水闸是一种在水利水电建设中广泛应用的一种水工建筑物,尤其在广东珠江三角洲地区。水闸工程设计包括多项计算内容,计算工作量大,任务繁重,设计时间长,目前国内尚无一套按《水闸设计规范》(SL265-2001)编制的、较完整的设计计算程序,而实际工作中又迫切需要解决这个问题。 本项研究旨在促进水闸设计的现代化进程,运用面向对象的编程语言Visual Basic6.0进行编程,开发一套实用的、人机交互性好、面向广大中、小设计单位的水闸设计计算软件系统。开发内容包括闸室稳定分析、底板结构计算、桩基础计算、闸墩结构计算、胸墙结构计算、岸墙及翼墙结构计算、闸基沉降计算和水闸有关水力计算专题等八大计算模块及满足现行水闸工程设计规范要求的有关边墙结构计算、消能计算、渗透压力计算等可能遇到的主要设计计算项目27个。软件采用工程实例进行严格、详细测试,以保证计算结果可靠。 本文对闸基渗流进行了较深入探讨,主要采用有限元法和改进阻力系数法分别进行计算,研究板桩长度对水闸闸基渗流的影响,并对这两种计算方法进行比较,得出一些有益结论,对工程设计有一定的实际意义。 实际应用表明,本软件全部计算均按照现行强制性条文和规范要求的方法,使软件具有较强的通用性和实用性,适用于中、小型水闸设计,也可供大型水闸设计计算参考;系统提供一个简洁、美观的操作平台,数据输入采用“数据框”形式,数据文件建立简便,并可随时查看程序说明和使用编辑器,人机界面友好;该系统综合了弹性地基梁中半无限深地基梁、有限深地基梁及文克尔地基梁等三种计算方法,重点开发了桩基础结构、闸墩门槽结构、板梁式胸墙结构、双向不对称受力岸墙结构和边孔闸基沉降计算的刚度调整等计算模块。本系统符合现行规范要求、功能齐全、操作方便、实用性强、计算成果可靠。经广东省部分水利设计单位试用,由广东省水利厅组织对本软件系统应用项目的成果评审,总体上达到国内先进水平。本软件的开发将大大提高水闸设计的质量和速度,使设计计算科学化、精细化、正确化,产生积极的社会效益和经济效益。