水利枢纽闸孔设计计算案例综述
1.1.1闸孔流量验算
根据SL265-2016水闸设计规范:
孔总净宽应根据下游槛的类型和布置、上下游水位的衔接要求、泄水状态等因素计算确定水闸。
有必要根据正常水位设计水闸,并根据异常情况进行校核。
公式:
—侧收缩系数,根据设计规范,本设计取=0.9;
m—堰流流量系数,取m=0.38;
g—重力加速度,取g=9.81m/s2;
n—闸孔数;
—一个闸孔的净宽;
—堰顶水头;
Q—设计流量,Q=1650
—淹没系数,按照设计规范范围取值,取=0.8。
取:=180m
校核:根据SL265-2016水闸设计规范,对多孔闸,闸墩墩头为圆弧形时,
经计算:=0.883=0.845=0.885=0.61
所以:
=1716>1650
=2756>2242
满足设计要求。
1.1.2闸孔孔数、单孔净宽、总宽度设计
当闸孔开闸次数较少时,孔数一般为6或8,孔数应为奇数,这样可以对称开闸,避免不利影响。因此,根据设计规范要求,取单孔净宽:=15m,孔数n=7。
闸孔总宽度B=
n——闸孔数;
b——一个闸孔的净宽;
m——中墩个数;
——中墩厚度,根据设计规范要求,取=2m;
——边墩个数;
——边墩厚度,根据设计规范要求,取=2m;
所以闸孔总宽度B=7×15+6×2+2×2=121m。
闸孔型式如图所示:
1.1.3闸顶高程及闸门高度设计
闸顶高程▽H=H1+H2+H3
H1——设计(校核)水位,本设计中分别为11.83m(15.05m);
H2——安全超高(m);
H3——闸前的风浪超高。
安全超高下限值
任务设计文件中规定本工程水闸为一级工程,设计工况h2=0.5,校核工况H2=0.4。
;
。
D—吹程。本设计取D=0.4;
k—浪高增长系数,
—计算风速,本设计取=33;
ε—波浪陡度,
在浅水区,即H<LB,则波浪高度=K1,波浪长度=K2,K1、K2为修正系数。
H0—闸门水深;▽H设=11.868m▽H校核=14.988m
选取闸顶高程为14m。所以闸门高度H=▽H闸顶—▽H底板=9.15m。