第六章船闸水工建筑物详解
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1.计算情况(续) (3)完建情况。闸室全部建成尚未放水的情况。特点:作用在地基上的垂直
荷载较大。 (4)施工情况。在施工期,闸室结构的受力状况与施工程序和方法有密切关
系。根据船闸修筑和填土处于不利情况确定。 如: ①对于混凝土闸室结构,修筑及墙后填土过程中出现的不利情况;②
对于施工期间临时分缝的整体式闸室底板,临时缝浇筑前、后的两种情 况。 (5)特殊工况。特殊工况应考虑校核洪水、排水管堵塞和止水破坏情况。对 处于地震区的船闸,应进行地震情况的计算。 溢洪船闸除应考虑以上计算情况外,尚应根据可能发生的最不利水位组合 ,进行溢洪情况的计算。
(1)在选择结构型式时,需根据船闸所处的自然条件、地质条件、建筑材料来源情况、 受力特征、对结构的使用要求以及施工条件等因素进行综合考虑并通过技术经济 比较确定。
(2)闸首、闸室等挡水建筑物,因其失事将导致灾害或因经常检修而影响运输,必须 满足稳定和强度要求。当闸室采用透水闸底,闸室灌、泄水时,其渗流方向将频 繁变换,为防止地基破坏及保证船闸水工建筑物正常工作,须认真做好防渗排水 设计。
W ——船舶(队)排水量(t);
(6-15)
K ——系数:闸室 =1.0,引航道中导航建筑物的直线段南=1.67,曲线段后: 2.0。
船舶撞击力的作用方向垂直于建筑物表面。对于连续的闸墙及导航墙顶端 最不利的撞击情况,其撞击力分布长度可按下列公式计算:
Ly 2 y 3
(6-16)
2b Ly Ld (6-17)
位齐平;若为多级船闸时,则为闸室的高水位或低水位。在设计时,应 研究以下几种可能发生的最不利水位组合。 ①闸室内为上游最高通航水位,墙后地下水取可能出现的最低地下水位 或墙后排水管水位。②闸室内为下游最低通航水位,墙后取可能出现的 最高地下水位或墙后排水管水位。③当船闸与其他水工建筑物并列布置 时,相邻建筑物进行检修的不利水位;④可能出现的最大水位差的其他 不利组合。 (2)检修情况。船闸检修时,可能的最不利水位组合,是将闸室内的水完全 抽干,墙后地下水处于检修期可能出现的最高水位,并有闸面活荷载的 作用。
(1)地震惯性力; (2)地震土压力;(3)地震水压力。
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二、计算情况及荷载组合 1.计算情况 作用在船闸结构上的荷载,可能以不同组合方式出现。在设计计算时,一
般都选取起控制作用的组合方式进行计算。 最不利荷载组合的工作情况通常称为计算情况,主要有运用、检修、完建
、施工和特殊工况等,可根据工程的具体情况分析选取。 (1)运用情况。在船闸运转过程中,闸室内的水面可能与上游水位或下游水
第二节 作用在船闸结构上的荷载
在船闸水工建筑物设计时,需根据建筑物在施工、完建、运用及检修等不 同时期所承受的全部荷载,并按各种可能的最不利荷载组合进行计算。
一、作用荷载:
1.建筑物的自重力以及建筑物内部或上部填料重力;
钢筋混凝土结构重度:24~25kN/m 3,浆砌块石重度:2l~22 kN/m 3
二、建筑物级别的划分
在综合性水利枢纽中,挡水的闸首闸室级别应与枢纽中的其他挡水建筑物的 级别一致。有下列情况之一的,按表6-2所列级别提高1级采用。
(1)当最大水头超过15m; (2)当建筑物失事后,将使下游城镇、田地、工矿区或其他国民经济部门遭受
严重灾害或引起巨大损失,以及临时性建筑物失事可能引起永久性建筑物 遭受严重破坏。 (3)水工建筑物的工程地质条件特别复杂,或采用实践经验较少的新型结构。
(3)溢洪船闸在布置和结构上须有相应的安全措施,如闸门锁定、墙后填土、表面防 护等,以确保建筑物及各设备不被破坏。
(4)对损坏后难以修复的隐蔽工程和水下工程,如排水、止水设施等,设计时须周密 考虑,确保其运行安全。
(5)为掌握施工期结构工作状态,监视船闸安全运转,总结和提高船闸设计水平,船 闸结构的原型观测是十分必要的,可根据具体情况布置和埋设观测设备。
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三、设计应具备的基本资料 设计阶段:初步设计、技术设计和施工详图三阶段 不同的设计阶段规定了不同的设计任务和要求,为完成所规定的任务,需
具备相应的可靠资料。船闸水工建筑物设计的基本资料包括过闸客货运 量、船型、自然条件、航道状况、建筑材料来源、施工条件等。 为保证设计的质量必须具备以下基本资料: (1)船闸自上游引航道至下游引航道范围的水上、水下地形图。有时还应包 括上游锚地及下游锚地范围的地形图。 (2)整个船闸范围的地质纵横剖面图。 (3)水文、气象资料,包括各种特征水位,河流泥沙淤积f青况以及气温、 水温、风向、风速等资料。 (4)整个船闸范围的地质综合报告,包括工程和水文地质条件、地基的承载 能力、岩石风化程度,持力层深度、地震烈度以及建筑材料性能、取料 场地等; (5)施工条件及施工设备等的有关资料。
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一、作用荷载(续2):
7.闸面活荷载:一般可只考虑人群荷载+检修材料+轻便设备,2~5kPa。
8.波浪压力;
(1)平原地区,西晓夫公式(6-18,6-19)
(2)峡谷地带,ห้องสมุดไป่ตู้厅水库公式( 6-20,6-21 )
9.水流力:
F C v2 A 2g
(6-22)
l0.地震力:当设计烈度为6度时,可不进行抗震计算,但应适当采取抗震 构造措施;设计烈度为7~9度的船闸应进行抗震设计。9度以上专项研究 。
第六章 船闸水工建筑物
第一节 概述 第二节 作用在船闸结构上的荷载 第三节 船闸闸室结构 第四节 船闸闸首结构 第五节 引航道上的建筑物 第六节 船闸的防渗与排水 第七节 有限单元法在船闸工程中的应用
第一节 概 述
《 船闸水工建筑物设计规范》JTJ307—2001,
船闸水工建筑物是船闸工程主体,由闸首、闸室、导航及靠船建筑物等组成 一、船闸水工建筑物设计的基本要求
2.闸门、阀门及其他设备重量;
3.土压力;
4.静水压力:水的重度取为10kN/m3。
5.扬压力:
图6-2
图6-3
Vs 1 1 HB
2
(6-14)
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一、作用荷载(续1):
6.船舶荷载:船舶行进时,船舶对建筑物的撞击力;船舶停靠时,由系船 设备传到建筑物上的系缆力。
Pc 0.9k 3 W 2 式中:Pc ——船舶撞击力(kN);