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小型水閘工程設計優(yōu)化論文范文
摘要：一般來(lái)說(shuō)，平原河區的都會(huì )安置相應的水閘工程，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)一步的針對水閘工程進(jìn)行優(yōu)化設計，主要就上海地區的小型水閘工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的設計優(yōu)化分析，希望通過(guò)分析能夠為相關(guān)的人員提供一定的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：小型水閘工程；設計優(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(cháng)江流域平原地區，水閘工程的建設數量較多，而其中小型水閘工程的建設數量最多。主要就上海地區的小型水閘工程來(lái)進(jìn)行探究，上海地區的小型水閘工程主要是建設在上將下游的平原河口區域，為上海市提供用水以及起到防洪排澇的作用，而該區域的河網(wǎng)彌補，要想使得小型水閘工程的作用可以得到有效的發(fā)揮，就需要針對小型水閘工程進(jìn)行合理的設計優(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小型水閘工程設計優(yōu)化的必要性
上海市本身就坐落在長(cháng)江的下游區域，河道密布，河系發(fā)達，在這之中建設了為數眾多的小型水閘工程。這些小型水閘建設的主要用途就是進(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，就需要對小型水閘工程進(jìn)行適當的設計優(yōu)化，建設適宜上海地區發(fā)展要求的水閘規模。在最近的幾年，由于氣候的異常，上海市也出現了嚴重的內澇災害，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，就需要對小型水閘工程進(jìn)行合理的設計優(yōu)化。上海地區有著(zhù)獨特的城市布局以及建設用地需求，因此，在對小型水閘工程進(jìn)行設計優(yōu)化的過(guò)程中，也需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，其一就是要嚴格的根據城市的規劃以及防洪排澇的要求，來(lái)對小型水閘工程的具體布局形式以及建設規模，在設計的過(guò)程中以及在設計完成之后，都要針對工程設計進(jìn)行反復的檢查，并且不斷的進(jìn)行復核優(yōu)化。在設計規劃的過(guò)程中，主要是針對水閘工程進(jìn)行總體設計，而相關(guān)的工程研究單位則主要是針對單一的水閘工程進(jìn)行研究，由于關(guān)注的因素不同，所以，設計與實(shí)際的建設往往會(huì )存在一定的偏差，這樣就無(wú)法有效的實(shí)現設計與建設的契合，從而導致了小型水閘工程在規模的設計上并不合理。針對上海市的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分析，水閘的建設規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，就需要對小型水閘工程進(jìn)行設計優(yōu)化。
2針對小型水閘工程進(jìn)行設計優(yōu)化
2.1閘室的橫向布置
一般來(lái)說(shuō)，小型水閘的建設數量較多，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混凝土本身所具有的重量來(lái)對對水壓力以及土壓力進(jìn)行抵抗。根據相關(guān)的渡槽設計原理，為了使得閘墩可以保持穩定性，就需要在閘墩之間安設一個(gè)壓桿，利用這一壓桿來(lái)對閘墩壓力抵抗能力進(jìn)行提高，將閘墩的結構形式進(jìn)行有效的轉變，將原有的閘墩形式轉變?yōu)椤癠”形結構，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，根據這一情況，可以對小型水閘的線(xiàn)剛度進(jìn)行計算，由計算的結果可以了解到，墩后以及墩前的線(xiàn)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構，計算如圖2。上海市生產(chǎn)掏節制閘，設計流量7.98m3/S，門(mén)高3.0m，門(mén)寬20m，采用“U”型有壓桿結構，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(mén)寬20m,跟上圖不符，不是小型水閘的例子，仔細看看，這是評高工論文，低級錯誤不能有）。
2.2閘墩的縱向布置
一般小型水閘閘室長(cháng)為2～3倍上下游水位差.閘室較長(cháng)。閘墩厚一般為1／4～1／5孔寬，門(mén)槽應力不大.門(mén)槽位置一般距上游墩尖1／3墩長(cháng)，生產(chǎn)橋多置于門(mén)槽之前，則門(mén)槽后的2／3墩長(cháng)只承受閘門(mén)壓力和水平剪刀。把門(mén)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構，工程量會(huì )相應減少。另外混凝土排架由雙柱梁式結構變?yōu)殡p柱桁架式結構。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，結構更合理。另外，工程設計階段既不能簡(jiǎn)單的以規劃確定的排澇流量作為水閘的設計流量，也不能簡(jiǎn)單地加大設計流量，而應該在了解規劃意圖和邊界條件的基礎上，綜合考慮各種影響因素后合理確定。上海地區的小型水閘大致可分為兩類(lèi)，一類(lèi)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，設計流量應在規劃的基礎上盡可能放大；另一類(lèi)是長(cháng)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，設計流量較規劃流量相當或略有放大即可。
綜上所述，為了能夠建設出適宜上海地區的小型水閘工程，就要根據上海地區的具體情況以及參照相關(guān)的建設標準，設計出高質(zhì)量的小型水閘工程，在對小型水閘工程進(jìn)行設計優(yōu)化的過(guò)程中，主要是針對閘室、閘墩以及其他的部位來(lái)進(jìn)行設計優(yōu)化，針對設計優(yōu)化的部位進(jìn)行反復的檢驗，從而保障小型水閘工程的設計質(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產(chǎn)安全。
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