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摘要:一般来说,平原河区的都会安置相应的水闸工程,利用水闸工程来为城市提供用水,为了能够使得城市可以得到充足的用水,还需要进一步的针对水闸工程进行优化设计,主要就上海地区的小型水闸工程进行了简要的设计优化分析,希望通过分析能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词:小型水闸工程;设计优化;闸墩;闸室

水闸主要起到的是泄洪排涝的作用,在目前的长江流域平原地区,水闸工程的建设数量较多,而其中小型水闸工程的建设数量最多。主要就上海地区的小型水闸工程来进行探究,上海地区的小型水闸工程主要是建设在上将下游的平原河口区域,为上海市提供用水以及起到防洪排涝的作用,而该区域的河网弥补,

要想使得小型水闸工程的作用可以得到有效的发挥,就需要针对小型水闸工程进行合理的设计优化,从而使得小型水闸工程可以为城市人们提供更为充足和安全的用水。

1小型水闸工程设计优化的必要性

上海市本身就坐落在长江的下游区域,河道密布,河系发达,在这之中建设了为数众多的小型水闸工程。这些小型水闸建设的主要用途就是进行防洪排涝。而要想使得小型水闸工程的作用得以全面的发挥,就需要对小型水闸工程进行适当的设计优化,建设适宜上海地区发展要求的水闸规模。在最近的几年,由于气候的异常,上海市也出现了严重的内涝灾害,很大程度上阻碍了城市的发展,甚至危害到了人们的生命财产安全,所以,要想使得城市能够正常的发展和得到建设,就需要对小型水闸工程进行合理的设计优化。上海地区有着独特的城市布局以及建设用地需求,因此,在对小型水闸工程进行设计优化的过程中,也需要经过两个阶段,其一就是要严格的根据城市的规划以及防洪排涝的要求,来对小型水闸工程的具体布局形式以及建设规模,在设计的过程中以及在设计完成之后,都要针对工程设计进行反复的检查,并且不断的进行复核优化。在设计规划的过程中,主要是针对水闸工程进行总体设计,而相关的工程研究单位则主要是针对单一的水闸工程进行研究,由于关注的因素不同,所以,设计与实际的建设往往会存在一定的偏差,这样就无法有效的实现设计与建设的契合,从而导致了小型水闸工程在规模的设计上并不合理。针对上海市的实际情况来进行分析,水闸的建设规模受到不同因素的影响,在各个阶段中,所需要注意的问题也不相同,要想使得小型水闸可以充分的发挥出其本身的作用,就需要对小型水闸工程进行设计优化。

2针对小型水闸工程进行设计优化

2.1闸室的横向布置
一般来说,小型水闸的建设数量较多,而且在小型水闸中,单孔水闸则占的比例更大,通常以往的小型水闸的边墩采用的是大底板重力式边墩进行修建,这样的边墩主要是依据混凝土本身所具有的重量来对对水压力以及土压力进行抵抗。根据相关的渡槽设计原理,为了使得闸墩可以保持稳定性,就需要在闸墩之间安设一个压杆,利用这一压杆来对闸墩压力抵抗能力进行提高,将闸墩的结构形式进行有效的转变,将原有的闸墩形式转变为“U”形结构,详见图1。一般来说,小型水闸的底板以及边墩都较厚,而且水闸孔洞的宽度以及高度两者之间的差距并不大,墩后土压力也基本上也与墩前的土压力相一致,根据这一情况,可以对小型水闸的线刚度进行计算,由计算的结果可以了解到,墩后以及墩前的线刚度较为相似。由此,我们可把闸墩和底板看作一整体式超静定结构,计算如图2。上海市生产掏节制闸,设计流量7.98m3/S,门高3.0m,门宽20m,采用“U”型有压杆结构,闸室钢筋混凝土断面面积为6.87平方米,钢筋混凝土量为41.22立方米.钢筋仅为0.7吨。比重力式闸墩可减步混凝土7.74立方米.钢筋0.4吨,减步投资0.8万元。(这段有问题,门宽20m,跟上图不符,不是小型水闸的例子,仔细看看,这是评高工论文,低级错误不能有)。
2.2闸墩的纵向布置
一般小型水闸闸室长为2~3倍上下游水位差.闸室较长。闸墩厚一般为1/4~1/5孔宽,门槽应力不大.门槽位置一般距上游墩尖1/3墩长,生产桥多置于门槽之前,则门槽后的2/3墩长只承受闸门压力和水平剪刀。把门槽以后的闸墩做成斜坡,既可以减步闸墩的混凝土量,又有利于闸室的稳定。
2.3其他
如上下游翼墙少使用重力式,多采用扶壁式或空箱结构,工程量会相应减少。另外混凝土排架由双柱梁式结构变为双柱桁架式结构。工作桥梁和排架往端弯矩和剪力减小,断面尺寸及配筋都减小,结构更合理。另外,工程设计阶段既不能简单的以规划确定的排涝流量作为水闸的设计流量,也不能简单地加大设计流量,而应该在了解规划意图和边界条件的基础上,综合考虑各种影响因素后合理确定。上海地区的小型水闸大致可分为两类,一类是黄浦江中上游两岸支流和各水利片的控制水闸,这些水闸上下游水位差较小,排水受下游水位顶托影响较大,设计流量应在规划的基础上尽可能放大;另一类是长江、杭州湾沿岸支流的水闸,这些水闸潮差较大、低潮位较低,排涝条件较好,设计流量较规划流量相当或略有放大即可。

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