混凝土重力壩畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　目　錄1</b></p><p>　　第1章 非溢流壩設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.1壩基面高程的確定2</p><p>　　1.2壩頂高程計(jì)算2</p><p>　　1.2.1基本組合情況下

2、：2</p><p>　　1.2.2特殊組合情況下：3</p><p><b>　　1.3壩寬計(jì)算4</b></p><p>　　1.4 壩面坡度4</p><p>　　1.5 壩基的防滲與排水設(shè)施擬定5</p><p>　　第二章 非溢流壩段荷載計(jì)算5</p><

3、p>　　2.1 計(jì)算情況的選擇5</p><p>　　2.2 荷載計(jì)算5</p><p>　　2.2.1 自重6</p><p>　　2.2.2 靜水壓力及其推力6</p><p>　　2.2.3 揚(yáng)壓力的計(jì)算7</p><p>　　2.2.4 淤沙壓力及其推力10</p><p&

4、gt;　　2.2.5 波浪壓力11</p><p>　　2.2.6 土壓力12</p><p>　　第3章 壩體抗滑穩(wěn)定性分析13</p><p>　　3.2 抗滑穩(wěn)定計(jì)算15</p><p>　　3.3 抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算16</p><p>　　第4章 應(yīng)力分析17</p><p>

5、<b>　　4.1 總則17</b></p><p>　　4.1.1大壩垂直應(yīng)力分析17</p><p>　　4.1.2大壩垂直應(yīng)力滿足要求18</p><p>　　4.2計(jì)算截面為建基面的情況19</p><p>　　4.2.1 荷載計(jì)算19</p><p>　　4.2.2運(yùn)用期（計(jì)入

6、揚(yáng)壓力的情況）20</p><p>　　4.2.3運(yùn)用期（不計(jì)入揚(yáng)壓力的情況）21</p><p>　　4.2.4 施工期21</p><p>　　第5章 溢流壩段設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1 泄流方式選擇22</p><p>　　5.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定23</p><p>

7、　　5.3 流量的確定23</p><p>　　5.4 單寬流量的選擇23</p><p>　　5.5 孔口凈寬的擬定23</p><p>　　5.6 溢流壩段總長度的確定24</p><p>　　5.7 堰頂高程的確定24</p><p>　　5.8 閘門高度的確定25</p><p&

8、gt;　　5.9 定型水頭的確定25</p><p>　　5.10 泄流能力的校核26</p><p>　　5.11.1 溢流壩段剖面圖26</p><p>　　5.11.2 溢流壩段穩(wěn)定性分析27</p><p>　?。?）正常蓄水情況27</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)洪水情況27</p>

9、<p>　　（3）校核洪水情況28</p><p>　　第6章 消能防沖設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.1洪水標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)參數(shù)的選定29</p><p>　　6.2 反弧半徑的確定29</p><p>　　6.3 坎頂水深的確定30</p><p>　　6.4 水舌拋距計(jì)算31</p>

10、;<p>　　6.5 最大沖坑水墊厚度及最大沖坑厚度32</p><p>　　第7章 泄水孔的設(shè)計(jì)33</p><p>　　7.1有壓泄水孔的設(shè)計(jì)34</p><p>　　7.11孔徑D的擬定34</p><p>　　7.12 進(jìn)水口體形設(shè)計(jì)34</p><p>　　7.13 閘門與門槽35&

11、lt;/p><p>　　7.14 漸寬段35</p><p>　　7.15 出水口35</p><p>　　7.15 通氣孔和平壓管35</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p>　　第一章 非溢流壩設(shè)計(jì) </p><p>　　1.1壩基面高程的

12、確定</p><p>　　由《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，壩高100~50米時(shí)，重力壩可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上，本工程壩高為50~100m，由于本壩址巖層分布主要為石英砂巖，故可確定壩基面高程為832.0 m。由水位—庫容曲線查的該庫容為0.03×108m3，故可知該工程等級為Ⅳ級。</p><p>　　1.2壩頂高程計(jì)算 </p><p>　　1.

13、2.1基本組合情況下：</p><p>　　1.2.1.1 正常蓄水位時(shí)：</p><p>　　壩頂高程分別按設(shè)計(jì)和校核兩種情況，用以下公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　波浪要素按官廳公式計(jì)算。公式如下：</p><p><b>　　庫水位以上的超高：</b></p><p>　　式中--波浪高

14、度，m</p><p>　　--波浪中心線超出靜水位的高度，m</p><p><b>　　--安全超高，m</b></p><p>　　--計(jì)算風(fēng)速。水庫為正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.5~2.0倍；校核洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，m/s</p><p><b>

15、　　D-風(fēng)區(qū)長度；m</b></p><p><b>　　L--波長；M</b></p><p><b>　　H--壩前水深</b></p><p>　　1.2.1.2 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：</p><p>　　根據(jù)水庫總庫容在之間可知，大壩工程安全級別為級</p><p&

16、gt;　　計(jì)算風(fēng)速取相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.8倍，即=47.7m/s</p><p>　　根據(jù)公式，可知波浪高度=2.71m</p><p>　　根據(jù)公式，可知波長L=23.19m</p><p>　　根據(jù)公式，可知波浪中心線超靜水位高度=0.994274m</p><p>　　可知庫水位超高 =4.1m</p>&l

17、t;p>　　可知壩頂高程=890.00+4.1=894.1m 1.2.1.2 校核洪水位時(shí)：</p><p>　　計(jì)算風(fēng)速取相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，即=26.5m/s</p><p>　　根據(jù)公式，可知波浪高度=1.30m</p><p>　　根據(jù)公式，可知波長L=7.0034m</p><p>　　根據(jù)公式，可知波浪中心線超靜水位

18、高度=0.7577m</p><p>　　可知庫水位超高 =2.355m</p><p>　　可知壩頂高程=890.00+2.355=892.355m</p><p>　　1.2.2特殊組合情況下： </p><p>　　Vo=26.5 m/s</p><p>　　故按莆田試驗(yàn)站公式計(jì)算：</p>&

19、lt;p>　　=6.43×10-3</p><p>　　故 hm=0.4603 m</p><p><b>　　=1.1146</b></p><p>　　故 Tm=3.011 s</p><p>　　綜合（1）、（2），可知最大壩頂高程取894.1m</p><p><b&

20、gt;　　1.3壩寬計(jì)算</b></p><p>　　為了適應(yīng)運(yùn)用和施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。一般地，壩頂寬度取最大壩高的8%~10%。，且不小于3m</p><p>　　所以壩頂寬度=6m，并可算出壩底寬為 78.5m</p><p><b>　　1.4 壩面坡度</b></p><p>　　上游壩

21、坡采用折線面，一般起坡點(diǎn)在壩高的2/3附近，建壩基面高程為832m，折坡點(diǎn)高程為873.4m， 坡度為1：0.2；下游坡度為1：0.8。因?yàn)榛救切蔚捻旤c(diǎn)與正常蓄水位齊平，故重力壩剖面的下游坡向上延伸應(yīng)與正常蓄水位相交，具體尺寸見下圖</p><p>　　圖1.1 重力壩剖面圖</p><p>　　1.5 壩基的防滲與排水設(shè)施擬定</p><p>　　由于防滲的需

22、要，壩基須設(shè)置防滲帷幕和排水孔幕。據(jù)基礎(chǔ)廊道的布置要求，初步擬定防滲帷幕及排水孔廊道中心線在壩基面處距離壩踵5.5m。 </p><p>　　第二章 非溢流壩段荷載計(jì)算 </p><p>　　2.1 計(jì)算情況的選擇</p><p>　　作用在壩基面的荷載有：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、淤沙壓力、浪壓力、土壓力，常取壩長進(jìn)行計(jì)算。</p><p>

23、<b>　　2.2 荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　2.2.1 自重</b></p><p>　　自重在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位完全一樣計(jì)算步驟如下；</p><p>　　壩體自重的計(jì)算公式：</p><p><b>　　式中：</b></p>

24、;<p><b>　　可知： </b></p><p>　　W1=0.56302.49.81=2118.96 KN</p><p>　　W2=662.12.49.81=8772.494 KN</p><p>　　W3=0.566.557.32.49.81=44856.62KN</p><p>　　W=

25、W1+W2+W3=55748.47KN </p><p>　　壩體自重=55748.47KN</p><p>　　2.2.2 靜水壓力及其推力</p><p>　?、?靜水壓力與作用水頭有關(guān)，所以在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位時(shí)靜水壓力各不相同，應(yīng)分別計(jì)算；</p><p>　　② 靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水

26、平壓力和垂直壓力兩種。</p><p><b>　　的計(jì)算公式為：</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　——計(jì)算點(diǎn)的作用水頭，；</p><p>　　——水的重度，常?。?lt;/p><p><b>　?。?）基本組合：<

27、/b></p><p><b>　　正常蓄水位情況：</b></p><p>　　F1=0.59.81582=16500.42KN</p><p>　　W1=0.5 (58+28) 69.81=2538.72KN</p><p><b>　　設(shè)計(jì)洪水位情況：</b></p>&l

28、t;p>　　F1=0.59.8158.092= 16551.67KN</p><p>　　F2=－0.59.8121.72= -2309.715KN</p><p>　　W1=0.5 (58.09+28.09) 69.81= 2536.277KN </p><p>　　W2=0.5 21.727.1259.81= 2887.144KN</p>&

29、lt;p><b>　?。?）特殊組合：</b></p><p><b>　　校核蓄水位情況：</b></p><p>　　F1=0.59.8160.332=17852.77KN</p><p>　　F2=－0.59.8117.52=－1502.156KN</p><p>　　W1=0.5 (6

30、0.33+30.33) 69.81=2668.124KN</p><p>　　W2=0.523.6229.5259.81= 3420.651KN</p><p>　　2.2.3 揚(yáng)壓力的計(jì)算</p><p>　　規(guī)范：當(dāng)壩基設(shè)有防滲帷幕和排水孔時(shí)，壩底面上游（壩踵）處的揚(yáng)壓力作用水頭為， 排水孔中心線處為（，下游（壩趾）處為，其間各段依次以直線連接,則：</p

31、><p>　　A 壩踵處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為,壩址處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為,帷幕灌漿和排水孔處的滲透壓力為（,的取值如表2-1所示）。</p><p>　　B 揚(yáng)壓力的大小等于揚(yáng)壓力分布圖的面積。</p><p>　　圖2.1揚(yáng)壓力計(jì)算圖示</p><p>　　表 2.1 壩底面的滲透壓力、揚(yáng)壓力強(qiáng)度系數(shù)</p><p>　　則：帷幕灌

32、漿處的，排水孔處的。</p><p>　?。?）正常蓄水情況下：</p><p>　　H1=890.0－832.0=58.0</p><p><b>　　H2=0 </b></p><p>　　U1= γH2=0 </p><p>　　U2=-11.50.39.8158=-1962.981 KN&

33、lt;/p><p>　　U3=-0.5670.39.8158=-5718.249 KN</p><p><b>　　U4=0</b></p><p>　　Ucc=-（0+1962.981+5718.249+0）=-7681.23 KN</p><p><b>　　設(shè)計(jì)洪水情況：</b></p>

34、;<p>　　H1=890.9－832.0=58.09</p><p><b>　　H2=21.7 </b></p><p>　　U1= γH2=-212.877 KN </p><p>　　U2=-11.50.39.8158.09=-1966.027 KN</p><p>　　U3=-0.5670.39.

35、8158.09=-5727.122 KN</p><p>　　U4=-0.511.536.39=-209.2425 KN</p><p>　　Ucc=-（212.877 +1966.027+5727.122+209.2425）=-8115.269 KN</p><p>　?。?）校核洪水位情況：</p><p><b>　　H1=6

36、0.33</b></p><p><b>　　H2=17.5</b></p><p>　　U1= γH2=-171.675 KN</p><p>　　U2=11.50.39.8160.33=-2041.839 KN</p><p>　　U3=-0.5670.39.8160.33=-5947.965 KN<

37、;/p><p>　　U4=-0.511.542.83=-246.2725 KN</p><p>　　Ucc=-（171.675 +2041.839+5947.965+246.2725）=-8407.751 KN</p><p>　　2.2.4 淤沙壓力及其推力</p><p>　　圖2.3 淤沙壓力計(jì)算圖示</p><p>

38、;　　（1）水平泥沙壓力 為：</p><p>　　式中: </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　水平方向：</b></p><p><b>　　（2）豎直方向：</b></p><p>　　Psv=7.36

39、0.5(17.8+4) 4=80.224KN</p><p>　　2.2.5 波浪壓力</p><p><b>　　波浪壓力計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　?。?）基本組合（設(shè)計(jì)和正常情況）：</p><p>　　H

40、z=0.7577m；</p><p><b>　　Lm=7.0m；</b></p><p>　　h1%=1.30m </p><p>　?。?）特殊組合（校核）：</p><p>　　Hz=0.05402m；</p><p>　　Lm=2.488m；</p><p>　　h

41、1%=0.207m； </p><p><b>　　2.2.6 土壓力</b></p><p>　　（1）正常蓄水情況：</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)及校核洪水位情況：</p><p>　　第三章 壩體抗滑穩(wěn)定性分析</p><p><b>　　3.1 總則</b><

42、/p><p>　　A、按抗剪斷強(qiáng)度的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)值應(yīng)不小于表3-1規(guī)范規(guī)定；</p><p>　　B、它認(rèn)為壩體混凝土與壩基基巖接觸良好，屬于交界面；</p><p><b>　　C、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　；</b></p

43、><p><b>　??；</b></p><p>　　A=178.5=78.5 m2。</p><p>　　此時(shí)其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算公式為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　表 3.1 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K′</p>&l

44、t;p>　　表3.2 全部荷載計(jì)算結(jié)果</p><p>　　3.2 抗滑穩(wěn)定計(jì)算</p><p>　?。?）正常蓄水情況 </p><p>　　∑W=51617.23 KN</p><p>　　∑P=16889.85 KN</p><p>　　K′=3.05611>3.0</p><p&

45、gt;<b>　?。?）設(shè)計(jì)洪水情況</b></p><p>　　∑W=54067.9 KN </p><p>　　∑P=14953.2 KN</p><p>　　K′=3.615809>2.5 </p><p><b>　?。?）校核洪水情況</b></p><p>

46、　　∑W=54440.77 KN </p><p>　　∑P=17061.85 KN </p><p>　　K′=3.190789>2.3</p><p>　　3.3 抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?。?）正常蓄水情況 </p><p>　　∑W=51617.23 KN</p><p>

47、;　　∑P=16889.85 KN</p><p><b>　　> 3.0</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)洪水情況</b></p><p>　　∑W=54067.9 KN </p><p>　　∑P=14953.2 KN</p><p><b>

48、;　　> 2.5</b></p><p><b>　?。?）校核洪水情況</b></p><p>　　∑W=54440.77 KN </p><p>　　∑P=17061.85 KN </p><p>　　K′=3.190789>2.3</p><p><b>　

49、　> 2.3</b></p><p>　　故非溢流壩段抗滑穩(wěn)定滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。</p><p><b>　　第四章 應(yīng)力分析</b></p><p><b>　　4.1 總則</b></p><p>　　4.1.1大壩垂直應(yīng)力分析</p><p>　　根據(jù)

50、SL319-2005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，按下列公式進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算：</p><p>　　圖4.1應(yīng)力計(jì)算圖示</p><p>　　(1)上游面垂直正應(yīng)力：</p><p>　　(2)下游面垂直正應(yīng)力：</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　4.1.2大壩垂直應(yīng)力滿

51、足要求</p><p>　　由《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL319—2005可知：</p><p><b>　　重力壩壩基面：</b></p><p><b>　　運(yùn)用期：</b></p><p>　　要求上游面垂直正應(yīng)力不小于0，下游面垂直正應(yīng)力應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力4.0Mpa=4000Kpa。；&

52、lt;/p><p><b>　　施工期：</b></p><p>　　壩趾垂直應(yīng)力可允許由小于0.1Mpa（100Kpa）的拉應(yīng)力；</p><p><b>　　重力壩壩體截面：</b></p><p>　　運(yùn)用期：壩體上游面不出現(xiàn)拉應(yīng)力（計(jì)揚(yáng)壓力），下游面垂直正應(yīng)力應(yīng)不大于混凝土壓應(yīng)力值，采用C15混

53、凝土，故混凝土壓應(yīng)力值為15/4=3.75Mpa=3750Kpa。</p><p>　　施工期：壩體任何截面上的主壓應(yīng)力應(yīng)不大于混凝土的允許壓應(yīng)力，下游面可允許有不大于0.2Mpa（200Kpa）的主拉應(yīng)力。</p><p>　　4.2計(jì)算截面為建基面的情況</p><p>　　4.2.1 荷載計(jì)算</p><p><b>　?。?

54、） 自重力矩</b></p><p><b>　　自重如下圖所示：</b></p><p>　　圖4.2自重力矩計(jì)算圖示</p><p>　　W1=2118.96 KN； </p><p>　　W2=8772.494 KN；</p><p>　　W3=4

55、4856.62KN</p><p><b>　　自重力矩計(jì)算如下：</b></p><p>　　M1=2118.96 28.31=59987.76 KNm</p><p>　　M2=8772.49424.2=212294.4 KNm</p><p>　　M3=44856.622.03=91058.94KNm</p&

56、gt;<p>　　M =M1+M2+M3=363341.1KNm</p><p>　　4.2.2運(yùn)用期（計(jì)入揚(yáng)壓力的情況）</p><p>　　(1)上游面垂直正應(yīng)力：</p><p><b>　　T=109.45 </b></p><p>　　(2)下游面垂直正應(yīng)力：</p><p&g

57、t;　　4.2.3運(yùn)用期（不計(jì)入揚(yáng)壓力的情況）</p><p>　　(1)上游面垂直正應(yīng)力：</p><p><b>　　T=109.45</b></p><p>　　(2)下游面垂直正應(yīng)力：</p><p><b>　　4.2.4 施工期</b></p><p>　　(1)

58、上游面垂直正應(yīng)力：</p><p><b>　　T=109.45</b></p><p>　　(2)下游面垂直正應(yīng)力：</p><p>　　第五章 溢流壩段設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 泄流方式選擇</p><p>　　為了使水庫具有較大的超泄能力，采用開敞式孔口，WES實(shí)用堰。</p&

59、gt;<p>　　5.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定</p><p>　　洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定：本次設(shè)計(jì)的重力壩是Ⅲ級建筑物，根據(jù)GB50201—94表6.2.1，采用50年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，500年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。</p><p><b>　　5.3 流量的確定</b></p><p>　　流量的確定：根據(jù)基礎(chǔ)資料可知，設(shè)計(jì)情況下，溢流壩的

60、下泄流量為115.75m3/s；在校核情況下溢流壩的下泄流量為176m3/s。 </p><p>　　5.4 單寬流量的選擇</p><p>　　壩址處基礎(chǔ)節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石軟弱，綜合樞紐的布置及下游的消能防沖要求，單寬流量取20 m3/（s.m）。</p><p>　　5.5 孔口凈寬的擬定</p><p>　　孔口凈寬擬定，分別計(jì)算設(shè)計(jì)

61、和校核情況下溢洪道所需的孔口寬度，計(jì)算成果如下表： </p><p><b>　　表5.1 孔口凈寬</b></p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，溢流壩孔口凈寬取B=16m，假設(shè)每孔寬度為b=8m，則孔數(shù)n為2。</p><p>　　5.6 溢流壩段總長度的確定</p><

62、p>　　溢流壩段總長度（溢流孔口的總寬度）的確定：根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，擬定閘墩的厚度。初擬中墩厚d為2.5 m，邊墩厚t為3m，則溢流壩段的總長度B0為：</p><p>　　B0=n×b+(n－1)×d+2×t = 2×8+（2－1）×2.5+2×3=24.5(m)</p><p>　　5.7 堰頂高程的確定</p>

63、<p>　　初擬側(cè)收縮系數(shù)，流量系數(shù)m=0.463，因?yàn)檫^堰水流為自由出流，故</p><p>　　由堰流公式計(jì)算堰上水頭Hw,計(jì)算水位分別減去其相應(yīng)的堰上水頭即為堰頂高程。計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　計(jì)算成果見表：</b></p><p><b>　　表5.2 堰頂高程</b></p&

64、gt;<p>　　根據(jù)以上計(jì)算，取堰頂高程為882.47m。</p><p>　　5.8 閘門高度的確定</p><p>　　門高=正常高水位－堰頂高程+安全超高</p><p>　　=890.00－882.47+0.2=7.7（m）</p><p>　　則按規(guī)范取門高7.8m。</p><p>　　5.

65、9 定型水頭的確定</p><p>　　堰上最大水頭Hmax=校核洪水位－堰頂高程=892.33－882.47=9.86（m）；</p><p>　　定型設(shè)計(jì)水頭Hd=（75%～95%）Hmax=7.4～9.4（m）；</p><p>　　取Hd=8.4，Hd/Hmax=8.4/9.86=0.85,查表知壩面最大負(fù)壓為：0.3Hd=2.8（m），小于規(guī)范的允許值（最

66、大不超過3～6m水柱）</p><p>　　5.10 泄流能力的校核 </p><p>　　先由水力學(xué)公式計(jì)算側(cè)收縮系數(shù)ε，然后計(jì)算不同水頭作用下的流量系數(shù)m，根據(jù)已知條件，運(yùn)用堰流公式校核溢流堰的泄流能力。</p><p>　　計(jì)算成果匯總?cè)缦卤恚?lt;/p><p>　　表5.3 泄流能力校核</p><p>　　滿足

67、的要求，則符合規(guī)范設(shè)計(jì)的孔口要求。</p><p>　　5.11.1 溢流壩段剖面圖</p><p>　　圖5.1 溢流壩橫剖面圖</p><p>　　5.11.2 溢流壩段穩(wěn)定性分析</p><p>　?。?）正常蓄水情況 </p><p>　　∑W=51617.23 KN</p><p>

68、　　∑P=16889.85 KN</p><p><b>　　> 3.0</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)洪水情況</b></p><p>　　∑W=54067.9 KN </p><p>　　∑P=14953.2 KN</p><p><b>

69、　　> 2.5</b></p><p><b>　　（3）校核洪水情況</b></p><p>　　∑W=54440.77 KN </p><p>　　∑P=17061.85 KN </p><p>　　K′=3.190789>2.3</p><p><b>　　

70、> 2.3</b></p><p>　　故溢流壩段抗滑穩(wěn)定滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。</p><p>　　第六章 消能防沖設(shè)計(jì)</p><p>　　通過溢流壩頂下泄的水流，具有很大的能量，必須采取有效地消能措施，保護(hù)下游河床免受沖刷。消能設(shè)計(jì)的原則是：消能效果好，結(jié)構(gòu)可靠，防止空蝕和磨損，以保證壩體和有關(guān)建筑物的安全。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)壩址地形，地質(zhì)條件，樞紐布

71、置，壩高，下泄流量等綜合考慮。</p><p>　　6.1洪水標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)參數(shù)的選定</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的重力壩是3級水工建筑物，根據(jù)SL252—2000表3.2.4，消能防沖設(shè)計(jì)采用按50年洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)地形地質(zhì)條件，選用挑流消能。根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)，挑射=20°。</p><p>　　6.2

72、 反弧半徑的確定</p><p><b>　　反弧半徑R為：</b></p><p>　　對于挑流消能，可按下式求得反弧段的半徑 </p><p>　　—堰面流速系數(shù)，取0.95；</p><p>　　H—設(shè)計(jì)洪水位至坎頂高差，H=891.09-851.0=40.09m (取坎頂高程為851.0m)</p>

73、<p>　　故算出V=26.65m/s</p><p>　　Q—校核洪水時(shí)溢流壩下泄流量，(211m3/s)；</p><p>　　B—鼻坎處水面寬度，m，此處B=單孔凈寬+2×邊墩厚度；</p><p>　　B=8+2×3=14m</p><p>　　h1=5.65585(m)</p><

74、p><b>　　R=（4～10）h</b></p><p>　　R=22.62～56.56（m）</p><p><b>　　取R=32（m）</b></p><p>　　6.3 坎頂水深的確定</p><p>　　坎頂水深計(jì)算公式為：</p><p>　　坎頂水流流速

75、v按下式計(jì)算：</p><p>　　—堰面流速系數(shù)，取0.95；</p><p>　　H—設(shè)計(jì)洪水位至坎頂高差，H=891.09-851.0=40.09m (取坎頂高程為851.0m)</p><p>　　故算出V=26.65m/s</p><p>　　Q—50年一遇洪水時(shí)溢流壩下泄流量，(105m3/s)；</p><p

76、>　　B—鼻坎處水面寬度，m，此處B=單孔凈寬+2×邊墩厚度；</p><p>　　B=8+2×3=14m</p><p><b>　　故坎頂平均水深：</b></p><p>　　6.4 水舌拋距計(jì)算</p><p>　　根據(jù)SL253-2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算水舌拋距和最大沖坑水墊厚

77、度。</p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　水舌拋距計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　L：水舌拋距</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>

78、;　　：鼻坎的挑角</b></p><p><b>　?。?</b></p><p>　　：坎頂至河床面的高差 </p><p>　?。貉呙媪髁肯禂?shù)，取0.95；</p><p>　　將這些數(shù)據(jù)代入水舌拋距的公式得：</p><p>　　6.5 最大沖坑水墊厚度及最大沖坑厚度</

79、p><p>　　最大沖坑水墊厚度公式：</p><p>　?。核畨|厚度，自水面算至坑底。</p><p>　?。簡螌捔髁?，由前面的計(jì)算可得單寬流量為20；</p><p>　?。荷舷掠嗡徊睿鶕?jù)資料可得水位差為40.5m；</p><p>　　：沖刷系數(shù)，（這里根據(jù)地質(zhì)情況取1.5）；</p><p&

80、gt;<b>　　將數(shù)據(jù)代入公式得：</b></p><p>　　所以最大沖坑水墊厚度為14.35m。</p><p><b>　　最大沖坑厚度估算：</b></p><p>　　圖6.1 沖坑厚度圖示</p><p>　　為了保證大壩的安全，挑距應(yīng)有足夠的的長度。一般當(dāng)時(shí)，認(rèn)為是安全的。 &l

81、t;/p><p>　　計(jì)算結(jié)果為n=3.817，所以滿足規(guī)范。</p><p>　　故，其消能防沖設(shè)計(jì)符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　第七章 泄水孔的設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1有壓泄水孔的設(shè)計(jì)</p><p>　　壩體在內(nèi)水壓力的作用下可能會出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此孔壁需要鋼板襯砌。</p><p

82、>　　7.11孔徑D的擬定</p><p>　　孔徑D的擬定可依據(jù)下式：</p><p>　　式中：Q—每個(gè)發(fā)電孔引取的流量，m3/s</p><p>　　vp—孔內(nèi)的允許流速，m/s，對于發(fā)電孔vp=5.0~6.0m/s。</p><p>　　7.12 進(jìn)水口體形設(shè)計(jì)</p><p>　　進(jìn)水口體形應(yīng)滿足水流平

83、順、水頭損失小的要求，進(jìn)水口形狀應(yīng)盡可能符合流線變化規(guī)律。工程中常采用橢圓曲線活著圓弧形的三向收縮矩形進(jìn)水口</p><p><b>　　橢圓方程為：</b></p><p>　　式中 a—橢圓長半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，a為圓孔直徑：矩形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線a為孔高h(yuǎn)，側(cè)面曲線a為孔寬B；</p><p>　　b—橢圓短半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，b=0.3a；矩

84、形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線b=（1/3~1/4）a</p><p>　　對于重要工程的進(jìn)水口曲線應(yīng)通過水工模型試驗(yàn)進(jìn)行修改?？卓诘母邔挶龋╤/B）不宜太大，最大不超過2</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和流量情況，選用橢圓曲線的三向收縮矩形進(jìn)水口</p><p><b>　　可知： </b></p><p><b&g

85、t;　　a=h=2.11m</b></p><p>　　孔口的高寬比，故孔口設(shè)計(jì)符合要求</p><p>　　7.13 閘門與門槽</p><p>　　有壓泄水孔一般在進(jìn)水口設(shè)置攔污柵和平面檢修門，在出口處設(shè)置無門槽的弧形閘門。</p><p><b>　　7.14 漸寬段</b></p>&l

86、t;p>　　有壓泄水孔控申斷面為圓形，進(jìn)水口閘門為矩形，在進(jìn)口閘門之后需設(shè)置漸寬段，以保持水流平順。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范取漸寬段長度為5.28m漸變規(guī)律一般都是收縮型，采用圓角過渡。</p><p><b>　　7.15 出水口</b></p><p>　　有壓泄水孔的出口控制著整個(gè)泄水孔的內(nèi)水壓力情況，為了避免空蝕破壞，講出口

87、縮小以增加孔內(nèi)壓力，常采用壓坡段，根據(jù)規(guī)范，取出口斷面面積為孔身斷面面積的90%</p><p>　　可知出水口斷面面積A=2.458m2</p><p>　　7.15 通氣孔和平壓管</p><p>　　平壓管是埋在壩體內(nèi)部、平衡檢修閘門兩側(cè)誰呀以減小啟門力的輸水管道。從水庫中引水，閥門設(shè)在廊道內(nèi)。平壓管的直徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)充水時(shí)間（一般不超過8h）確定。</p

88、><p>　　根據(jù)規(guī)范，通氣孔的斷面面積A通=0.022 m2</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　索麗生，任旭華，胡明．水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南［M］．中國水利水電出版社，2002</p><p>　　祁慶和．水工建筑物［M］．中國水利水電出版社，2004</p><p

89、>　　吳持恭．水力學(xué)（上下冊）［M］．高等教育出版社，2004</p><p>　　中華人民共和國電力工業(yè)部．DL/T 5039—95. 水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范． 中國電力出版社，1995-05-03</p><p>　　中華人民共和國水利部．SL 252—2000. 水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)． 中國水利水電出版社，2000-07-13</p><p&g

90、t;　　中華人民共和國電力工業(yè)部．DL 5077—1997. 水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范．中國電力出版社，1997-10-22</p><p>　　中華人民共和國電力工業(yè)部．DL/T5206-2005.水電工程預(yù)可行性研究報(bào)告編制規(guī)程．中國電力出版社，1993-09-01</p><p>　　中華人民共和國水利部．SL319-2005.混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范. 中國水利水電出版社，2005-07

91、-21</p><p>　　中華人民共和國電力工業(yè)部．DL 5180—2003.水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)．中國電力出版社，2003-06-01</p><p>　　中華人民共和國電力工業(yè)部．DL 5073—2000.水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范．中國電力出版社，2001-01-01</p><p>　　URBAN TRANSPORTATION PLANNING