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水工闸门结构设计问题研讨 　　摘要：本文主要就水工闸门结构设计问题进行了详细的分析与研究，闸门是重要的水工建筑物之一，闸门的结构设计非常重要，它关系到闸门的承受能力以及水工建筑物功能的实现 ，本文以下进行了详细的阐述。 　　关键词： 水工设计； 闸门设计； 　　一、前言 　　水闸是用来调节、控制水流的水工建筑，是重要的水工建筑物之一，闸门的结构设计非常重要，它关系到闸门的承受能力以及水工建筑物功能的实现，本文以下进行了详细的阐述。 　　二、水工闸门的概述 　　1、水工闸门的组成 　　从广义上讲，闸门包括闸门与阀门。闸门一般主要由活动部分、埋设部分、启闭设备三大部分组成。活动部分：是封闭孔口而又能根据需要开启孔口的闸门主体，一般称为门叶。埋设部分：埋设在土建结构中的构件，主要是孔口的门楣、底槛和支承轨道等，通过这些构件将门叶承受的荷载包括自重等传递给土建结构。 　　2、闸门设计的主要工作程序 　　闸门设计一般程序是收集和分析资料、闸门的选型和布置、门体布置和结构及零部件的设计计算、施工图的绘制。下面就各个程序介绍闸门设计的主要工作内容和方法。 　　（一）、收集和分析资料。要进行一项闸门的设计工作，首先要收集和研究分析闸门设计的基本资料，包括枢纽的任务和水工建筑物的等级、形式与布置；闸门运用条件与相关尺寸；水文、泥沙、水质、漂浮物与气象方面的资料；有关闸门的材料、制造、运输和安装等方面的条件；地质、地震和其他特殊要求等。分析资料就是要分清闸门的各种工况及运行条件，确定闸门的荷载及具体的操作方式。 　　（二）、闸门的选型布置原则。闸门的选型布置合理，不仅会节约大量资金，而且还会取得安全可靠、操作灵活、维修方便等效果。闸门的选型与布置，应从全局出发、统筹兼顾，正确处理闸门设计与取水输水建筑物的关系，以满足工程的各种使用要求。大中型工程常需要做多种形式和布置的方案，与建筑物一起作技术经济比较，从而选定最优方案。 　　三、水工闸门的设计 　　1、水力设计 　　水力设计一般包括：过流能力验算、拟定闸门控制运行方式和消能防冲设计计算。病险水闸除险加固设计时，影响水闸过流能力的主要因素包括设计水位的变化、孔口断面尺寸和型式的变化、过水涵洞断面尺寸以及涵洞长度的变化、消能防冲设施变化等。设计时应根据复核后的特征水位和规模，对水闸的过流能力进行复核。当采取加厚底板尺寸、加固闸墩以及增加底坎等措施时，过流面积、水流流态以及下游的出流状态都可能发生变化，需要重新复核水闸的过流能力。尤其要注意流态的变化，需要根据实际情况而采取和原设计以及安全鉴定时不同的过流能力计算公式来进行验算。如果水闸为穿堤涵闸，闸室后紧邻的涵洞断面尺寸、长度变化都可能引起过流能力的变化。 　　2、水闸门防渗排水设计 　　水闸的防渗排水设计主要是根据闸基地质情况及上下游水位条件等进行设计计算，其内容包括：进行水闸的地下轮廓布置，设计防渗、排水设施的型式、布置、构造和尺寸；渗流压力计算；渗流坡降计算，验算地基抗渗稳定性；滤层设计；防渗帷幕及排水孔设计；永久缝止水设计。除险加固的水闸应根据水闸存在的问题，按水闸实际的防渗、排水设施型式、布置、构造和尺寸进行防渗排水设计验算。不同水闸存在问题不同，在除险加固设计时也应根据加固设计采取的措施，对改建后的排水设施进行复核计算。必须注意的是，一旦改变了原防渗措施，须对渗流压力进行计算，因为新增的防渗设施可能会改变渗流压力分布，影响到闸室稳定。 　　3、闸室结构布置及稳定性分析 　　三类闸除险加固时，首先需根据新的设计条件对原结构进行分析计算，然后结合安全鉴定中结构存在的问题，采取必要的工程措施进行加固，同时按加固后的结构尺寸重新进行结构分析和稳定验算。验算时应尽可能考虑工程措施中新老材料之间的差异性，以及这些差异将对工程安全运行带来的影响。 　　4、地基处理及设计 　　当水闸发生不均匀沉降或者地基总体沉降量较大时，需根据地质情况重新复核地基承载力。闸室加固、防渗措施改变时都需要重新验算地基承载力。 　　由于闸基处于混凝土底板之下，且闸底板钢筋混凝土厚度一般均在0.8m以上，钢筋间距较小，因此，直接对地基加固有一定困难。当地基已发生较大不均匀沉降时，需根据已有地质资料认真复核地基承载力，确定合理的加固措施。必要时增加地质勘探工作，取得更为合理的地基土的物理力学指标，确保采取的措施合理、经济且施工可行。 　　5、慎重对待闸底板高程的调整 　　当因稳定问题以及挡水等需要闸底板加固时，设计中一般会对加固后的闸室问题、底板结构进行必要的分析验算。而在这种情况下，易于忽视因闸底板高程变化而对河流河床变形和水力参数变化的考虑。以拦河水闸闸底板高程抬高为例。因此，当需要对闸底板高程进行改变时，须对未来的河床演