小型水閘工程設(shè)計(jì)優(yōu)化論文

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摘要：一般來(lái)說(shuō)，平原河區(qū)的都會(huì)安置相應(yīng)的水閘工程，利用水閘工程來(lái)為城市提供用水，為了能夠使得城市可以得到充足的用水，還需要進(jìn)一步的針對(duì)水閘工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要就上海地區(qū)的小型水閘工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)優(yōu)化分析，希望通過(guò)分析能夠?yàn)橄嚓P(guān)的人員提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：小型水閘工程；設(shè)計(jì)優(yōu)化；閘墩；閘室

水閘主要起到的是泄洪排澇的作用，在目前的長(zhǎng)江流域平原地區(qū)，水閘工程的建設(shè)數(shù)量較多，而其中小型水閘工程的建設(shè)數(shù)量最多。主要就上海地區(qū)的小型水閘工程來(lái)進(jìn)行探究，上海地區(qū)的小型水閘工程主要是建設(shè)在上將下游的平原河口區(qū)域，為上海市提供用水以及起到防洪排澇的作用，而該區(qū)域的河網(wǎng)彌補(bǔ)，要想使得小型水閘工程的作用可以得到有效的發(fā)揮，就需要針對(duì)小型水閘工程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而使得小型水閘工程可以為城市人們提供更為充足和安全的用水。

1小型水閘工程設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性

上海市本身就坐落在長(zhǎng)江的下游區(qū)域，河道密布，河系發(fā)達(dá)，在這之中建設(shè)了為數(shù)眾多的小型水閘工程。這些小型水閘建設(shè)的主要用途就是進(jìn)行防洪排澇。而要想使得小型水閘工程的作用得以全面的發(fā)揮，就需要對(duì)小型水閘工程進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)優(yōu)化，建設(shè)適宜上海地區(qū)發(fā)展要求的水閘規(guī)模。在最近的幾年，由于氣候的異常，上海市也出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，很大程度上阻礙了城市的發(fā)展，甚至危害到了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以，要想使得城市能夠正常的發(fā)展和得到建設(shè)，就需要對(duì)小型水閘工程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化。上海地區(qū)有著獨(dú)特的城市布局以及建設(shè)用地需求，因此，在對(duì)小型水閘工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，也需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，其一就是要嚴(yán)格的根據(jù)城市的規(guī)劃以及防洪排澇的要求，來(lái)對(duì)小型水閘工程的具體布局形式以及建設(shè)規(guī)模，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中以及在設(shè)計(jì)完成之后，都要針對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行反復(fù)的檢查，并且不斷的進(jìn)行復(fù)核優(yōu)化。在設(shè)計(jì)規(guī)劃的過(guò)程中，主要是針對(duì)水閘工程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，而相關(guān)的工程研究單位則主要是針對(duì)單一的水閘工程進(jìn)行研究，由于關(guān)注的因素不同，所以，設(shè)計(jì)與實(shí)際的建設(shè)往往會(huì)存在一定的偏差，這樣就無(wú)法有效的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與建設(shè)的契合，從而導(dǎo)致了小型水閘工程在規(guī)模的設(shè)計(jì)上并不合理。針對(duì)上海市的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分析，水閘的建設(shè)規(guī)模受到不同因素的影響，在各個(gè)階段中，所需要注意的問(wèn)題也不相同，要想使得小型水閘可以充分的發(fā)揮出其本身的作用，就需要對(duì)小型水閘工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2針對(duì)小型水閘工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1閘室的橫向布置

一般來(lái)說(shuō)，小型水閘的建設(shè)數(shù)量較多，而且在小型水閘中，單孔水閘則占的比例更大，通常以往的小型水閘的邊墩采用的是大底板重力式邊墩進(jìn)行修建，這樣的邊墩主要是依據(jù)混凝土本身所具有的重量來(lái)對(duì)對(duì)水壓力以及土壓力進(jìn)行抵抗。根據(jù)相關(guān)的渡槽設(shè)計(jì)原理，為了使得閘墩可以保持穩(wěn)定性，就需要在閘墩之間安設(shè)一個(gè)壓桿，利用這一壓桿來(lái)對(duì)閘墩壓力抵抗能力進(jìn)行提高，將閘墩的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)變，將原有的閘墩形式轉(zhuǎn)變?yōu)椤癠”形結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖1。一般來(lái)說(shuō)，小型水閘的底板以及邊墩都較厚，而且水閘孔洞的寬度以及高度兩者之間的差距并不大，墩后土壓力也基本上也與墩前的土壓力相一致，根據(jù)這一情況，可以對(duì)小型水閘的線剛度進(jìn)行計(jì)算，由計(jì)算的結(jié)果可以了解到，墩后以及墩前的線剛度較為相似。由此，我們可把閘墩和底板看作一整體式超靜定結(jié)構(gòu)，計(jì)算如圖2。上海市生產(chǎn)掏節(jié)制閘，設(shè)計(jì)流量7.98m3/S，門高3.0m，門寬20m，采用“U”型有壓桿結(jié)構(gòu)，閘室鋼筋混凝土斷面面積為6.87平方米，鋼筋混凝土量為41.22立方米.鋼筋僅為0.7噸。比重力式閘墩可減步混凝土7.74立方米.鋼筋0.4噸，減步投資0.8萬(wàn)元。（這段有問(wèn)題,門寬20m,跟上圖不符，不是小型水閘的例子，仔細(xì)看看，這是評(píng)高工論文，低級(jí)錯(cuò)誤不能有）。

2.2閘墩的縱向布置

一般小型水閘閘室長(zhǎng)為2～3倍上下游水位差.閘室較長(zhǎng)。閘墩厚一般為1／4～1／5孔寬，門槽應(yīng)力不大.門槽位置一般距上游墩尖1／3墩長(zhǎng)，生產(chǎn)橋多置于門槽之前，則門槽后的2／3墩長(zhǎng)只承受閘門壓力和水平剪刀。把門槽以后的閘墩做成斜坡，既可以減步閘墩的混凝土量，又有利于閘室的穩(wěn)定。

2.3其他

如上下游翼墻少使用重力式，多采用扶壁式或空箱結(jié)構(gòu)，工程量會(huì)相應(yīng)減少。另外混凝土排架由雙柱梁式結(jié)構(gòu)變?yōu)殡p柱桁架式結(jié)構(gòu)。工作橋梁和排架往端彎矩和剪力減小，斷面尺寸及配筋都減小，結(jié)構(gòu)更合理。另外，工程設(shè)計(jì)階段既不能簡(jiǎn)單的以規(guī)劃確定的排澇流量作為水閘的設(shè)計(jì)流量，也不能簡(jiǎn)單地加大設(shè)計(jì)流量，而應(yīng)該在了解規(guī)劃意圖和邊界條件的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種影響因素后合理確定。上海地區(qū)的小型水閘大致可分為兩類，一類是黃浦江中上游兩岸支流和各水利片的控制水閘，這些水閘上下游水位差較小，排水受下游水位頂托影響較大，設(shè)計(jì)流量應(yīng)在規(guī)劃的基礎(chǔ)上盡可能放大；另一類是長(zhǎng)江、杭州灣沿岸支流的水閘，這些水閘潮差較大、低潮位較低，排澇條件較好，設(shè)計(jì)流量較規(guī)劃流量相當(dāng)或略有放大即可。

綜上所述，為了能夠建設(shè)出適宜上海地區(qū)的小型水閘工程，就要根據(jù)上海地區(qū)的具體情況以及參照相關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的小型水閘工程，在對(duì)小型水閘工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，主要是針對(duì)閘室、閘墩以及其他的部位來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，針對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化的部位進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)，從而保障小型水閘工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，這樣就可以發(fā)揮出小型水閘的真正功能，進(jìn)而為城市的居民提供充足的用水，最大限度的保障城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

作者:巨媛媛 單位:上海明波水利設(shè)計(jì)有限公司

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