河海大学《水工建筑物》第七章水闸ppt课件.ppt

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1、第七章土基上的水闸(Sluiceonearthfoundation)1第一节概述第二节水闸的闸孔和消能防冲第三节闸基的防渗排水第四节闸室的布置和构造第五节闸室的稳定分析和地基处理第六节闸室的结构计算第七节两岸连接建筑物第八节闸门和启闭机PP.180★×2水闸建设概况:建国以来，随着我国水利事业的蓬勃发展，全国各地兴建了数以千计的大中型水闸。大大增强了这些地区的防洪、抗旱和排涝能力。促进了工农业生产的发展，保证了人民群众的生命安全,产生了巨大的社会经济效益。第一节概述3江都水利枢纽工程江都抽水站之太平闸4一、水闸的

2、作用和类型水闸的作用：水闸是一种既挡水又泄水的低水头水工建筑物,通常建造在土基上,也称活动坝。PP.1805PP.180１、按任务不同，可分为以下五种：进水闸、节制闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸6２、按闸室结构分开敞式：闸室露天有胸墙与无胸墙涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。３、按操作闸门的动力分机械操作闸门的水闸：平面钢闸门、升卧门、弧形门等水力操作闸门的水闸：水力操作闸门的水闸(自动翻板门)78910上游连接段→闸室段→下游连接段(引导水流平顺进入闸室)(调节水位和流量)(消能、防冲)⒈闸室：底板、闸墩、

3、闸门(胸墙)、工作桥、交通桥闸门（承受水压力)→闸墩（承受上部结构重量）→底板(较均匀地传力给地基）⒉上游连接段翼墙、铺盖、护底、防冲槽、护坡⒊下游连接段翼墙、护坦(消力池)、海漫、防冲槽、护坡二、水闸的组成及各部分作用▲PP.1811112上海拦路港元荡分流节制闸工程13稳定问题：水平水压力、渗透压力不利于稳定三、水闸的工作特点PP.182渗流问题：扬压力降低结构有效自重土体颗粒易产生渗透破坏冲刷问题：流速大，会冲刷下游河床、岸坡沉降问题：地基受压后变形，使水闸下沉14与溢流重力坝相比有如下一些特点:1.水流特

4、点a.开始泄流时，通常下游无水，或水深很浅，随着闸门开度增大，下泄量和下游水位也相应变化，从无到有、从小到大，大幅度变化使流态(淹没出流、自由出流)较为复杂，给消能设计和计算带来困难;b.水头差小，佛氏数(Froude)低(小于4.5)，消能效果差佛氏数在1.0～1.7→易形成波状水跃c.泄流不对称时或有某些干扰时→易产生折冲水流;d.水头差作用下易产生渗透变形;15162.地基特点a.土基上的水闸抗滑能力差(f小)。b.承载能力差c.易压缩变形→产生不均匀沉降d.抗冲刷能力低3.结构特点是弹性地基上的板、梁、柱

5、综合体注意解决的问题:a.选择与地基条件相适应闸室结构型式，保证闸室及地基的稳定性;b.做好防渗设计(河床及两岸)c.做好消能防冲设计，避免出现危害性冲刷;17第二节水闸的闸孔和消能防冲一、闸孔设计闸孔设计的任务：确定闸孔的形式、孔口尺寸和堰顶高程(一)设计条件已知设计流量Q和下游水位，求闸孔宽；对节制闸，要合理确定过闸水头损失△H；PP.18118(二)闸孔形式宽顶堰孔口、低堰孔口、胸墙孔口宽顶堰：2.5H<堰顶厚度δ<4H或无坎，常用于平原地区，自由泄流范围大且稳定；施工简单；流量系数m较小，易产生波状水跃。

6、实用堰：0.67H<堰顶厚度δ<2.5H，常用于上游水位允许有较大雍高的山区，自由泄流时流量系数m较大，流量Q受下游水位影响较大。胸墙式：用于上游水位变幅较大时；可减小闸门及工作桥高度，增加闸室刚度；不利于排冰排污和通航。19⒈运用条件：节制闸与河底齐平或略高；进水、分洪闸比河底略高（防泥沙）。(三)堰顶高程选择PP.183⒉经济要求：底板高程低→水深↑，q↑→闸室总宽度↓,但增大闸身和两岸结构高度，消能防冲费用↑，泥沙淤积。需考虑运用条件、经济要求和单宽流量的要求⒊单宽流量的要求：抗冲刷能力20⒈堰流公式(四)

7、闸孔总宽度及孔数的确定式中各系数的确定见《水闸设计规范》SL265-2001附录A。PP.183⒉孔流公式：21求出总净宽B0后，根据需要进行孔口划分。闸孔数n=B0/b，如运用上无特殊要求，大型水闸一般b=8~12m(闸门宽高比为1.5~2.0)，小型水闸b=3m。当n<8时尽量取单数，以便对称开启。闸室总宽L=nb+(n-1)d，d为闸墩厚度。3.闸室总宽度：PP.18322二、水闸的消能防冲(一)过闸水流的特点平原上的水闸上下游水位多变，出闸水流形式　多变；平原上的水闸上下游水头差小，当佛氏数在1.0～1.

8、7时易形成消能效果差的波状水跃；水闸宽度较上下游河道窄，水流过闸先收缩再　扩散，如布置不当，易产生折冲水流，冲毁消　能防冲设施和下游河道。PP.18423控制单宽流量；方向与原河床主流方向一致；合理选择下游翼墙的扩散下泄水流角，以利于水流扩散；消能防冲设计合理的闸门开启程序(二)采取的措施24(三)消能防冲设施消能防冲设施必须在各种可能出现的水力条件下，都能满足消散动能、