水工建筑物复习纲要(武汉大学).docx

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1、水工建筑物复习纲要（下）lZD•第十章水闸一、水闸的功用（1）水闸的定义一种用闸门来控制流量、调节水位的低水头水工建筑物。（2）水闸的功用•主要功用：控制闸前水位，调节过闸流量，发挥挡水、泄水、取水等作用。•其他功用：防洪、排涝、挡潮，以及供水、发电、灌溉、航运等作用。二、水闸的工作特点（一）水闸与溢流坝段的比较相似点：大多都建在主河道上，都起挡水和泄水的作用。不同点：•（1）溢流坝大多建在山区河流上，堰体高，上游水位高，形成水库，一般属于高水头建筑物；水闸大多建在平原河床上，堰体低，上游水位低，不能形成水库，属于低水头建筑物。•（2）溢流坝闸门主要在泄洪时开启，因工作水头较高，一般采用挑

2、流消能，下游消能情况简单；水闸闸门经常开启，泄流量多变，一般采用底流消能，下游消能情况复杂。•（3）溢流坝必须建在岩基上；水闸也有的建在基岩上，但大多数建在平原河床的软基上。（二）水闸的特点建在平原河床软基上的水闸有如下特点：（1）水的方面（a）闸室稳定问题•上下游水头差形成的水压力。•在水的推力作用下，闸室在自重和水重的作用下必须维持自身的稳定。•包括整体抗滑稳定和结构构件稳定（如底板、闸墩、胸墙等构件的稳定）。（c）高速水流问题•消能难度较大水闸在开闸泄水时，下泄的高速水流具有较大的能量，可能对河床和河岸产生不利冲刷。水闸泄水消能的最危险工况，不一定发生在最大泄流量时。因此，给消能设计

3、带来较大的复杂性和不确定性。•可能形成折冲水流（2）地基方面（a）平原地区土基的特点：•土层分布复杂，可能夹有压缩性大、承载能力低、抗震强度差的软土；•可能含有结构松散、易于液化、抗冲能力低的粉砂或细砂层；•抗冲刷能力差，允许渗透坡降低，对防渗、消能不利。（b）软土地基对闸室本身的稳定和沉降将带来严重的影响，因此，在水闸设计时，应：•采用适当措施，进行地基处理；•适当控制渗流；•加强消能防冲措施。（3）结构方面水闸的闸室结构与大体积的重力坝或散粒体的土坝有较大差别。（a）构件方面•水闸由闸墩、底板、胸墙等薄壁构件组成的空间结构体系，因此对闸室构件在强度和刚度方面均有一定要求。（b）受力方面

4、•闸室整体结构和某些构件受力条件复杂，承受水压力、自重、地基反力等不同性质的荷载。（c）结构分析方面•在进行闸室结构设计计算时，一般并不采用相对复杂的有限元法，而是将整个结构视为板、梁、柱等独立构件构成，分别对这些构件用结构力学、材料力学方法进行设计计算。三、水闸的类型（一）按水闸承担的主要任务分类•拦河闸、进水闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸、分洪闸、冲沙闸、其他（分水闸、排冰闸、排污闸等）。（三）按施工方法分类可分为：现浇式、装配式、浮运式等。（1）现浇式•在闸址处架立模板现场浇筑，是目前多数水闸的施工方法。（四）其他分类方法（1）按过闸流量划分•过闸流量等于或大于1000m3/s者为大型水

5、闸；•过闸流量在100~1000m3/s间者为中型水闸。•过闸流量小于100m3/s者为小型水闸。•葛洲坝二江泄水闸，过闸流量达83900m3/s，属特大型水闸，或称巨型水闸。（2）按设计水头或闸高划分•闸高在8~10m以上者为大型水闸；•闸高在8~10m以下者为中、小型水闸等。一、闸室段•1—闸门；2—底板；3—闸墩；4—胸墙；5—工作桥；6—交通桥闸室段的作用：控制水流；联接两岸和上、下游段。闸室段的组成：闸门、闸墩、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。.（1）闸门闸门的作用：用于控制上游水位和调节下泄流量。闸门的类型：工作闸门和检修闸门工作闸门用于正常运用时挡水、控制下泄流量。检修

6、闸门用于对闸室进行检修时挡水。•弧形闸门和平板闸门（3）底板底板的作用：底板是闸室段的基础，将闸墩、上部结构的重量、以及底板自重和所承受的水重一起传给地基。•建在软基上闸室主要由底板与地基间的摩擦力来维持稳定。•底板还具有防冲、防渗的作用。二、上游连接段•7—上游防冲槽；8—铺盖；9—上游翼墙；10—上游护岸；上游连接段的作用：•主要作用是引导水流从河道平稳地进入闸室，•兼有防冲、防渗作用。上游连接段的组成：•一般包括上游翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽和上游两岸护坡等。（1）上游翼墙•引导水流，使之平顺地流入闸孔；•抵御两岸填土压力，保护闸前河岸不受冲刷；•并有侧向防渗的作用。（2）铺盖•主

7、要起防渗作用，其表面应进行保护，以满足防冲要求。•当铺盖上游较长时，应在铺盖与上游防冲槽之间设置护底以保护上游河床不被冲刷。（3）上游防冲槽•铺盖或其防护的上游端有时设置上游防冲槽，以保护铺盖不致损坏。（4）上游两岸护坡•上游两岸要适当进行护坡，其目的是保护河床两岸不受冲刷。•三、下游连接段•11—护坦；12—海漫；13—下游防冲槽；14—下游翼墙；15—下游护岸下游连接段的作用：•消除下泄水流的动能，•顺利与下游河床水