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港口航道工程学课程设计东江水利枢纽通航建筑物初步设计

文***享

贡献于2021-06-01

字数:18120


港口航道工程学
课程设计






东江水利枢纽通航建筑物初步设计



姓名:
学号:
班级: 港航X班
指导老师:





2013年X月


目录
Ⅰ枢纽中船闸布置
1确定船闸等级 1
2船闸布置方案较证 1
21船闸面布置形式 1
22船闸布置位置 1
23闸首坝轴线关系 2
24引航道面布置 2
3确定船闸面尺寸 2
31船闸设计船型船队 2
32船闸效尺度 3
321闸室效长度 3
322闸室效宽度 4
323导航建筑物长度 4
324船建筑物长度 4
33引航道尺寸 5
331引航道长度 5
332引航道宽度 6
4船闸通航水位 6
41游高通航水位 6
42游高通航水位 7
43游低通航水位 7
44游低通航水位 7
5船闸高程 8
51闸门顶部高程 8
52闸首墙顶部高程 8
53门槛水深 8
54闸首门槛高程 9
55闸室墙顶部高程 9
56闸室底板顶部高程 9
57船闸游导航船建筑物顶部高程 9
58游引航道口门区连接段底部高程 9
6输水系统选型廊道断面尺寸拟定 10
61输水系统选型 10
62廊道断面尺寸拟定 11
7船闸通力计算 12
71次闸时间 12
711进出闸时间 12
7111运行距离 12
7112运行距离进出闸均速度 13
712闸门启闭时间 13
713船闸灌泄水时间 13
7131输水阀门处廊道断面面积 13
7132输水阀门开启时间 14
7133船闸灌泄水时间 14
714船舶船队进出闸间隔时间 15
72日均闸次数 16
73单级船闸年通力 17
731单年闸船舶总载重吨位 17
732单年闸客货运量 17
8船闸耗水量 18
9字闸门尺寸拟定 18
91门扇长度 19
92门扇高度 19
93门扇厚度 20
Ⅱ 船闸稳定结构设计
10船闸闸首结构尺寸确定 21
101闸首长度 21
1011门前段长度 21
1012门龛段长度 21
1013闸门支持段长度 22
102闸首宽度 22
11闸首结构结构型式选定 22
12船闸闸室结构型式选定 22
13确定荷载组合 23
131计算情况 23
132荷载组合 24
133作船闸水工建筑物荷载 25
14稳定性分析——闸首墙闸室墙 28
141闸首墙 28
1411受力分析 28
1412抗滑稳定性 30
1413抗倾稳定性 30
1414基承载力 31
142闸室墙 31
1421左重力式闸室墙 32
14211受力分析 32
14212抗滑稳定性 32
14213抗倾稳定性 32
14214基承载力 33
1422 右倒梯形衬砌墙 33
14221抗滑稳定性 33
14222断面强度核算 33
14223配筋计算 34
附录 34
1设计图 34
2 课程设计定背景资料 34
























Ⅰ枢纽中船闸布置
1确定船闸等级
已知东江水利枢纽航道等级Ⅳ级航道航道等级划分知Ⅳ级航道应设计舶载重500吨船闸分级指标航道分级指标相根船闸分级指标该船闸属Ⅳ级船闸

表4 船闸分级指标表
船闸级







设计
船舶吨级
3000
2000
1000
500
300
100
50
注:设计船舶吨级系指通船闸船舶载重吨(DWT)船队通时指组成船队驳船载重吨(DWR)
2船闸布置方案较证
21船闸面布置形式
根船闸总体设计规范船闸面布置分列形式:
(1 )列排列船闸数分单线线船闸
(2) 排列闸室数分单级级船闸级船闸分连续级船闸设中间渠道船闸
根东江航运情况设计水年运输求高情况采单线船闸该处船闸水头30m采单级船闸
22船闸布置位置
根船闸总体设计规范船闸宜布置位深泓线侧船闸宜岸布置应布置紧邻溢流坝泄水闸电站等两水建筑物间
东江水利枢坝轴线位泗湄洲洲头处泗湄洲河道分左河汊右河汊流位右河汊外右岸岩石基础山坡质条件较便取材右汊岸布置船闸
23闸首坝轴线关系
根船闸总体设计规范船闸闸室宜布置挡水建筑物游选择船闸伸坝轴线游布置方式时闸室墙承受水压力较游引航道进出口离溢流坝较远需游导堤长度缩短
24引航道面布置
处采反称型引航道直线进闸曲线出闸布置国90中型船闸采该方式布置方式

3确定船闸面尺寸
31船闸设计船型船队
根河通航标准关天然渠化河流航道尺度规定限制性航道尺度规定广东航道局提供通航船队()尺度求该船闸代表船舶船队2排1列顶推船队



限制性航道尺度

32船闸效尺度
根河通航标准中关船闸效尺度规定(表)分确定船闸面尺寸船闸效尺度面列出公式计算表列数值


321闸室效长度
船闸闸室效长度应式(315)计算长度取整数


LXlc+lf
式中LX—闸室效长度(m)
lc—设计船队船舶计算长度(m)闸次船队艘船舶单列闸时设计船队船舶长度闸次两船队船舶排列闸时设计船队船舶长度加船队船舶间停泊间隔长度
lf—富裕长度(m)顶推船队lf≥2+006 lc拖带船队lf≥2+002 lc机动驳船舶lf≥4+005 lc
里根广东航道局提供通航船队()尺度求:
lc109m500吨级船队(顶)长度
lf854m(2+006*109)规范中规定6m值
Lx11754m(109+854)取118m根表终定120m
设镇静段长度10m闸室总长度130m
322闸室效宽度
闸室效宽度闸室两侧闸墙面间净宽度船闸闸室效宽度应公式(3181)公式(3182)计算宽度宜采现行国家标准河通航标准(GBJ 139)中规定8m12m16m23m34m宽度

里根广东航道局提供通航船队()尺度求:
Bc取13m500吨级船队(顶)宽度
∆b12mn1bf12
Bx142m终取16m
323导航建筑物长度
导航建筑物长度应导航段长度相取109m
324船建筑物长度
船建筑物长度应采设计船舶船队长度里109m
33引航道尺寸
331引航道长度
引航道直线段轴线应行船闸轴线直线段应导航段调段停泊段组成见图551引航道长度应满足列求

根船闸总体设计规范采直线进闸曲线出闸布置时引航道段长度应符合列规定
(1)导航段长度:
l1≥Lc
式中 Lc——顶推船队设计船队长拖带船队单船中船长(m)
根枢纽资料设计船长109m导航段长度l1取109m
(2)调段长度l2:
l2≥1520Lc

调段长度l2取1635m(15*109)
(3) 停泊段长度l3式(5513)确定引航道停泊船舶船队数止1时应需加长
l3≥Lc
式中 ——顶推船队设计船队长拖带船队单船中船长(m)
停泊段长度l3取109m
(4)引航道直线段总长度 L
L1l1+l2+l3
L3815m(109+1635+109)
332引航道宽度
根船闸总体设计规范反称型引航道宽度计算公式:
B0≥bc+bc1+∆b1+∆b2
式中:B0——设计低通航水位时设计船舶船队满载吃水船底处引航道宽度(m)
bc——设计船舶船队宽度(m)设计取20m
bc1——侧等候闸船舶船队总宽度(m)设计取20m
∆b1——船舶船队间富裕宽度(m)取∆b1bc
∆b2——船舶船队岸间富裕宽度(m)取∆b205bc
根船闸总体设计规范(JTJ 3052001)规定单线反称型引航道宽度式计算:

式中:——设计低通航水位时设计船舶船队满载吃水船底处引航道宽度(m)
——设计船舶船队宽度(m)设计取13m
——侧等候闸船舶船队总宽度(m)设计取13m
——船舶船队间富裕宽度(m)取
——船舶船队岸间富裕宽度(m)取
bc取13mbc1取13m∆b1取13m∆b2取65
Bo455m(13+13+13+65)
综:
单位:m
闸室效长度
120
闸室效宽度
16
导航建筑物长度
109
船建筑物长度
109
引航道长度
3815
引航道宽度
455

4船闸通航水位
41游高通航水位
根船闸总体设计规范中关游设计高通航水位设计洪水频率规定(表)东江水利枢纽水文资料Ⅳ级船闸应洪水重现期2010年应频率510处选取10年频率10根水文资料应洪峰流量8250 m3s闸前水位1201m相应游水位1179m

42游高通航水位
船闸游设计高通航水位应采表412规定设计洪水频率相应泄流量应游高水位根水文资料该处闸前水位1201m相应游水位1179m
43游低通航水位
根设计低通航水位保证率规定(表)Ⅳ级船闸应保证率9895该处取95根根水文资料电站停发流量Q2800m3s相应游水位613m游低通航水位
表6 船闸设计低通航水位保证率
船闸级
ⅠⅡ
Ⅲ~Ⅳ
Ⅴ~Ⅶ
保证率()
≥9998
9895
9590
44游低通航水位
船闸游设计高通航水位应采表412规定设计洪水频率相应泄流量应游高水位根资料船闸枯水停航时通航保证率95流量Q600m3s时相应游水位10m游低通航水位

单位:m
游高通航水位
1201
游高通航水位
1179
游低通航水位
613
游低通航水位
10
5船闸高程
51闸门顶部高程
船闸挡水前缘闸首闸门顶部高程应游校核高水位加安全超高确定船闸非挡水前缘闸首闸门顶部高程应游设计高通航水位加安全超高根船闸总体设计规范安全超高值规定船闸闸门顶部安全超高值Ⅰ Ⅳ级船闸应05m波浪水面涌高情况闸首门顶高程应加波高涌高影响位枢纽工程中船闸挡水前缘闸首顶部高程应低相互连接枢纽工程建筑物挡水前缘顶部高程
根水文资料游校核洪水位1529m根前面计算游设计高通航水位1201m安全超高值取05m终船闸挡水前缘闸首闸门顶部高程取1579m (1529+05)非挡水前缘闸首闸门顶部高程取1251m (1201+05)
取闸门闸门致1579m
52闸首墙顶部高程
闸首墙顶部高程应根闸门顶部高程结构布置等求确定低闸门(1579m)闸室墙顶部高程(1451m)位枢纽工程中船闸挡水前缘闸首顶部高程应低相互连接枢纽工程建筑物挡水前缘顶部高程
船闸相邻建筑物堤岸连接建筑物属前缘挡水顶部高程应前缘挡水建筑物顶部高程标准致
根枢纽工程资料已知拦河闸闸顶高程173m终选取闸首墙顶部高程173m闸首墙173m
53门槛水深
船闸门槛水深应设计低通航水位门槛顶部水深应满足设汁船舶船队满载时吃水加富裕深度求公式(319)计算

式中:H—门槛水深(m)
T—设计船舶船队满载时吃水(m)
处根航运资料船舶船队满载时吃水取3mH取48 m (16*3)
54闸首门槛高程
船闸闸首门槛顶部高程应游设计低通航水位值减门槛水深值处闸首门槛顶部高程133m(61348)闸首门槛顶部高程38m(1048)
55闸室墙顶部高程
船闸闸室墙顶部高程应游设计高通航水位加超高值超高值应设计闸船舶船队空载时干舷高度
根航运资料船舶干舷高度取25m取超高值25m时闸室墙顶部高程1451m(1201+25)
56闸室底板顶部高程
闸室水深
闸室水深应设计低通航水位闸室底板顶部水深值应门槛水深该处取48m
船闸闸室底板顶部高程应高闸首门槛顶部高程
已知闸首门槛顶部高程分133m38m处闸室底板顶部高程取38m
57船闸游导航船建筑物顶部高程
船闸游导航船建筑物顶部高程应游设计高通航水位加超高值超高值宜设计闸船舶船队空载时干舷高度
里游设计高通航水位1201 游设计高通航水位1179根航运资料船舶干舷高度取25m取超高值25m终游导航船建筑物顶部高程1451m(1201+25)游导航船建筑物顶部高程1429m(1179+25)
58游引航道口门区连接段底部高程
船闸游引航道口门区连接段底部高程应游设计低通航水位减引航道设计水深值
引航道水深
根船闸总体设计规范ⅠⅣ船闸引航道水深应式计算:
H0T≥15
式中Ho——设计低通航水位时引航道底宽水深(m )
T—— 设计船舶船队满载吃水(m)
T处3mH0取45m(15*3)
应游引航道口门区连接段底部高程163m(61345)
游引航道口门区连接段底部高程35m(1045)

综:
单位:m
闸门顶部高程
1579
闸门顶部高程
1579
闸首墙顶部高程
173
闸首门槛顶部高程
133
闸首门槛顶部高程
38
闸室墙顶部高程
1451
船闸闸室底板顶部高程
38
游导航船建筑物顶部高程
1451
游导航船建筑物顶部高程
1429
游引航道底部高程
163
游引航道底部高程
35

6输水系统选型廊道断面尺寸拟定
61输水系统选型
船闸输水系统分集中输水系统分散输水系统两类输水系统类型根判系数式(214)初步选定
mTH
式中 m—判系数
H—设计水头(m)
T—闸室灌水时间
m>35时采集中输水系统m<25时采分散输水系统m2535时应进行技术济证参类似工程选定
处T8min
H513m
m35
选集中式输水系统
62廊道断面尺寸拟定
集中输水系统分短廊道输水直接利闸门输水组合式输水
(1)短廊道输水包括消室消室槛输水
(2)直接利闸门输水包括三角闸门门缝面闸门门闸门开门输水
(3)组合式输水述某两种输水型式组成
输水阀门处廊道断面面积
输水阀门处廊道断面面积(短廊道输水系统)式(3321)估算根定输水时间阀门全开时输水系统流量系数式(3322)计算



处采式(3321)估算:
C120*161920m2
Lc120m
H6131513m
ω71m2

式(3321)估算时
T470s
μ07
α059
kv07
ω83 m2
根规范求处廊道宽度取4m廊道高度取2m
7船闸通力计算
船闸通力计算应包括设汁水年期闸船舶总载重吨位闸货运量两项指标应年单通力表示
71次闸时间
次闸时间应根船舶船队进出闸时间闸门启闭时间灌泄水时间船舶船队进出闸间隔时间等索确定闸方式应分计算
711进出闸时间
船舶船队进出闸时间根运行距离进出闸速度确定
7111运行距离
船舶船队进出闸运行距离列情况分确定
(1) 单闸进闸船舶船队船首引航道停位置闸室停泊位置间距离出闸船舶船队船尾闸室停泊位置闸门外侧边缘距离
(2)双闸进闸船舶船队引航道停位置闸室停泊位置间距离出闸船舶船队闸室停泊位置船建筑物间距离
进闸距离
单闸双闸均取引航道调段导航段长度闸首长度闸室效长度减船舶长度作似进闸距离
计算结果:1635+109+30+120503725m
出闸距离
单闸取闸室效长度闸首长度减船舶长度作似出闸距离
计算结果:120+3050100m
双闸取闸室效长度闸首长度引航道调段导航段长度减船舶长度作似出闸距离
计算结果:120+30+1635+109503725m
7112运行距离进出闸均速度
进出闸均速度宜根类船闸实测资料确定资料时表615采

里取机动单船数进行计算
进闸时间:
单:37250877min
双:单
出闸时间
单:100117min
双:37251444min
712闸门启闭时间
闸门启闭时间应根闸门启闭机设计确定根船闸启闭机设计规范关规定

处闸门启闭时间取2min
713船闸灌泄水时间
7131输水阀门处廊道断面面积
详细计算程见52计算结果71m2
7132输水阀门开启时间
输水阀门开启时间式计算


处kr取0725ω71m2H513mg10ms2
闸室水深:1559m(1179(38))
:48m(1(38))
处ωc取值768 m2(16*48)
χ取值39 m2(13*3)
D取03
W取1950t(499*13*3)
Pl取25kN
终tv323s
7133船闸灌泄水时间
闸室输水时间应根确定流量系数阀门开启时间式核算

中C取1920m2(120*16)
H513m
μ06
ω71m2
a059
tv323s
g10ms2
:T470s78min
根规范t3范围810min终处取8min
714船舶船队进出闸间隔时间
船舶船队进出闸间隔时间系指闸次第船舶船队船舶船队启动间隔时间实测资料时采3l0min
处取10min

单位:min
进闸时间

77

77
出闸时间

17

44
闸门启闭时间
2
船闸灌泄水时间
8
船舶船队进出闸间隔时间
10

根船闸总体设计规范单级船闸次闸时间应符合列规定:
(1)单闸:
T14t1+t2+2t3+t4+2t5
式中T1— 单次闸时间(min)
t1— 开门关门时间(min)
t2— 单第船队进闸时间(min)
t3— 闸室灌水泄水时间(min)
t4— 单第船队出闸时间(min)
t5— 船舶船队进闸出闸间隔时间(min)o
T14*2+77+2*8+17+2*10534 min
(2)双闸:
T24t1+2t2+2t3+2t4+4t5
式中T2— 行次双闸时间(min)
t2— 双第船队进闸时间(min)
t4— 双第船队出闸时间(min)
T24*2+2*77+2*8+2*44+4*10882 min
(3)次闸时间应根单闸双闸闸次率确定单闸双闸次数相等时式确定

T05*(534+05*882)4875 min
72日均闸次数
船闸日工作时采20 – 22h
船闸日均闸次数应式计算:

τ取21时n21*60487526次
73单级船闸年通力
单级船闸年通力式(61181)式(61182)计算
731单年闸船舶总载重吨位
P1n2NG
式中
P1— 单年闸船舶总载重吨位(t)
n— 日均闸次数
N— 年通航天数(d)
G— 次闸均载重吨位(t)
里取N取365*095347天G取1000t
P105*26*347*1000451万
732单年闸客货运量
P212(nn0)NGαβ
式中
P2— 单年闸客货运量(t)
no— 日非运客货船闸次数
α— 船舶装载系数
β— 运量均衡系数
船舶装载系数α
船舶装载系数货物种类流批量关根河流统计规划资料选没资料情况采0508
处取06
运量均衡系数β
运量均衡系数应根统计资料式(6116)计算资料时取1315

处取14

n0取1时
P205*(261)*347*1000*0614186万
8船闸耗水量
根船闸总体设计规范船闸天均耗水量列计算:


q00017*300051 m3s
V130*16*51310670 m3
Q26*1067086400+51831 m3s
9字闸门尺寸拟定
根船闸闸阀门设计规范字闸门宜采面横梁字闸门
字闸门位关门位置时门扇轴线船闸横轴线夹角采225o
字闸门门轴柱支承点伸入闸墙面距离取0512m门轴柱斜接柱支撑点连线距翼缘距离宜100mm
字闸门门龛宽度应门扇厚度缓垫块厚度富裕宽度确定
门龛长度应门扇长度富余长度确定富裕长度应考虑闸门启闭力影响宜120门扇长度
字闸门游面必须设置背拉杆倾角宜取40o50o门扇尺度较时竖水布置组背拉杆背拉杆宜采预应力结构

关闸门高程计算第5章节中具体计算里出门扇高度门扇宽度门扇厚度三尺寸
91门扇长度
门扇计算长度ln门扇支垫座支撑面两扇门叶相互支承斜接面距离值公式求:
lnBk+2c2cosθ
式中:Bk—闸首边墩墙面间口门宽度
c—门扇支垫座枕垫座支承面门龛外缘距离
—闸门关闭时门扇轴线闸室横轴交角
船闸闸首口门闸室效宽度应分闸首两边墩侧墙面闸室两侧闸墙面间净宽度
设计取Bk16m
lnBk+2c2cosθ162×cos225°87m门扇长度87m
92门扇高度
门扇高度指闸门面板底顶距离式确定:
hH+hk+k±m 式中:H—游设计高水位游低通航水位间水位差
hk—门槛水深
k—闸门面板顶游设计高水位超高
m—闸门面板底门槛顶距离
里取m02取k05
门扇高度: hH+hk+k±m1101+48+05021611m
93门扇厚度
初步选取字闸门横梁高度时根门扇高度宽度荷载等情况取门扇计算长度18112
处取110计算结果087m取门扇厚度087m

单位:m
门扇长度
87
门扇高度
1611
门扇厚度
087

















Ⅱ 船闸稳定结构设计
10船闸闸首结构尺寸确定
闸首结构图:

101闸首长度
闸首长度般分门前段门龛段支持段
1011门前段长度
门前段长度根工作闸门型式检修门尺度门槽构造检修求确定字闸门门前段长度列公式计算:
l110~20+c1
式中:c1—检修门槽宽度
中c10035HBk
式中:——设计水头
Bk—闸首口门宽度
c10035HBk0035×513×16072m
门前段长度l12+c127m
1012门龛段长度
字闸门门龛段长度公式计算:
l2(11~12)Bk+d2cosθ
式中:Bk—闸首口门宽度
d—门龛深度取门厚加04~08m
θ—闸门船闸横轴线夹角取20°~225°
设计中取Bk16md08+0614mθ225°
l212*16+142cos225°113m
1013闸门支持段长度
闸门支持段长度范围公式计算:
l3≈(04~21)H
式中:—设计水头
l321*513108m
102闸首宽度
边墩宽度
边墩宽度般取2~3倍廊道宽度
已设计廊道宽度4m取边墩宽度l325*410m
船闸闸首口门宽度闸首两边墩侧墙面间净宽度闸首宽度等闸首口门宽度加两侧边墩宽度
闸首宽度16+1026m
综闸首尺寸
闸首长度
门前段长度
27
25
门龛段长度
113
支持段长度
108
闸首宽度
口门宽度
16
26
边墩宽度
10
11闸首结构结构型式选定
岩石基通常采分离式闸首结构
岩石较完整时设底板岩石裂隙较岩石较软弱时方加设底板护底必时采整体式结构
里选取分离式闸首结构
12船闸闸室结构型式选定
船闸闸室闸首两侧闸墙环绕形成空间闸室墙闸底构成
闸室结构受力状态分整体式结构分离式结构两类两侧闸墙底板浇筑起整体式结构闸墙闸底分设置分离式结构
处水头高基较采分离式闸室结构分离式闸室般选透水闸底

土基分离式闸室结构闸墙分重力式悬臂式扶壁式板桩式连续墙等型式
岩基分离式闸室结构闸墙常型式重力式衬砌式混合式
重力式结构适较基基岩顶面高程高闸墙顶高程时采衬砌式闸室结构衬砌式结构重力式衬砌带锚筋薄壁衬砌国型船闸采砌石倒梯形重力式衬砌中型船闸采混凝土钢筋混凝土衬砌
里右闸墙选混凝土衬砌倒梯形断面带适量锚筋左闸墙采重力式结构
13确定荷载组合
131计算情况
船闸结构计算情况运检修完建施工特殊工况等
船闸水工建筑物设计时需根建筑物施工完建运检修等时期承受全部荷载种利荷载组合进行计算
里选取运检修特殊工况中校核洪水三种计算情况讨
(1)运情况利水位组合:
①指回填土方水力
闸室游高通航水位墙水取出现低水位
时水压力土压力重力等荷载外应考虑船舶撞击力作
②指闸室方水力较
闸室游低通航水位墙取出现高水位
时水压力土压力重力等荷载外应考虑系缆力闸面活荷载作
(2)检修情况利水位组合:
指闸室方水力较透水闸底闸室渗透压力较
闸室水完全抽干墙水处检修期出现高水位闸面活荷载作
(3) 特殊工况考虑校核洪水
闸首结构闸室结构计算中列种计算情况外通常应考虑闸首身检修情况闸首闸门阀门等设备常淹没水中需检修机会较闸首边墩游端面作较水压力种情况闸首稳定非常利
132荷载组合
设计船闸时应根建筑物工作条件种荷载时作实际性确定利荷载组合选相应安全系数
荷载组合分基组合特殊组合基组合指常作建筑物某出现概率较工作情况作杂组合特殊组合指建筑物偶然发生出现概率较少工作情况作荷载组合
设计时通常根闸室闸首种计算情况荷载性质:
运情况作基组合①
检修情况完建情况施工情况作基组合②安全系数基组合①适降低
特殊组合分两种情况:
特殊组合①相应校核洪水排水堵塞止水破坏情况荷载
特殊组合②相应运期检修期震情况荷载
里计算涉基组合运检修情况特殊组合校核洪水情况
荷载组合情况见表:


133作船闸水工建筑物荷载
该船闸闸首闸室稳定性验算涉荷载包括类
1.建筑物重(包括填料)
建筑物重力填料重力根建筑物尺寸材料重力密度计算
2.设备重量
闸门阀门启闭机设备重力关验公式参类似工程进行估算
3.静水压力
作建筑物表面静水压力根水位组合情况进行计算
水重度取10kN/m3
4.扬压力
作建筑物基础底面垂直总水压力称扬压力包括浮托力渗透压力建筑物基底浮托力强度等低水侧水位建筑物基底高程差水重度渗透压力取决基性质
土基建筑物渗透压力根渗径系数法计算基础底面高水侧取全水头H低水侧取零间根渗透轮廓直线折线相连
岩基建筑物基底渗流程水头损失较复杂基岩特性裂隙程度节理分布建筑物基岩接触面材料施工质量防渗排水效果等种素关岩基未设帷幕排水船闸般假定渗透压力呈三角形分布(图63)图中游水深游水深渗透水头
观测资料表明岩基渗透压力线变化条直线曲线便计算较符合实际曲线变化渗透压力图折算相应直线变化渗透压力图渗透水头目折减系数直线变化三角形面积曲线变化面积似相等单位宽度总渗透压力:
(614)
式中:——总渗透压力(kNm)
——渗压折减系数
——水重度(kNm3)
B——建筑物基宽度(m)

作衬砌式闸墙背水压力静水压力折减系数计 值应墙底渗压折减系数相协调取03~10
5.船舶荷载
船舶荷载包括:
船舶行进时船舶建筑物撞击力
船舶停时系船设备传建筑物系缆力
撞击力目前港口工程中广泛采量公式计算船闸闸墙般设防撞设施等原船闸工程采验公式计算船舶撞击力计算公式
(615)
式中:——船舶撞击力(kN)
——船舶(队)排水量(t)
——系数:闸室10引航道中导航建筑物直线段南167曲线段:2.O
连续闸墙导航墙单位长度力结构影响较独立建筑物轻型结构墩柱式框架式等影响较
船舶系缆力配缆破断力计算确定设计时根闸船舶载重量表63选

船舶系缆力建筑物长度方分布船舶撞击力相
6.闸面活荷载
通常情况闸船舶岸曳引设备考虑群荷载考虑船闸检修期墙堆放少量材料轻便设备机械求闸面活荷载通常取2~5kPa
闸面汽车牵引车通行堆放材料时应根具体情况确定
7.波浪压力
资料中出洪水期年均风速80 ms极端风速达325ms条件需计算波浪压力
闸坝建成蓄水游水面风力推动形成波浪波浪推进建筑物相遇产生波浪压力波浪压力取决波浪建筑物前水深建筑物迎水面坡度
计算波浪压力首先确定波浪波浪素——波高波长
受风浪作船闸建筑物波高波长资料时根船闸处位置参列方法进行波高计算:
(1)原区船闸西晓夫公式计算:
(618)
(619)
式中:2——波高(m)
2——波长(m)
——计算风速(m/s)
——水深(m)
D——吹程(km)河道船闸宜取5倍闸前水面宽度
(2)狭长山谷带船闸官厅水库公式计算:
(620)
(621)
式中:D——吹程(km)库区船闸取闸前水面岸直线距离
波浪素确定根建筑物轮廓形状(直立斜坡孤立墩柱)计算情况相应水深选关公式计算波浪压力
14稳定性分析——闸首墙闸室墙
141闸首墙
分离式闸首边墩底板应分进行稳定计算
分离式闸首边墩嵌固基岩底板工作状况整体式闸首边墩没差采分缝假定分段计算支持墙段承受全部闸门推力分离式边墩横尺寸整体式须横抗滑抗倾稳定性进行验算
分离闸首中间底板承受较浮托力必须验算抗浮稳定分离式闸首底板结构受力具明显空间性底板划分特征段计入衡剪力面问题计算力进行力调整
里进行边墩稳定性分析


闸首 闸首
1411受力分析
闸首左侧闸首墙侧拦河闸相邻受外力闸首致力外相邻建筑物传递压力稳定性闸首考虑方式差异闸首右侧闸首墙闸首校核方法致
里闸首进行稳定分析说明闸首墙稳定计算般步骤
左侧边墩:
受荷载
(kN)

2532
闸首墙静水压力
视计算情况水位定
闸首墙外静水压力
视计算情况水位定
扬压力
视闸首墙外水位定
船舶荷载
1054
闸面活荷载
4

右侧边墩:
受荷载
(kN)

2532
闸首墙静水压力
视计算情况水位定
闸首墙外静水压力
23
扬压力
视闸首墙外水位定
船舶荷载
1054
闸面活荷载
4

运情况:
左侧闸墙存指闸室外方水力较利情况时选取闸室游高通航水位
H158
右侧闸墙指闸室方水力较利情况时选取闸室游低通航水位
H10m
处利情况计算结果:墙前水水压力1123kN墙水水压力103kN应浮托力1123kN
检修情况:
存指闸室方水力较利情况应闸室水完全抽干墙水处检修期出现高水位闸面活荷载作
处利情况计算结果:墙前水水压力0kN墙水水压力1013kN
校核情况:
考虑校核洪水位水压力游校核洪水位1529m
处利情况计算结果:墙前水水压力1825kN墙水水压力1825kN应浮托力4103kN
1412抗滑稳定性
根船闸水工建筑物设计规范(JTJ307—2001)规定抗滑稳定需进行抗剪强度验算采抗剪强度验算时抗滑稳定安全系数应式计算:

中:抗剪计算抗滑稳定安全系数取值求定
结构基接触面抗剪摩擦系数根设计务书知取05
作结构全部荷载滑动面法投影总单位
作结构全部荷载滑动面切投影总单位kN
运情况:KcfVH05×203548521>105满足
检修情况:KcfVH05×148546416>105满足
校核情况:KcfVH05×84012035>105满足

1413抗倾稳定性
根船闸水工建筑物设计规范(JTJ307—2001)规定船闸结构抗倾稳定安全系数应式计算:

中:抗倾稳定安全系数取值求定
计算基面前趾稳定力矩单位中包括浮托力产生力矩计算截面前趾倾覆力矩单位中包括渗透压力产生力矩
运行情况Ko18620532035>14满足
检修情况Ko22413723031>14满足
校核情况Ko15575623025>14满足

1414基承载力
作闸墙建筑物荷载通底面传基基压力实际工程中闸墙刚度较基底压力似作直线分布利偏心受压公式计算:

中:分基底受压应力单位
作结构全部荷载滑动面法投影总单位
计算段宽度单位
底板长度单位
作闸墙力闸底板中心点力矩单位
运行情况σmax4236×1031×16+6×3210×1031×16234×105Pa<[σ]8×105满足
检修情况σmax3789×1031×16+6×12082×1031×16252×105Pa<[σ]8×105满足
校核情况σmax3623×1031×16+6×10392×1031×16247×105Pa<σ8×105满足

142闸室墙

右闸室墙(衬砌墙) 左闸室墙(重力式)

1421左重力式闸室墙
14211受力分析
受荷载
(kN)

4025
闸首墙静水压力
视计算情况水位定
闸首墙外静水压力
视计算情况水位定
扬压力
视闸首墙外水位定
船舶荷载
1054
闸面活荷载
4

处运检修校核三种计算情况利情况受力述闸首墙相似竖力力臂
14212抗滑稳定性
运情况:KcfVH05×332852032>105满足
检修情况:KcfVH05×300062524>105满足
校核情况:KcfVH05×182032528>105满足
14213抗倾稳定性

运行情况KoMRM020835463045>14满足
检修情况KoMRM043>14满足
校核情况KoMRM038>14满足
14214基承载力
运行情况σmax67×105Pa<[σ]8×105满足
检修情况σmax58×105Pa<[σ]8×105满足
校核情况σmax71×105Pa<σ8×105满足
1422 右倒梯形衬砌墙
梯形衬砌墙涉锚筋相关计算里作衬砌墙稳定性具体计算说明思路方法
14221抗滑稳定性
倒梯形衬砌墙整体抗滑稳定目前工程两种计算方法
种忽略斜坡面作考虑衬砌体斜坡部分滑力利影响假定衬砌体荷载作衬砌基底面滑动种计算法常规重力式闸墙抗滑稳定计算样
种考虑斜坡面作计衬砌体斜坡部分滑力利影响假定衬砌体荷载作衬砌基底面滑动
先斜坡部分垂直力Vz分解垂直行斜坡面两分力斜坡剩余滑力:
(647)
式中:f——摩擦系数
——衬砌斜面水面夹角
关荷载分合常规方法计算衬砌体基底滑动稳定
14222断面强度核算
衬砌墙断面强度核算两种方法种材料力学方法分层校核强度种衬砌墙基岩视作两种介质考虑弹性接触特性弹性力学限单元法求断面应力值核算断面强度配置必钢筋
锚筋衬砌墙衬砌墙视支承锚筋梁楼盖弹性支承跨连续梁方法验算强度边长L正方形梁楼盖板应力盯…发生支点处值式计算:
(648)
式中:——作正方形板中心处水压力强度(kPa)
t ——衬砌墙计算厚度(m)初步设计时t0.05La+0.2估算
La——锚筋间距(m)
锚筋间距衬砌墙厚度拟定直接求支点处应力进行强度验算配筋计算
14223配筋计算
锚筋公式计算:
(1)锚筋断面:
(649)
式中:Fa——锚筋断面面积(m)
——锚筋容许拉应力(MPa)
Zi——第i根锚筋受拉力(N)
(2)锚筋长度:
(650)
(3)锚孔深度:
(651)
式中:Lc——锚孔深度(mm) :
dadc——锚筋直径锚孔直径(mm)
RRc——锚筋水泥砂浆水泥砂浆岩石间极限粘结力般取R0.6~0.8MPa
Rc 02~04MPa型工程应根试验选
m——安全系数般取m2.0





附录
1设计图
2 课程设计定背景资料
Ⅰ 概 述
广东省惠州东江水利枢纽工程位东江游惠城区河段泗湄洲处距惠州市惠城区约94 km距博罗水文站33 km坝址控制集水面积25325 km2改善水环境结合发电兼顾航运改善城市供水农田灌溉条件发展旅游等项综合利效益兴建水利枢纽工程
Ⅱ 基资料
枢纽坝轴线位泗湄洲洲头处泗湄洲河道分左河汊右河汊流位右河汊枢纽工程拦河闸电站船闸等建筑物组成右河汊右侧布置船闸紧船闸布置12孔拦河闸右河汊左侧布置电站左河汊布置10孔拦河闸左右河汊间(泗湄洲)连接土坝见图2枢纽右岸岩石基础山坡边坡约1∶3
资料:
()气 象
(1)气 温:
灌区属亚热带气候夏季7~8月常高温出现高气温382℃冬季12月~2月霜冻低气温达-24℃年均气温218℃全年降雨集中4~8月间年降雨量27228mm
(2)风速:洪水期年均风速80 ms极端风速达325ms
(二)水 文
(1)洪水:洪水集中4~9月枢纽游枫树坝新丰江白盆珠三水库削峰现根枢纽附水水文站三十年观测资料整理出频率洪峰流量表1
种频率相应洪峰流量
频率
02%
033%
05%
1%
2%
5%
10
20%
流量
14400
13700
13000
11970
10910
9420
8250
7300
河道水位流量关系曲线见附图1
船闸枯水时停止通航(相应通航保证率95%)时流量Q600m3s相应游水位10m电站停发流量Q2800m3s相应游水位613m10年遇(P10)洪水闸前水位1201m相应游水位1179m
(2)水位高程:电站建成拦河闸闸底板高程32m拦河闸闸顶高程1730m游正常蓄水水位105m
原河道水位流量关系曲线见附图1
(3)泥沙:东江河道含沙量少次设计考虑泥沙问题
(三) 质:
坝址区两岸阶表层第四系积层质剖面图知枢纽轴线位置河槽范围河床部第四系粉细砂中粗砂含砾粗砂砂卵石层分布基岩面层厚约14~23m基岩燕山二期燕山四期入侵岩燕山二期入侵岩二长花岗岩右岸岩石基础花岗岩风化层2~3米
河带河道常水水位相较稳定般30米左右
填筑土料:
工程填筑土料控制干密度
渗透系数 K10×104cms
C15kPa
25°
(四)航 运
根交通部水利部国家贸委发[1998]659号广东省政府粤府函[1998]270航道等级批复航道IV级航道
广东航道局提供通航船队()尺度求:
500t级船舶:(45~499)m×(10~13)m×(25~3)m(长×宽×吃水深度)船队(顶)尺度109m×108m×16m(长×宽×吃水深度)
300t级船舶:(35~45)m×(75~10)m×(15~25)m(长×宽×吃水深度)
100t级船舶:(25~30)m×(6~75)m×(10~12)m(长×宽×吃水深度)
船舶干舷高度取25m
(五)枢纽工程资料
工程属I等工程拦河水闸2级建筑物50年遇(P2)洪水设计200年遇(P05)洪水校核次课设涉拦河闸相关设计容计算成果直接引:
(1)游正常蓄水位105m
(2)游设计洪水位1391m
(3)游校核洪水位1529m
(4)综合确定终拦河闸闸顶高程173m
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北极航道是指通过北冰洋连接大西洋与太平洋的海上通道,分为西伯利亚沿岸的东北航道与加拿大沿岸的西北航道。东北航道:从北欧出发,向东穿过北冰洋巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海五大海域到白令海峡。

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航道整治工程项目

一、工程概况我公司中标的**运河**市区段三级航道整治工程******段航道项目******标为三级通航标准,其中老护岸加固为B型预应力管桩加贴面砼结构,采用间距1m的单排管桩对老护岸进行加固,桩长为5m,

沈***🍊 3年前 上传480   0

水利枢纽工程认识有感

水利枢纽工程认识有感  水工认识实习是学习水工建筑物等水工专业课程的重要环节,我们于~年3月21日至~年3月30日对葛洲坝、三峡等伟大的水利枢纽工程进行了认识实习,收获很大。尤其对在建的中国最大水利枢纽工程――三峡工程感触颇深。结合实习实际和本人认识对三峡工程发表不成熟的看法。  一.坝址及基本枢纽布置  三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪,在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。

闲***9 9年前 上传382   0

水利枢纽工程认识有感

水利枢纽工程认识有感  一.坝址及基本枢纽布置  三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪,在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。坝址区河谷开阔,两岸岸坡较平缓,江中原有一小岛(中堡岛),具备良好的分期施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。修建了宜昌至工地长约28 公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥――西陵长江大桥。还修建了一批坝区码头。坝区具备良好的交通条件。 

f***3 10年前 上传472   0

电气工程基础课程设计报告110kV降压变电站电气系统初步设计

课程设计说明书设计题目 110kV降压变电站电气系统初步设计 电气 学院 电气工程及其自动化 专业 班学 生 姓 名: 学 号: 完 成 日 期: 指导老师(签字): 华 中 科 技 大 学目录一、概述 ...................

文***享 1年前 上传326   0

2万吨日城市污水处理厂的初步设计课程设计污水处理厂

水污染控制工程课程设计 题目 2万吨/日城市污水处理厂的初步设计 院系 姓名 学号 专业 年级 指导教师 摘要 本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计,主要任务是完成该污水处理厂的一平平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。 初步设计要完成设计说明书一份,污水处理厂平面布置图一张、污水处理构筑物高程布置图一张。该污水处

z***u 5年前 上传1333   0

生物工艺原理课程设计木薯淀粉预处理及其糖化工艺初步设计

XX 大 学 《生物工艺原理课程设计》 说 明 书题 目:年产2万吨木薯燃料酒精生产工艺的初步设计──木薯淀粉预处理及其糖化工艺初步设计学 院: 材料与化工学院 专 业: 生物工程 班 级: 生物工程班

知***享 4年前 上传823   0

港口作业合同

港口作业合同  ┌──────────────────┐  │本合同经作业委托人与港口经营人签章后│  │,即行生效。有关作业委托人与港口经营│  │人之间的权利、义务和责任界限,适用于│  │《水路货物运输规则》和港口费收的有关│  │规定。               │  └──────────────────┘  编号:  ┌───┬─────┬───

儒***念 9年前 上传458   0