水闸设计规范

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P点和O点,连接QOP,即为修正后的水力坡降线.

图C.2.4-2

C.2.5 进,出口段齿墙不规则部位可按下列方法进行修正(见图C.2.5-1和图C.2.5-2):

图C.2.5-1 图C.2.5-2 1 当hx≥Δh时,可按公式(C.2.5-1)进行修正:

hx?hx??h (C.2.5-1)

'式中 hx ---水平段的水头损失值(m);

h'x ---修正后的水平段水头损失值(m).

2 当hx <Δh时,可按下列两种情况分别进行修正:

1)若hx +hy ≥Δh,可按公式(C.2.5-2)和公式(C.2.5-3)进行修正:

hx?2hx (C.2.5-2)

'hy?hy??h?h (C.2.5-3)

'式中 hy ---内部垂直段的水头损失失值(m);

h'y ---修正后的内部垂直段水头损失值(m).

2)若hx +hy <Δh,可按公式(C.2.5-2),公式(C.2.5-4)和公式(C.2.5-5)进行修正:

hy?2hy (C.2.5-4) hcd?hcd??h??hx?hy? (C.2.5-5)

''式中 hcd---图C.2.5-1和图C.2.5-2中CD段的水头损失值(m);

h'cd---修正后的CΡ段水头损失值(m).

以直线连接修正后的各分段计算点的水头值,即得修正后的渗透压力分布图形. C.2.6 出口段渗流坡降值可按公式(C.2.6)计算:

J?h0S'' (C.2.6)

式中 J---出口段渗流坡降值. 附录D 土压力计算

D.0.1 作用在水闸挡土结构上的主动土压力可根据填土性质,挡土高度,填土内的地下水位,填土顶面坡角及超荷载等因素,分别按下列规定进行计算:

1 对于重力式挡土结构,当墙后填土为均质无粘性土时,主动土压力宜按库仑公式,即公式(D.0.1-1)和公式(D.0.1-2)计算(计算示意图见图D.0.1-1):

图D.0.1-1

Fa?122?tHtKa (D.0.1-1)

Ka?cos?cos?cos??????1???22??t???2 (D.0.1-2)

sin??t???sin??t?????cos?????cos???????式中 Fa ---作用在水闸挡土结构上的主动土压力(kN/m),其作用点距墙底为墙高的-处,作

31用方向与水平面呈(ε+δ)夹角;

γt ---挡土结构墙后填土重度(kN/m ),地下水位以下取浮重度; Ht ---挡土结构高度(m);

Ka ---主动土压力系数;

?t---挡土结构墙后填土的内摩擦角(°);

ε---挡土结构墙背面与铅直面的夹角(°);

δ---挡土结构墙后填土对墙背的外摩擦角(°),可按表D.0.1采用; β---挡土结构墙后填土表面坡角(°). 表D.0.1 δ值

挡土结构墙背面排水状况 墙背光滑,排水不良 墙背粗糙,排水良好 墙背很粗糙,排水良好 墙背与填土之间不可能滑动 δ值 (0.00~0.33) ?t (0.33~0.50) ?t (0.50~0.67) ?t 3

(0.67~1.00) ?t 2 对于扶壁式或空箱式挡土结构,当墙后填土为砂性土时,主动土压力宜按朗肯公式,即公式(D.0.1-1)和公式(D.0.1-3)计算(计算简图见图D.0.1-2,主动土压力Fa 的作用方向与水平面呈β夹角,即与填土表面平行):

图D.0.1-2

Ka?cos?cos??cos??coscos2??cos?t??cos?t222 (D.0.1-3)

3 对于扶壁式或空箱式结构,当墙后填土为砂性土,且填土表面水平时,主动土压力可按公式(D.0.1-1)和公式(D.0.1-4)计算:

??2??Ka?tg?45?t? (D.0.1-4)

2??4 当挡土结构墙后填土为粘性土时,可采用等值内摩擦角法(又称等代内摩擦角法)计算作用

于墙背或AB面上的主动土压力.等值内摩擦角可根据挡土结构高度,墙后所填粘性土性质及

其浸水情况等因素,参照已建工程实践经验确定,挡土结构高度在6m以下者,墙后所填粘性土水上部分等值内摩擦角可采用28°~30°,水下部分等值内摩擦角可采用25°~28°;挡土结构高度在6m以上(含6m)者,墙后所填粘性土采用的等值内摩擦角应随挡土结构高度的增大而相应降低.

5 当挡土结构墙后填土表面有均布荷载作用时,可将均布荷载换算成等效的填土高度,计算作用于墙背或AB面上的主动土压力.此种情况下,作用于墙背或AB面上的主动土压力应按梯形分布计算.

6 当挡土结构墙后填土表面有车辆荷载作用时,可将车辆荷载近似地按均布荷载换算成等效的填土高度,计算作用于墙背或AB面上的主动土压力.

D.0.2 对于墙背铅直,墙后填土表面水平的水闸挡土结构,静止土压力可按公式(D.0.2-1)和公式(D.0.2-2)计算(计算示意图见图D.0.2):

F0?12?ThtK0 (D.0.2-1)

'2K0?1?sin?t (D.0.2-2)

式中F0 ---作用在水闸挡土结构上的静止土压力(kN/m);

K0---静止土压力系数,应通过试验确定;在没有试验资料的情况下,也可按表D.0.2选用; ?'t ---墙后填土的有效内摩擦角(°).

图D.0.2

表D.0.2 K0 值 墙后填土类别 碎 石 土 砂 土 壤 土 粘 土 附录E 浪压力计算 K 0 值 0.22~0.40 0.36~0.42 0.60~0.62 0.70~0.75 E.0.1波浪要素可根据水闸闸前风向,风速,风区长度,风区内的平均水深等因素,分别按下列规定进行计算:

1 平均波高和平均波周期可按莆田试验站公式,即公式(E.0.1-1)和公式(E.0.1-2)计算:

0.45???gD???0.0018?2?0.7?????v0??th??? (E.0.1-1)

????????0.13th0.7gHm0.7?????2??v???0?????ghmv02??gH?0.13th?0.7?2m??v0?gTmv0?gh??13.9?2m??v0?0.5 (E.0.1-2)

式中 hm ---平均波高(m);

v0 ---计算风速(m/s),当浪压力参与荷载的基本组合时,可采用当地气象台站提供的重

现期为50年的年最大风速;当浪压力参与荷载的特殊组合时,可采用当地气象台站提供的多年平均年最大风速;

D---风区长度(m),当闸前水域较宽广或对岸最远水面距离不超过水闸前沿水面宽度5

倍时,可采用对岸至水闸前沿的直线距离;当闸前水域较狭窄或对岸最远水面距

离超过水闸前沿水面宽度5倍时,可采用水闸前沿水面宽度的5倍;

Hm ---风区内的平均水深(m),可由沿风向作出的地形剖面图求得,其计算水位应与相应

计算情况下的静水位一致;

Tm ---平均波周期(s).

2 波列累积频率可由表E.0.1-1查得.表E.0.1-1中的p为波列累积频率(%). 77

表E.0.1-1 P值 水闸级别 1 2 3 4 5 p(%) 1 2 5 10 20 3 波高与平均波高的比值可由表E.0.1-2查得.表E.0.1-2中的hp 为相应于波列累积频率p的波高(m).

表E.0.1-2 hp /hm 值 hmHmp(%) 1 2.42 2.26 2.09 1.93 1.78 2 2.23 2.09 1.96 1.82 1.68 5 1.95 1.871.65 1.76 1.66 1.56 10 1.71 1.59 1.52 1.44 1.37 20 1.43 1.41 1.37 1.34 1.30 1.25 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1.63 1.56 1.46 4 平均波长与平均波周期的关系可按公式(E.0.1-3)换算: Lm?gTm2th2?HLm (E.0.1-3)

式中 Lm ---平均波长(m);

H---闸前水深(m).

平均波长与平均波周期的换算值也可由表E.0.1-3查得.

E.0.2 作用于水闸铅直或近似铅直迎水面上的浪压力,应根据闸前水深和实际波态,分别按下列规定进行计算 1 当H≥Hk 和H≥

Lm2时,浪压力可按公式(E.0.2-1)和公式(E.0.2-2)计算(计算示意图见图

E.0.2-1),监界水深可按公式(E.0.2-3)计算:

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