水工建筑物课程设计进水闸设计

一、工程任务某河道的右岸有一灌溉取水口，引水角为40°，为灌溉取水时雍高河道水位，取水口下游设一节制闸；为灵活控制引水干渠中的流量，取水口进口设一进水闸。二、工程概况及设计资料1、取水口处河底高程98.0m，引水干渠渠底高程根据渠道定线的要求，定为100.0m，干渠为土渠，底宽27.0m，边坡1:1.5，根据规划资料，进水闸的设计流量为72m3/s，通过设计流量时的干渠水位为103.16m，河道水位为103.20m，此时河道中水流的断面平均流速为0.8m/s。2、河道洪水期仍需灌溉，开闸引水时的河道最高水位为设计洪水位104.75m。超过这个水位，即关闸挡水，最大引水流量为21.5m3/s，干渠相应水位为101.25m。3、河道的校核洪水位为105.25m。4.闸基土质在高程100.00～90.50m之间为砂壤土，渗透系数s/cm.K41052砂壤，内摩擦角20，凝聚力26m/KNC，90.50m以下为粘壤土，渗透系数s/cm.K61052壤。5、闸址附近多年平均最大风速为20m/s，吹程为1Km。6、闸顶交通桥路面净宽4.5米。7、工作闸门可用钢闸门，检修门可选用叠梁门。启闭机用螺杆或卷扬机式固定启闭机。三、设计内容、步骤、计算过程（一）枢纽和建筑物等级确定根据规划资料，该进水闸运行工作分为枯水期和洪水期，而枯水期的进水闸设计流量为72m3/s大于洪水期的最大引水流量21.5M3/s，应按枯水期来确定枢纽及建筑物等级，根据《水闸设计规范》SL265—2001，故该枢纽为Ⅳ等枢纽，其主要建筑物为4级建筑物。（二）闸孔设计（1）堰型选择因为宽顶堰构造简单，施工方便，适用于广大灌区内建筑物众多，技术力量分散的情况。所以水闸底板（堰型）采用宽顶堰形式。由于闸上游水位达到设计洪水位时要求挡水，所以采用胸墙孔口。（2）堰顶高程确定根据《水闸设计规范》SL265—2001，河底高程为98.0m，渠底高程为100.0，Δh=2.0m,确定堰顶高成为100.0m。（3）闸孔净宽计算①计算行进水头；已知渠底宽B0=27.0m,sBPHQV/m513.022.372)(0081.92513.012.3222000gvHH=3.21m②宽顶堰流量系数m;假设堰顶头部为直角形，625.02.321HP,cotθ=0,查表m=0.35;④求淹没系数s98.021.310016.1030Hhs0.8,属于淹没出流，查《水闸设计规范》SL265—2001，s=0.47⑤计算孔口总净宽，假设ξ=1.0；15.1721.381.9235.0147.0722232300HgmQLm