（胸墙）、工作桥、交通桥2.上游连接段：翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽、上游护坡3.下游连接段：翼墙、护坦、海漫、下游防冲槽、下游护坡、下游排水（反滤、排水孔） （整体式平底板）水闸的传力过程：闸门（承受水压力）→闸墩（承受上部结构重量）→底板（将荷载较均匀地传给地基）→地基五、水闸的工作特点 1、地基：平原地区水闸大部分建在土基上。抗剪强度低→稳定性差；压缩性较大→容易产生不均匀沉降；易产生渗透变形，抗冲刷能力低。 2、水流(1)静水（关闸）：水平水压力、土基→滑动；水头差产生渗透压力→不利于稳定；绕岸渗流→不利于翼墙稳定。 (2)开闸泄水：水头差→流速大→对下游河床、岸坡冲刷；水位变幅较大→流态多（堰流、孔流），淹没出流、自由出流；闸门全开时，水头差小→易形成波状水跃；闸门开启顺序不合理时→产生折冲水流。 3、结构防渗排水结构消能防冲结构闸室结构 闸址选择总体布置枢纽布置（闸室布置、防渗排水布置、消能防冲布置）两岸连接布置水力设计（闸孔型式和尺寸确定、消能防冲设施的设计、闸门控制运用方式的拟定）六、水闸的设计内容 防渗和排水设计水闸结构设计（闸室稳定计算、岸、翼墙稳定计算、结构应力分析）地基处理及处理设计观测设计 水闸设计的规范：《水闸设计规范》（SL265-2001）《水闸施工规范》（SL27-91)《水闸工程管理设计规范》（SL170-96)《水闸技术管理规程》（SL75-94)《水闸安全鉴定规定》（SL214-98) 一、水闸孔口设计的主要内容确定闸孔型式拟定闸底板高程（即堰顶高程）计算孔口尺寸及溢流前沿总宽泄流能力验算第二节水闸的孔口设计 二、水闸闸孔的型式1、根据结构型式分（1）宽顶堰（2）实用堰（3）胸墙式2、根据水流流态分（1）堰流式（2）孔流式 （1）宽顶堰：2.5H<堰顶厚度δ<4H或无坎，常用于平原地区，自由泄流范围大且稳定；施工简单；流量系数较小，易产生波状水跃。（2）实用堰：0.67H<堰顶厚度δ<2.5H，常用于上游水位允许有较大雍高的山区，自由泄流时流量系数m较大，流量Q受下游水位影响较大。（3）胸墙式：用于上游水位变幅较大时；可减小闸门及工作桥高度，增加闸室刚度；不利于排冰排污和通航。 （1）堰流对于宽顶堰式的闸坝，e/H≥0.65时，为堰流；对于实用堰式的闸坝，e/H≥0.75时，为堰流。（2）孔流式对于宽顶堰式的闸坝，e/H<0.65时，为孔流；对于实用堰式的闸坝，e/H<0.75时，为孔流。 三、确定底板高程：除考虑运用条件外，还要考虑地质条件和经济要求。1、运用条件：底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓节制闸与河底齐平或略高；进水、分洪闸比河底略高，排涝闸低。 2、经济要求：底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓，但增大闸身和两岸结构高度，消能防冲费用↑，泥沙淤积。 3、地质条件：应避免复杂地基处理；考虑抗冲刷能力q。在水闸的可行性研究阶段，过闸单宽流量q可按下列数据选用：粉砂、细砂、粉土和淤泥——5~10m2/s；砂壤土——10~15m2/s；壤土——15~20m2/s；粘土——15~25m2/s。 四、水闸孔口设计的具体步骤：1、确定设计流量Q和上、下游设计水位2、确定孔口型式3、确定底板高程4、计算闸孔净宽B及闸室总宽L5、验算泄流能力 1、水闸孔口设计的基本资料：过闸Q设、Q校上下游河道水力要素及水位-流量曲线引水角度及分流比率河床及两岸地质条件和土壤抗冲刷能力特殊运用要求（过船、过木、过鱼、排冰、排砂、防淤等） 4、计算闸孔净宽B及闸室总宽L（开敞式）规范（SL265-2001）中介绍了平底闸闸孔自由堰流、淹没式堰流、孔流的计算公式；闸孔数n=B/b，如果运用上无特殊要求，一般b=8~12m，n<8时n一般取奇数；溢流前缘总宽L=nb+（n-1）d，d为闸墩厚度。 5、验算泄流能力平底闸堰流：平底闸孔流： 一、闸下泄流的特点和闸下冲刷的原因1、闸下泄流的特点（1）分洪闸：开始泄流时下游无水或水位很低；始流条件差：Qmax→⊿Zmax；水位升高，Fr较小，易产生波状水跃；进口流态不对称时会产生折冲水流。第三节土基上水闸的消能防冲设计 （2）节制闸闸门开启不对称时会产生折冲水流；水头最大时流量并非最大，流量最大时水头最小。 2、闸下冲刷的原因：q大而土壤的抗冲刷能力低；河道收缩，水流未充分扩散；运用不合理，产生折冲水流；消能工设计不合理。 二、消能工设计改善水流与固体边界的接触条件，防护加固下游河床。消能防冲设施必须在各种可能出现的水力条件下，都能满足消散动能与均匀扩散水流的要求，且应与下游河道有良好的衔接。 1、消能方式：大多数采用底流消能，“我国已建的大、中型水闸，多数建在平原、滨海地区，一般在软基上建闸，且承受的水头不高，闸下跃前Fr较低，宜采用底流式水跃消能。” 2、消力池布置与设计：消力池的作用：造成产生淹没式水跃必需的尾水深度，保护水跃内河床免受冲刷。⑴设计情况：不同类型的水闸，其泄流特点各不相同，因此控制消能设计的水力条件也不尽相同，并不一定是Qmax的情况，应选取可能的q、⊿H的组合，取不利情况。拦河节制闸宜以在保持闸上最高蓄水位的情况下，排泄上游多余来水量为控制消能设计的水力条件； 分洪闸宜以闸门全开，通过最大分洪流量为控制消能设计的水力条件；排水闸宜以冬、春季蓄水期通过排涝流量为控制消能设计的水力条件；挡潮闸宜以蓄水期排泄上游多余来水量时，有时需用闸门控制泄水，上、下游可能出现较大的水位差作为控制消能设计的控制条件。 (2)计算消力池长度、深度及消力池底板的厚度①消力池深度：按水跃动量平衡方程试算求解，需经过试算确定。②消力池的长度：用经验公式计算。③消力池护坦厚度：根据抗冲和抗浮要求确定。 ①消力池深度计算： 实际工程设计中，往往是计算出各种不同水位组合、闸门开度时要求的消力池深度，取其最大值作为设计值。消力池池深一般为1~3m。 对每种情况进行计算时，先判断是否需要设消力池：先取d=0，算出T0，带入（3）式求跃前水深hc；然后将hc带入（2）式求出跃后水深hc″；如果hc″>hs′，则需要设置消力池。 如果需要设置消力池，则需试算：先假定池深d，求出T0；然后带入（3）式求跃前水深hc；然后将hc带入（2）式求出跃后水深hc″；再带入（4）式求出出池落差△Z；最后将d、hs′、hc″带入（1）式计算水跃淹没度，看它是否在1.05~1.10的范围内。 ②消力池的长度：用经验公式计算Lj为水跃长度，规范（SL265-2001）中推荐采用欧勒佛托斯基公式计算： ③消力池底板（护坦）厚度：要求满足抗浮和抗冲要求，且不小于0.5m。抗冲：抗浮： 下挖式消力池与闸室底板之间直接用斜坡段连接即可，规范规定消力池斜坡段坡度不应陡于1：4。倾斜段不宜设排水孔，护坦后部设铅直排水孔以降低池底板渗透压力，并在该部位底面铺设反滤层。1:4~1:5⑶消力池布置 3、辅助消能工(1)作用：①加大水流阻力；②加强水流紊动和撞击；③稳定水跃；④利于扩散水流(2)类型：消力墩，池首坎，消力梁，散流墩等 4、上下游防护(1)闸下防护：①护坦、反滤层②海漫③海漫末端设大块石防冲槽：限制冲刷向上游扩展，保护海漫。深度一般为1.0~2.0m，上下游坡度可采用1：2~1：4；④下游两岸护坡长度应大于护底长度。 (2)上游防护：齿墙/防冲槽→护底→铺盖为了防止水流冲刷，必要时上游护底首端应设防冲槽（或防冲墙），其深度一般采用1.0m即可。 ②海漫紧接护坦，进一步消除余能，调整流速分布，达到不冲流速；要求：抗冲、有一定柔性、表面粗糙、透水；材料：浆砌石、干砌石；长度：按经验公式计算河床土质粉砂、细砂中砂、粗砂、粉质壤土粉质粘土坚硬粘土Ks14~1312~1110~98~7 海漫布置：浆砌石布置在海漫前部，厚度为30~50cm，其抗冲能力较高，抗冲流速一般为3~6m/s，浆砌块石内应设排水孔，底部设反滤层或垫层；干砌块石布置在海漫的后部，其下部一般铺设10cm的碎石垫层设反滤层，规范规定干砌块石海漫应做成等于或缓于1：10的斜坡。 河床冲刷深度计算：海漫末端河床冲刷深度：上游护底首端河床冲刷深度：土壤名称粉土细砂粗砂细砾石粗砾石小卵石中等紧密粘土粘土紧密允许平均流速（m/s）0.19~0.260.26~0.400.7~0.80.8~0.951.2~1.41.4~1.81.11.5不冲流速v0：（水深为3m以上时） 一、闸基渗流的主要危害沿闸基的渗流对建筑物产生向上的压力，减轻建筑物有效重量，降低闸身抗滑稳定性，沿两岸的渗流对翼墙产生水平推力；由于渗透力的作用，渗透力可能造成土的渗透变形；严重的渗漏将造成大量的水量损失；渗流可能使地基内可溶解的物质加速溶解。第四节闸基渗流分析与防渗措施 二、防渗设计的主要任务：寻求合理经济的防渗措施，合理拟定地下轮廓尺寸，消除渗流不利影响，保证水闸安全。防渗设计的内容包括：渗透压力计算抗渗稳定性验算滤层设计防渗帷幕及排水设计永久缝止水设计 三、闸基防渗措施1、闸基的防渗长度L：地下轮廓线（闸基渗流第一根流线，即铺盖和垂直防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触线）的长度。应满足粉砂细砂中砂粗砂中砾细砂粗砾夹卵石轻粉质砂壤土砂壤土壤土粘土有反滤时13~99~77~55~44~33~2.511~79~55~33~2无反滤时————————————————7~44~3 2、防渗地下轮廓布置(1)布置原则：先阻后排，防渗与导渗相结合。(2)防渗排水设施水平防渗→铺盖、水平铺设土工膜垂直防渗→钢筋砼板桩、砼防渗墙、灌注式水泥砂浆帷幕、土工膜垂直防渗结构、高压喷射灌浆、定喷板墙导渗→排水反滤 (3)不同情况下防渗布置①粘性土地基：→降低渗透压力，增加闸身有效重量。→闸室上游宜设置水平钢筋砼或粘土铺盖，或土工膜防渗铺盖，闸室下游护坦底部应设滤层，下游排水可延伸到闸底板下。 ②砂性土地基：→防止渗透变形→通过延长渗径来降低渗透流速和坡降，对降低渗透压力的要求较低。→砂层很厚→闸室上游可采用铺盖和悬挂式防渗墙相结合的形式，闸室下游渗流出口处应设置滤层，排水布置在护坦之下。砂层较浅→闸室底板上游端设置截水槽或防渗墙（嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m），闸室下游渗流出口处应设置滤层，排水布置在护坦之下。 ③粉细砂地基（或粉土、轻砂壤土、轻粉质砂壤土）：→闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体相结合的布置形式。→在地震区的粉细砂地基上，有震动液化问题，宜采用封闭式布置（闸室底板下布置的垂直防渗体宜构成四周封闭的形式），垂直防渗体的长度应超过粉砂地基液化深度。 ④特殊地基：弱透水地基下有透水层，地基为不同性质冲积层，KH>>KV。→闸室下游设置铅直排水，并防止淤堵。⑤双向水头作用→合理地进行双向布置形式，并以水位差较大的一向为主。 规范中对水平防渗的要求：铺盖长度采用上、下游最大水头差的3~5倍；砼或钢筋砼铺盖的厚度，一般根据构造要求确定，最小厚度不宜小于0.4m，一般作成等厚；为了减小地基不均匀沉降和温度变化的影响，通常设顺水流向的永久缝，缝距可采用8~20m。 粘土或壤土铺盖的厚度应根据铺盖土料的允许水力坡降值计算确定，为了保证铺盖碾压施工质量，粘土或壤土铺盖前端最小厚度不宜小于0.6m，铺盖与底板之间应设油毛毡止水，铺盖上面应设保护层。水平铺设土工膜厚度应根据作用水头、膜下土体可能产生裂缝宽度、膜的应变和强度等因素确定，但不宜小于0.5mm，上部应设保护层。 钢筋砼板桩最小厚度不宜小于0.2m，宽度不宜小于0.4m；水泥砂浆帷幕或高压喷射灌浆帷幕的最小厚度不宜小于0.1m；砼防渗墙的最小厚度不宜小于0.2m；规范中对垂直防渗的要求： 地下垂直防渗土工膜厚度不宜小于0.25mm，重要工程可采用复合土工膜，其厚度不宜小于0.5mm。闸室底板的上、下游端均宜设置齿墙，齿墙深度可采用0.5~1.5m。 四、闸基的渗流分析：决定渗透压力、渗透坡降及渗流量。1、假定：渗流符合达西定理；运动符合拉普拉斯方程。2、分析方法(1)直线比例法：计算精度较差，特别是对于进、出口部分，不宜采用； (2)直线展开法和加权直线法：适用于防渗布置简单、地基不复杂的中小型水闸；(3)流网法：图解法，适用于均质和非均质地基，不同的地下轮廓布置；(4)改进阻力系数法：较精确的近似计算方法，但不能解决非均质地基渗流问题；(5)有限单元法和电拟试验法：用于地基条件较复杂时。 规范中推荐采用改进阻力系数法和流网法作为求解土基上闸基渗透压力的基本方法。复杂土基上重要水闸，应采用数值计算法求解。岩基上水闸的渗透压力，采用全截面直线分布法计算。上游设防渗帷幕和排水孔时，考虑渗透压力折减。 3、改进阻力系数法(1)基本原理：把闸基的渗流区域按可能的等水头线划分为几个典型流段，根据渗流连续性原理，流经各流段的渗流量相等，各段水头损失与其阻力系数成正比，各段水头损失之和等于上下游水头差；对进出口段和齿墙不规则部位水头损失进行修正。 (2)具体计算步骤①确定地基有效深度Te②分段并计算各段的阻力系数③求出各段水头损失，初绘渗压图④进行进、出口段水头损失修正⑤齿墙不规则部位修正⑥闸基抗渗稳定性验算 ①确定地基有效深度Te若计算深度Te<地基的透水深度T，则按Te计算；若计算深度Te>地基的透水深度T，则取Te=T计算。令L0为地下轮廓的水平投影长度，T0为地下轮廓的垂直投影长度： ②分段并计算各段的阻力系数按可能的等水头线划分为几个典型流段（进口段、出口段、水平段、内部垂直段）按规范中基本公式计算各段的阻力系数。 ③求出各段水头损失，初绘渗压图； ④进行进、出口段水头损失修正TS′T′ ⑤齿墙不规则部位修正（当齿墙宽度0.5的砂土时，可采用弹性地基梁法计算。 (2)计算步骤①用偏心受压公式计算纵向（顺水流方向）地基反力。②取横向单宽板条，按倒置连续梁计算内力并进行配筋。 2、反力直线分布法（截面法）⑴计算模型及基本假定以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，把闸墩当作底板的已知荷载进行计算。 (a)地基反力在顺水流方向直线分布。(b)地基反力在垂直水流方向均匀分布。(c)把闸墩当作底板的已知荷载，闸墩对底板无约束，底板可以自由变形。大、中型水闸，当地基为相对密度Dr≤0.5的砂土时，可用反力直线分布法计算。假定 (2)计算步骤①用偏心受压公式计算纵向（顺水流方向）地基反力；②取横向单宽板条，计算不平衡剪力⊿Q；③对不平衡剪力进行分配。不平衡剪力⊿Q应由闸墩和底板共同承担；④计算作用在底板上的荷载；⑤计算底板内力并进行配筋。 ②取横向单宽板条，计算不平衡剪力⊿Q。式中假定不平衡剪力⊿Q的方向向下，如其计算结果为负值，说明⊿Q的实际方向向上。 ③对不平衡剪力进行分配。不平衡剪力⊿Q应由闸墩和底板共同承担。 ，对既定截面，Q/I是常数，bτ与S（y′）成正比，设闸墩和底板对应的S（y′）的面积分别为A1和A2，则闸墩和底板分担的不平衡剪力分别为： ⊿Q1还要由中墩和缝墩按厚度再进行分配，两者分配的⊿Q1′和⊿Q1″分别为： ④计算作用在底板上的荷载分配给闸墩的不平衡剪力连同包括上部结构的闸墩重力可示为集中力作用在梁上，将分配给底板的不平衡剪力转化为均布荷载，则作用在底板梁上的均布荷载为：均布荷载q=q3+地基反力q4-水重q2′-q1-⊿Q2/2L′。 3、弹性地基梁法(1)计算模型及基本假定以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象，按平面应变的弹性地基梁，利用静力平衡条件及底板与地基的变形协调条件，计算地基反力和底板内力。 假定(a)地基反力在顺水流方向直线分布。(b)地基反力在垂直水流方向呈弹性（曲线）分布，为待求未知数。(c)把闸墩当作底板的已知荷载，闸墩对底板无约束，底板可以自由变形。当地基为粘性土或Dr>0.5的砂土时，可采用弹性地基梁法计算。 (2)计算步骤①用偏心受压公式计算纵向(顺水流方向)地基反力；②取横向单宽板条，计算不平衡剪力⊿Q，与反力直线分布法中相同；③对不平衡剪力进行分配。不平衡剪力⊿Q应由闸墩和底板共同承担，与反力直线分布法中相同；④计算作用在底板(弹性基础梁)上的荷载；⑤计算底板内力并进行配筋。 ④计算作用在底板(弹性基础梁)上的荷载分配给闸墩的不平衡剪力连同包括上部结构的闸墩重力可示为集中力作用在梁上，将分配给底板的不平衡剪力转化为均布荷载，则作用在底板梁上的均布荷载为：均布荷载q=扬压力q3-水重q2′-底板自重q1-⊿Q2/2L′。此时地基反力的横向分布为待求未知荷载。 注意：在分析底板应力时，底板自重q1的取值也应根据地基的具体情况确定。新规范指出：“原规范规定，在分析底板应力时，应根据不同的地基情况，分别考虑底板自重对其应力的影响，即在粘性土地基上，可采用底板自重的50%~100%，在砂性土地基上可不计底板的自重。经分析认为，这种考虑方法是不够全面的，因为水闸闸室底板绝大多数是挖埋式，底板自重远小于基坑开挖前的原压荷载，由底板自重引起的地基沉降是基坑开挖回弹后的再压缩，属于弹性压缩的性质，不象排水固结那样需要较长的时间，弹性变形可在很短时间内完成。 规范7.5.4规定，当采用弹性地基梁法时，对于挖埋式底板，可不计闸室底板的自重，但当作用在基底面上的均布荷载为负值时，则仍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为限度确定。 注意：如果计算对象包括直接挡土的边墩，则侧向土压力、侧向水压力等引起的弯矩对弹性地基梁也有影响。在有些水闸工程设计中，从安全考虑，当弯矩使梁内力减小时，考虑弯矩计算值的50%，使梁内力增加时，考虑弯矩计算值的100%。地基类别边荷载使计算闸段底板内力减小边荷载使计算闸段底板内力增加砂性土50%100%粘性土0100%表7.5.5边荷载计算百分数 ⑤计算底板内力并进行配筋具体算法及其理论假定要适应底板及地基的具体条件：对于土基上的水闸的整体式平底板：(a)当地基可压缩层（厚度为T）很厚（即厚度远大于梁的最大水平尺寸）时（T/L′>2）→可将地基视为半无限弹性体进行计算。 (b)当地基可压缩层较薄时（T/L′<0.25）→可按反力与地基变形成正比的文克尔假定（即基床系数法）进行计算。(c)当地基可压缩层厚度与梁的最大尺寸同量级时（T/L′=0.25~2）→可按有限深弹性地基梁用链杆法进行计算。 对于岩基上水闸的整体式平底板的应力分析，可按基床系数法计算。这是因为岩基弹性模量较大，其单位面积上的沉降变形与所受压力之间的关系比较符合文克尔的假定。 文克尔假定下的基础梁：假定地基单位面积上所受的压力与该单位面积上的地基沉降成正比。按此假定，基底应力值计算显然未考虑基础范围以外的地基变形的影响，即边荷载并不引起梁的内力；同时，在文克尔假定下，当全梁受均布荷载q时，地基反力也均匀分布，它的集度p就等于均布荷载集度q，因此基础梁并不弯曲，梁截面上并不发生弯矩。具体计算时可以采用查表法，先计算出柔度系数然后查表（《水工设计手册（1）》）得弯矩系数，然后计算弯矩。 半无限深弹性地基梁：先计算出柔度系数然后查表（《水工设计手册（1）》）得弯矩系数，然后计算弯矩。需考虑全梁受均布荷载、梁上受弯矩荷载、梁上受集中荷载、集中边荷载、均布边荷载的情况。 有限深弹性地基梁：先计算出柔度系数然后查表《水闸设计（上册）》，华东水利学院编得地基反力系数，然后计算弯矩。 第八节水闸与两岸的连接结构1、两岸连接结构的种类上游翼墙下游翼墙岸墙刺墙一、连接结构的作用及种类 2、两岸连接结构的作用挡土，保证岸坡稳定，保护岸坡免受冲刷；改善水闸进、出水流条件——上游翼墙引导水流平顺进入闸室；下游翼墙使水流均匀扩散，提高消能防冲效果；满足侧向绕渗要求，防止两岸土体的渗透变形；岸墙可减轻闸室底板边荷载的影响。 二、连接结构的布置1、翼墙的平面布置形式圆弧式（椭圆弧式）；扭曲面式——用于坚硬的粘土和岩石地基上；反翼墙及一字墙；斜降翼墙（八字形翼墙）；斜坡式翼墙。 建筑在坚实或中等坚实地基上的翼墙分段长度可采用15~20m；建筑在松软地基或回填土上的翼墙分段长度可适当减短。 “水闸两岸连接宜采用直墙式结构；当水闸上下游水位差不大时，也可采用斜坡式结构，但应考虑防渗、防冲和防冻等问题。”“上游翼墙的平面布置宜采用圆弧式或椭圆弧式，下游翼墙的平面布置宜采用圆弧（或椭圆弧）与直线组合式或折线式。在坚硬的粘性土或岩石地基上，上下游翼墙可采用扭曲面与岸坡连接的型式。”“下游翼墙的平均扩散角每侧宜为7°~12°，其顺水流方向的投影应大于或等于消力池长度。” 2、岸墙的布置未设岸墙，闸墩挡土且作为两岸连接结构的一部分；设岸墙挡土，且岸墙与边墩之间设置沉陷缝分开；边墩不挡土，设刺墙挡水。 三、连接结构的剖面型式与结构计算1、岸翼墙的结构计算内容抗滑稳定验算；地基承载力验算；地基整体稳定性验算；岸翼墙结构应力及配筋计算。 2、岸、翼墙的剖面型式重力式扶壁式空箱式悬臂式 重力式用于坚实或中等坚实地基上，高度6m以下的挡土墙。结构简单，施工方便；材料用量大，对地基承载力要求较高。按重力式挡土墙设计，可采用浆砌石或混凝土建造。 扶壁式坚实或中等坚实地基上，高度10m以上的挡土墙多采用该型式。是轻型结构，依靠底板以上的挡土重量维持其稳定；直墙、底板和扶壁采用不同的计算模型。 空箱式适用于墙的高度很大且地基承载力较低，采用扶壁式仍不能满足设计要求的的情况（松软地基）。'