第六章 船闸结构计算
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第一节 作用在船闸结构上的荷载
船闸水工建筑物设计时,须根据建筑物在施工、完建、运用及检修等不同时期所承受的全部荷载,并按各种可能的最不利荷载组合进行计算。
第2页,共围内,因此单位长度上的力往往不大,对结构影响较小。而对独立建筑物或轻型结构,如墩柱或框架式等,则影响较大。
船舶系缆力由配缆破断力计算确定。设计时,可根据过闸船舶的载重量,按表6-1选用。
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4、波浪压力
计算波浪压力,首先要确定波浪的大小即波浪要素——波高和波长。受风浪作用的船闸建筑物,当无可靠波高、波长资料时,根据船闸所处的位置,可参照下列方法进行计算:
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波高、波长计算:
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(3)港口附近的船闸也可参照现行行业标准《海港水文规范》的有关规定计算。
在波浪要素确定后,可根据建筑物轮廓形状(直立、斜坡、或孤立墩住)和教育处情况的相应水深,选用有相关公式计算波浪压力。
设计船闸结构时,应根据各种计算情况,将荷载分别组合为基本组合和特殊组合两类见表6-2,必要时还应考虑其他可能的不利组合。
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荷 载 组 合 表6-2
注:溢洪情况列入基本组合。
荷载
组合
主要考虑情况
自重
设备力
土压力
水压力
扬压力
船舶荷载
水流力
波浪力
活荷载
地震力
基本组合
运用情况
检查修情况
施工情况
完建情况
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特殊组合
校核洪水
排水管堵塞及止水
局部破坏
地震情况
运用+地震
检修+地震
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第二节 船闸的渗流及防渗设计
一、船闸的渗流
船闸作为挡水建筑物承受着上、下游水位差的作用。在水头的作用下,船闸的地基和其两侧的回填土内,产生渗透水流(简称渗流,见图6-3)。渗流对建筑物产生渗透压力,降代建筑物抗滑稳定性;也可能经起地基土壤的渗透变形,甚至会引起建筑物失事。
为减少渗流的不利影响,通常在船闸首前设置水平防渗设备——铺盖;在底板下设置垂直防渗设备——板桩、齿墙等。
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图6-3 船闸的渗流图式 图6-4 船闸闸首的地下轮廓线
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在水头作用下,在船闸的地基及其两则回填土内产生渗流,由于两者相互影响,呈空间渗流状态,特别是闸室为透水闸底时,其闸首渗流的空间性理为显著。
当闸室采用透水闸底时,随着船闸的灌水和泄水,作用在船闸上的水头在很短时间内将最大值降为零,然后又由零增升到最大值,从而渗流的方向也随着改变,这就使得船闸的渗流具有不稳定流性质。
其过程如流水、管涌…等。
注意船闸与其他水工建筑物相比在渗流方面所具有的特点。
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二、船闸的防渗布置
1、船闸为透水闸底的防渗布置
船闸为透水闸底时,闸首和闸室均是独立的挡水建筑物,它们各自都应设置防渗设备。
图6-5 船闸为透水闸底的防渗布置
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土壤分类:
砂性土:透水性大,容易发生渗流变形;防渗方法是减少渗透压力,减小渗流量,防渗布置难度较大;
粘性土:透水性小,土壤颗粒间存在凝聚力,不容易发生渗流变形。防渗方法注要是减少渗透压力。减小渗流量记及防止变形不太重要,防渗设计较容易;
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砂性土地基,当闸首底板的渗径长度不够时,可采用板桩及铺盖等防渗措施,并在渗流排出的地方设置后滤层。
闸首边墩两侧回填土内的渗流,主要应防止回填土与混凝土边墩接触处产生集中渗流。采用的措施是:
(1)边墩背面不宜有向回
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