低水头水工建筑物,水闸的设计内容主要有哪些?

来源:建筑界编辑:袁斌发布时间:2022-01-26 13:44:24

[摘要] 水闸是修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。在水利工程中,水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物,应用广泛。我们来学习下水闸的设计内容吧。


  按其所承担的主要任务,可分为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。

  按闸室的结构形式,可分为:开敞式、胸墙式和涵洞式。

  水闸设计的主要内容:

  闸址和闸槛高程的选择:根据水闸所负担的任务和运用要求,综合考虑地形、 地质、 水流、泥沙、施工、管理和其他方面等因素,经过技术经济比较选定。闸址一般设于水流平顺、 河床及岸坡稳定、 地基坚硬密实、抗渗稳定性好、场地开阔的河段。闸槛高程的选定,应与过闸单宽流量相适应。在水利枢纽中,应根据枢纽工程的性质及综合利用要求,统一考虑水闸与枢纽其他建筑物的合理布置,确定闸址和闸槛高程。

  水力设计:根据水闸运用方式和过闸水流形态,按水力学公式计算过流能力,确定闸孔总净宽度。结合闸下水位及河床地质条件,选定消能方式。水闸多用水跃消能,通过水力计算,确定消能防冲设施的尺度和布置。估算判断水闸投入运用后,由于闸上下游河床可能发生冲淤变化,引起上下游水位变动,从而对过水能力和消能防冲设施产生的不利影响。大型水闸的水力设计,应做水力模型试验验证。

  防渗排水设计:根据闸上下游最大水位差和地基条件,并参考工程实践经验,确定地下轮廓线(即由防渗设施与不透水底板共同组成渗流区域的上部不透水边界)布置,须满足沿地下轮廓线的渗流平均坡降和出逸坡降在允许范围以内,并进行渗透水压力和抗渗稳定性计算。在渗流出逸面上应铺设反滤层和设置排水沟槽(或减压井),尽快地、安全地将渗水排至下游。两岸的防渗排水设计与闸基的基本相同。

  结构设计:根据运用要求和地质条件,选定闸室结构和闸门形式,妥善布置闸室上部结构。分析作用于水闸上的荷载及其组合,进行闸室和翼墙等的抗滑稳定计算、地基应力和沉陷计算,必要时,应结合地质条件和结构特点研究确定地基处理方案。对组成水闸的各部建筑物(包括闸门),根据其工作特点,进行结构计算。

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