混凝土围堰设计

摘要：原浑河闸按50年一遇洪水设计标准，校核100年；多年平均供水量为12.14亿m3。为提高防洪供水标准，新建工程按100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，浑河闸枢纽工程等别应为Ⅰ等，规模为大（Ⅰ）型，其相应的主要水工建筑物为1级。新建部分为闸室段、铺盖段和新老闸连接段，因新建拦河闸闸室段向上游前移25.0m，整体修筑围堰，通过工期、经济和技术核算纵向围堰才用混凝土围堰。

关键词：外力计算；结构计算；配筋

1、概述

浑河闸（亦称谟家堡闸）位于浑河中下游，距大伙房水库75km，座落于沈阳市于洪区后谟家堡村。浑河闸是沈阳城市防洪的出口控制断面，担负着沈阳城市的防洪任务，是浑河沈阳城市防洪体系的一个重要组成部分。同时浑河闸也是大伙房水库下游灌溉用水控制工程，担负着沈阳市于洪区、苏家屯区、辽中县、新民市和辽阳灯塔等地区农田灌溉任务，设计灌溉面积88.2万亩，现有灌溉面积已达到81.07万亩。浑河闸多年平均供水量为12.14亿m3。其中拦河闸下泄7.98亿m3，浑沙灌区2.18亿m3，浑蒲灌区1.98亿m3。

浑河闸工程主体由拦河闸、浑沙、浑蒲进水闸三大部分组成，枢纽工程按100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，浑河闸枢纽工程等别应为Ⅰ等，规模为大（Ⅰ）型，其相应的主要水工建筑物为1级。

本次改建的工程项目主要为：拆除22孔拦河闸启闭机房、闸门和原上游水平铺盖。将拦河闸闸室段向上游前移25.0m，新建闸室段底板与下游原闸底板采用钢筋混凝土护坦板连接。

根据合同文件要求，为确保5月1日农田灌溉用水，满足进水闸在5月1日过水要求和一期围堰内正常施工，在拦河闸自右岸第一孔和第六孔中墩位置修建两道纵向围堰。

依据业主提供的5月1日灌溉水位高程35.4m。再加上浪高和安全超高，围堰高程为36.3m，混凝土围堰在铺盖和底板上预留插筋形成整体结构，保持围堰整体稳定。进水闸前土石围堰与一期横向土石围堰和中墩相接，并且满足现场8m宽交通要求，混凝土围堰设计长度为30m。

2、外力计算：

垂直于坝体表面的静水压强计算：

高程为30.5m：

②、淤沙压力

由于围堰是顺水流方向的纵向围堰，根本不会在围堰底部淤积大量泥沙，因而不会出现淤沙压力。

③、扬压力计算：

因围堰设在混凝土铺盖上，在计算其扬压力时应考虑混凝土铺盖厚。在围堰至混凝土铺盖间未设排水孔，扬压力就是水头。

④、静冰压力

因冬季水位低，并且属于流动水流，对围堰的作用力较小，可不用考虑。

⑤、浪压力

浪压力，本身是作用于铅直迎水面建筑物上，此为顺水流方向，因而不用计算浪压力。

⑥、围堰混凝土自重

围堰设计宽度按0.6m计算。

每米围堰重：1553.3/17.5=88.8KN

⑦、迎水面水重

坐落围堰的底板最小边缘承受水压力：

围堰竖向压力（向下为正）：

围堰竖直方向稳定。

围堰侧向水压力就是静水压力，根据受弯构件承载力计算要求，最大危险截面弯矩值是：

3、结构计算：

按照单筋矩形截面受弯构件计算，围堰分为闸前和闸后，闸前30.3m分成两块，单块围堰长600*15000，取截面。

4、配筋计算：

根据截面计算的受拉区配筋，

计算闸前围堰受拉钢筋面积：

采用的截面面积是，计算，取83根。

所以：

受拉区采用：，锚固长度为，单长453cm （按灌溉水位下1m高计算）。

其计算面积是：

5、结语

综上所述，围堰按照单筋矩形截面受弯构件计算受力情况符合稳定要求。设计围堰尺寸，堰高5.8m，闸前围堰长30m，闸后围堰长5.4m，设计宽度为0.6m。迎水面受拉区采用钢筋，背水面受压区采用钢筋，连接筋采用，围堰设计能够保证灌溉用水。

参考文献：

[1] 肖明蔡《水力学》教材（第二版）重庆大学出版社

[2] 龙驭球 《结构力学》高等教育出版社2000年

[3] 罗向荣《钢筋混凝土结构》高等教育出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。