发布时间 : 星期五 文章东风节制闸设计毕业设计说明书毕业设计说明书（含图纸）更新完毕开始阅读c8bfe55b011ca300a6c390c4
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⑶上游水位▽上=▽下+ΔH=50.00m+0.2m=50.2 m。 2.1.2 闸孔尺寸设计
水闸闸孔形式包括孔口型式（开敞式，胸墙式）和底板型式，底板型式有款顶堰和低实用堰两种，宽顶堰结构简单施工方便，泄流能力稳定，有利于泄洪，冲沙，排於，排冰，通航，但自由泄流时，流量系数较小，下游易产生波状水跃。低实用堰有梯形堰，驼峰堰,WES冥曲线堰等几种堰形，其主要优点是自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，合适的堰面曲线可消除波状水跃，使用于河床纵坡较大界限制下泄单宽流量，或有拦沙要求以及地基松软需降低底板底部高程将其置于坚硬土层上时。
⑴闸孔尺寸的设计条件：最大闸孔要满足泄洪要求，在校核流量237 m3/s，最高设计蓄水位51．6 m下保证能泄出，即Q孔≥Q泄。
⑵闸孔总净宽的计算：《水闸设计规范》SL265-2001 5.0.3条规定：水闸闸孔总净宽应根据下游闸槛型式和布置，上，下游水位衔接要求，泄流状态等因素计算确定。这是水闸闸孔总净宽的 计算依据，众所周知，水闸过闸水流流态主要有两种；一种是泄流是自由水面不受任何阻挡，呈堰流状态；另一种是泄流时水面受到闸门（局部高程）或胸墙的阻挡，呈孔流状态。在Q设=129.4 m3/s，闸门全开，按堰流计算。由《水闸设计规范》SL265—2001 (A.0.2-1)、(A.0.2-1)
得
B0?Qu0hs2g(H0?hs) 式(2.2)
μ0=0.877+（hs/H0-0.65）2 式(2.3) 式中：?0——淹没堰流的综合流量系数。由《水闸设计规范》表A.0.2查得
Q——过闸流量。 取Q=Q设=129.4 m3/s hs——下游水深。 hs=3.2m H=hs+ΔH=3.2+0.2=3.4m
A?(b?mh)h=(2.8+2×3.4) ×3.4=118.32m2
H0——计入行进流速水头的堰上水深。 ?0?QA=129.4/118.32=1.09m/s
2?0 H0?H?=3.4+0.06=3.46m
2g h下/ H0=0.925>0.90 查《水闸设计规范》知此水闸处于高淹没，闸孔总净宽可按(A.0.2-1)(A.0.2-2)计算
?0?0.877?(hs/H0-0.65)2
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=0.962
B0?Q/?0hs2g(H0?hs) =129.4/（0.951×3.2×2?9.81?(3.46?3.2)） =18.78 m
式中：B0——闸孔总净宽；（m） Q——过闸流量；（m3/s）
H0——计入行进流速水头的堰上水深;（m） ?——淹没堰流流量系数； 初步设计闸孔净宽取B0=24m<28 m
⑶闸孔孔数尺寸与闸室总宽度的确定：大中型水闸采用平面钢闸门时，每孔净宽b一般为6～9米，当水闸孔数较少，过去多采用弧形钢闸门，平底板的结构形式，而近年采用了钢筋混凝土闸门和反拱式底板，将闸孔净跨缩为6m，显然，如不缩减闸孔净跨，采用钢筋混凝土闸门是不利的，闸门过重，门上主梁受力过大，易断裂，即使采用预应力结构，根据实践经验，闸孔也不宜超过8m。如底板采用反拱的结构形式，同样闸孔净跨过大，则反拱的矢高过大，给反拱底板的施工带来不利影响，故闸孔净宽以6～8m为宜。闸孔孔径应根据闸的地基条件，运用要求，闸门结构型式，启闭机容量以及闸门的制作，运输，安装等因素进行综合分析确定，综合本设计实际情况，初定b=8米，n= B0/b ?3孔。稍后对之进行验算。
2.1.3 堰型选择
水闸一般采用宽顶堰或低槛实用堰，本设计初设时已选定不带胸墙，因此胸墙式不予以考虑。平原水闸多采用无槛宽顶堰。比较宽顶堰与实用堰的优缺点，附《水工设计手册》。本工程中采用宽顶堰形式，堰顶高程与河底相平，取高程46.8m。
表2.2 宽顶堰与实用堰的优缺点比较表
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堰型 比较 优点 宽顶堰 实用堰 1.构造简单，施工方便； 泄流能力比较稳定； 基开挖量小。 1.自由泄流时，流量系2.选用适合的堰面曲3.堰高较大时，可采用4.可以缩短闸孔总宽和减小闸门高度并能阻止泥沙进入渠道。 2.自由泄流范围较大，数较大； 3.堰顶高程相同时，地线，可以消除波状水跃； 4.有利于冲淤，排沙。 较小断面，水流条件较好。 缺点 1. 自由泄流时，流量系数较小； 2. 下游产生波状水跃的可能性较大。 1.结构较复杂，施工较困难； 2.淹没度增加时，泄流能力降低很快。 2.1.4 闸墩厚度的选择
由《水工设计手册》P9，表25-2-4，对于中等跨度闸孔，中墩取1.0m，边墩取0.8m，闸孔数n,闸室总宽B(不包括边墩)及闸室底板总宽B（包括边墩）确定，B0求出后，即可根据水闸运用要求，闸门型式，启闭设备及闸门系列尺寸等，确定水闸闸孔数n和单孔净宽b；
初拟： n=3 (一定要奇数，为了水流的对称流) b=8 B0=nb=24m 则闸室总宽为： B=闸孔数×闸孔净宽+（n-1）×中墩=3×8.0+2×1.0=26.0m 闸室底板总宽为：B=24+2*1.0+2*0.8=27.6m 2.1.5 水闸泄流能力校核
采用闸门全开在最高设计蓄水位51.6m情况下：由资料知，最高蓄水位=51.6m，渠底高程=46.8m，所以：
上游水位为H=51.6-46.8=4.8m；Q校=237m3/s， 由ht—Q曲线得H下=4.45m,即hs=4.45 B0=Q较/?0hs2g(H0?hs) ?0?0.877?(hs/H0-0.65)2
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=0.954 Q孔?B0?0hs2g(H0?hs) = 24?0.954?4.45?2?9.8?(4.8?4.45) =267 m3/s >Q校=237m3/s 满足要求 2.2 消能防冲设计
2.2.1 节制闸泄流特点： <1>拦河修建，雍高上游水位
<2>保持上游水位H不变 ,利用闸门泄水。
作用：用来调节水位，控制流量，以满足灌溉，航运，发电等要求，有的在汛期还承担排泄洪水的任务，使河水位不超过某一限定值，以免造成堤防溃决。
节制闸一般跨越河道修建，壅高上游水位，用于枯水期蓄水，抬高水位以供水闸取水。利用闸门控制水位，上、下游有较大水位差。其泄流特点为：
⑴闸门控制泄流时，流量和水位差多变。流量是随着上游来水量逐渐变化的。特征为流量越小，下游水位越低，落差越大，对下游冲刷越严重。当闸门全开时，上、下游落差则越小，落差越小，水的能量就越小。
⑵闸孔出流有多种流态，在闸门控制泄水时，呈孔口自由出流或淹没出流状态；在闸门全开时，则呈淹没堰流状态。对宽顶堰式的平底板水闸：
32e/H>0.65为堰流，可分为自由出流：当ht/H0 <0.8时,Q???mB2gH0;
淹没出流：当htH0>0.8时，Q?u0htB2g(H0?ht)。
e/H ? 0.65，为孔流，按下游水深ht对泄流有无影响，可分为自由出流：
ht?hc\,Q?uBe2g(H0?hc);淹没出流：ht>hc\,Q???uBe2g(H0?hc)。
e——闸门开度； H——闸前水深。
⑶闸下水流的衔接型式，可在一定范围内用闸门进行调节和控制，有可能避免波状水跃或跃首撞击闸门等不利的衔接流态。
⑷由于各个闸孔的闸门不一定同时开启，即使同时开启也难以完全消除回流，因此闸下单宽流量的分布经常是不均匀的。 2.2.2 消能设计条件
节制闸在宣泄设计洪水时，闸门全部提出水面，上、下游落差很小，过闸水流呈缓流状态，只要使水流均匀扩散，以安置回流的发展，毋需特别的消能设施。过闸水流因为上下游水位差大，呈急流状态。因此必须采取适当的消能措施，使闸下水流在尽可能短的距离内由急流状态变为缓流状态，减小水流的冲刷能力。
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