水闸计算案例(2)

2019-04-22 19:09

蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。 1.7 地震设防烈度

根据地质勘察报告,结合区域地质、地震资料及已建水闸运行情况,拟建工程的抗震设防应按《建筑抗震设计规范》GB50011执行,本场地位于广东省中山市,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)附录A.0.17的划分,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组。

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二、闸顶高程计算

根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.2.4条规定,水闸闸顶高程不应低于正常水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全超高之和;位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程。故拱北水闸闸顶高程计算确定如下: 2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 2.1.1 计算工况

计算分设计挡潮和校核挡潮两种工况。设计挡潮工况下潮水位根据规范采用五十年一遇潮水位,即h0=3.55m(珠基,下同),设计风速采用重现期为50年的年最大风速28m/s;校核挡潮工况的潮水位取历史最高潮位计算,即h0=3.66m,风速采用多年平均年最大风速,即V0=16.0m/s。 2.1.2 计算公式

闸顶高程按《水闸设计规范》(SL265-2001)中有关规定进行计算,相关公式如下:

Z?h0?h1%?hz?A

gT2?H Lm?mth2?Lm0.45????gD?0.0018??2?0.7?????gH????ghm??0??m?????0.13th0.7th ?22?0.7????0??gHm?????0????0.13th?0.7??2????????????0?????2gTm?0hz??ghm???13.9???2? ?0?0.5?hp2Lmcth2?H Lm式中: Z—闸顶高程(m);

h0—计算潮水位(m);

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A—安全超高(m); hm—平均波高(m);

v0—计算风速(m/s);基本组合时,采用重现期为50年的年最大风速;特殊组合时,

采用多年平均年最大风速;

D —风区长度(m);本工程因闸前水域较狭窄,故采用水闸前沿水面宽度的5倍; Hm—风区内的平均水深(m);根据实测地形图求得沿风向平均河底高程为-2.68m; Tm—平均波周期(s); Lm—平均波长(m); H —闸前水深(m);

h1%—相应于波列累积频率1%的波高(m); hz—波浪中心线超出计算水位的高度(m)。

2.1.3 计算结果

根据上述公式计算,结果下表。闸顶高程应取以上两种工况计算的大值,即5.06m。

闸顶高程计算成果表

项 目 挡潮水位(m) 计算风速(m/s) 吹程(m) 平均水深Hm(m) 设计波高hp(m) hz(m) 安全超高A(m) 闸顶高程Z(m) 设计挡潮工况 3.55 28.0 452 6.23 0.66 0.15 0.70 5.06 校核挡潮工况 3.66 16.0 452 6.34 0.37 0.08 0.50 4.61 2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 2.2.1 计算工况

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设计工况取设计挡潮工况,该工况相应参数为:设计潮水位为3.55m(P=2%),依据《广东省海堤工程设计导则》(试行)(DB44/T182-2004)条文说明第6.1.3条,相应设计风速采用重现期为50年的年最大风速28m/s;风区长度D=452m;根据实测地形图,求得风区内的水域平均水深d为6.23m。 2.2.2 计算公式

按照《堤防工程设计规范》,堤顶高程及风浪要素按下列公式计算确定:

Y?R?e?A

0.45??gF???0.0018??2?0.7??g H???gd??V??0.13th0.7th ?????220.7?V???V????0.13th?0.7?gd?????2???????V?????gT2?d L?th2?LgTgH?13.9(2)0.5 VV2Rp?KKVKp?1?me2HL

式中: Y—堤顶超高(m);

R—设计波浪爬高(m); e—设计风壅增水高度(m); A—安全加高值(m);

H— 平均波高(m); T— 平均波周期(s);

V—计算风速(m/s); F—风区长度(m);

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L—堤前波浪的波长(m); d—水域的平均水深(m);

g—重力加速度,采用9.81(m/s2); K—综合摩阻系数,取K=3.6310-6;

β—风向与垂直于堤轴线的法线的夹角(度); RP—累计频率为p的波浪爬高;

K△—斜坡的糙率及渗透性系数,本处为砌石护面取为0.78; KV—经验系数;

m—斜坡坡率,m=ctgα,α为斜坡角(度)。

2.2.3 计算结果

根据上述公式计算,结果见下表。

堤顶高程计算成果表

项 目 挡潮水位(m) 计算风速(m/s) 吹程(m) 水域平均水深d(m) 设计波浪爬高R(m) 设计风壅增水高度e(m) 安全超高A(m) 计算堤顶高程Z(m) 设计挡潮工况 3.55 28.0 452 6.23 0.91 0.01 1.00 5.47 备注 又根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)第6.3.1条,1.2级堤防的堤顶超高值不应小于2.0m,故本次设计堤顶高程为5.55m。 2.3 闸顶高程计算结果

综上,根据计算的闸顶高程为5.06m,根据中顺大围设防标准堤顶高程为5.55m,为使水

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