水工建筑物课程设计任务书和指导书

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1、?水工(shu n)建筑物?课程(kchng)实训任务(rn wu)及指导书适用(shyng)于水建A09级山东水利职业(zhy)学院水利工程系水工教研室2022年6月 可修改 欢送下载 精品 Word?水工(shu n)建筑物?课程(kchng)实训任务书一、课程(kchng)实训的目的(md)：1.系统地稳固(wng)和加深?水工建筑物?课程学习的根本知识、根本理论，掌握本专业建筑物设计的根本技能；2.掌握有关实际工程设计的根本原那么、内容、方法、步骤及设计时应注意的分析问题、解决问题的能力；3.培养学生水利工程设计计算方法，提高计算能力；4.培养学生专业绘图及编写设计文件的根本技能。二、

2、工程根本资料；工程设计标准山东某引黄灌区的进水闸。在引水口的黄河大堤之外为一低洼荒碱地，为一良好的沉沙区。整个灌区地形为西北高东南低。工程处黄河沿岸的地面高程一般在14m左右。该闸是灌区工程的主要水工建筑物。其任务是保证在无坝引水的条件下，满足灌区用水的要求。该引水闸设计引水流量Q=120m3/s，闸前设计水位保证率75%为12.7m，引水角水闸中心线与黄河中泓线方向的夹角为40，引水渠段水闸垂直水流方向的轴线距离河岸的距离为150m。闸前的引水渠段渠底高程为10.0m，底宽为60m，两岸的边坡为1:2。在高程为15m处设一平台，宽度为2.0m。高程15m到19.5m的边坡为1:2.5。闸后灌

3、区渠首底高程为10.0m。工程设计指标A.建筑物等级：1级；B.设计荷载组合根本组合：设计洪水位情况，上游水位为17.0m，下游设计水位为12.0m，风速为14m/s。特殊组合：校核洪水位情况(qngkung)，上游水位为18.5m，下游(xiyu)水位为12.5m，风速(fn s)为14m/s。C.地基(dj)情况闸底板位于砂壤土，其力学性能指标(zhbio)较好。其各项指标如下：抗剪强度指标：水下=25；水上=30；地基承载能力：P=165Mpa；渗径系数勃莱系数：c=9.0；密度：r干=15kN/m3；r湿=18.5kN/m3；r浮=10kN/m3；r饱=20kN/m3；土壤凝聚力：c水

4、上=10kN/m2；c水下=5Kn/m2；D.地基允许不均匀系数：=2.63.0；E.抗滑稳定平安系数：k设计=1.30；k校核=1.10；F.建筑物与地基的摩擦系数：f=0.40.5；G.建筑材料：该地区为冲积平原，砂、石需从外地运输；H.该水闸有交通要求，该区地震烈度为7度，要求按照7度设防；I.本地区有交通要求，交通桥宽度一般为45m；不考虑地震要求。三、设计要求遵循平安、实用、经济合理、施工管理方便、技术先进等原那么，保证质量、保证进度完成所布置的设计任务。四、设计任务及时间分配闸址选择包括熟悉原始资料、了解设计任务 0.5天水闸总体布置1.主要建筑物的形式选择及尺寸拟定； 1.0天2

5、.闸孔设计； 1.0天3.水闸消能防冲设计； 1.0天4.水闸访渗设计。 1.0天闸室稳定(wndng)计算 1.5天两岸连接建筑物尺寸(ch cun)拟定 1.0天图纸(tzh)绘制(huzh)及设计计算说明书编写(binxi) 3.0天五、设计成果及成绩评定本次设计完成后应提交设计计算说明书一份2535页、水闸平面布置图及纵剖面图各一份。学生设计成绩，应根据学生设计完成后提交的成果质量、设计过程中的表现、设计时的出勤状况等情况综合评定，成绩分为优秀、良好、及格、不及格四级，成绩不合格者要求重做。参考标准如下：1、优秀实训积极，遵守纪律，表现好。能按时优异地完成设计任务，能熟练地运用所学理论

6、和专业知识，在某些方面有独特的见解。设计计算说明书完整、正确，概念清楚，文字通顺，书写工整，图纸齐全，符合要求。2、良好实训积极，遵守纪律，表现较好。能按时独立完成设计任务，较熟练地运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析和解决问题的能力。计算说明书完整、正确，概念清楚，文字通顺，书写工整，图纸齐全，符合要求。3、及格实训态度及表现一般。勉强(min qing)完成设计任务，根本(gnbn)到达(dod)要求，综合(zngh)分析和解决问题的能力较差。计算(j sun)说明书根本完整、正确，书写工整，图纸齐全，根本符合要求。4、不及格实训不努力，表现较差。未能到达规定的根本要求，设计中有原那

7、么性错误。计算说明书不完整，概念不清，图纸不齐全或不符合要求。?水工(shu n)建筑物?课程(kchng)实训指导书一、了解(lioji)设计任务、阅读分析根本(gnbn)资料(zlio)1.明确设计任务2.分析设计根本资料二、闸址选择闸址选择合理与否将直接影响到水闸工程量的大小、施工条件、平安运用及水闸建成后的效益，是一大问题。影响闸址选择的因素较多，各种水闸承当的任务不同，对闸址的要求也不完全一致。对进水闸来说，主要应考虑一下方面：1.闸址位置应尽量使水流平顺，减少泥沙入渠，所以应选在根本稳定的河道凹岸，并具有一定的引水角，以保证可靠地引取水流。2.地基条件地基条件是闸址选择的一个十分重

8、要的因素。不管何种形式的水闸，以尽可能选择在质地均匀、结构紧密、防渗能力较好、承载力较强的地基上。3.施工条件应可能靠近天然建筑材料产区，交通方便，能源充足，且闸址附近有足够的施工场地，施工导流布置方便。4.居民点拆迁少。5.建成后便于管理养护等。三、水闸总体布置1.闸孔设计主要(zhyo)内容(nirng)：闸孔净宽、孔数、每孔宽度、总宽度，并校核(xio h)过闸流量。设计依据：水力学知识(zh shi)。设计步骤建议如下：列出设计(shj)条件设计流量、上下游水位等确定堰型及其底板高程堰型根据底板的形式确定。如采用平底板那么为宽顶堰。堰顶高程根据上下游渠底高程确定。为防止河流泥沙进入渠道

9、，其顶高程一般应高于上游渠道0.51.5m。闸孔净宽计算应根据实际情况，选用堰流或孔流计算。应合理计算各系数。分孔及总宽度根据水闸净宽将其进行分孔。每孔闸门应尽量采用国家推荐的标准尺寸，且当孔数较少时采用奇数孔。拟定中墩厚度，计算闸室总宽度。过闸能力校核根据水闸分孔后的实际情况，重新计算水力计算公式中的各系数，进行过闸流量的校核。确定闸顶高程为防止水流漫溢影响水闸的正常运行，闸顶应保证在静水位以上有足够的超高。分设计和校核两种情况，取大者。四、消能防冲设计水闸的消能防冲包括消力池、海漫和防冲槽等主要内容。消力池设计列出设计条件。总体判别闸孔出流时下游水流的衔接方式，如为远驱式，那么需要修建消力

10、池；如需修建，根据地基条件确定消力池的形式，在平原地区土基上一般采用下挖式消力池；消力池尺寸计算。但应注意：此时为保证消能效果(xiogu)，一般要求淹没系数为1.051.10；为简便(jinbin)且平安(png n)，采用平面二维消力池；水闸(shuzh)底板与消力池护坦之间用不陡于14的坡连接。消力池护坦构造：厚度(hud)、材料、分缝、排水等。海漫设计海漫的长度：应根据河床地质条件、水流扩散情况、上下游水位差等确定。海漫的总体布置：海漫首端顶可与消力池尾坎齐平或低0.5m；始端设置10m唱的水平段；其后用不陡于110的坡连接；海漫末端高程应满足水流不冲要求。海漫的构造：海漫的形式、分缝

11、等。防冲槽设计防冲槽形式确定、尺寸拟定、构造设计。注意：在土基上的防冲槽一般采用抛填式，材料用量应满足水流要求。五、防渗排水设计渗透压力的大小与地下轮廓的形状和尺寸有很大的关系。合理地布置地下轮廓就能有效地防止土壤渗透变形，并减小渗透压力。采取措施总的原那么是高防低排，即在靠近高水位一侧采取防渗措施，靠近低水位一侧采取排水措施。防渗设计的影响因素很多，如地基条件、闸上作用水头、闸底板顺水流方向的长度及材料的供给。因此设计时应结合当地具体条件，配合水闸总体布置进行。设计步骤如下：根据闸上作用水头的大小和地基条件，用渗径系数法初步拟定地下轮廓的防渗长度。地下轮廓布置土基上水闸一般(ybn)不采用板

12、桩形式进行防渗。一般采用延长上游铺盖的长度来减小渗流，下游采用平铺式排水。应根据底板顺水流方向的长度确定铺盖的长度，应考虑下游排水起点，防止(fngzh)冲刷(chngshu)焦点的发生(fshng)。铺盖材料的选择、厚度确定、与闸底板的连接等细部(xb)设计。闸基渗流计算采用改良阻力系数法进行，计算作用在底板上的而渗透压力，并进行地基的渗透稳定验算。水闸的防渗排水设计应结合闸室的稳定计算进行。六、闸室各部件的形式选择及尺寸拟定本局部应结合前面的水力计算、防渗排水设计、消能防冲设计等内容，相互协调进行。闸室各部件包括闸底板、闸墩、闸门、工作桥、交通桥、检修桥、启闭机房等。闸底板：闸底板形式按外

13、形有平底板、低堰底板、折线底板等形式。平原地区的进水闸一般采用平底板。按与闸墩的连接方式有整体式、别离式等，土基上的水闸一般采用整体式。底板厚度应满足强度和稳定要求。闸墩：大中型水闸多采用混凝土、钢筋混凝土材料。为满足水流条件，上游墩头采用半圆形，下游采用半圆形或流线型。闸墩厚度应满足稳定、强度和闸门搁置要求。闸门：闸门分为平面闸门和弧形闸门。闸门净宽宜采用国家推荐的尺寸。工作桥、交通桥：工作桥一般采用板桥或T形桥，交通桥多采用T形桥。启闭机采用绳鼓式。另外(ln wi)当上游挡水水位(shuwi)较高，而且下泄引取水流是在低水位时，为减少作用(zuyng)在闸门上的水压力，可采用胸墙来辅助挡

14、水，以减小闸门高度。七、闸室稳定(wndng)计算水闸在使用或施工工程中，可能产生沿闸基的水平滑动、地基(dj)承载力不满足要求、地基产生较大的沉降或不均匀沉降影响水闸的平安和正常运行。闸室稳定计算作用在闸室上的荷载有自重、水压力、浪压力、泥沙压力、渗透压力、地震荷载等，因按实际情况进行荷载组合，闸室的而稳定平安系数应满足要求。应根据实际情况合理选择计算单元。地基基底压力及基底压力不均匀系数按偏心受压公式计算地基基底压力，验算地基的而稳定性；同时基底压力不均匀系数应满足要求。地基沉降及不均匀沉降分别验算在各种荷载组合情况下的地基沉降及其不均匀沉降，应满足要求。荷载计算有关说明工作桥自重包括活荷

15、载可按50KN/m计算；检修桥自重按工作桥的1/8考虑；启闭设备采用绳鼓式启闭机，自重可按40KN/m计算。机房可按外墙高5m，净高4m自重30KN/m考虑。工作闸门自重可按下面的方法进行：其中式中：、和所求闸门的自重； 、和所求闸门(zhmn)的孔口面积； 、和所求闸门(zhmn)的孔口尺寸； 、和所求闸门的孔口(kn ku)中心线的水头。附：一进水闸闸门(zhmn)的参数为=250KN/m、=18m2、=6m、=10.7m。八、设计(shj)图纸的绘制按照水利工程制图的要求用AutoCAD绘制在A3图幅上。采用标准边框，线条。设计图纸包括：水闸平面布置图、侧视图、正视图和细部结构图。九、设

16、计成果的提交设计说明书是用来系统描述设计的原那么、依据、方法、成果和内容的，它是工程施工、工程建成后的运用、管理以及将来改扩建、维修的依据。设计计算书主要用来反映设计计算过程、数据的来源的。二者是根本不同的。本次设计将设计说明书和设计计算书合在一起，形成设计计算说明书。设计计算说明书的组成：前言；目录；第1章 设计根本资料；第2章 水闸总体布置；第3章 闸室稳定计算；第4章 两岸连接建筑物设计；第5章 设计收获及建议；参考文献。要求(yoqi)设计计算说明书采用统一的纸张用黑色中性笔书写；字体应仔细、整洁；设计计算说明书禁止(jnzh)涂改。建议(jiny)采用电子版，文字(wnz)、格式(g shi)处理符合标准。十、参考资料1.程兴奇主编.水工建筑物.北京：中国水利电力出版社，20072.中华人民共和国水利部.SL-2001 水闸设计标准.北京：中国水利电力出版社，20013.谈松曦.水闸设计.北京.水利电力出版社，19864.中华人民共和国电力部.DL-5077 水工建筑物荷载设计标准.北京：中国电力出版社，1997内容总结（1）水工建筑物