大型水闸设计 毕业设计Word文档下载推荐.doc
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细砂干重度
19KN/m3
21KN/m3
11KN/m3
27KN/m3
15KN/m3
表3土的力学性质指标表
内摩擦角
土基允许承载力
摩擦系数
不均匀系数
渗透系数cm/s
自然含水量时
KN/m２
混凝土、砌石与土基的摩擦系数当土基为密实细砂层时值为
粘土
中细砂层
饱和含水量时
砂土
以下土层
4．工程材料
（1）石料
本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。
（2）粘土
经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。
（3）闸址处有足够的中细砂。
5．水文气象
（1）气温
本地区年最高气温42.2C，最低气温-20.7C，平均气温14.4C。
（2）风速
最大风速m/s，吹程0.6km。
（3）径流量
非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m3/s。
汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m3/s，年平均最大流量m3/s，最大年径流总量为8.25亿m3。
（4）冰冻
闸址处河水无冰冻现象。
6．批准的规划成果
（1）根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SD112-78）的规定，本枢纽工程为Ⅲ等工程，其中永久性主要建筑物为3级。
（2）灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m。
（3）洪水标准见表4所示。
表4洪水标准表
项目
重现年
洪水流量（m3/s）
闸前水位（m）
下游水位（m）
设计洪水
20
937
39.15
39
校核洪水
50
1220
40.35
40.2
7．施工条件
（1）工期为两年
（2）材料供应情况
水泥由某水泥厂运输260km至某市，再运输80km至工地仓库；
其它他材料由市汽车运至工地；
电源由电网供电，工地距电源线1.0km；
地下水位平均为28.0~30.0m。
（二）注意事项
由于要使学生对本枢纽工程有比较完整的了解，故第二部分所给的原始资料较为全面。
从此次毕业设计的要求来看，原始资料并不是都用得上的，学生必须从中选择使用。
1．工程名称、工程地点及规模，本工程在发展国民经济中的作用，政府的有关决定和指标，包括施工期限和建筑物及设备的投产日期。
2．水文、地质、气象等资料
（1）坝址附近河道水位流量关系；
（2）水库水位——面积——容积关系；
（3）年平均流量过程线，洪水、中水枯水的设计频率控制洪峰值数据表，不同频率的洪峰流量过程线；
（4）历年气温、风向、风速的统计表；
（5）河床及河岸的地质条件，主要建筑物地基的地质剖面图。
设计文件对基础处理的要求；
（6）地下水位、流向及渗透系数等。
3．水工设计资料：
水利枢纽总布置图，枢纽中主要建筑物的平面图、剖面图、细部结构图及枢纽设计说明等。
4．其它：
（1）当地与外来材料的种类，产地和运输距离，料场的布置，地形图及地质剖面图；
（2）工地附近主要交通运输方式，距离枢纽最近的铁路，公路运输情况；
（3）房屋条件与水电动力供应情况；
（4）劳动力与施工机具供应情况；
（5）主要材料的预算价格和消耗额等。
三、设计内容提要
毕业设计是教学计划中最后一个教学环节。
学生应在教师指导下独立进行工作。
学生应充分发挥独立思考能力，解决设计中遇到的问题。
指导教师可根据具体情况，对下列设计内容提要作适当的补充和删减。
必须指出，拟定和选择施工方法，是毕业设计中很重要的部分，应该通过技术经济比较来论证。
设计中使用和列出的数据都应该是有根据（如根据参考文献、手册、计算和绘图等）；
文字说明应力求通顺、确切、扼要和清楚；
图表要整洁，能表达设计意图。
兰州交通大学毕业设计开题报告
课题名称
大型水闸设计
课题来源
工程实际
课题类型
AX
导师
学生姓名
学号
200803155
专业
水利水电工程
一、选题的依据
该河属稳定性河流，河面宽约200m，深约7~10m。
拟定和选择施工方法，是毕业设计中很重要的部分，应该通过技术经济比较来论证。
二、课题的意义
本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。
三、设计的目的与要求
1、巩固所学的基础理论知识和专业知识，并能实际运用于设计中，培养独立分析和解决问题的能力。
2、明确当前工程设计的任务，执行党和政府的有关政策，培养正确的设计思想，掌握现代设计方法。
3、善于运用图表和文字表达设计意图，能运用有关参考书籍手册和规范。
4、通过调查研究,查阅文献资料,培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
5、通过本次毕业设计,要求学生在教师的指导下,独立完成设计课题所规定的全部内容。
全面提升学生综合能力，使之在我国以后的水利工程事业中发挥更大作用。
必须指出，设计中使用和列出的数据都应该是有根据（如根据参考文献、手册、计算和绘图等）；
四、施工组织毕业设计进度安排
时间
内容
第1周
熟悉基本资料，收集资料、参考书。
完成开题。
第2周
水闸等级划分及洪水标准
第3-4周
闸址选择、总体布置、
第5-6周
水力设计
第7周
防渗排水设计
第8周
结构设计
第8周—10周
专题设计部分（包括上机计算）分下述三个专题：
1、闸上工作桥设计
2、岸墙、翼墙设计
3、闸墩、闸底板设计
第11—12周
整理说明书及绘图
第13周
整理、修改设计成果，准备并参加答辩
五、主要参考文献
1、天津大学林继镛主编.水工建筑物.北京：
中国水利电力出版社，2006
2、武汉大学袁光裕主编.水利工程施工.北京：
中国水利电力出版社，2005
3、李家星，赵振兴主编.水力学（上、下）.南京：
河海大学出版社.2001.1
4、河海大学，大连理工大学，西安理工大学，清华大学合编.水工钢筋混凝土结构学.北京：
中国水利水电出版社，2007
指导教师意见
签名:
年月日
兰州交通大学毕业设计学生自查表
杨俊
专业
班级
水利081
指导教
师姓名
李明顺
职称
教授
个人精力实际投入
日平均工作时间
4
小
时
周平均工作时间
20
小时
迄今缺席天数
0天
出勤率﹪
100
指导教师每周指导次数
2次
每周指导时间（小时）
6小时
备注
毕业设计（论文）工作进度（完成）内容及比重
已完成重要内容
﹪
待完成重要内容
1.熟悉基本资料，收集资料、参考书，完成开题报告
2.水闸等级划分及洪水标准
3.闸址选择、总体布置
4.水力计算
5.防渗排水设计
6.闸室布置及其稳定计算
75
1．闸底板结构设计及计算
2．整理说明书及绘图
3．整理、修改设计成果
25
存在问题
1.对于专业理论知识掌握的不够系统全面，对设计方法、步骤掌握不足
2.对本课题方面的资料搜集不足
指导教师签字：
年月日
摘要
本毕业设计的题目是大型水闸设计，本工程位于河南省某县城郊处，该河属稳定性河流，河面宽约200m，深约7~10m。
本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄水至两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人畜用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源，同时对渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。
本设计的内容包括水闸等级划分、闸址选择、总体布置、闸型确定、拟定闸孔尺寸及闸墩厚度、防渗排水设计、闸墩、闸底板设计、闸室的稳定计算。
其中通过设计流量与校核流量确定闸孔总净宽，再根据选定单孔净宽。
根据闸基地质条件决定出闸底板形式以及闸墩厚度。
由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能。
闸门局部开启情况，作为消能防冲设计的控制情况。
防渗设计中采用改进阻力系数法进行渗流计算。
闸室的稳定计算中考虑到了完建无水期和正常挡水期两种情况下的荷载组合进行验算。
关键词：
闸门、闸墩、消力池、渗流、地基承载力、稳定计算
Abstract
Theschooldesignonthetopicofmajorfloodgatedesign.ThisprojectislocatedinHenanProvinceacountyandcityoutskirts.TheRiverisstabilityRiver.riverwidthofabout200m,about7to10m.TheRiverGatethetasksare:
Undernormalcircumstancestheriverdammingwatertoraisewaterforirrigation,flood,openthegatesluicingtoensuresafety.Thisprojectiscompleted,andyoucanuseriverawater8millionm3,towaterandthetwosidesofTong,alargesupplyundergroundwater,andconducivetoirrigationandirrigationwater,hasinitiallysolved400,000muoffarmlandirrigationandindustrialproductiontoprovidesufficientwaterforfishing,shippingindustry,andimprovetheenvironmentandbeautifyurbanandruralareasareextremelybeneficial.
Thedesignofthesluicegateshierarchy,siteselection,overallarrangements,gates,establishedingateHolesizeanddesigngateTunthickness,impermeabledrainagedesign,GatesTun,Gatesplatedesign,lockthestablebasis.Theadoptionofthedesignoftheflowoftrafficnuclearschoolgatesholethetotalnetwidth,selectedinaccordancewithsingleholenetwide.InaccordancewiththebasegateconditionsonboardthegatesandgateTunthickness.Thegateislocatedintheplains,RiverPlateofresistanceagainstsoilerosioniscomparativelylow,sothebottomstreamingconsumer.Gatespartiallyopen,asaconsumercanpreventChongdesignofthesituationundercontrol.impermeabledesignoftheadoptionofimprovedresistancecoefficientofseepage.lockthestablebasis,takingintoaccounttheendupwithoutwaterandnormalandwaterfortwooftheloadcombinationresidue.
Keywords：
Gates,GatesTun，stillingbasin，transfusion，Foundationcapacity，stablebasis
目录
第一章总论 1
第一节闸位概述 1
第二节基本资料 1
第三节工程综合说明 4
第二章水力计算 6
第一节闸址及形式选择 6
第二节闸孔尺寸确定 7
第三节消能防冲设计 12
第三章防渗与排水设计 25
第一节闸底地下轮廓线的布置 25
第二节渗流计算 29
第四章闸室布置 37
第一节底板和闸墩 37
第二节闸门与启闭机 40
第三节上部结构 43
第四节闸室的分缝与止水 44
第五章闸室稳定计算及地基应力计算 46
第一节设计情况及相应荷载组合 46
第二节完建无水期荷载计算及地基应力计算 46
第三节正常挡水期验算及地基应力计算 48
第六章闸底板结构计算 51
第一节闸室计算方法和情况选择 51
第二节设计水位的计算 52
第三节完建无水期的荷载计算 63
第四节底板配筋计算 71
第七章下游连接建筑物 74
第一节上、下游连接建筑物的作用 74
第二节上游连接建筑物 74
第三节下游连接建筑物 75
第四节闸室与岸坡连接建筑物 76
总结 77
致谢信 78
参考文献 79
第一章总论
第一节闸位概述
一、工程概况
二、拦河闸任务
拦河闸所担负的任务是正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉。
洪水时开闸泄水，以保安全。
本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄河水两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人蓄用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题，并为工业生产提供足够的水源，同时渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。
第二节基本资料
一、地形资料
闸址处系平原型河段，两岸地势平坦，地面高程约为40.00m左右。
河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约为30.0m，主槽宽度约为80—100m，河滩宽平，至复式河床横断面，河流比较顺直。
二、地质资料
（一）根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四级蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错现象，闸址两岸地面高程均在41m左右。
闸址处地层向下分布情况如下：
1、重粉质壤土：
分布在河床表面以下，深约3m。
2、细砂：
分布在重粉质壤土以下（河床部分高程约在28.8m以下。
）
3、中砂：
分布在细砂层以下，在河床部分的厚度约为5m左右。
4、重粉质壤土：
分布在中砂层以下（深约22m以下）。
5、中粉质壤土：
分布在重粉质壤土以下，厚度5—8m。
三、土的物理力学性质指标
1.物理性质
湿容重γa=19kN/m3
饱和容重γ饱=21kN/m3
浮容重γ浮=11Kn/m3
细砂比重γg=27kN/m3
细砂干容重γ干=15kN/m3
2．内摩擦角
自然含水量时φ=280
饱和含水量时φ=250
3.土基许可承载力：
【δ】=200kN/m3
4.混凝土、砌石与土基摩擦系数
密实细砂层f=0.36
5.地基应力不均匀系数
粘土（η）=1.5—2.0
砂土（η）=2.5
6.渗透系数
中细砂层k=5×
10-3平均厚度约5m
以下土层k=5×
10-5作为相对不透水层
四、工程材料
1、石料：
本地区不产石料，需从外地运进，距离公路很近，交通方便。
2、粘土：
经调查本地区附近有交丰富的粘土材料。
3、闸址处有足够的中细砂。
五、地震烈度
本地区地震烈度在6度以下。
六、水文气象
1、气温：
本地区年最高气温42.20C，最低气温-20.7C，平均气温14.40C。
2、风速：
最大风速V=20m/s，吹程0.6km。
3、径流量：
非汛期（1—6月及10—12月）9个月份涡河月平均最大流量9.1m3/s
汛期（7—9）三个月，涡河月平均最大流量为149m3/s，年平均最大流量Q=26.2m3/s，最大年径流总量为8.25亿m3。
4、冰冻：
七、河槽整治断面及水位流量关系曲线
经批准的规划决定：
对原河槽将适当调整，并在两岸作矮堤，以扩大泄洪能力，提高防洪安全的保证率。
规划确定的上下游河道整治后断面如附图。
下游河道水位流量关系曲线见图1—1。
图1—1上下游河道横断面图（单位：
m）
八、施工条件
1、工期：
两年
2、材料供应：
水泥由某水泥厂运输260Km至某市，再运输80Km至工地仓库；
其它他材料由市汽车运至工地。
3、电源：
有电网供电，工地距电源线1.0公里。
4、地下水位：
平均28.0～30.0m
九、批准的规划成果
1、根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SDJ12—78）的规定，本枢纽工程为三等工程，其中永久性
2、主要建筑物为3级。
3、灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m。
4、洪水标准。
项目
重现（年）
洪水流量m3/s
闸前水位（m）
下游水位（m）
设计洪水
937
39.15
39
校核洪水
50
1220
40.50
40.2
第三节工程综合说明
本工程为拦河闸，建造在河道上。
枯水期用以拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航运要求；
洪水期则开闸泄洪，控制下游流量。
一、河闸的特点
拦河闸既用以挡水，又用于泄水，且多修建在软土地基上，因而在稳定、防渗、消能防冲及沉降方面都有其自身的特点。
1．稳定方面
关门拦水时，水闸上、下游较大的水头差造成较大的水平推力，使水闸有可能沿基面产生向下游的滑动，为此，水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。
2．防渗方面
由于上下游水位差的作用，水将通过地基和两岸的土壤会被掏空，危及水闸的安全。
渗流对闸室和两岸连接建筑物的稳定不利。
因此，应妥善进行防渗设计。
3．能防冲方面
水闸开闸泄水时，在上下游水位差作用下，过闸水流往往具有较大的动能，流态也较复杂，而土质河床的抗冲能力较低，可能引起冲刷。
此外，水闸下游常出现波状水夭和折冲水流，会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。
因此，设计水闸除应保证闸室具有足够的过水能力外，还必须采用有效的消能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷。
4．沉降方面
土基上的建闸，由于土基的压缩性大，抗剪强度低，在闸室的重力合外部荷载作用下，可能产生较大的沉降影响正常使用，尤其是不均匀沉降会导致水闸倾斜，甚至断裂。
在水闸设计时，必须合理选择闸型、构造，安排好施工程序，采取必要的地基处理等措施，以减少过大的地基沉降和不均匀沉降。
二、拦河闸的组成
拦河闸通常由上游连接段，闸室段和下游连接段三部分组成。
（一）上游连接段
上游连接段的主要作用是引导水流平稳地进入闸室，同时起防冲、防渗、挡土等作用。
一般包括上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽等。
上游翼墙的作用是引导水流平顺地进入闸孔并起侧向防渗作用。
铺盖主要起防渗作用，其表面应满足抗冲要求。
护坡、护底和上游防冲槽（齿墙）是保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。
（二）闸室段
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