摘 要:沟村节制闸除险加固工程设计是基于实际工程问题进行的分析和计算。文章以《水闸设计规范》为标准,基于工程水文地质条件,对水闸拆除重建后的水闸布置、防渗排水,以及闸室结构等进行计算和设计,并对水闸的稳定性进行了计算分析。文章研究成果旨在为类似工程设计提供方法参考。
关键词:节制闸;除险加固;计算;闸室结构
中图分类号:TV698.23 文献标志码:A 文章编号:2095-2945,斜坡顶端紧靠闸底板的下游端。按照《水闸设计规范》,设计闸孔净宽为15m,闸墩厚度为中墩1.0m,边墩0.8m。按照《水闸设计规范》,消力池深度为0.9m,长度为15m,护坦厚度为0.6m,消力池采用钢筋混凝土结构。重建后海漫长20m,底板采用0.3m厚的C20现浇混凝土,两岸以圆弧翼墙与下游护坡连接,护坡为0.15m厚C20现浇混凝土,边坡坡率1:2.5。防冲槽采用宽浅式以便施工,其深度为1.2m,设计底宽b取3m,顺河流方向长6m,上、下游坡率都取为m=2.5,两岸边坡与河岸相同。
3.2 防渗排水设计
本设计为轻粉质壤土,均采用平底式地基轮廓,其防渗设备为平铺盖,浅齿墙。铺盖长度11.28m,铺盖厚度为1m,铺盖上下游均设齿墙增加闸室的抗滑稳定性并延长渗径,齿墙深一般为(0.5-1.5)m,本设计采用0.8m,底板尺寸设计为3H(H为上下游最大水位差)8.46m,底板厚度与地基土质,水闸荷载,单孔净宽等因素有关,初拟时取闸孔净宽的(0.2-0.125)倍,本设计取0.2倍的净宽,取为0.6m,齿墙高取0.7m,混凝土垫层厚取0.1m。按渗透稳定最不利条件考虑,闸上游为正常蓄水位,下游无水,上游蓄水位62.95m,上、下游最大水位差为2.82m,根据地质报告,闸基应建在轻粉质壤土层上,根据《水闸设计规范》,取渗径系数为4,由此计算水闸防渗长度为4×2.82=11.28m。
3.3 水闸稳定计算
闸顶高程=最高水位+波浪高度+安全超高,3级水闸正常蓄水位时安全超高为0.4m,最高挡水位时安全超高0.3m,区域波高为0.2m,故闸顶高程为63.73m,取值64m,闸顶高位3.4m,闸门高度为3.2m,门宽为3.5m,露顶式平面闸门重估算结果为14.33kN。闸底板是闸室的基础部分,必须有足够的刚度和强度,本设计底板厚度取1.0m,底板内配筋,对于轻砂质壤土地基偏安全的闸底板长度取12m闸墩顺水流方向的长度取与底板相同,为10m。闸墩为钢筋混凝土结构。中墩厚为1.0m,边墩厚为0.8m,闸墩型式采用上、下游为半圆型,由《水工设计手册》可知,上游检修门槽槽深0.3m,宽0.3m。工作门槽一般由闸门尺寸及支承方式确定,槽深先设为0.3m,宽为0.6m。经过计算,启门力为78.13kN,闭门力为48.05kN,启闭机选择QL-160-SD手电两用螺杆式启闭机,检修闸门启闭设备选用160kN-4.5m電动葫芦较为合理,最大启闭力160kN,工作闸门选用螺杆式启闭机,在紧急情况既无电力保证的情况下,采用人力手动方式进行启闭闸门。
4 闸室结构计算
4.1 工作桥结构设计
考虑到方便起吊,设计每跨由两根倒L型纵梁及两根横梁组成,人后再在两纵梁之间加活动铺盖。设计纵梁梁高800mm,梁宽300mm,梁缘厚度端部100mm,根部200mm,挑出长度600mm。设计横梁截面为矩形,梁高480mm,梁宽200mm。铺板厚度80mm,活动铺板预制长度2160mm,宽度500mm。悬臂板取1.0m宽板带,自重设计为3.859kN/m,故按构造配筋,由于梁高较大,箍筋不宜太细,采用ϕ8@200,全梁设置箍筋,用ϕ12@200为受力钢筋。活动铺板自重设计值4.54kN/m,人群荷载设计3kN/m,绳鼓荷载设计7.1kN/m,故选配3ϕ10(236mm2),均布钢筋配ϕ6@200。
4.2 交通桥结构设计
本次交通桥按公路-Ⅱ级设计,采用预制装配式钢筋混凝土桥板,板长4000mm,板宽1000mm。已知净跨径为L0=3000mm,计算跨径为L=3000+500×2=4000mm,桥面净宽5m,桥面宽5+1=6m,栏杆0.15×2=0.3m,预制板材料混凝土C20,钢筋采用HRB335钢筋。
5 结束语
上游铺盖长10m,厚0.6m。闸室底板长12m,厚1m。下游铺盖与消力池长度为15m,铺盖与消力池以坡率为1:5斜坡相连。上、下游翼墙采用八字形翼墙,翼墙与边墩连接段有高程差,以斜坡过渡。海漫长为20m。本设计主要进行了水力学计算,结构计算,确定了断面尺寸,最后确定其配筋,保证了除险加固工程的稳定性和合理性。
参考文献:
[1]陈端,王贤忠,崔海涛.某水利枢纽施工导流设计[J].水利水电工程设计,2018,37(1):3-5.
[2]杜卫.某水利枢纽工程施工导流及水流控制研究[J].水利规划与设计,2017(8):151-153.
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