水工建筑物项目化实训包
平面闸门闸墩应力计算
闸墩的计算情况有：①运用期，两边闸门都关闭时，闸墩承受最大水头时的水压力（包括闸门传来的水压力）、墩自重及上部结构重量。此时，对平面闸门的闸墩应验算墩底应力和门槽应力；弧形闸门的闸墩除验算墩底应力以外，还须验算牛腿强度及牛腿附近闸墩的拉应力集中现象。②检修期，一孔检修，上下游检修门关闭而邻孔过水或关闭时，闸墩承受侧向水压力、闸墩及其上部结构的重力，应验算闸墩底部强度，弧形闸门的闸墩还应验算不对称状态时的应力。
1.平面闸门闸墩应力计算
（1）墩底水平截面上的正应力计算
运用时期对墩底应力最不利，可将其视为固结于闸底板上的悬臂结构，按偏心受压公式计算应力。
maxminWM•LAII2
式中 σ
maxmin—墩底正应力的最大和最小值，kPa；
ΣW—作用在闸墩上全部垂直力（包括自重）之和，KN； A—墩底水平截面面积，m2；
ΣM—作用在闸墩上的全部荷载对墩底水平截面中心轴（近似地作为形心轴）I-I的力矩之和，KN.M；
L—墩底长度，m；
II—墩底截面对I-I轴的惯性矩，近似地取为厚,m。
（2）墩底水平面上剪应力τ的计算
QS1IIbIIB0.98L312，m4；B为墩
式中 Q—作用在墩底水平截面上的剪力，KN；
S1—剪应力计算截面处以远的各部分面积对I-I轴的面积矩之和，m3；
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b—剪应力计算截面处的墩宽，m。 （3）墩底水平截面上的横向正应力计算
检修时期是横向计算的最不利条件，其横向正应力按下式计算：
maxminWMBAIII2
式中 M—横向水压力对墩底水平截面中心轴II—II的力矩之和，kN·m；
4 III—墩底截面对II—II轴的惯性矩，m。
（4）边墩、缝墩墩底主拉应力计算
当边墩和缝墩闸孔闸门关闭承受最大水头时，边墩和缝墩受力不对称，墩底受纵向剪力和扭矩的共同作用，可能产生较大的主拉应力。半扇闸门传来的水压力P不通过缝墩底面形心，产生的扭矩为Mn＝Pb1，其中b1为P至形心轴Ⅲ—Ⅲ的距离。扭矩Mn在A点（1／2墩长的边界处）产生的剪应力近似值τ1：
1Mn0.4B2L 3P2BL
水压力P对水平截面的剪切作用，A点产生的剪应力近似值τ2：
2A点的主拉应力
zl：
zl21241222
式中 —边墩或缝墩在A点的正应力（以压应力为负）。
zl不得大于混凝土的允许拉应力，否则应配受力钢筋。
（5）门槽应力计算
门槽颈部因受闸门传来的水压力而可能受拉，应进行强度计算,以确定配筋量。计算时在门槽处截取脱离体（取下游段或上游段底板以上闸墩均可），将闸墩及其上部结构重量、水压力及闸墩底面以上的正应力和剪应力等作为外荷载施加在脱离体上。根据平衡条件，求出作用于门槽截面BE中心的力T0及力矩M0，然后按偏心受压公式求出门槽应力σ。
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T0AM•Ih2
式中 T0—脱离体上水平作用力的总和； A—门槽截面面积，Ab'h；
M0—脱离体上所有荷载对门槽截面中心o’的力矩之和； I—槽截面对中心轴的惯性矩，
Ibh'312；
b’、h—分别为门槽截面宽度和高度。 （6）闸墩配筋
闸墩配筋：闸墩的内部应力不大，一般不会超过墩体材料的允许应力，按理可不配置钢筋。但考虑到混凝土的温度、收缩应力的影响，以及为了加强底板与闸墩间施工缝的连接，仍需配置构造钢筋。垂直钢筋一般每米3－4根φ10－14mm，下端伸入底板25－30倍钢筋直径，上端伸至墩顶或底板以上2－3m处截断（温度变化较小地区）；考虑到检修时受侧向压力的影响。底部钢筋应适当加密。水平向分布钢筋一般用Φ8－12mm，每米3－4根。这些钢筋都沿闸墩表面布置。
闸墩的上下游端部（特别是上游端），容易受到飘流物的撞击，一般自底至顶均布置构造钢筋，网状分布。闸墩墩顶支承上部桥梁的部位，亦要布置构造钢筋网。
门槽配筋：一般情况下，门槽顶部为压应力，底部为拉应力。若拉应力超过混凝土的允许拉应力时，则按全部拉应力由钢筋承担的原则进行配筋；否则配置构造钢筋，布置在门槽两侧，水平排列，每米3－4根，直径较之墩面水平分布钢筋适当加大。
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