孟村县宣惠河高姚节制闸复合计算分析报告

2010-08-21张祖光

山西建筑 2010年8期

张祖光

1 基本情况

1.1 工程概况

高姚节制闸位于孟村县高姚村南的宣惠河上,兴建于1975年,按十年一遇排涝标准设计,设计流量363.8 m3/s;设计蓄水位6.3 m;结构形式为开敞式闸室,闸室总宽 50.4 m,每孔净宽6 m,闸底板长8.5 m,厚1 m,闸底高程1.3 m,闸墩高6 m,边墩、中墩厚1 m。闸室、底板、消力池、阻滑板、前铺盖均系钢筋混凝土结构,斜坡段护坡为浆砌石结构,其余护坡为钢筋混凝土或混凝土结构,岸墙是空箱式,岸墙底板为反拱,上面为拱圈结构。设7孔平板直升式钢闸门,启闭机为手摇、电动两用双吊点启闭机。

1.2 存在的主要问题

1)闸门锈蚀严重。2)机架桥严重破坏剥蚀,排架表层混凝土已经完全剥落,钢筋外露,危及机架桥的安全。3)启闭机存在着严重的运行故障,不能正常启闭。

2 复核计算内容

1)水闸过流能力计算;2)闸室稳定计算;3)闸室强度复核计算;4)闸门复核;5)启闭机设备复核;6)机架桥强度复核。

3 计算条件和参数

1)工程等级。本工程原设计按1974年中央水电部311号文件《宣惠河除涝治碱扩建工程》的批复,该工程等级为Ⅲ等,建筑物级别为3级,设计洪水标准十年一遇,流量363.8 m3/s。本节制闸安全复核,设计洪水标准按十年一遇,流量为363.8 m3/s,工程等级为Ⅲ等,建筑物级别为3级。

2)地震烈度。根据GB 18306-2001中国地震动参数区划图,本工作区地震基本烈度为6度,地震动峰值加速度为0.05g。

3)泄量与水位。原闸工程标准:按十年一遇洪水标准设计,流量363.8 m3/s,闸上水位6.3 m,闸下水位6.1 m。

表1 水闸过流能力计算成果表

4 复核计算

4.1 水闸过流能力计算

根据十年一遇排涝流量要求,按宽顶堰流计算公式复核水闸的过流能力。计算公式:Q=σ·ε·m·B0。其中,Q为过闸流量,m3/s;B0为闸孔总净宽,m;H0为堰上游的总水头;g为重力加速度;m为流量系数;ε为侧收缩系数;σ为淹没系数。本水闸过流能力计算,见表1。由表1计算成果可以看出,总的过水流量为385 m3/s,大于十年一遇设计流量363.8 m3/s,这说明该水闸的过流能力可达到十年一遇设计洪水标准。

4.2 闸室稳定复核

4.2.1 计算情况与荷载组合

闸室稳定复核计算情况与荷载组合见表2。闸室稳定复核计算情况:情况一:建成无水;情况二:正常蓄水:上游水位6.3 m,下游无水。

表2 荷载组合表

4.2.2 地基应力复核

当结构布置及受力情况对称时,闸室基底应力计算公式:

其中,Pmaxmin为闸室基底应力的最大值或最小值;∑G为作用在闸室上的全部竖向荷载(包括闸室基础底面上的扬压力在内,kN);A为闸室基底面的面积;∑M为作用在闸室上的全部竖向和水平荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩;W为闸室基底面对于垂直水流方向的形心轴的截面矩,m3。地基应力计算结果见表3。从表3中可以看出,原闸抗滑稳定及地基应力值均满足要求,地基应力不均匀系数满足要求。