水工課程課程設(shè)計(jì)--河道治理工程及建筑物設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　?。ê拥乐卫砉こ碳敖ㄖ镌O(shè)計(jì)）</p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　起止日期 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)提要</b></p><p>　　第一節(jié) 工程簡(jiǎn)介................................................

3、................................1</p><p>　　第二節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù)...............................................................................1</p><p>　　第三節(jié) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).............................................

4、..................................1</p><p>　　第四節(jié) 混凝土和鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度.......................................................1</p><p>　　第五節(jié) 技術(shù)特性指標(biāo)...........................................................

5、............1</p><p><b>　　第二章 自然條件</b></p><p>　　第一節(jié) 地形地質(zhì)條件.........................................................................2</p><p>　　第二節(jié) 氣象水文條件.................

6、.......................................................3</p><p>　　第三章 河道治理規(guī)劃</p><p>　　第四章 蓄水工程設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 總體布置...................................................................

7、..............3</p><p>　　第二節(jié) 水力計(jì)算..................................................................................4</p><p>　　第三節(jié) 壩袋計(jì)算............................................................

8、......................5</p><p>　　第四節(jié) 充排水設(shè)計(jì)..............................................................................6</p><p>　　第五節(jié) 底板設(shè)計(jì).......................................................

9、...........................7</p><p>　　第六節(jié) 錨固設(shè)計(jì)..................................................................................9</p><p>　　第七節(jié) 邊墩設(shè)計(jì)...............................................

10、...................................10</p><p>　　第八節(jié) 泵房設(shè)計(jì)................................................................................12</p><p><b>　　附圖：</b></p><p>　　1

11、.河道治理平面布置圖（包括樁號(hào)、平面坐標(biāo)等）</p><p>　　2. 河道治理縱斷面圖（包括樁號(hào)、原地面高程、設(shè)計(jì)河底高程、設(shè)計(jì)邊墻高程、泄洪水面線、回水水面線、建筑物起、止點(diǎn)對(duì)應(yīng)樁號(hào)等）</p><p>　　3. 河道治理橫斷面圖</p><p>　　4.橡膠壩、泵房平面布置及縱剖面圖</p><p>　　5. 橡膠壩橫剖面圖</p

12、><p>　　6. 充排水系統(tǒng)示意圖</p><p>　　7. 充排水系統(tǒng)布置圖</p><p><b>　　8.泵房結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)提要</b></p><p><b>　　第一節(jié) 工程簡(jiǎn)介</b></p&g

13、t;<p>　　山東農(nóng)業(yè)大學(xué)新校區(qū)地處泰安市東南部，是山東省重要教學(xué)基地，是山東省重點(diǎn)高校，每年為國(guó)家培養(yǎng)大批的優(yōu)秀畢業(yè)生。為了適應(yīng)國(guó)家新世紀(jì)對(duì)高校的要求和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要，決定建設(shè)新校區(qū)。梳洗河從校區(qū)通過，為了校區(qū)的防洪要求，和對(duì)校區(qū)景觀的要求，學(xué)校決定對(duì)梳洗河進(jìn)行治理。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)

14、于進(jìn)行“泰安市梳洗河蓄水工程設(shè)計(jì)”的委托書.2003年5月</p><p>　　2. 山東省水利廳《泰安城市防洪規(guī)劃報(bào)告》1999年11月</p><p>　　3.《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252－2000</p><p>　　4.《水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ20－78</p><p>　　5.《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》SL227－9

15、8</p><p>　　6.《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ133－84</p><p>　　7.《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253－2000</p><p><b>　　第三節(jié) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1.防洪標(biāo)準(zhǔn)：該工程為小型工程，其主體建筑物按三等3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，防洪標(biāo)準(zhǔn)按五十年一遇設(shè)計(jì)，其它附屬工程按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)

16、。 </p><p>　　2.抗震標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《山東省地震烈度區(qū)劃》，工程區(qū)地震基本烈度6°，按照部頒SDJ10－78《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，不做抗震計(jì)算，僅采取構(gòu)造措施。</p><p>　　第四節(jié) 混凝土和鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度</p><p><b>　　1.混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　2.鋼筋的

17、設(shè)計(jì)強(qiáng)度及彈性模量</p><p>　?、窦?jí)鋼筋受拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度：Rg=2100kg/cm2；Ⅰ級(jí)鋼筋彈性模量：Eg=2.1×102kg/cm2；</p><p>　?、蚣?jí)鋼筋受拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度：Rg=3100kg/cm2；Ⅱ級(jí)鋼筋彈性模量：Eg=2.1×102kg/cm2；</p><p>　　第五節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性指標(biāo)</p><

18、p><b>　　第二章 自然條件</b></p><p>　　第一節(jié) 地形地質(zhì)條件</p><p>　　梳洗河屬于大汶河水系，農(nóng)大新校區(qū)段位于梳洗河下游，從辛大鐵路到與白家河交匯口，全長(zhǎng)共計(jì)2220m，其中上高大街（現(xiàn)為南外環(huán)）以北為 1310.5m，上高大街以南為954.5m。根據(jù)山東省水利廳1999年批準(zhǔn)的《泰安城市防洪規(guī)劃報(bào)告》，該段50年一遇最大泄洪流量

19、為703m3/s（上高大街處），規(guī)劃河槽深5m，槽底寬55m，邊坡1：2.5，頂寬80m，兩側(cè)各有10m寬防洪通路和20m寬綠化帶，總寬140m。</p><p>　　新校區(qū)規(guī)劃建設(shè)已部分侵占了河道用地，根據(jù)《新校區(qū)總體規(guī)劃》所留尺寸，河道底寬39m，頂寬55m，每邊各留6m寬防洪通道，道路兩側(cè)各留有2m綠化帶。新校區(qū)規(guī)劃建設(shè)時(shí)未考慮防洪規(guī)劃要求，使該河段所留尺寸嚴(yán)重不足。如何采取措施，既滿足50年一遇防洪規(guī)劃的

20、要求，又不拆除即將完工的建筑，是本次設(shè)計(jì)的重大任務(wù)。</p><p>　　表1 工程區(qū)地層物理、力學(xué)指標(biāo)</p><p>　　2002年3月山東農(nóng)業(yè)大學(xué)委托山東建工學(xué)院建筑設(shè)計(jì)院，對(duì)梳洗河樞紐進(jìn)行了地質(zhì)勘探，結(jié)果如下：</p><p>　　經(jīng)鉆探揭露，樞紐區(qū)地層主要為第四系沖洪堆積之粘性土、粉土、砂土、姜石等，自上而下共分九層，其指標(biāo)

21、見表1。下伏基巖為奧陶紀(jì)沉積白云巖。地下水位在0.8～5.8 m。</p><p>　　橡膠壩主要坐落在第四層粘土層上，該層承載力160～220Kpa，滲透系數(shù)K= 3.5×10-8cm/s ,滿足地基設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　兩岸堤防土質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，滲透系數(shù)K=2.35×10-5cm/s，滿足防滲要求；橡膠壩蓄水高程為124.021m，右岸校區(qū)地面高程為 1

22、26.21～127.20m，校區(qū)地面高于水面，因此蓄水不會(huì)對(duì)校區(qū)產(chǎn)生浸漬危害。</p><p><b>　　氣象水文條件</b></p><p>　　項(xiàng)目所在泰安市東面，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春冬干冷多風(fēng)、少雨雪，夏季濕熱、雨水集中，秋長(zhǎng)于春。年平均降雨654.3mm，降水量年內(nèi)差異很大，多年平均6～9月份降水量為503.8mm，占年降水量的77％，具有春

23、旱、夏澇、晚秋又旱的特點(diǎn)。多年平均氣溫12.9℃，無霜期平均190天,最大凍土深50cm。主要風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，多年平均風(fēng)速為3.5m/s。</p><p>　　梳洗河屬黃河流域大汶河水系，河道平均比降為2.24‰，多年平均流量為3.5m3/s，最大洪峰流量為703m3／s。梳洗河為行洪河道，汛期大量雨水集中下泄，易造成洪災(zāi)。</p><p>　　第三章 河道治理規(guī)劃</p>&

24、lt;p>　　1.根據(jù)原河道地形圖，作出河道縱斷面圖，標(biāo)出原河道中心地面線、校區(qū)地坪和河堤高程線等；</p><p>　　2.在保證行洪要求的前提下，統(tǒng)籌全河，側(cè)重眼前，以解決“窄、損、淤、臭、費(fèi)”問題的環(huán)境生態(tài)化為目標(biāo)，擬定一組河道設(shè)計(jì)縱坡(i＜0.003)；</p><p>　　3. 擬定可能的河道橫斷面，選取合適的糙率，進(jìn)行河道過流能力驗(yàn)算；</p><p&

25、gt;　　4.留足橋下凈空，作出設(shè)計(jì)河底線；</p><p>　　5.調(diào)整河道平面形狀，使河道與跨河的四座橋梁正交；</p><p>　　6.考慮回水距離、庫(kù)容大小、投資多少、美化范圍，選定橡膠壩位置（必須與河岸正交）、數(shù)量、擋水高度等布置。</p><p>　　第四章 蓄水工程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第一節(jié) 總體布置&l

26、t;/b></p><p>　　1.底板型式及尺寸、高程（見第五節(jié) 底板設(shè)計(jì)）</p><p>　　2.壩袋型式及高度、高程（見第三節(jié) 壩袋設(shè)計(jì)）</p><p>　　3.鋪蓋型式及尺寸、高程</p><p>　　4.護(hù)坦型式及尺寸、排水</p><p>　　5.邊墩型式及尺寸、穩(wěn)定(見第七節(jié) 邊墩設(shè)計(jì))<

27、/p><p><b>　　第二節(jié) 水力計(jì)算</b></p><p><b>　　1.河道過流驗(yàn)算</b></p><p>　　按明渠均勻流計(jì)算，其計(jì)算公式：</p><p>　　式中：Q —河道過流量（m3/s）</p><p>　　n —河道糙率（取n=0.015）</p

28、><p>　　A —過流斷面面積(m2)</p><p>　　R —水力半徑(m)</p><p>　　i—河道比降(取i=0.0025)</p><p>　　將河道正常水深h0計(jì)算結(jié)果列表匯總?cè)缦拢?lt;/p><p><b>　　正常水深h0試算表</b></p><p>　　

29、(注：河道斷面為復(fù)式斷面，分區(qū)計(jì)算流量)</p><p>　　當(dāng)Q=703.84m3/s時(shí)，水深H=2.96米，滿足要求。</p><p>　　2. 橡膠壩過流驗(yàn)算</p><p>　　河道行洪時(shí)，橡膠壩要坍壩，以50年一遇洪水為控制情況，其過流能力按有坎寬頂堰計(jì)算。計(jì)算公式：</p><p><b>　　m=0.36</b&

30、gt;</p><p>　　Ho=5.08m H=Ho-v2/2g=5.08-1.89=3.14m </p><p>　　式中：ε—側(cè)向收縮系數(shù)</p><p><b>　　σ—淹沒系數(shù)</b></p><p><b>　　m—流量系數(shù)</b></p><p>&

31、lt;b>　　B—堰寬(m)</b></p><p>　　Ho—堰上總水頭(m)</p><p>　　橡膠壩過流能力計(jì)算表</p><p><b>　　第三節(jié) 壩袋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.控制條件: 采用定型壩袋，壩袋型號(hào)為JBD1.0-60-1型，壩高1.0m，</p>&

32、lt;p><b>　　壩袋計(jì)算 </b></p><p>　　壩袋環(huán)向單寬拉力： </p><p>　　T=1/4×10×﹙2×1.5×1-1﹚=5.0KN/m</p><p>　　H0 = a H=1.5×1=1.5m</p><p>　　式中：γ---水的比重

33、（kN/m3）</p><p>　　H0---壩內(nèi)壓力水頭(m)</p><p>　　H1--- 壩高(m)</p><p>　　a---壩袋內(nèi)外壓比</p><p>　　壩袋有效周長(zhǎng) L0=S1+S+n1+x=1.57+1.69+1.0+0.44=4.7m</p><p>　　采用螺栓壓板雙錨固：

34、錨固長(zhǎng)度每側(cè)取0.75m，則壩袋加工周長(zhǎng)l1=s1+s+1.4=4.66m</p><p>　　底板墊片加工長(zhǎng)度：l2=n1+x0+1.4=1.0+0.44+1.4=2.84m</p><p>　　上游壩袋圓弧半徑R1=(2H0H1－H2)/4(H0-H1)=1.0m</p><p>　　壩袋單位長(zhǎng)度容積：V0=H0X0+(1/2)R1-a1(1/2)n1(R1H1

35、)=1.44m3</p><p>　　壩袋容積：V = V0 L=1.44×38.1=54.86m3</p><p>　　以上計(jì)算結(jié)果匯總列成壩袋設(shè)計(jì)指標(biāo)表如下（要求壩袋強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)k大于規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)[k]）</p><p>　　某充水式橡膠壩袋定型規(guī)格表</p><p>　　壩袋強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)：k=60/5.0=12.

36、0>[k] 滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　第四節(jié) 充排水設(shè)計(jì)</p><p>　　據(jù)橡膠壩所處的地形、水源以及運(yùn)用等條件，橡膠壩充水采用河水充水方案，壩袋排水以抽排為主。在距壩上游10m處設(shè)集水井作為水泵的吸水池，充排共用一套管路系統(tǒng)，充排由閘閥控制，所有控制設(shè)備及觀測(cè)設(shè)備都布置在控制室內(nèi)。</p><p><b>　　1、機(jī)泵型號(hào)

37、選擇</b></p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)已建橡膠壩工程的統(tǒng)計(jì)，橡膠壩的充壩時(shí)間一般為2～3小時(shí)，坍壩時(shí)間為1～2小時(shí)。根據(jù)本工程的引水需要和該橡膠壩運(yùn)用情況，分別確定其充壩時(shí)間為2小時(shí)，坍壩時(shí)間為1小時(shí)。</p><p>　　充水流量Q充=V/T=54.86/2=27.43 m3/h</p><p>　　排水流量Q排=V/T=54.86/1=54.86

38、 m3/h</p><p>　　選用兩臺(tái)IS100-65J-200B型單級(jí)吸懸臂式離心泵，單泵流量為Q0=43.3m3/h，揚(yáng)程H=9.5m，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，配套電動(dòng)機(jī)為Y100L1-4型電動(dòng)機(jī)，功率為2.2Kw,進(jìn)水管直徑200mm，排水管直徑400mm。</p><p><b>　　2、集水井設(shè)計(jì)</b></p><p>　　集

39、水井的容積要滿足壩袋充水時(shí)的水量。集水井也可結(jié)合景觀噴水池設(shè)置，并考慮管道自來水作為備用水源。</p><p>　　3、超壓溢流管的設(shè)置</p><p>　　為確保壩袋在充水情況下不致超壓破壞，在壩左端設(shè)置超壓溢流管，1號(hào)、2號(hào)壩的溢流管入口高程分別為 120.821 米和 121.421 米，溢流管出水口的高程分別為 122.321 米和 122.

40、921 米。超壓管的設(shè)置，必須保證在超壓下，超壓管出水量大于或等于充水量，才能確保壩袋的安全。取溢流管d = 400mm，其出水流量：</p><p>　　=1×0.1256×(2×10×0.3)½=0.3077m3/s=1107m3/h</p><p>　　式中：Q — 出水量(m3/s)；</p><p>

41、;　?。痢?管斷面面積(m2)；</p><p>　　μc—管道設(shè)計(jì)流量系數(shù)；</p><p>　　H0— 出水口水頭（0.3m）；</p><p>　　Σζ—局部水頭損失之和。</p><p>　　λ—沿程水頭損失之和。</p><p>　　Q > Q充,則滿足安全要求。</p><p>

42、;<b>　　4、排氣管布置</b></p><p>　　采取壩袋排氣孔與壩內(nèi)設(shè)排氣管相結(jié)合的方法。除在兩壩端袋壁上設(shè)排氣孔外，在壩袋內(nèi)設(shè)Φ50膠管，與壩袋聯(lián)在一起，通過底板內(nèi)預(yù)埋的鋼管將氣排出，1號(hào)、2號(hào)壩的出氣口高程分別為 120.821 米和 121.421 米。</p><p>　　表3-5 充排水系統(tǒng)主

43、要指標(biāo)表</p><p><b>　　第五節(jié) 底板設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.底板的尺寸擬定</b></p><p>　　橡膠壩底板順?biāo)飨虻拈L(zhǎng)度：</p><p>　　=0.5×（1.57﹢1.69﹢1.0﹢0.44）+1.0+1.0=4.35m</p>

44、<p>　　式中：L1,L2—為交通道寬度，取L1=L2=1.0m</p><p>　　Ld — 底板長(zhǎng)度。</p><p><b>　　2.厚度與高程</b></p><p>　　底板厚一般取0.60m，1號(hào)、2號(hào)壩的頂高程根據(jù)壩軸線處河底高程及壩高確定。</p><p><b>　　3.底板的

45、穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1計(jì)算條件</b></p><p>　　1、2號(hào)橡膠壩均建在土基上，根據(jù)其運(yùn)用條件，確定其小底板的計(jì)算條件為壩體充水到設(shè)計(jì)壩高，1、2號(hào)壩上游水位分別為 121.821 m和 122.421 m，下游無水。</p><p>　　3.2荷載及荷載組合</

46、p><p><b>　?。?）荷載</b></p><p>　　自重：25×0.6×38.1×4.35=2486.03KN</p><p><b>　　靜水壓力：水平的</b></p><p>　　=0.5×10×1.6²×38.1=

47、487.68KN</p><p>　　鉛直的（袋內(nèi)的、壩前的）</p><p>　　=1.5×1.0×10×1.44×38.1+1.0×1.4×38.1×10=1356.36KN</p><p><b>　　揚(yáng)壓力：</b></p><p>　　=0.

48、5×10×1.6×4.35×38.1=1325.88KN</p><p><b>　　（2）荷載組合</b></p><p>　　基本荷載組合：底板與充水壩體的自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力及底板上水體重量。</p><p><b>　　3.3穩(wěn)定計(jì)算</b></p><

49、p>　　底板穩(wěn)定計(jì)算表（對(duì)上游齒墻下端點(diǎn)取矩） </p><p><b>　　抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：</b></p><p>　　=0.3×（3842.39－1325.88）/487.69=1.55>1.25</p><p>　　式中：K—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　f0—

50、底板砼與土基接觸面的摩擦系數(shù)(f0=0.3)</p><p>　　Σw—作用在底板上的全部垂直荷載之和(kN)</p><p>　　ΣP—作用在底板全部水平荷載之和(kN) </p><p>　　代入公式計(jì)算得到可能最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K，若K >規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)[k]，則抗滑穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b>　　4.

51、底板應(yīng)力計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1偏心距</b></p><p>　　=0.5×4.35－5862.74/2516.51=－0.15</p><p>　　式中: L—底板順?biāo)飨虻拈L(zhǎng)度(m)</p><p>　　ΣＭ—各力對(duì)底板上游端點(diǎn)的力矩和(kN·m)</p

52、><p>　　ΣW—作用在底板上的垂直力和（kN）</p><p><b>　　4.2地基應(yīng)力</b></p><p>　　=2516.51/4.35×[1±6×﹙－0.15﹚÷4.35]=698.20/458.82</p><p>　　4.3地基應(yīng)力不均勻系數(shù) :η=σmax/σmi

53、n= 698.20/458.82=1.52<[η]=2</p><p>　　η<[η]=2，則滿足規(guī)范要求。</p><p><b>　　5底板結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p><b>　　5.1荷載計(jì)算</b></p><p>　　取壩頂對(duì)應(yīng)的底板兩側(cè)1.0米寬板條計(jì)算，板條垂直于水流

54、方向的長(zhǎng)度L1=4.5米</p><p>　　(1)水壓力： q1=14.0KN/m</p><p>　　(2)水重： q2=21.60KN/m</p><p>　　(3)底板重: q3=65.25KN/m</p><p>　　(4)揚(yáng)壓力: q4=34.80KN/m </p><p>

55、<b>　　5.2強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　視板條為彈性地基梁進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　q=q1+ q2+ q3－q4=66.05KN/m</p><p>　　底板為C10砼，泊松比μ＝0.18，壓縮模量Eh=2.85×106kN/m2 ，基礎(chǔ)的泊松比μ＝0.35，壓縮模量Ed=6.1×102kN/cm2，參

56、照水閘閘室結(jié)構(gòu)計(jì)算方法手算或利用《水利水電工程PC—1500程序集》計(jì)算其結(jié)果如下：</p><p>　　彎矩 Mmax=1.5kN·m</p><p>　　反力 qmax=78.3kN</p><p>　　剪力 Qmax=3.29kN</p><p>　　不均勻沉陷量：0.03m</p><p>

57、;<b>　　5.3配筋計(jì)算</b></p><p>　　由于底板內(nèi)力較小，所以僅配構(gòu)造筋。</p><p>　　垂直水流向底層筋：Φ12@200</p><p>　　順?biāo)飨虻讓咏睿害?0@200</p><p>　　垂直水流向頂層筋：Φ10@200</p><p>　　順?biāo)飨蝽攲咏睿害?0@

58、200</p><p><b>　　第六節(jié) 錨固設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、2號(hào)橡膠壩均采用螺栓壓板雙錨固，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料和橡膠壩廠出產(chǎn)的構(gòu)造錨固配件，初步確定螺栓直徑10mm，壓板厚度10mm，寬度400mm,螺栓、壓板均采用3號(hào)鋼。</p><p><b>　　1、螺栓直徑d驗(yàn)算</b></p>

59、<p>　　根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》，螺栓間距取0.2m，其計(jì)算公式為</p><p>　　T0=KT=3×5.0=15.0KN/m</p><p>　　=15.0×1.75／5=5.25KN</p><p>　　=4×1.3×5.25／﹙3.14×0.01²﹚=86.94N/mm2</p&g

60、t;<p>　　式中：Q0 — 每根螺栓承受的荷載（kN）</p><p>　　T0 — 單位長(zhǎng)度螺栓計(jì)算荷載（kN/m）</p><p>　　k1— 栓緊力及扭轉(zhuǎn)力的影響系數(shù)（k1=1.75）</p><p>　　n — 單位長(zhǎng)度內(nèi)螺栓根數(shù)（n=5）</p><p>　　d —螺栓直徑（d=0.01m）</p>

61、<p>　　經(jīng)計(jì)算σ= 86.94N/mm2 ≤《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度[σ]=215N/mm2，即螺栓厚度與直徑滿足要求。規(guī)范規(guī)定螺栓錨固深度不小于250mm且不小于25d，因底板500mm厚，螺栓埋置深度受到限制,應(yīng)在螺栓底部做彎鉤與基礎(chǔ)底板下層鋼筋牢固地焊接在一起。</p><p><b>　　壓板強(qiáng)度驗(yàn)算：</b></p><p>　　=

62、3.0×5.0×0.2/5=0.6kN·m</p><p>　　=0.6/(1/6×0.4×0.01²)=90.0 N/mm2</p><p>　　式中：Μ—壩袋拉力作用在底板上產(chǎn)生的彎矩（kN·m）</p><p>　　L —螺栓中心至壓板邊緣的距離（m）</p><p>

63、;　　K2—安全系數(shù)（K2=3.0）</p><p>　　WZ—抗彎截面系數(shù)（m3）</p><p>　　經(jīng)計(jì)算：σ= 90.0 N/mm2 <[σ]=215 N/mm2</p><p>　　通過以上計(jì)算知：橡膠壩螺栓壓板錨固采用直徑0.02m螺栓，寬度0.19m,厚度0.01m的壓板滿足其強(qiáng)度要求。根據(jù)煙臺(tái)力大水利配件有限公司生產(chǎn)的橡膠壩錨固配件可采用IM

64、-150型號(hào)。</p><p><b>　　第七節(jié) 邊墩設(shè)計(jì)</b></p><p>　　橡膠壩處的邊墩采用混凝土結(jié)構(gòu)，墩頂厚度為0.8m，高3.5m，見圖1。消能段的邊墻采用漿砌石，外形尺寸與邊墩相同。以完建期河道內(nèi)未蓄水、墩后地下水位與墩頂齊平情況為計(jì)算條件，對(duì)邊墩的抗滑、抗傾穩(wěn)定和基底壓力驗(yàn)算。</p><p><b>　　一、

65、邊墩外形尺寸</b></p><p>　　圖1橡膠壩處邊墩橫斷面圖(單位:mm)</p><p><b>　　二、穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p><b>　　1、計(jì)算條件</b></p><p>　　施工剛建成，河道內(nèi)還沒有蓄水或塌壩后墩后水位最高（與墩頂齊平）時(shí)，是邊墩穩(wěn)定最不利情況

66、。邊墩尺寸如圖1所示，橡膠壩處的邊墩取單寬1m計(jì)算。</p><p><b>　　2、荷載計(jì)算</b></p><p>　?、偎酵翂毫τ?jì)算: 墻后填土選用優(yōu)質(zhì)粘土防滲，分層夯實(shí)回填，土壓力按主動(dòng)土壓力計(jì)算，近似采用朗金公式:</p><p>　　=0.5×10.1×32×0.66－2×15×3

67、×√0.66＋2×152/10.1=0.39 KN</p><p>　　式中：Pa—主動(dòng)土壓力(kN/m)</p><p>　　γ—土的浮容重（γ=10. 1kN/m3）</p><p>　?。谩恋恼尘哿Γ╟=15kN/m2）</p><p>　　H—邊墩高(H=4.0m)</p><p>　　φ

68、—土的內(nèi)摩擦角(φ=12°)</p><p>　　Ka—主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tan2（45º-φ/2）=0.66</p><p>　　G1=0.3×0.6×1×25=4.5 KN G2=0.5×4×1×25=50 KN</p><p>　　G3= 0.3×

69、3.6×1×25=27KN G4=1.5×0.6×1×25=22.50 KN</p><p>　　G5= 0.5×0.9×3×1×25=33.75KN G6=0.5×0.9×3×1×10.1=27.0 KN</p><p>　

70、　G7=0.6×3×1×10.1=36.0KN </p><p>　　經(jīng)計(jì)算,橡膠壩處：Pa= 0.39 kN/m；荷載計(jì)算結(jié)果見下表：</p><p>　　橡膠壩處邊墩荷載計(jì)算結(jié)果表（對(duì)A點(diǎn)取矩）</p><p>　　3、邊墩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù):</p><p>　　K=f0∑G/∑P=

71、0.3×200.75/30.27=1.99>1.25</p><p>　　式中：K—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　f0 —邊墩底與土基接觸面的摩擦系數(shù)(f0=0.3)</p><p>　　∑P—作用在邊墩上的水平力之和( kN )</p><p>　　4、偏心距e的計(jì)算：</p><p>　　橡

72、膠壩處邊墩及消力池處邊墩偏心距e的計(jì)算公式:</p><p>　　=2.6/2－(271.41－21.80)/200.75=0.06</p><p>　　式中:B —邊墩垂直水流方向的長(zhǎng)度(m)</p><p>　　∑M —各力對(duì)邊墩A點(diǎn)的力矩和(kN·m)</p><p>　　∑G —作用在邊墩底上的垂直力和(kN )</p

73、><p>　　5、邊墩抗傾穩(wěn)定安全系數(shù):（對(duì)于合力偏心距大于等于1/4基底寬的邊墻）</p><p>　　K0=∑M穩(wěn)定/∑M傾覆271.4/17/21.8=12.45>1.2</p><p>　　式中：K0—邊墩抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)，對(duì)計(jì)入地震的特殊荷載組合，其余荷載組合K0≥1.5。</p><p>　　∑M穩(wěn)定—邊墩穩(wěn)定力矩和(kN

74、83;m)</p><p>　　∑M傾覆—邊墩傾覆力矩和(kN·m)</p><p><b>　　邊墩地基應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　=200.75/2.6×(1±6×0.06/2.6)=87.90/66.52</p><p>　　地基反力的不均勻系數(shù):η=σmax/σm

75、in =1.32 ，計(jì)算結(jié)果見下表：</p><p>　　邊墩抗滑穩(wěn)定及地基應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知：計(jì)算的邊墩抗滑安全系數(shù)大于規(guī)范規(guī)定的允許抗滑安全系數(shù)，抗傾安全系數(shù)大于規(guī)范規(guī)定的允許抗傾安全系數(shù)；對(duì)照地質(zhì)報(bào)告，邊墩地基應(yīng)力小于地基承載力，地基不均勻系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定的2.0。</p><p><b>　　第八節(jié) 泵房設(shè)計(jì)

76、</b></p><p>　　橡膠壩充排水水泵泵房為鋼筋砼箱形結(jié)構(gòu)，邊墻高4.5m，上蓋板為30cm厚鋼筋砼板，泵房平面尺寸見圖3。為保證泵房安全，對(duì)泵房整體的抗滑穩(wěn)定、抗傾、基底壓力進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　一、泵房平面尺寸</b></p><p>　　圖3 泵房平面尺寸圖 (單位:mm)</p>&l

77、t;p><b>　　二、泵房基底計(jì)算</b></p><p><b>　　1、荷載計(jì)算</b></p><p>　　土壓力的計(jì)算: 墻后填土選用優(yōu)質(zhì)粘土，分層夯實(shí)回填，土壓力按主動(dòng)土壓力計(jì)算，其公式:</p><p>　　式中：Pa—主動(dòng)土壓力(KN/m)</p><p><b>　

78、　H—泵房高度(m)</b></p><p>　　γ—土的浮容重（γ=10.1KN/m3）</p><p>　?。谩恋恼尘哿Γ╟=15KN/m2）</p><p>　　φ—土的內(nèi)摩擦角(φ=12°)</p><p>　　Ka—主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tan2（45º-φ/2）=0.66</p>&l

79、t;p>　　G1=4.2×0.5×1×25=52.5 KN G2=5×0.3×1×25=50 KN</p><p>　　G3= 3,.3×0.4×1×25=33 KN G4=2.7×0.5×1×25=33.75 KN</p><

80、p>　　G5= 0.4×1.1×25=11 KN G6=1.4×0.3×25=10.5 KN</p><p>　　荷載計(jì)算結(jié)果見下表：</p><p>　　荷載計(jì)算結(jié)果表（對(duì)AB軸取矩） </p><p>　　表中G6是泵房上蓋板和下底板重，G7是亭子上蓋重，G8是臨水墻上柱子重，G9其余

81、柱子重。</p><p>　　2.泵房抗滑穩(wěn)定安全系數(shù):</p><p>　　K=f0∑G/∑P=0.3×178.25/2.37=22.56﹥1.25</p><p>　　式中：K—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　f0 —泵房底板與土基接觸面的摩擦系數(shù)(f0=0.3)</p><p>　　∑P—作用在泵

82、房上的水平力之和( kN )</p><p>　　3.泵房抗傾穩(wěn)定安全系數(shù):</p><p>　　K=∑M抗傾/∑M傾覆=406.26/3.56=114.12﹥1.20</p><p>　　式中：K—泵房抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　∑M抗傾—泵房抗傾力矩和(kN·m)</p><p>　　∑M傾覆—

83、泵房?jī)A覆力矩和(kN·m)</p><p>　　4.泵房偏心距e的計(jì)算：</p><p>　　=5/2-（406.26-3.56）/178.25=0.4</p><p>　　式中:B —泵房垂直水流方向的長(zhǎng)度(m)</p><p>　　∑M —各力對(duì)AB軸的力矩和(kN·m)</p><p>　　∑

84、G —作用在泵房底板上的垂直力和(kN )</p><p>　　2、泵房地基應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　地基應(yīng)力計(jì)算公式：</b></p><p>　　=178.25/2×(1±6×0.24/5)=45.92(25.38)</p><p>　　地基反力的不均勻系數(shù):</p&g

85、t;<p>　　η=σmax/σmin=45.92/25.38=1.81<2.00</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果見下表：</b></p><p><b>　　泵房穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表</b></p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知：泵房穩(wěn)定計(jì)算的抗滑安全系數(shù)大于規(guī)范規(guī)定的1.25，抗傾安全系數(shù)大于規(guī)