H江水利枢纽工程毕业设计(6)

H江水利枢纽工程泄水闸设计说明书

水位荷载名称（m）水平水压力(KN)上游水压力下游水压力上游水重下游水重扬压力1扬压力2浪压力合计总计19.514.519.514.514.519.519.5125058904901-261150802958-18560-58000-6322竖向水压力(KN)弯矩（+）向下游106190017009012064500044691-9446(KN－M)（-）向上游0-131-5278000-12270-54138 荷载到底板中心距(m)2.170.50-3.5-5.7502.084

注:(-表示方向相反)

三、抗滑稳定验算

根据设计任务书提供的基底摩擦系数f＝0.4。 抗滑稳定安全系数KC=f∑G/∑H=0.4349368/6322

=3.12>[KC]=1.25，满足规范要求。

四、基底压力计算

∑G=49368kn(↓)；∑H=6322kn(→)；∑M=9446kn2m。 压应力P=∑G/(BL)+6∑M/(BL2) Pmin=76.4(kn/m2)，Pmax＝110.6(kn/m2)； P<[R] =230 kn/m2，满足规范要求。

应力不均匀系数η＝Pmax/Pmin=110.6/76.4=1.45<[2.0]，满足规范要求。

4.3.5.3 校核工况

一、自重计算 与完建工况相同。 二、水压力计算 计算成果如下表：

校核工况水压力计算表

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水位荷载名称上游水压力下游水压力上游水重下游水重扬压力1扬压力2浪压力合计总计

水平(KN)（m）水压力2014.52014.514.52020148069035684-261 荷载到水压力底板中心距(KN)2.831.00162402958-18560-63800-5742-3.5-5.7502.084竖向弯矩（+）向下游161050017009013270592052304-6025(KN－M)（-）向上游0-261-5684000-12270-58328

三、抗滑稳定验算

根据设计任务书提供的基底摩擦系数f＝0.4。 抗滑稳定安全系数KC=f∑G/∑H=0.4350381/5742

=3.51>[KC]=1.25 满足规范要求。

四、基底压力计算

∑G=50381kn(↓)；∑H=5742kn(→)；∑M=6025kn2m。 压应力P=∑G/(BL)+6∑M/(BL2) Pmin=81.4(kn/m2)，Pmax＝118.9(kn/m2)； P<[R] =230 kn/m2，满足规范要求。

应力不均匀系数η＝Pmax/Pmin=118.9/81.4=1.46<[2.0]，满足规范要求。

4.3.6 闸室底板结构计算

底板结构计算以闸门为分界点，分上游段和下游段，本设计只作了上游段的计算。 一、计算荷载 A.底板

W1=15323.231.532.5=1305t； B.闸墩

G1=153123（1.6+0.8+0.8）325=1440t； C.上部结构

G2-1（公路桥）＝8323.5=188.0T；

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G2-2（工作桥）＝2.22323.532.4=125.21T； G2=354.21T； D.水重

W2=1532036.531.0=1950T； E.浮托力

U1=15323.532.031.0=705T； F.渗透压力

U2=0.53（1.36+2.04）315323.531.0=599.3T； G.地基反力

R=9.06315323.5=3193T； 二、总不平衡剪力 Q=R+U1+U2－W1－W2－G1－G2

＝3193+705+599－1305－1950－1440－354.2 ＝－552.2T；

三、不平衡剪力分配

e1=0.53[2.8313.52+(23.5－3.5)31.52]/[3.5313.5+(23.5－3.5)3

1.5]=4.42m；

Iy＝(1/3)3[23.534.423－(23.5－3.5)(3.711－1.5)3+3.539.083] =1383.82m；

(Sy)abcd=3.539.0839.08/2

=144.28m；

(Iy)abcd=∫Ay2dA=b∫9.08-2.92ydy＝3.53(1/3)y 3 9.08-2.92 =902.43m4;

Q墩＝(Q/ Iy)[ (Sy)abcd2ae－0.52(Iy)abcd]

=(－552.2/1383.82)(144.28312－0.53902.43) =－519.5

Q板＝Q－Q墩＝－552.2－(－519.5) =－32.7

四、单宽截条上的计算荷载

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（1）由闸墩传递的集中荷载 A.缝墩

Q=(0.8/3.5)3Q墩＝－137.4T； B.中墩

Q=(1.6/3.5)3Q墩＝－294.4T； C.闸墩自重及上部结构

缝墩G=374.4+46.4+30.9+13.7=465.4T； 中墩G=561.6+89.6+59.67+13.67=724.54T； P缝墩=(G缝墩－Q缝墩)/B=(465.4－171.71)/15

=19.6T/m；

P中墩＝(G中墩－Q中墩)/B=(724.54－220.77)/15 ＝33.6T/m；

（2）作用于底板的均布荷载 q=(W－U－Q板)/2LB

=[1950+1305/2－(705+599.3)－32.7]/(23.2315) =3.64T/m；

五、弹性地基参数E0及μ0的确定

由于第一层中砂厚度较薄，第二层砂砾石厚度较大，两层土的弹性模量接近，故取砂砾石弹性模量E0，E0＝360kg/cm2。

砂的泊松比μ0一般取0.3。 六、整体式底板的基础梁计算

由于本工程的地基基础从高程10 m至－15m以下为基岩， H/L=29/11.6=2.5<4; H-基础以下基岩的埋深； L-基础梁半长；

因此，根据《水工设计手册》第6册P6-59的说明，基础梁计算可按《有限深弹性基础梁计算用表》（张裕怡编，水利出版社，1980年版）的列数表，直接算出基底反力的分布。

现根据《水工钢筋混凝土结构设计手册》按半无限大弹性基础梁，采用郭氏表计

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算。

混凝土弹性模量（C20）E=2.553107KN/m2； 地基土弹性模量 E0=36000KN/m2； 1、柔度指标 t=10(E0/E)(l/h)3

＝10(36000/2.553107)(11.6/1.5)3=6.53 E0—地基土弹性模量，KN/m2； E—混凝土弹性模量，KN/m2； l—底板半长； h—底板厚度；

0

对右边的荷载P1=231KN,α1＝11/11.4=0.96≈1； 对中间的荷载P2=231KN,α2＝0/11.4=0；

对左边的荷载P3=231KN,α3＝－11/11.4=-0.96≈－1；

查《水工钢筋混凝土手册》表24-26(a)、(b)、(c)，分别得各截面处的?p、V、

??M值。

集中力作用按《水工钢筋混凝土手册》公式24-42计算， p=0.01p2P/l ； V＝±0.01VP； M=0.01MPl ； p —反力； P—集中荷载，KN； l —基础梁半长，m;

p、V、M—查表所得；

???????均布荷载作用按公式24-41计算， p =0.01p2q；

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