水闸课程设计

内容发布更新时间 : 2024/5/12 18:03:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

=639.2kN

考虑到栏杆重,取公路桥重为: G5=650kN 检修便桥重力G6:

G6=0.2×0.5×9.4×25×2+1.1×0.1×9.4×25 =72.85kN

考虑到栏杆及横梁重力等去检修桥重: G6=85kN。

完建情况下作用荷载和力矩计算表(对底板上游端B点求力矩)

力矩(kN·m) 部位 重力(KN) 力臂(m) ↘ 底板 ① 闸门 ② 闸墩 工作桥 ① 启闭机 ② 公路桥 检修便桥 合计 2.设计洪水情况下的荷载

在设计洪水情况下,闸室的荷载除了闸室本身的重力外,还有闸室内水的重力、浪压力、水压力、扬压力等。

闸室内水重W1:

20 650 85 9455 5.5 9.8 3.13 110 6370 266.05 66724 12 4141 520 20 5.5 7.0 5.5 3.13 66 28987 2860 62.6 3995 12 7.0 3.13 27965 37056 ↙ W1=3.36×6.4×5.75×9.81=1212.99kN

水平水压力:首先计算波浪要素。由设计资料可知:多年平均最大风速为12m/s,吹程为0.15公里,计算破浪高:

h1?0.0166V0D451351?0.0166?120.1543?0.2m

L?10.4h10.8?10.4?0.20.8?2.9m

2?H3.14?0.222?3.14?3.36 hz?coth?coth?0.04m

LL2.92.9?h12则波浪破碎的临界水深为:H=3.36>L/2=2.9/2=1.45 故为深水波:则相关

荷载计算值如下:

设计洪水位时荷载图

P1=0.5×1.45×9.81×(0.2+0.04+1.45)×9.4+0.5×(1.45+3.36+0.3)

×9.81×2.21×9.4=647.16kN(→)

P2=0.5×(2.496+3.804)×9.81×9.4×1.7=504.3kN(→)

P3=0.5×0.7×9.4×9.81=23.1kN(←)

P4=0.5×(0.7+2+0.552)×9.81×9.4×1.3=199.1kN

2

浮托力:F=0.5×(1+2) ×2×1×9.81×9.4+1×10×9.4×9.81+2×2×1

×9.4×9.81=1601kN (↑)

渗透压力:U=0.5×(2.496+0.2×2.496)×0.5×9.4×9.81×13.5+0.5

×(0.2×2.496+0.396)×13.5×9.4×9.81=639.6kN (↑)

设计洪水情况下的荷载图见上图,设计洪水情况下的荷载计算见表,

设计洪水情况下荷载和力矩计算对B点取矩 荷载名称 竖向力(kN) ↑ 1601 522.11 65.6 51.87 水平力(kN) → 115.39 531.77 504.30 ← 23.1 199.1 222.2 力矩(kN·m) 力臂 (m) ↘ ↙ 4.47 2.65 0.91 1.53 0.52 7.0 7.0 4.5 0.17 2.88 66280.7 505.79 1409.19 458.91 3493.41 72158 35.34 103.53 11207 3654.77 393.6 8.82 15403.06 ↓ 闸室结90422.9构重力 8 上游水压力 下游水压力 浮托力 渗透压力 水重力 合计 1212.99 10635.97 2249.58 1151.46 8386.39(↓) 929.26(→) 56754.94(↘) 3.校核洪水位情况的荷载 校核洪水位情况时的荷载与设计洪水位情况的荷载计算方法相似。所不同的是水压力、浪压力、扬压力是相应校核水位以下的水压力、浪压力、扬压力。

闸室内水重: W1=3.9×6.4×5.75×9.81=1407.93kN 水平水压力:

首先计算波浪要素。在校核水位下与设计下的波浪相同,故其波浪要素与设计情况下的下同因此:

P1=0.5×1.45×9.81×(0.2+0.04+1.45)×9.4+0.5×(1.45+3.9+0.3)

×9.81×2.75×9.4=847.02kN(→)

P2=0.5×(2.849+4.093)×9.81×9.4×1.7=555.7kN(→)

2

P3=0.5×0.7×9.4×9.81=23.1kN(←)

P4=0.5×(0.7+2+0.641)×9.81×9.4×1.3=204.52kN(←) 浮托力:F=0.5×(1+2)×2×1×9.81×9.4+1×10×9.4×9.81+2×2×1×9.4×9.81=1601kN(↑)

渗透压力:U=(0.46×14+0.5×(0.0252+1.9408)×0.5+0.0252×13.5)

×9.4×9.81=668.8kN (↑)

校核洪水情况下的荷载图见设计洪水位似的荷载图, 校核洪水情况下的荷载计算见下表。

校核洪水情况下荷载和力矩计算对B点取矩 荷载名称 竖向力(kN) ↓ ↑ 1601 606.49 16.02 46.29 水平力(kN) → 115.39 731.63 555.7 ← 23.1 204.52 227.62 力臂 力矩(kN·m) (m) ↘ ↙ 5 2.85 0.8 1.53 0.52 7.0 7.0 4.5 0.23 2.88 66280.7 576.95 2085.15 444.56 4054.84 35.34 106.35 11207 4245.43 72.09 10.65 闸室结9422.98 构重力 上游水压力 下游水压力 浮托力 渗透压力 水重力 1407.93 合计 10830.91 2269.8 1402.72 73442.2 15676.86 57765.34(↘) 8561.11(↓) 1175.1(→) 第二节 地基应力计算 1.完建期

①闸室基底压力计算

max Pmin?e?B?M?W? e???1?6??A?B?2?W由上可知,

?W?9455kN,?M?66724kN?m,另外,B?14m,

A?14?9.4?134.4m2,则

e?B?M1466724????0.057m?偏向下游? ?294552?We?9455??0.057?72.07kPa?W? 1?6??1?6??????A?B?134.4?14?70.31kPamaxPmin?②地基承载力验算 由上可知

—P?1?Pmin?Pmax??71.19kPa 2由资料可知,细砂允许承载力为150kN/m2>P,地基承载力满足要求。 ③不均匀系数计算 由上可知 ??Pmax?1.026?????2.00 Pmin基地压力不均匀系数满足要求。 2.设计洪水情况 ①闸室地基压力计算

由计算可知:?W?8386.39kN ?M?56754.94kN?m,则 e=

1456754.96??0.23m(偏上游) 28386.39minPmax?8386.39?0.23?68.55kPa ?1?6???56.25kPa134.4?14?②地基承载力验算

由上可知

1 P?(Pmax?Pmin)?62.4kPa?[R]

2 所以, 地基承载力满足要求。 ③不均匀系数计算 由上可知 ??Pmax?1.22?????2.00 Pmin 所以,基地压力不均匀系数满足要求。 3.校核洪水情况 ①闸室基底压力计算

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