闸墩结构计算

7.10闸墩结构计算

闸墩结构计算一般应该考虑两种工作情况。闸墩每个高度的应力都不同，最危险的断面是闸墩与底板的接合面。应以该接合面作为计算面，并把闸墩视为固支于底板的悬臂梁，近似用偏心受压公式计算应力。

首先是运用期，当闸门关闭挡水时，闸墩承受的最大上下游水位差的水压力，闸墩及其上部结构的重力，对于平面闸门，应计算闸墩底部正应力和门槽应力。 其次是检修期，当一孔检修，而邻孔关闭或照常开门泄流，此时闸墩承受测水压力，闸墩和上部结构的重力，这时应验算闸墩侧向受力情况下底部止应力，由于该泄水闸淹没下游检修闸门，故不作计算。 这里对设计洪水期进行计算 H上=19.50m,H下=14.20m 1. 闸墩底面的正应力计算

设计洪水期情况下闸墩底部荷载和力矩作用计算表 对闸墩底面形心求矩，以一联作为脱离体(单位t) 荷载 名称 垂直力(t) ↓ ↑ → 水平力(t) ← 力臂力 矩(t·m) 顺时 逆时 1379.76 （m） 上部结2575.62 构重力 上游水 压力 下游水 压力 浪压力 总计 对

于

344.25 1.5 516.38 0.68 0.07 0.048 331.84 675.41 墩

来

说

：

5.14 1705.66 842.15 ,

2575.62 单

个

中

?G?2575.62?1.3?837.08(t)4.0?M?I?842.15?1.3?273.70(t?m)，墩底截面对其形心轴的惯性距近似取：

4.03B?0.975?L?121.3??0.975?18???585.59m4

123B-闸墩的厚度，1.3m;

L-闸墩顺水流方向的长度，18m。

闸门关闭时，纵向计算的最不利条件是闸墩承受最大水位差所产生的水压力、闸墩自重及其上部结构等荷载，由《水工建筑物》式（6-35）

下?上??G?ML?? AI2?G-作用于闸墩的铅直力总和

A- 闸墩的底面积，近似矩形计算：

A?1.3?18=23.4m2

?M-作用于闸墩上的各个作用荷载对闸墩底中心的距

?G?ML837.08273.718??????35.77?4.2 AI223.4585.592???39.97(t/m)(上游）?31.57(t/m（下游）)

由计算结果可知，设计洪水情况下，沿水流方向的应力尽管比较大，但仍

（1029kN/m）小于混凝土抗压强度且无拉应力出现，无须配筋，只按构造配筋。

闸墩的构造配筋：竖向φ12@33，水平向φ10@33 除门槽范围外，沿整个闸墩均匀分布。 2. 闸墩门槽应力计算并配筋

对于平面闸门门槽颈部，因受闸门传来的水压力而产生拉力，应由颈部和闸墩水平界面上的剪力共同承担，计算方法是取高度为1m的闸墩作为脱离体，两侧闸墩传来的水压力为P，作用于脱离体上、下面上的剪力为Qu、Qd，

P?Qd?Qu，假设剪力Qu、Qd均匀分布，则每米高门槽颈部所受拉力为：

P1?(Qd?Qu)A1/A?PA1/A

A1-门槽颈部上游的闸墩水平截面积,

A-闸墩的水平总截面积。

两侧闸门传来的水压力P

P?PS-PX=0.5?5.3?1?10=26.5t

门槽颈部上游的闸墩水平截面积A1

3.14A1??1.32??4.5?0.6??1.3?2?0.3?0.25?5.58(m2)

8闸墩总的水平截面积A：

A=23.4m2

门槽颈部所受拉力P1：

P1=PA1/A?6.32t 则门槽颈部拉应力：

P?P1/b

b-门槽颈部宽度0.65m

2P?P1/b?9.72t/m

因为抗拉强度为105 t/m2所以无须配置受啦钢筋，只需按构造配置。

所以门槽处的应力能满足要求。

综合上面计算的各种情况，闸墩各个部位的应力均能满足要求，所以只需根据规范，对闸墩进行构造配筋。 3. 闸墩与底板的连接：

一般情况下，闸墩的拉应力不会超过混凝土的容许拉应力，在本设计中，闸墩底部没有拉应力，但也按构造配置了一定数量的钢筋，考虑到闸墩与地板的连接，将竖向钢筋伸入到底板底部。

第八章 水闸与两岸的连接建筑物

水闸两端与河岸或堤岸连接时，必须设置连接结构，包括上下翼墙和边墙，有时还设防渗刺墙，其作用是（1）挡住两侧填土，并保护土体免收水流的冲刷，（2）上游翼墙可引导水流平顺过闸，下游翼墙可使出闸水流均匀扩散（3）控制

侧向绕渗，防止两岸土体产生渗透变形（4）在软土地基上用独立的岸墙将填土与闸室隔开，岸墙挡土而边墩不挡土，这样可消除或减少侧向土压力及两岸地基沉陷对闸室结构应力的不利影响。

8.1 上下游的翼墙

一、翼墙平面布置

上下游的翼墙均采用圆弧式，上游翼墙顺水流方向的投影长度应大于或等于铺盖长度20米，下游翼墙顺水流方向的投影长度取米等于消力池长度。上游翼墙墙顶高程应超出最高壅水位0.5～1.0以保证有效的阻止侧向绕渗。下游翼墙墙顶一般要高出最高泄洪水位，当泄洪落差很小时且闸室总宽度与下游水面宽度相差不大时，也可低于最高泄洪水位。下游翼墙一般没有阻止侧向绕渗的要求，墙上可以设置排水孔或在墙后底部设置排水暗沟，将渗水导向下游。

取上下游的翼墙高程为14+11.5=25.5米，翼墙自闸室向上下游延伸一段距离，然后转90度插入堤岸内，转弯半径取为4.0米，下游翼墙延伸到水平海漫水平结束段，上游翼墙延伸到铺盖的首端。 1、确定翼墙的平面布置形式

常用的翼墙平面布置形式有以下几种：反翼墙形式，扭曲面翼墙，斜降式翼墙，圆弧型翼墙。本设计采用圆弧翼墙形式

?11?2、采用扶壁式挡土墙，挡土墙前墙高h0?11.5m，底板厚度为???h0，取1m，

?1012?底板宽度取为?0.8?0.9?h0，取9m，扶臂的间距为4m，两个扶臂为一个整体进行分缝，设置垂直止水，在下游翼墙上布置排水孔，其他具体尺寸如下图。

8.2 岸墙

当地基较好，闸身高度不大时可用边闸墩直接与河岸连接，在闸身较高地基软弱时，如仍采用边闸墩直接与河岸连接，则由于两岸填土与闸室荷载相差悬殊，可能产生过大的不均匀沉陷，影响闸门启闭，在底板内引起较大的应力，甚至造成底板断裂，此时可设置轻型岸墙与河岸连接。岸墙与闸墩平行布置，上下

游方向的长度一般与闸墩相同。

岸墙采用空箱式，在空箱式岸墙上可以开孔与上游或下游相通，利用空箱的充水或放水调节岸墙的地基反力，使之在任何情况下都与闸室的地基反力相接近。此处同样须设置止水，按构造布置铅直止水。

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