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水闸的工作特点和设计要求

文章最后更新时间 2022年12月4日 ,若文章内容或图片失效,请留言反馈!

知识点:水闸

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  水闸关门挡水时,闸室将承受上下游水位差所产生的水平推力,使闸室有可能向下游滑动。闸室的设计,须保证有足够的抗滑稳定性。同时在上下游水位差的作用下,水将从上游沿闸基和绕过两岸连接建筑物向下游渗透,产生渗透压力,对闸基和两岸连接建筑物的稳定不利,尤其是对建于土基上的水闸,由于土的抗渗稳定性差,有可能产生渗透变形,危及工程安全,故需综合考虑闸址地质条件、上下游水位差、闸室和两岸连接建筑物布置等因素,分别在闸室上下游设置完整的防渗和排水系统,确保闸基和两岸的抗渗稳定性。开门泄水时,闸室的总净宽度须保证能通过设计流量。闸的孔径,需按使用要求、闸门形式及考虑工程投资等因素选定。由于过闸水流形态复杂,流速较大,两岸及河床易遭水流冲刷,需采取有效的消能防冲措施。对两岸连接建筑物的布置需使水流进出闸孔有良好的收缩与扩散条件。建于平原地区的水闸地基多为较松软的土基,承载力小,压缩性大,在水闸自重与外荷载作用下将会产

水闸

生沉陷或不均匀沉陷,导致闸室或翼墙等下沉、倾斜,甚至引起结构断裂而不能正常工作。为此,对闸室和翼墙等的结构形式、布置和基础尺寸的设计,需与地基条件相适应,尽量使地基受力均匀,并控制地基承载力在允许范围以内,必要时应对地基进行妥善处理。对结构的强度和刚度需考虑地基不均匀沉陷的影响,并尽量减少相邻建筑物的不均匀沉陷。此外,对水闸的设计还要求做到结构简单、经济合理、造形美观、便于施工、管理,以及有利于环境绿化等。

设计

  水闸设计的主要内容如下。

  闸址和闸槛高程的选择 根据水闸所负担的任务和运用要求,综合考虑地形、 地质、 水流、泥沙、施工、管理和其他方面等因素,经过技术经济比较选定。闸址一般设于水流平顺、 河床及岸坡稳定、 地基坚硬密实、抗渗稳定性好、场地开阔的河段。闸槛高程的选定,应与过闸单宽流量相适应。在水利枢纽中,应根据枢纽工程的性质及综合利用要求,统一考虑水闸与枢纽其他建筑物的合理布置,确定闸址和闸槛高程。

  水力设计 根据水闸运用方式和过闸水流形态,按水力学公式计算过流能力,确定闸孔总净宽度。结合闸下水位及河床地质条件,选定消能方式。水闸多用水跃消能,通过水力计算,确定消能防冲设施的尺度和布置。估算判断水闸投入运用后,由于闸上下游河床可能发生冲淤变化,引起上下游水位变动,从而对过水能力和消能防冲设施产生的不利影响。大型水闸的水力设计,应做水力模型试验验证。

  防渗排水设计 根据闸上下游最大水位差和地基条件,并参考工程实践经验,确定地下轮廓线(即由防渗设施与不透水底板共同组成渗流区域的上部不透水边界)布置,须满足沿地下轮廓线的渗流平均坡降和出逸坡降在允许范围以内,并进行渗透水压力和抗渗稳定性计算。在渗流出逸面上应铺设反滤层和设置排水沟槽(或减压井),尽快地、安全地将渗水排至下游。两岸的防渗排水设计与闸基的基本相同。

  结构设计 根据运用要求和地质条件,选定闸室结构和闸门形式,妥善布置闸室上部结构。分析作用于水闸上的荷载及其组合,进行闸室和翼墙等的抗滑稳定计算、地基应力和沉陷计算,必要时,应结合地质条件和结构特点研究确定地基处理方案。对组成水闸的各部建筑物(包括闸门),根据其工作特点,进行结构计算。

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文章名称:《水闸的工作特点和设计要求》
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