水工建筑物课程设计任务书和指导书37997.docx

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1、水工建筑筑物课程实训任任务及指指导书（适用于水水建A009级）山东水利职职业学院院水利工程系系水工教教研室2011年年6月水工建筑筑物课课程实训训任务书书一、课程实实训的目目的：1.系统地地巩固和和加深水水工建筑筑物课课程学习习的基本本知识、基基本理论论，掌握握本专业业建筑物物设计的的基本技技能；2.掌握有有关实际际工程设设计的基基本原则则、内容容、方法法、步骤骤及设计计时应注注意的分分析问题题、解决决问题的的能力；3.培养学学生水利利工程设设计计算算方法，提提高计算算能力；4.培养学学生专业业绘图及及编写设设计文件件的基本本技能。二、工程基基本资料料；工程设计计标准山东某引黄黄灌区的的进水闸

2、闸。在引引水口的黄河河大堤之之外为一一低洼荒荒碱地，为为一良好好的沉沙沙区。整整个灌区区地形为为西北高高东南低低。工程程处黄河河沿岸的的地面高高程一般般在144m左右右。该闸闸是灌区区工程的的主要水水工建筑筑物。其其任务是是保证在在无坝引引水的条条件下，满满足灌区区用水的的要求。该引水闸设设计引水水流量QQ=1220m33/s，闸闸前设计计水位（保保证率775%）为为12.7m，引引水角（水水闸中心心线与黄黄河中泓泓线方向向的夹角角）为440，引水水渠段（水水闸垂直直水流方方向的轴轴线距离离河岸的的距离）为为1500m。闸闸前的引引水渠段段渠底高高程为10.0m，底底宽为660m，两两岸的边边

3、坡为11:2。在在高程为为15mm处设一一平台，宽宽度为22.0mm。高程程15mm到19.5m的的边坡为为1:22.5。闸闸后灌区区渠首底底高程为为10.0m。工程设计计指标A.建筑物物等级：1级；B.设计荷荷载组合合基本组合：设计洪洪水位情情况，上上游水位位为17.0m，下下游设计计水位为为12.0m，风风速为114m/s。特殊组合：校核洪洪水位情情况，上上游水位位为18.5m，下下游水位位为12.5m，风风速为114m/s。C.地基情情况闸底板位于于砂壤土土，其力力学性能能指标较较好。其其各项指指标如下下：抗剪强度指指标：水下=225；水上=330；地基承载能能力：PP=1665Mppa

4、；渗径系数（勃勃莱系数数）：cc=9.0；密度：r干干=155kN/m3；r湿=188.5kkN/mm3；r浮=100kN/m3；r饱=200kN/m3；土壤凝聚力力：c水水上=110kNN/m22；c水下下=5KKn/mm2；D.地基允允许不均均匀系数数：=22.63.00；E.抗滑稳稳定安全全系数：k设计=11.300；kk校核核=1.10；F.建筑物物与地基基的摩擦擦系数：f=00.40.55；G.建筑材材料：该地区为冲冲积平原原，砂、石石需从外外地运输输；H.该水闸闸有交通通要求，该区地震烈度为7度，要求按照7度设防；I.本地区区有交通通要求，交通桥宽度一般为45m；不考虑地震要求。三

5、、设计要要求遵循安全、实实用、经经济合理理、施工工管理方方便、技技术先进进等原则则，保证证质量、保保证进度度完成所所布置的的设计任任务。四、设计任任务及时时间分配配闸址选择择（包括括熟悉原原始资料料、了解解设计任任务） （0.5天）水闸总体体布置1.主要建建筑物的的形式选选择及尺尺寸拟定定； （11.0天）2.闸孔设设计； 1.00天3.水闸消消能防冲冲设计； 1.00天4.水闸访访渗设计计。 1.00天闸室稳定定计算 （1.5天）两岸连接接建筑物物尺寸拟拟定 1.00天图纸绘制制及设计计计算说说明书编编写 （3.0天天）五、设计成成果及成成绩评定定本次设计完完成后应应提交设设计计算算说明书书

6、一份（2535页）、水闸平面布置图及纵剖面图各一份。学生设计成成绩，应应根据学学生设计计完成后后提交的的成果质质量、设设计过程程中的表表现、设设计时的的出勤状状况等情情况综合合评定，成成绩分为为优秀、良良好、及及格、不不及格四四级，成成绩不合合格者要要求重做做。参考考标准如如下：1、优秀实训积积极，遵遵守纪律律，表现现好。能按时时优异地地完成设设计任务务，能熟熟练地运运用所学学理论和和专业知知识，在在某些方方面有独独特的见见解。设计计计算说明明书完整整、正确确，概念念清楚，文文字通顺顺，书写写工整，图图纸齐全全，符合合要求。2、良好实训积积极，遵遵守纪律律，表现现较好。能按时独独立完成成设计任

7、任务，较较熟练地地运用所所学理论论和专业业知识，具具有一定定的综合合分析和和解决问问题的能能力。计算说说明书完完整、正正确，概概念清楚楚，文字字通顺，书书写工整整，图纸纸齐全，符符合要求求。3、及格实训态度度及表现现一般。勉强完成成设计任任务，基基本达到到要求，综综合分析析和解决决问题的的能力较较差。计算说明明书基本本完整、正正确，书书写工整整，图纸纸齐全，基基本符合合要求。4、不及格格实训不努努力，表表现较差差。未能达到到规定的的基本要要求，设设计中有有原则性性错误。计算说明明书不完完整，概概念不清清，图纸纸不齐全全或不符符合要求求。15水工建筑筑物课课程实训训指导书书一、了解设设计任务务、

8、阅读读分析基基本资料料1.明确设设计任务务2.分析设设计基本本资料二、闸址选选择闸址选择合合理与否否将直接接影响到到水闸工工程量的的大小、施施工条件件、安全全运用及及水闸建建成后的的效益，是是一大问问题。影影响闸址址选择的的因素较较多，各各种水闸闸承担的的任务不不同，对对闸址的的要求也也不完全全一致。对对进水闸闸来说，主主要应考考虑一下下方面：1.闸址位位置应尽量使水水流平顺顺，减少少泥沙入入渠，所所以应选选在基本本稳定的的河道凹凹岸，并并具有一一定的引引水角，以以保证可可靠地引引取水流流。2.地基条条件地基条件是是闸址选选择的一一个十分分重要的的因素。不不论何种种形式的的水闸，以以尽可能能选

9、择在在质地均均匀、结结构紧密密、防渗渗能力较较好、承承载力较较强的地地基上。3.施工条条件应可能靠近近天然建建筑材料料产区，交交通方便便，能源源充足，且且闸址附附近有足足够的施施工场地地，施工工导流布布置方便便。4.居民点点拆迁少少。5.建成后后便于管管理养护护等。三、水闸总总体布置置1.闸孔设设计主要内容：闸孔净净宽、孔孔数、每每孔宽度度、总宽宽度，并并校核过过闸流量量。设计依据：水力学学知识。设设计步骤骤建议如如下：列出设计计条件设设计流量量、上下下游水位位等确定堰型型及其底底板高程程堰型根据底底板的形形式确定定。如采采用平底底板则为为宽顶堰堰。堰顶顶高程根根据上下下游渠底底高程确确定。为

10、为防止河河流泥沙沙进入渠渠道，其其顶高程程一般应应高于上上游渠道道0.551.5m。闸孔净宽宽计算应根据实际际情况，选选用堰流流或孔流流计算。应应合理计计算各系系数。分孔及总总宽度根据水闸净净宽将其其进行分分孔。每每孔闸门门应尽量量采用国国家推荐荐的标准准尺寸，且且当孔数数较少时时采用奇奇数孔。拟拟定中墩墩厚度，计计算闸室室总宽度度。过闸能力力校核根据水闸分分孔后的的实际情情况，重重新计算算水力计计算公式式中的各各系数，进进行过闸闸流量的的校核。确定闸顶顶高程为防止水流流漫溢影影响水闸闸的正常常运行，闸闸顶应保保证在静静水位以以上有足足够的超超高。分分设计和和校核两两种情况况，取大大者。四、消

11、能防防冲设计计水闸的消能能防冲包包括消力力池、海海漫和防防冲槽等等主要内内容。消力池设设计列出设计条条件。总总体判别别闸孔出出流时下下游水流流的衔接接方式，如如为远驱驱式，则则需要修修建消力力池；如如需修建建，根据据地基条条件确定定消力池池的形式式，在平平原地区区土基上上一般采采用下挖挖式消力力池；消消力池尺尺寸计算算。但应注意：此时为为保证消消能效果果，一般般要求淹淹没系数数为1.051.10；为简便便且安全全，采用用平面二二维消力力池；水水闸底板板与消力力池护坦坦之间用用不陡于于144的坡连连接。消力池护坦坦构造：厚度、材材料、分分缝、排排水等。海漫设计计海漫的长度度：应根根据河床床地质条

12、条件、水水流扩散散情况、上上下游水水位差等等确定。海漫的总体体布置：海漫首首端顶可可与消力力池尾坎坎齐平或或低0.5m；始端设设置100m唱的的水平段段；其后后用不陡陡于110的的坡连接接；海漫漫末端高高程应满满足水流流不冲要要求。海漫的构造造：海漫漫的形式式、分缝缝等。防冲槽设设计防冲槽形式式确定、尺尺寸拟定定、构造造设计。注注意：在在土基上上的防冲冲槽一般般采用抛抛填式，材材料用量量应满足足水流要要求。五、防渗排排水设计计渗透压力的的大小与与地下轮轮廓的形形状和尺尺寸有很很大的关关系。合合理地布布置地下下轮廓就就能有效效地防止止土壤渗渗透变形形，并减减小渗透透压力。采采取措施施总的原原则是

13、高高防低排排，即在在靠近高高水位一一侧采取取防渗措措施，靠靠近低水水位一侧侧采取排排水措施施。防渗渗设计的的影响因因素很多多，如地地基条件件、闸上上作用水水头、闸闸底板顺顺水流方方向的长长度及材材料的供供应。因因此设计计时应结结合当地地具体条条件，配配合水闸闸总体布布置进行行。设计步骤如如下：根据闸上上作用水水头的大大小和地地基条件件，用渗渗径系数数法初步步拟定地地下轮廓廓的防渗渗长度。地下轮廓廓布置土基上水闸闸一般不不采用板板桩形式式进行防防渗。一一般采用用延长上上游铺盖盖的长度度来减小小渗流，下下游采用用平铺式式排水。应应根据底底板顺水水流方向向的长度度确定铺铺盖的长长度，应应考虑下下游排

14、水水起点，避避免冲刷刷焦点的的发生。铺盖材料的的选择、厚厚度确定定、与闸闸底板的的连接等等细部设设计。闸基渗流流计算采用改进阻阻力系数数法进行行，计算算作用在在底板上上的而渗渗透压力力，并进进行地基基的渗透透稳定验验算。水闸的防渗渗排水设设计应结结合闸室室的稳定定计算进进行。六、闸室各各部件的的形式选选择及尺尺寸拟定定本部分应结结合前面面的水力力计算、防防渗排水水设计、消消能防冲冲设计等等内容，相相互协调调进行。闸室各部件件包括闸闸底板、闸闸墩、闸闸门、工工作桥、交交通桥、检检修桥、启启闭机房房等。闸底板：闸底板板形式按按外形有有平底板板、低堰堰底板、折折线底板板等形式式。平原原地区的的进水闸

15、闸一般采采用平底底板。按按与闸墩墩的连接接方式有有整体式式、分离离式等，土土基上的的水闸一一般采用用整体式式。底板板厚度应应满足强强度和稳稳定要求求。闸墩：大大中型水水闸多采采用混凝凝土、钢钢筋混凝凝土材料料。为满满足水流流条件，上上游墩头头采用半半圆形，下下游采用用半圆形形或流线线型。闸闸墩厚度度应满足足稳定、强强度和闸闸门搁置置要求。闸门：闸闸门分为为平面闸闸门和弧弧形闸门门。闸门门净宽宜宜采用国国家推荐荐的尺寸寸。工作桥、交交通桥：工作桥桥一般采采用板桥桥或T形形桥，交交通桥多多采用TT形桥。启启闭机采采用绳鼓鼓式。另外当上游游挡水水水位较高高，而且且下泄引引取水水流是在在低水位位时，为

16、为减少作作用在闸闸门上的的水压力力，可采采用胸墙墙来辅助助挡水，以以减小闸闸门高度度。七、闸室稳稳定计算算水闸在使用用或施工工工程中中，可能能产生沿沿闸基的的水平滑滑动、地地基承载载力不满满足要求求、地基基产生较较大的沉沉降或不不均匀沉沉降影响响水闸的的安全和和正常运运行。闸室稳定定计算作用在闸室室上的荷荷载有自自重、水水压力、浪浪压力、泥泥沙压力力、渗透透压力、地地震荷载载等，因因按实际际情况进进行荷载载组合，闸闸室的而而稳定安安全系数数应满足足要求。应根据实际际情况合合理选择择计算单单元。地基基底底压力及及基底压压力不均均匀系数数按偏心受压压公式计计算地基基基底压压力，验验算地基基的而稳稳

17、定性；同时基基底压力力不均匀匀系数应应满足要要求。地基沉降降及不均均匀沉降降分别验算在在各种荷荷载组合合情况下下的地基基沉降及及其不均均匀沉降降，应满满足要求求。荷载计算算有关说说明工作桥自重重包括活活荷载可按550KNN/m计计算；检检修桥自自重按工工作桥的的1/88考虑；启闭设设备采用用绳鼓式式启闭机机，自重重可按440KNN/m计计算。机机房可按按外墙高高5m，净净高4mm自重330KNN/m考考虑。工作闸门自自重可按按下面的的方法进进行：其中式中：、已知和和所求闸闸门的自自重； 、已知和和所求闸闸门的孔孔口面积积； 、已知和和所求闸闸门的孔孔口尺寸寸； 、已知和和所求闸闸门的孔孔口中心

18、心线的水水头。附：一已知知进水闸闸闸门的的参数为为=2550KNN/m、=18m2、=6m、=10.7m。八、设计图图纸的绘绘制按照水利工工程制图图的要求求用AuutoCCAD绘绘制在AA3图幅上上。采用用标准边框框，线条条。设计图纸包包括：水水闸平面面布置图、侧侧视图、正正视图和和细部结结构图。九、设计成成果的提提交设计说明书书是用来来系统描描述设计计的原则则、依据据、方法法、成果果和内容容的，它它是工程程施工、工工程建成成后的运运用、管管理以及及将来改改扩建、维维修的依依据。设设计计算算书主要要用来反反映设计计计算过过程、数数据的来来源的。二二者是根根本不同同的。本本次设计计将设计计说明书

19、书和设计计计算书书合在一一起，形形成设计计计算说说明书。设计计算说说明书的的组成：前言；目录；第1章 设计基基本资料料；第2章 水闸总总体布置置；第3章 闸室稳稳定计算算；第4章 两岸连连接建筑筑物设计计；第5章 设计收收获及建建议；参考文献。要求设计计计算说明明书采用用统一的的纸张用用黑色中中性笔书书写；字字体应仔仔细、整整洁；设设计计算算说明书书禁止涂涂改。建议采采用电子子版，文字、格式处理理符合标标准。十、参考资资料1.程兴奇奇主编.水工建建筑物.北京：中国水水利电力力出版社社，200072.中华人人民共和和国水利利部.SSL-220011 水闸闸设计规规范.北北京：中中国水利利电力出出版社，200013.谈松曦曦.水闸闸设计.北京.水利电电力出版版社，1198664.中华人人民共和和国电力力部.DDL-550777 水工工建筑物物荷载设设计规范范.北京京：中国国电力出出版社，119977