水闸设计步骤计算书(多表)范本.docx

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1、水闸设计步骤一、拟定闸孔形式比较最高水位与地面高程,确定闸孔结构形式。二、选用堰型及堰顶高程根据闸基土质及运行要求,确定堰型三、利用堰流公式初步拟定闸孔宽度。渠道断面面积：A平均流速：V=A平底堰:0.65时为堰流,否则为闸孔出流；H曲线形堰:生0.7时为堰流,否则为闸孔出流。Hhe一一闸门开度计入行进流速的上游水深：rrrravHC=H+=2g式中：H上游水深；Ct流速系数,取1.00；A. V0上游行进流速。B. 1.0.72时,。=2.3IdX（I一一I-）0-4.（水闸设计规范公式A.0.16）HOHOHo0.72Ht,=lHO侧收缩系数=1.0,流量系数m=0.385any2gH2C

2、. d20.9时用下式计算过流能力:HnQ=AAj2g(Ho-4)氏=0.877+f-0.65旧)闸孔总净宽:B=.QAAJ2g(”-4)时所需的闸孔总净宽小于初拟定的闸宽综合以上引水情况和排水情况计算并考虑一定的安全储备确定B二六、验算闸孔过水能力%=4m,dz=.0m,bh=3.662.5-0.5=8.65机bo+d.2+淹没系数为:侧收缩系数为:计算流量为:汁=b&B昭h；?或Q=WlSBOyl2g（H。-%）七、画出闸孔宽度布置图消能防冲设计一、用孔流公式计算闸门初始开度和出闸水流出使流量设闸孔开度e为LOm根据闸门相对开度:g=判别出流形式h由水利学表8-7查得平板闸门的垂直收缩系数

3、:J=收缩断面水深：hc=2e=流量系数：=0.60-0.176-=收缩断面流速：Q或A2gHoZ2g%匕=bhcbe22收缩断面的共飘水深：潜孔比:由水力学图8-34查得淹没系数。S=比较儿与片的大小确定出流形式如闸孔为淹没出流,则流量根据水力学（8-24）计算单孔流量:Qs=xjLibey2gH0=sbe2gH；总流量：Q=以相同的方法设一组不同的闸孔开度e值,求得相应的“一民最大时,相应的下泄水流的能量最大最大流量计算表e%hC匕hcfe*Qs12345三、计算出闸水流的水跃消力池宽度:B=单宽流量：q=B上游河道断面面积：A=平均流速：V=Z=跃前水深也按水闸设计规范公式(Bl.l3)

4、计算:式中：a一一水流动能校正系数,取1.0；q过闸单宽流量；水流动能校正系数,取0.95；T0由消力池底板顶面算起的总势能移项得式中:=H+d+%22g=跃后水深:=-(jl+8Frr-l0.25或根据值查表得共规水深比7二,则/=也；若总则需设消力池。出池落差z =q22g%2验算淹没安全系数：应满足0=j+4z=1.0-1.10的要求hc四、计算消力池的长消力池长度4按水闸设计规范公式(Bl2)计算：1.M=Ls+Lj=式中：1.s消力池坡段水平投影长度；水跃长度校正系数,取为0.75；1.j水跃长度,6.9(h：hc)五、计算消力池底板的厚度消力池底板厚度按水闸设计规范(B1.3-l)

5、计算t=klJgJ=式中：t消力池底板始端厚度；H一一闸孔泄流时的上下水位差；占一一消力池底板计算系数；q过闸单宽流量。考虑到消力池底板的抗浮要求,现取消力池底板厚度为mo六、确定消力池的构造七、计算海漫长度对于而后7在19之间的情况,可按水闸设计规范(B.2.1)计算:lp=LJ/=式中：1.P海谩长度(m)；qs消力池末端单宽流量；ks海漫长度计算系数；H一闸孔泄流时上下水位差。八、计算冲刷坑的深度,确定防冲槽的尺寸海漫末端的河床冲刷深度按水闸设计规范公式(B.3.1)计算dm=r-hm=式中：dn海漫末端河床深度；qm海漫末端单宽流量q=.Ahn,海漫末端河床水深。v0河流土质允许不冲流

6、速IV0的计算：断面面积:A=(b-mb)h=湿周：力=力+2zV1+aw2=水力半径:H=-=Z不冲流速:%=0R2=闸基渗流计算一、渗流计算水位组合二、下轮廓线布置,验算防渗长度(一)地下轮廓线的设计步骤(1)根据水闸的上下游水位差大小和地基土质条件选择地下轮廓的形状和尺寸。初步拟定其不透水层部分的长度(即防渗长度)时,一般均采用渗径系数法。(2)选用适当的方法对初步拟定的布置方案进行渗流计算,求出闸底所受的渗透压力以及渗透坡降,特别时渗流出口处的坡降。(3)验算闸基及地基的稳定性,包括地基土的抗渗稳定性。(4)根据稳定和经济合理的要求,对初拟的底下轮廓线进行修改。在修改底下轮廓线的形状和

7、尺寸时,应结合总体布置和闸室的结构布置与设计进行综合考虑。(二)用渗径系数法初步拟定闸基的防渗长度按水闸设计规范公式(4.3.2)计算：1.=CMi=式中：1.闸基防渗长度；C一一渗径系数,查水闸设计规范表4.3.2；H一一上下游最大水位差。（三）初步拟定闸室沿水流方向的长度E=（2.54.5）H=式中：1.,闸室沿水流方向的长度；上下游水位差。则初拟闸底板长度m：闸底板厚度取闸孔净宽的1618可初拟底板厚度为m,底板上下游的齿墙宽度为m,齿墙深度均为m,上游齿墙的作用是降低闸底板上的渗透压力,下游的齿墙是减小出逸坡降,有助于防止地基产生渗透变形。（四）验算防渗长度（五）地下轮廓线布置水闸地基

8、防渗长度初基轮廓线形状及尺寸确定,即进行地下轮廓线的布置。布置的总的原则是滞渗步确定以后,可根据设计要求和地基土壤的特性,并参考已有的类似的水闸工程资料进行闸与导渗相结合。通常在闸室底板上游一侧布置防渗设施（如铺盖、板桩及齿墙等）,用来延长渗径、减小底板渗透压力、降低闸基渗流坡降等,这叫滞流；在下游侧布置排水设施,使渗透水流尽快地安全排走,以防止发生渗透变形,并减小底板渗透压力,这叫导流。三、渗流计算采用改进阻力系数法来进行渗流计算。（一）地基有效深度的确定当白，5时,可按水闸设计规范公式（C.2.1-1）计算,有效深度:/=0.5LO=当?V5时,可按水闸设计规范公式（C.2.1-2）计算,

9、有效深度:7；=2-=S。1.6幺+2SO式中：Te土基上水闸的地基有效深度（m）；1.0地下轮廓的水平投影长度；S0地下轮廓的垂直投影长度。(二)计算各典型段的阻力系数表3-1各渗流区段几何参数和阻力系数表段号段别Si(ShS2Xm)Ti(m)Li(m)备注1进口段各渗流区段的阻力系数可根据段别和区段的几何特性(S,T,L)按下列公式计算1、进出口(CY,5段4=L5J0.4412、内部垂直段号=O喏(1一割3、水平段J=LX-7(S+S2)2内部水平段3内部垂直段4内部水平段5内部垂直段6内部水平段7内部垂直段8内部水平段9内部垂直段10内部水平段11内部垂直段12内部水平段13内部垂直段

10、14内部水平段15出口段15计算得:=i=l（三）计算各典型段的渗压水头损失根据式计算15式中:a/=；Zgi=1=1表3-2各典型段渗压水头损失计算表渗压水头损失H%h2儿h%九0%42九3%45设计正向设计反向校核正向当底板有倾斜段时,阻力系数为其一豹+/)2-lT1（四）进、出口水头损失值的修正进口处修正系数,：,=.2l-FLi/2r（q12+2-+0.059进口段水头损失应修正为=h=；h0=Ytii=进口段水头损失减小值为:Ah=Q-）h0按相应公式修正各段的水头损失值为：（2）出口处修正系数42：02=121r；（s122-+0.0591.F-出口段水头损失应修正为：表3-3:渗

11、压水头损失计算汇总于表渗压水头损失(In)hh1也3%hI%九0%2445设计情况正向挡水修正前修正后反向挡水修正前修正后校核情况正向挡水修正前修正后(五)计算各渗流角点处的渗压水头由上游进口段开始,逐次向下游,从作用水头值相继减去各分段水头损失值,即可求得各角隅点的渗压水头值。表3-4各角点渗压水头计算汇总表渗压水头(m)乩H2”3”4Hs“6%4HqHIo%/3H14出5乩6设计情况正向挡水反向挡水校核情况正向挡水（六）绘制闸底渗透压力分布图根据以上算得的渗压水头值,并认为沿水平段的水头损失呈线性变化,绘出如图所示的渗压力分布图：1、计情况正向挡水2、计情况反向挡水2、校核情况正向挡水（七）验算渗透坡降表3-5出口渗透坡降计算表%(m)S(m)J备注