塔里木北岸干渠节制分水闸计算书.xls

1、塔里木北岸干渠节制分水闸计算书本计算书计算公式及方法主要依据水闸设计规范SL265-2001中有关规定计算。以下简称“规范”一、水力计算（1）节制分水闸基本资料（依据渠道设计）编号 名称 流量(m3/s) 水深(m) 流速(m/s) 分水流量(m3/s)设计 加大 设计 加大 设计 加大 左岸 右岸4 9+548节制分水闸 闸前 5.00 6.00 1.64 1.78 0.70 0.73 1.00 1.00闸后 4.00 5.00 1.48 1.64 0.66 0.705 15+891节制分水闸 闸前 4.00 5.00 1.48 1.64 0.66 0.70 1.00 1.00闸后 3.00

2、 4.00 1.41 1.60 0.62 0.666 17+626节制分水闸 闸前 3.00 4.00 1.41 1.60 0.62 0.66 1.00 1.00闸后 2.00 2.50 1.24 1.36 0.56 0.597 22+532节制分水闸 闸前 2.00 2.50 1.24 1.36 0.56 0.59 1.00 1.00闸后 1.00 1.30 0.91 1.03 0.47 0.50（2）节制分水闸过水流量计算计算公式：依据“规范”第51页（A.0.1-1）。B0=Q/m（2g）0.5（H0）3/2式中：B0-闸孔总净宽（m）；Q-过闸流量（m3/s）；-堰流淹没系数，按表A.

3、0.1-2查得；-堰流侧收缩系数，按表A.0.1-1查得；m-堰流流量系数，可用0.385；g-重力加速度，可采用9.81（m/s2）；H0-堰上水深（m）。编号 名称 下游水深 计算上游 流速 行进水头 堰上水头 比值 上游一半 闸宽 计算流量 设计流量 上游雍高 原上游水深hs（m） 水深H（m） v（m/s） v2/2g（m） H0（m） hs/H0 水深宽bs(m) b0（米） Q（m3/s） Q（m3/s） （m） （m）4 9+548节制闸 设计 3.76 3.760 0.95 0.05 3.81 0.9879 25.00 37.00 1.09 0.39 200.25 4.00 2

4、.120 1.64加大 1.64 1.668 0.73 0.03 1.70 0.9675 4.40 2.50 0.94 0.57 5.02 5.00 -0.112 1.785 15+891节制闸 设计 1.41 1.411 0.66 0.02 1.43 0.9838 3.95 2.50 0.94 0.44 3.03 3.00 -0.069 1.48加大 1.60 1.609 0.70 0.02 1.63 0.9792 4.30 2.50 0.94 0.48 4.03 4.00 -0.031 1.646 17+626节制闸 设计 1.24 1.241 0.62 0.02 1.26 0.9837

5、3.15 2.00 0.94 0.44 2.01 2.00 -0.169 1.41加大 1.36 1.366 0.66 0.02 1.39 0.9797 3.37 2.00 0.94 0.48 2.51 2.50 -0.234 1.607 22+532节制闸 设计 0.98 0.971 0.56 0.02 0.99 0.9929 2.44 2.00 0.97 0.32 1.03 1.00 -0.269 1.24加大 1.09 1.082 0.59 0.02 1.10 0.9911 2.63 2.00 0.96 0.35 1.31 1.30 -0.278 1.36二、消能防冲计算（1）消力池深度

6、计算依据“规范”第56页（B.1.1-1)（B.1.1-4）公式计算。d=0hc-hs-Z式中：d-消力池深度（m）；0-水跃淹没系数，可采用1.051.1；hc-跃后水深（m）；hs-出池渠道水深（m）；Z-出池落差（m）。（2）消力池长度计算依据“规范”第57页（B.1.2-1)（B.1.2-2）公式计算。Lsj=Ls+Lj式中：Lsj-消力池长度（m）；Ls-消力池斜坡段水平投影长度（m）；-水跃长度校正系数，可采用0.70.8；Lj-水跃长度（m）。编号 名称 闸前总水头 闸孔净宽 过闸流量 单宽流量 动能系数 重力加速度 流速系数 池首宽度 池末宽度 假定收缩水深 计算收缩水深 跃后

7、水深 下游水深 出池落差 淹没系数 假定池深 计算池深 水跃长 斜坡投影长 水跃修正系数 消力池长 设计池长H0（m） B（m） Q（m3/s） q（m2/s） a g b1（m） b2（m） hc（m） hc（m） hc（m） hs（m） Z（m） 0 d（m） d（m） Lj（m） Ls（m） Lsj（m） Lsj（m）4 9+548节制闸 1.70 2.50 5.00 2.00 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.3595 0.3595 1.37 1.64 -0.03 1.10 0.5000 -0.1033 7.00 2.00 0.80 7.60 10.001.70 2

8、.50 4.00 1.60 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.2817 0.2817 1.26 1.48 -0.02 1.10 0.5000 -0.0759 6.76 2.00 0.80 7.411.70 2.50 3.00 1.20 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.2073 0.2073 1.12 1.30 -0.01 1.10 0.5000 -0.0568 6.30 2.00 0.80 7.041.70 2.50 2.00 0.80 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.1358 0.1358 0.94 1.08 -0.01 1.1

9、0 0.5000 -0.0408 5.54 2.00 0.80 6.431.70 2.50 1.00 0.40 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.0668 0.0668 0.68 0.77 0.00 1.10 0.5000 -0.0157 4.26 2.00 0.80 5.415 15+891节制闸 1.63 2.50 4.00 1.60 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.2867 0.2867 1.25 1.60 -0.03 1.10 0.5000 -0.1998 6.62 2.00 0.80 7.30 10.001.63 2.50 3.00 1.20

10、 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.2107 0.2107 1.11 1.41 -0.02 1.10 0.5000 -0.1706 6.20 2.00 0.80 6.961.63 2.50 2.00 0.80 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.1379 0.1379 0.93 1.18 -0.01 1.10 0.5000 -0.1444 5.47 2.00 0.80 6.371.63 2.50 1.00 0.40 1.05 9.81 0.95 2.50 2.50 0.0678 0.0678 0.68 0.86 -0.01 1.10 0.5000 -0.1

11、085 4.21 2.00 0.80 5.376 17+626节制闸 1.39 2.00 2.50 1.25 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.2369 0.2369 1.08 1.36 -0.02 1.10 0.5000 -0.1545 5.79 2.00 0.80 6.63 10.001.39 2.00 2.00 1.00 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.1867 0.1867 0.98 1.24 -0.02 1.10 0.5000 -0.1433 5.48 2.00 0.80 6.391.39 2.00 1.50 0.75 1.05 9.81 0

12、.95 2.00 2.00 0.1381 0.1381 0.87 1.09 -0.01 1.10 0.5000 -0.1239 5.03 2.00 0.80 6.031.39 2.00 1.00 0.50 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.0908 0.0908 0.72 0.91 -0.01 1.10 0.5000 -0.1064 4.37 2.00 0.80 5.497 22+532节制闸 1.10 2.00 1.30 0.65 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.1306 0.1306 0.77 1.09 -0.02 1.10 0.5000 -0.2

13、265 4.41 2.00 0.80 5.53 10.001.10 2.00 1.00 0.50 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.0994 0.0994 0.69 0.95 -0.01 1.10 0.5000 -0.1837 4.05 2.00 0.80 5.241.10 2.00 0.50 0.25 1.05 9.81 0.95 2.00 2.00 0.0489 0.0489 0.50 0.70 -0.01 1.10 0.5000 -0.1449 3.11 2.00 0.80 4.49三、挡土墙稳定计算挡土墙土压力计算依据“规范”第66页（D.0.1-1）及（D.0.1

14、-2）计算。Fa=0.5tHt2Ka式中：Fa-作用在水闸挡土结构上的主动土压力（KN/m）；t-挡土结构墙后填土重度（KN/m3）；Ht-挡土结构高度（m）；Ka-主动土压力系数；t-挡土结构墙后填土的内摩擦角（）；-挡土结构墙背面与铅直面的夹角（）；-挡土结构墙后填土对墙背的外摩擦角（），可按表D.0.1采用；-挡土结构墙后填土表面坡角（）。编号 t Ka Ht t Fa1 20 30 6.6 03.0783 3 20277.052 1 03 1 04 1 05 1 06 1 07 1 0四、闸室稳定计算（1）闸室基底应力计算依据“规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页（7.3.4-1

15、）计算。 基本资料：Pmax=G/A+M/WPmin=G/A-M/W式中： Pmax-闸室基底应力的最大值； 项目Pmin-闸室基底应力的最小值；G-作用在闸室上的全部竖向荷载（KN）； 1M-作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载 2对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（KNm）； 3A-闸室基底面的面积（m2）； 4W-闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）。 56在各种情况下，平均基底应力不大于地基允许承载力， 7最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍。 8最大与最小值之比应满足下表规定地基土质 荷载组合基本组合 特殊组合松软 1.50 2.00 W（吨）中等坚实 2

16、.00 2.50 366.54坚实 2.50 3.00偏心距（2）沿基底面的抗滑稳定计算依据“规范”抗滑稳定安全系数计算按第30页（7.3.6-1）计算。Kc=（fG）/H式中： Kc-沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；f-闸室基底面与地基之间的摩擦系数，可按第32页表7.3.10规定采用；G-作用在闸室上的全部竖向荷载（KN）；H-作用在闸室上的全部水平向荷载（KN）；项目抗滑稳定安全系数应满足下表规定荷载组合 水闸级别 11 2 3 4 2基本组合 1.35 1.30 1.25 1.20 3特殊组合 1.20 1.15 1.10 1.05 4 1.10 1.05 1.05 1.00 5678

17、W（吨）396.54偏心距项目123456778W（吨）332.63偏心距项目123456778W（吨）362.63偏心距项目123456778W（吨）313.2475偏心距项目123456778W（吨）324.5475偏心距闸室的稳定计算设计钢筋砼容重为2.5吨，地基承载力为10t/m2（地质勘测资料）底板与地基之间摩1.闸室稳定计算a：闸室刚建成时（无车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 16.1 1.9 30.59闸

18、门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 0 0扬压力 0 0 0水平水压力 0 0 012.4 222.11 30.59总计 366.54 191.52M（吨*米） A(m2) B(m)191.52 69.12 10.8e=Ma/G=0.523max=G/A(1+6e/B)=7.81977513吨/m210吨/m2min=G/A(1-6e/B)=4.30125661吨/m210吨/m2max/min=1.818021072满足稳定要求2.闸室稳定计算a：闸室刚建成时（有车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190

19、.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 46.1 1.9 87.59闸门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 0 0扬压力 0 0 0水平水压力 0 0 012.4 222.11 87.59总计 396.54 134.52M（吨*米） A(m2) B(m)134.52 69.12 10.8e=Ma/G=0.339max=G/A(1+6e/B)=7.79221781吨/m210吨/m2min=G/A(1-6e/B)=5.13739889吨/m210吨/m2max/min=1.516763242满足稳定要求3.闸室稳定计算a：闸室运行时（无

20、车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 16.1 1.9 30.59闸门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 127.872 0 0浮的托力 146.36 0 0扬压力 0 15.422 1.8 27.7596水平水压力 0 0 0494.412 161.782 14.2 222.11 58.3496总计 332.63 163.7604M（吨*米） A(m2) B(m)163.7604 69.12 10.8e=Ma/G

21、=0.492max=G/A(1+6e/B)=7.00410053吨/m210吨/m2min=G/A(1-6e/B)=3.99556878吨/m210吨/m2max/min=1.752967082满足稳定要求4.闸室稳定计算a：闸室运行时（有车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 46.1 1.9 87.59闸门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 127.872 0 0浮的托力 146.36 0 0扬压力 0 15.4

22、22 1.8 27.7596水平水压力 0 0 0524.412 161.782 14.2 222.11 115.3496总计 362.63 106.7604M（吨*米） A(m2) B(m)106.7604 69.12 10.8e=Ma/G=0.294max=G/A(1+6e/B)=6.10447531吨/m210吨/m2min=G/A(1-6e/B)= 4.3882909吨/m210吨/m2max/min=1.391082652满足稳定要求5.闸室稳定计算a：闸室关闭（无车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190

23、.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 16.1 1.9 30.59闸门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 18.7 0 0浮的托力 0 0 0扬压力 0 89.5125 1.8 161.1225水平水压力 17.52 3.76 65.8752402.76 89.5125 17.96 222.11 257.5877总计 313.2475 -35.4777M（吨*米） A(m2) B(m)-35.4777 69.12 10.8e=Ma/G=-0.113max=G/A(1+6e/B)=4.24678337吨/m210吨/m2min=G/A

24、(1-6e/B)=4.81709105吨/m210吨/m2max/min=0.881607452满足稳定要求6.闸室稳定计算a：闸室关闭（有车）名称 重量W（吨） 水平力P（吨） 力臂L（m） 弯矩（吨*米）+ - 向下游 + -闸房 54.3 3.5 190.05闸墩及底板 286.98 0 0启闭机及人群荷载 5.32 3.5 18.62交通桥 46.1 1.9 87.59闸门 3.84 3.5 13.44垂直水水压力 18.7 1.79 33.473浮的托力 0 0 0扬压力 0 89.5125 1.8 161.1225水平水压力 17.52 3.76 65.8752414.06 89.5125 18.7 19.75 222.11 348.0607总计 324.5475 -125.9507M（吨*米） A(m2) B(m)-125.9507 69.12 10.8e=Ma/G=-0.388max=G/A(1+6e/B)=3.68308578吨/m210吨/m2min=G/A(1-6e/B)=5.70775624吨/m210吨/m2max/min=0.645277342Kc=fW/P=6.942192512f：底板与地基间的凝集力 砂地基取0.4-0.5满足稳定要求因此各种情况均满足稳定要求