毕业设计指导书
（水闸枢纽设计）

中国农业大学水利与土木工程学院
苏艳平编制
2007年1月一、毕业设计的目的
巩固、联系、充实、加深、扩大所基本理论和专业知识，并使之系统化；
培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，提倡创新精神与科学态度相结合，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施；
培养学生初步掌握工程设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到较全面的锻炼和提高；
培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。

二、设计原则
（1）设计指标的确立应考虑近、远期相结合；
（2）本地区为季节冻土区，地基土属强烈冻胀类型，建筑物结构设计满足或适应地基土冻胀变形的要求；
（3）项目建设注重投入产出效益；
（4）结合当地水文地质、工程地质和气候等自然条件进行设计。

三、设计要求
除不编制设计任务书之外，其它均需按正规的设计工作的固定程序进行。即要进行设计构思、方案论证、计算分析、编制工程图、编制毕业设计计算说明书。

在已给资料及规划的基础上，学生必须独立完成工程设计，拿出较完整的成果。各阶段要求如下：
（一）明确设计任务，熟悉原始资料
学生领到课题后，应认真仔细阅读设计任务书、指导书，明确设计任务、内容及要求；对原始资料进行详细分析。

（二）枢纽等别和建筑物级别
在分析原始资料的基础上，应掌握工程设计的任务；根据拟设计枢纽的工程规模以及在国民经济有关部门的重要性进行分等分级，建立安全经济有机统一的概念。

（三）枢纽布置与主要建筑物型式选择
根据工程设计的任务，初选各主要建筑物，并对可能的方案进行比较，根据方案评比后的推荐方案进行平面布置、设计计算，也可根据教学要求，由指导教师指定某一方案进行设计。

这阶段工作的目的是要求学生全面利用已经学到的基础理论和专业知识，应用有关的设计规范和标准，进行枢纽的设计。

（四）水力计算
1.闸孔设计
1.1设计条件
1.2闸孔形式
根据任务书所给资料，选定合理的闸孔形式。

1.3堰顶高程
注意过闸单宽流量的选取。

1.4闸孔总宽度及孔数
根据规范P51附录A闸孔总净宽计算方法计算
堰流公式（如果选择的是堰流）
孔流公式（如果选择的是孔流）
或（仅可参考，因为这时q取值是凭经验性的）
初选B0，进行分孔
1.5流量校核
分孔后的总净宽应能通过H设、H校情况下通过相应的流量
2. 消能防冲设计
结合闸下水位及河床地质条件，选定消能方式。水闸多用底流水跃消能。通过水力计算确定消力池的池深、池长、扩散角，设计海漫的长度及构造。设计防冲槽的槽深和构造。

如果采用底流式消能，消力池的计算见规范P56附录B消能防冲计算，计算内容如下。

（1）判断下游水跃的衔接形式，确定是否需修建消力池
远驱式水跃，需要修建消力池。

（2）消力池的结构型式
挖深式消力池、槛式消力池和综合式消力池，
（3）消力池的深度
根据公式
用试算的方法求出适宜的池深。

注意：池深d的设计流量并不一定是水闸通过的最大流量。

（4）消力池的长度
取最大流量计算消力池池长
计算公式：
（5）消力池底板的厚度（见规范P57）
根据抗冲和抗浮要求，分别计算，并取其大值。

（6）海漫长度（见规范P58）
（7）防冲槽设计
计算河床冲刷深度（见规范P58）
（五）闸室布置
初拟底板、闸墩、胸墙（如果设胸墙的话）、闸门的形式、尺寸。

初拟工作桥、交通桥的结构形式、尺寸、位置。

选择启闭机
（六）地下轮廓布置及防渗排水设计
地下轮廓布置：明确地下轮廓线布置的原则，根据地质条件，布置地下轮廓线，包括防渗和导渗两部分。地下轮廓线的形式具体到铺盖、齿墙、板桩、止水、排水设施的尺寸及构造。

验算闸基抗渗稳定性：要求水平段和出口段的渗流坡降必须分别小于规范P23表6.0.4中规定的水平段和出口段允许渗流坡降值。

渗透计算：采用任务中给定的计算方法，计算地下轮廓线上各点的渗透压力，并绘制闸基渗透压力分布图。

排水设施设计（注意反滤层设置的地方，所用材料及要求等）
（七）闸室稳定计算
闸室稳定分析
按任务书给定的工况计算。满足规范P297.3.2条规定的第三项要求。

（1）判别产生深层或浅层滑动
（2）表层抗滑稳定验算
计算的安全系数不小于允许的安全系数。

基底压力计算
按任务书给定的工况计算。满足规范P297.3.2条规定的第一、二项要求。

（八）水闸结构设计
底板
按任务书给定的工况、方法计算内力并配筋。

（注：做闸墩设计的同学不做底板的结构设计）
闸墩
按任务书给定的工况、方法计算内力并配筋。

（注：做底板设计的同学不做闸墩和门槽的结构设计）
门槽
因门槽颈部截面较小，需进行配筋计算。（做闸墩设计的同学做门槽的计算）
胸墙
如果需要的话，可简单设计即可。可按简支梁进行结构计算。

（九）上下游连接段结构形式的选择
参考规范P35
上下游翼墙的形式和尺寸选择
翼墙地基承载力验算
翼墙抗倾稳定验算
翼墙抗滑稳定验算

在做完上述内容的设计之后，须对全部设计说明书、计算书做全盘地系统整理，做到有目录、正文和附录。所有页次与图号都应编码，最后须装订成册后交指导教师审阅，准备答辩。

学生在答辩前应写出书面提纲，内容涉及课题的任务、目的意义、设计的基本内容、主要方法，结果评价等。

四、毕业设计说明书的编写
1．内容
毕业设计说明书是毕业设计的重要书面文件，应能全面反映学生的设计思想、对基本理论和专业知识掌握的深度和广度、对规范的了解及熟练运用的程度、文件的组织能力和书面表达能力。

2．要求
毕业设计说明书要求步骤清晰、字迹工整、文字简洁流畅，对每一步骤的设计思想和设计依据要交代清楚，并附以必要的计算图纸。能够用图表说明问题的地方尽量采用图表，应采用通用的设计符号和国际计量单位，最后应按统一规格装订成册。

说明书正文（理工等类）应包括选题背景、方案论证、过程（设计或实验）论述、结果分析、结论或总结。

选题背景：说明本课题的来源、目的、意义、应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本课题在国内外发展概况及存在的问题，本设计的指导思想。

方案论证：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）以及所采用方案的特点。

过程(设计或实验)论述：指作者对自己的研究工作的详细表述。要求论理正确、论据确凿、逻辑性