水利枢纽水闸的闸室组成及其各部分尺寸确定计算案例综述
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TOC\o1-3\h\u17341水利枢纽水闸的闸室组成及其各部分尺寸确定计算案例综述 1
60731.1底板 1
236311.2闸墩 1
5401.3工作桥 2
221401.4交通桥 2
262911.5岸墙 2
127911.6分缝与止水 3
124521.7启闭机 3
1.1底板
底板是闸室的基础,它将闸室本身的重量和作用在锁室上的各种荷载分散到地基上,使地基不受水蚀。根据底板与桥墩连接方式的不同,底板分为整体式和分离式两种。
整体式楼盖结构良好,对地基不均匀沉降具有较强的适应性,抗震性能好。应建立在中硬密集地基或高烈度地区。
分离底板是在闸孔内设置两道缝,将底板与桥墩分离。分离式底板适用于土壤质量好的砂质土或砂质砂土地基上,但分离式底板的整体性较差,不宜在地震区修建。当地基不均匀沉降时,容易引起闸门底板的不平整顶面和闸门墩的倾斜。
本设计采用整体式平底板,底板沿水流方向长度L=20m,厚度d=2m,齿墙深度1m,中间设沉降缝。
1.2闸墩
闸墩墩长度取决于闸门型式、闸门在闸孔中的位置及上部结构的布置,采用平面闸门时,工作门槽一般设于闸室中央。检修门槽与与工作门槽之间净距不小于1.5m,检修门槽深度一般为0.15~0.2m,宽度0.15~0.3m。工作门槽槽深为0.2~0.3m,宽度0.5~1m。
本设计采用中墩、边墩与底板同长L=20m,中墩厚度=2m,边墩=2m,检修门槽深度d=0.2m,宽度b=0.3m,工作门槽深度d=0.3m,宽度b=1m。墩顶高程▽取15m。
1.3工作桥
工作桥是供设置启闭机和管理人员操作时使用的,工作桥应尽量布置在靠近上游侧,为了安装、检修方便,应把工作桥设置在工作闸门的正上方。
本设计工作桥宽B=4m,长度L与闸室宽度相同为121m,支撑工作桥墩顶高程▽=2×闸门高度+安全超高=17.34m,取▽=18m。工作桥纵梁高为桥跨的1/8~1/10,h=(1/8~1/10)×15=1.5~1.875m,取h=1.5m.梁腹宽为梁高的1/2.5~1/4,b=(1/2.5~1/4)×1.5=0.375~0.6m,取b=0.5m。纵梁上翼板向两侧延伸形成桥面板,翼板端部厚度10cm,向梁腹方向逐渐加厚至根部厚为25cm。
1.4交通桥
交通桥为车辆和行人连接两侧的交通。交通桥一般布置在水闸下游,有时也可根据结构布置需要布置在上游侧。根据《水工设计手册》,本设计交通桥桥面宽B=6m,板厚可取跨度的1/12~1/18,厚度d=(1/12~1/18)×15=0.83~1.25m,取d=1m。梁高可取跨度的1/11~1/16,h=(1/11~1/16)×15=0.94~1.36m,取h=1m。梁宽取0.4m。支承交通桥部位的墩顶高程▽=15m。人行道高出桥面0.3m,并在两侧设人行道安全带1m。
1.5岸墙
本设计采用悬臂式岸墙,岸墙顶宽为0.3m,底宽0.5m,底板厚度为0.5m,底板宽度为4.5m。
1.6分缝与止水
为了防止和减少由于地基不均匀沉降引起的结构裂缝和温度的变化,有必要设置整体式楼板闸门的拼缝。钢筋混凝土楼板,缝距不宜大于20m或30m,缝宽宜为2~2.5m。除舱室本身外,还应在底板和铺盖之间、底板和消力池之间、铺盖、消力池和两岸翼墙之间、边墩和上下游翼墙和岸墙之间提供接缝。
根据布置方向,止水带可分为水平止水带和垂直止水带。在边墩与河岸和翼墙之间设置垂直止水带。垂直止水材料多为铜板、沥青井柱、沥青油毛毡等,水平止水一般布置在底板与毛毯、停机坪、毛毯、翼墙的分段接缝处。水平止水缝距水面0.2~0.3m。水平止水材料多为铜片、塑料止水带、橡胶止水带等。
1.7启闭机
启闭机是用来控制各种大中型铸铁闸门和钢闸门的升降,以达到启闭的目的。分为固定式和移动式,常用的有卷扬式、螺旋式、油压式、双吊式等,卷扬式启闭机启闭力大而快。螺杆式启闭机结构简单,适合小型工程。因此,本设计采用卷扬式启闭机,一门一机。
根据《水工建筑物》,平面闸门在动水中启门力和闭门力按下式计算:
启门力
闭门力
—摩擦阻力系数,一般取1.2;
—计算启门力时的门重修正系数,一般取1.0~1.1,本设计取1.1;
—计算闭门力时的门重修正系数,一般取0.9~1.0,本设计取0.9;
、—闸门自重和加块重量,KN,当门叶宽度B≥11m时,
—门叶高度,m,本设计=8.17m,取20KN。
—下吸力,KN,;
B—闸门左右两侧止水间距,本设计D=15m;
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