计算情况 启闭运行 通闸运行 T3(分) 4.50 0 T(分) 54.26 15.00 船闸日平均工作小时按22小时计算,则日平均过闸次数为: 当启闭运行时:N=22*60/54.26=24次; 当通闸运行时:N=22*60/15=88次。
经水文水利计算分析,某闸枢纽一般年型节制闸控制天数较少,遇特大洪涝1991年型需调度关闸约20天,节制闸控制时,船闸运用。考虑检修、事故等停航天数10~15天,年平均通航天数按350天计。实际船闸启闭运行为20天,开通闸运行为330天。
当启闭运行时,按闸室尺度可布臵一顶加2×300吨级一队和一拖加4×100吨级船队;当通闸运行时,按设计要求单向过闸,计算单元为一顶加2×300吨级船队二个和一拖加10×100吨级船队一个,则一次过闸吨位为:
启闭运行时:G=2×300+4×100=1000吨, 通闸运行时:G=4×300+10×100=2200吨。
运量不均匀系数采用1.35,船舶装载系数按某溧漕河各观测点通过量预测2020年货物吨位与船舶吨位的比,取0.67。
年过闸货运量:
P=(20×24×1000+330×88×2200)×0.67/1.35 =3195万吨。
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满足设计水平年货运量要求。
第五节 稳定分析
一、 节制闸、船闸上下闸首稳定分析
对节制闸、船闸上下闸首在完建期,检修期、设计水位组合、校核水位组合等工况条件下进行了整体稳定分析,计算结果如下表:
节制闸、船闸稳定分析成果表
最大应力 名 称 设计工况 T/M2 节 制 闸 完建期 设 计 校 核 完建期 上 设 计 闸 校 核 首 检修期 下 闸 首 完建期 设 计 校 核 检修期 8.670 9.613 10.077 10.077 9.394 6.274 9.374 7.303 7.303 6.901 1.38 1.03 1.38 1.38 1.36 5.17 / 1.66 1.66 1.74 3.10 / 2.49 2.49 4.69 7.400 6.034 1.23 3.92 1.94 7.307 6.026 1.21 4.30 1.94 9.606 7.307 7.400 9.606 最小应力 T/M2 8.178 6.026 6.034 8.178 不均匀 系 数 η 1.17 1.21 1.23 1.17 抗滑安全 系 数 KC / 4.30 3.92 / 抗倾安全 系 数 KL / 1.94 1.94 / 节制闸、船闸上闸首持力层均在第②2层土中,该土层为灰色重粉质砂壤土、轻粉质壤土,含黑色有机质,松散状态,中压缩
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性,土层力学指标较差,天然地基承载能力70Kpa。从上述计算结果看,地基承载能力不能满足要求。设计采用钢筋砼钻孔灌注桩基础,设计桩径0.8米,桩底高程-25米,节制闸及船闸上闸首各为28根桩。各时期抗滑稳定均满足要求。
船闸下闸首底板持力层为②3层土,该层土为灰色淤泥质粉质粘土、淤泥质重粉质壤土夹轻粉质壤土透镜体,流塑状态,中压缩性,标准贯入击数1击,内摩擦角5度,凝聚力11kpa,地基承载力为65 kpa。经验算,地基承载力不满足要求,设计采用钢筋砼钻孔灌注桩基础,设20根φ80灌注桩,桩底高程为-27米。灌注桩与底板刚接以与底板共同承受水平力。
二、 上下游翼墙稳定分析
上下游翼墙采用钢筋砼扶壁式结构,持力层为第②2层、②3
层土,该土层为粉质壤土、淤泥质粉质粘土,力学指标差,承载力分别为70、65 Kpa。上下游翼墙在各完建期、运行期、强降雨期等工况条件下,平均地基应力均大于地基承载力,需进行地基处理。设计采用钢筋砼钻孔灌注桩基础,桩径0.8米,桩底高程-28.0米,节制闸上游及船闸上下游翼墙各设23根桩,节制闸下游翼墙设11根桩。各工况条件下稳定分析成果如下表:
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翼墙稳定计算结果汇总表:
最大应力 计算工况 T/M2 20.035 9.989 16.418 12.068 5.532 9.493 最小应力 T/M2 10.953 8.527 7.577 62.17 4.920 4.304 不均匀系数 η 1.92 1.17 2.17 1.94 1.12 2.21 抗滑安全系数 1.42 16.90 1.41 1.42 17.02 1.42 抗倾安全系数 2.66 1.94 1.61 2.65 1.93 1.60 翼墙 1 翼墙 2 完建期 运行期 强降雨 完建期 运行期 强降雨 注:翼墙1为节制闸上游翼墙及船闸上下游翼墙,翼墙2为节制闸下游翼墙。
计算结果显示,各工况条件下稳定满足要求。 三、 靠船墩稳定分析
靠船墩采用钢筋砼实体重力式结构,上游靠船墩完建期及运行期基底最大应为分别达12.9吨/平米和9.59吨/平米,天然地基承载力不满足要求。采用钢筋砼灌注桩基础,每节靠船墩下设4根Φ80灌注桩,桩底高程为-25米。下游靠船墩完建期和运行期基底最大应力分别为10.2吨/平米和9.65吨/平米,天然地基承载力也不满足要求,设计采用钻孔灌注桩基础,每节靠船墩下设4根Φ80灌注桩,桩底高程为-25米。
靠船墩在300吨级船只撞击时,其抗滑稳定安全系数及抗倾稳定安全系数分别为5.01和7.6,均能满足要求。
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第六节 闸底板结构计算
一、 节制闸及船闸上闸首底板结构计算
对节制闸及船闸上闸首底板在完建期和运行期分别进行计算,上闸首底板上游侧最大正弯矩为1146.79KN.M,最大负弯矩为1530.13 KN.M;下游侧最大正弯矩为1233.40 KN.M,最大负弯矩为1660.03 KN.M。面层受力钢筋上下游侧均采用Φ25@12.5(至端部剪断一半);底层受力钢筋上下游均为Φ22@12.5,受力钢筋全部为Ⅱ级钢筋。
按《水工砼结构设计规范》(SL/T191-96)核算,上闸首底板满足抗裂要求。
二、 船闸下闸首底板结构计算
对下闸首底板在完建期和运行期各工况分别进行计算,上闸首底板上游侧最大正弯矩为1176.98KN.M,最大负弯矩为1548.03 KN.M;下游侧最大正弯矩为1188.21 KN.M,最大负弯矩为1564.88 KN.M。面层受力钢筋上下游侧均采用Φ25@12.5(至端部剪断一半);底层受力钢筋上下游均为Φ22@12.5,全部受力钢筋均为Ⅱ级钢筋。
按《水工砼结构设计规范》(SL/T191-96)核算,上闸首底板满足抗裂要求。
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