消能防沖設(shè)計(jì)計(jì)算案例綜述為防止閘下有害沖刷，保證水閘安全運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行消能防沖設(shè)計(jì)，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。1.1消能方式挑流消能：挑流消能的意思是在泄水建筑物的盡頭設(shè)置一個(gè)翻斗，通過(guò)射流在空氣中的擴(kuò)散、紊動(dòng)和曝氣，使水流向下游流動(dòng)，并消除部分能量。底流消能：底流消能是指通過(guò)于一定的工程措施（如建造消力池）控制水躍位置，并通過(guò)水躍的表面滾動(dòng)和強(qiáng)紊流消除殘余能量。面流消能：面流消能利用落桶或泄水建筑物末端的水桶將排出的射流主流提升到水面，并通過(guò)主流在水面的擴(kuò)散、底滾和面滾消除剩余能量。設(shè)計(jì)采用底流消能。1.2消力池設(shè)計(jì)1.1.1消力池深度設(shè)計(jì)d—消力池深度(m)；σ0—水躍淹沒(méi)系數(shù),取1.1；—躍后水深(m)；—收縮水深(m)；α—水流動(dòng)能校正系數(shù),取1；q—過(guò)閘單寬流量(m2/s)；b1—消力池首端寬度(m)；b2—消力池尾部寬度(m)，本工程取；T0—從池底板頂面開(kāi)始計(jì)算的總勢(shì)能(m)；ΔZ—出池落差(m)；—出池河床水深(m)。采用明渠均勻流公式：下游水深和流量的關(guān)系繪制成ht～Q曲線。1.1.2消力池長(zhǎng)度設(shè)計(jì)—消力池長(zhǎng)度(m)；—池斜坡段水平投影(m)，取1：4；β—水躍長(zhǎng)度校正系數(shù),取0.8；—水躍長(zhǎng)度(m)。當(dāng)六孔對(duì)稱開(kāi)啟e=1時(shí)，-值最大，-=1.3。計(jì)算有：=15.87m，=1.5m，=11.5m，取消力池長(zhǎng)度=15m。1.1.3消力池底板厚度設(shè)計(jì)水閘泄水時(shí)，池內(nèi)水流湍急，底板承受水流的沖擊力和脈動(dòng)壓力，要求底板具有足夠的強(qiáng)度、完整性和穩(wěn)定性?？箾_抗浮t—消力池底板始端厚度(m)；ΔH—閘孔泄水時(shí)的上,下游水位差(m)；k1—消力池底板計(jì)算系數(shù),取0.2；k2—消力池底板安全系數(shù),可采用1.1～1.3；U—作用在消力池底板底面的揚(yáng)壓力(kPa)；W—作用在消力池底板頂面的水重(kPa)；Pm—作用在消力池底板上的脈動(dòng)壓力(kPa),γb—消力池底板的飽和重度(kN/m3)。按抗沖要求計(jì)算：消力池底板厚度t試算表如表2—8QqΔH1000.960.944.100.2805004.771.561.480.5499008.533.711.150.629130011.394.500.540.601170016.665.640.230.586由表可知消力池底板厚度t在0.1～0.6m，因此本設(shè)計(jì)取t=0.6m。1.1.4消力池尾檻消力池有兩種類型的尾檻：連續(xù)型和差動(dòng)型。連續(xù)積分尾檻適用于臃高池中水位，水躍穩(wěn)定性差，動(dòng)力型好，施工方便，不易腐蝕，因此得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)采用連續(xù)式消力池尾檻。1.1.5消力池構(gòu)造消力池一般采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。消力池和閘底板、海漫和兩側(cè)翼墻之間應(yīng)設(shè)置沉降縫。防滲范圍內(nèi)的接縫應(yīng)設(shè)置止水帶，水閘應(yīng)設(shè)置兩個(gè)止水帶，非防滲范圍內(nèi)的接縫可鋪設(shè)瀝青油氈。閘孔中心線上不應(yīng)設(shè)置接縫位置，以減少水流對(duì)接縫的沖刷作用。為降低護(hù)坦底