水工建筑物结构设计关键问题

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摘要：水工建筑物是水利工程中得重点研究课题之一。论文以苏州地区的水工建筑物为例，从工程总体布置及水工建筑物设计两方面重点对文陵河闸及商贸区套闸的设计进行了探讨，旨在为类似工程提供一个参考和借鉴作用。

关键词：水工建筑物河闸； 结构设计

Abstract: the hydraulic structures in water project is one of the key research projects. Papers to the suzhou region hydraulic structure as an example, the project layout and design of hydraulic structure two aspects of WenLing HeZha and key business of the design of the gate is discussed in the paper, for similar project aims to provide a reference for the role.

Keywords: penstock hydraulic structures; Structure design

中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：

引 言：

近几年，随着我国城市化进程的不断完善，水工建筑物对于改善城市水环境，提高防洪能力保障社会经济的可持续发展有着不可替代的作用。论文以苏州平原地区的水工建筑物为例，探讨了水工建筑物结构设计关键问题。根据用地布局及现状水系特点，采用分组团联圩并圩设大包围的方案，即分区分片设防洪包围区，以缩短防洪战线，新建及加固堤防和控制建筑物，提高防洪能力；包围内水系调整，河道整治，使排水畅通，增、改建排涝泵站。

1工程概况

文陵河闸及商贸区套闸均位于苏州市相城区中央商贸区。工程任务是：一是防洪，通过此工程及后续工程的实施，结合中央商贸区整体规划，使城区达到百年一遇的防洪能力；二是航运，商贸区套闸需满足水上旅游游船通航功能。

工程规模为：文陵河闸工程实施二孔8.50m节制闸一座；商贸区套闸按等外级航道建筑物设计，闸首宽12.00m，闸室宽12.00m，闸室长60.00m。根据区域河道规划，闸身顺水流中心线与规划的河道中心线基本重合。为缩短防洪岸线，闸身尽可能靠近外河口布置。

（1）文陵河闸

文陵河闸位于相城区中央商贸区东部，文陵河与元河塘交界处，新建罗蒙索夫桥梁东侧8m处置处。闸为整体式钢筋砼结构，设三孔，其中二边孔为闸室，中孔封闭其上作平台。底板垂直水流总宽28.40m，顺水流向总长8.00m。每个闸室（边孔）宽8.50m，中孔宽4.00m，中墩厚2.50m，边墩厚1.20m，底板面高程0.00m，底板厚1.20m，墩顶高程6.50m。节制闸孔径8.50m，计二孔，闸门采用下卧式钢闸门结构形式。门顶高程5.20m，闸门启闭采用卷扬式启闭机（配减速机）。

（2）商贸区套闸

商贸区套闸位于相城区中央商贸区中部，元和塘新开河支河与沈思桥河交界处，为12m套闸，闸室与闸首同宽，宽12m，闸室长60m。

上闸首垂直水流总宽17.20m，顺水流向总长20.00m，闸室宽12.00m，底板面高程0.00m，底板厚1.20m，消力槛高程1.00m，墩顶高程6.50m。西侧墩墙厚1.20m，东侧边墩墩墙厚4.00m，其内布置输水廊道，闸门采用下卧式钢闸门结构形式。门顶高程5.20m，闸门启闭采用卷扬式启闭机。下闸首垂直水流总宽17.20m，顺水流向总长20.00m，闸室宽12.00m，底板面高程0.00m，底板厚1.20m，消力槛高程1.00m，墩顶高程5.80m。西侧墩墙厚1.20m，东侧边墩墩墙厚4.00m，其内布置输水廊道闸门采用下卧式钢闸门结构形式。门顶高程4.50m，闸门启闭采用卷扬式启闭机。

2工程布置及水工建筑物结构设计

2.1设计依据

（1）工程等级

根据《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)、《水利水电工程等别划分及洪水标准》(SL252-2000)、《苏州市城市防洪规划报告》，苏州市城市中心区和工业园区的城市等别为Ⅱ等，工程规模为大(2)型；相城区和其他几个区的城市等别为Ⅲ等，工程规模为中型。相城区防洪标准为100年一遇，根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)，外河堤防及堤防上的水闸、泵站等建筑物工程级别为Ⅱ级。主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级。

（2）通航标准

中央商贸区河道无航道等级要求，为满足水上旅游通航功能，拟建商贸区套闸工程按等外级航道上建筑物设计。

2.2工程总体布置

2.2.1 工程控制高程

（1）堤防。外河防洪设计水位4.80m，加上安全超高0.40m，外河侧堤防高程不低于5.20m；内河最高控制水位3.80m，加上安全超高0.30m，内河侧堤防高程不低于4.10m。

（2）闸顶高程。闸顶高程不低于堤顶高程。本次二闸工程主要任务是挡水（商贸区套闸兼顾通航）。挡水时闸顶高程不低于水闸设计(校核)洪水位加波浪计算高度和相应安全超高值之和。

（3）设计控制高程。根据以上两条基本要求，文陵河闸顶高程、商贸区套闸上闸首闸顶高程及各外河堤顶高程取5.20m ；商贸区套闸下闸首闸顶高程取4.50m；结合中央商贸区地面使用情况，内河侧堤顶及闸室挡墙顶高程取5.00m。

2.2.2闸位选择

闸位选择遵循以下原则：（1）工程总体布置与苏州市相城区城区防洪规划、元和塘以西地区控制性详细规划等要求相一致，建筑物外形与周边环境相协调；（2）满足防洪、航运和改善城市水环境的综合功能要求；（3）工程总体布置与规划河道相一致；（4）平面布局紧凑合理，满足规范要求。

文陵河闸位于相城区中央商贸区东部，文陵河与元河塘交界处，新建罗蒙索夫桥梁东侧8m处置处。文陵河规划河道宽度30m，是商贸区东西向骨干河道，根据该片区防洪规划，本工程实施2×8.5m节制闸一座。闸孔分别布置两侧，二闸孔间的中孔为封闭孔，此形式同新建桥梁外形相协调一致，目前闸址南北侧为规划绿地，施工场地可布置于闸南侧，交通较为方便。闸站顺水流向轴线与桥梁中心线重合。

商贸区套闸位于相城区中央商贸区中部，元和塘新开河支河与沈思桥河交界处，西侧为御窑路，北侧为活力岛。所在河道规划河道宽度20m，根据该片区防洪规划，本工程实施12m套闸一座，闸首与闸室同宽，宽12m，闸室长60m。目前闸址西侧为规划公路绿化带，东侧为规划小岛，施工场地可布置于闸东侧，位置相对来说较为开阔，交通也较为方便。套顺水流向轴线与规划河道中心线重合。

2.3水工建筑物设计

2.3.1文陵河闸

（1）闸结构及主要尺寸

闸为整体式钢筋砼结构，设三孔，其中二边孔为闸室，中孔封闭其上作平台。底板垂直水流总宽28.40m，顺水流向总长8.00m。每个闸室（边孔）宽8.50m，中孔宽4.00m，中墩厚2.50m，边墩厚1.20m，底板面高程0.00m，底板厚1.20m，墩顶高程6.50m。节制闸孔径8.50m，计二孔，闸门采用下卧式钢闸门结构形式。门顶高程5.20m，闸门启闭采用卷扬式启闭机（配减速机）。