香山水利樞紐—重力壩設計畢業設計-預覽頁

　

【正文】 壓力分布圖 正常蓄水位時： 1H? =10? 130=1300kN/m2 2H? =10? 18=160kN/m2 H? =1H? 2H? =1240kN/m2 H?? =? 1240=310kN/m2 Ⅰ區： 1U = 2H? B=160? 102=16320kN M1=0 Ⅱ區： 2U = H?? B1=310? 12=3720kN 2 2 2 1 0 2 1 23 7 2 0 ( ) 1 6 7 4 0 022M U L k N m? ? ? ? ? ? ? Ⅲ區： 3U = H?? (BB1)=? 310? 90=13950kN 3 3 3 1 0 2 9 01 3 9 5 0 ( 1 2 ) 1 2 5 5 5 023M U L? ? ? ? ? ? ?kNm? Ⅳ區： 4U =( H? H?? )=? 12? 930=5580kN 4 4 4 1 0 2 1 25 5 8 0 ( ) 2 6 2 2 6 023M U L k N m? ? ? ? ? ? ? 正常蓄水位時的揚壓力及力矩 : 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 U=U1+U2+U3+U4=16320+3720+13950+5580=39570Kn 1 2 3 4M M M M M? ? ? ?=555210kNm? 設計洪水位時： 1H? =? 10=1325kN 2H? =10? 20=200kN H? =1H? 2H? =1325200=1125kN H?? =? 1125= Ⅰ區： 1U = 2H? B=200? 102=20400kN M1=0 Ⅱ區： 2U = H?? B1=? 12=3375kN 2 2 2 1 0 2 1 23 3 5 7 ( ) 1 5 1 0 6 522M U L k N m? ? ? ? ? ? ? Ⅲ區： 3U = H?? (BB1)=? ? 90= 3 3 3 1 0 2 9 01 2 6 5 6 . 2 5 ( 1 2 ) 1 1 3 9 0 6 . 2 523M U L k N m? ? ? ? ? ? ? ? Ⅳ區： 4U =( H? H?? )=? 12? = 4 4 4 1 0 2 1 25 0 6 2 . 5 ( ) 2 3 7 9 3 7 . 523M U L k N m? ? ? ? ? ? ? 設計洪水位時的揚壓力及力矩： U=U1+U2+U3+U4=20400+3375++= 1 2 3 4M M M M M? ? ? ?=? 校核洪水位時： 1H? =10? =1337kN 2H? =10? 21=210kN H? =1H? 2H? =1337210=1127kN H?? =? 1127= Ⅰ區： 1U = 2H? B=210? 102=21420kN M1=0 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 Ⅱ區： 2U = H?? B1=? 12=3381kN 2 2 2 1 0 2 1 23 3 8 1 ( ) 1 5 2 1 4 522M U L k N m? ? ? ? ? ? ? Ⅲ區： 3U = H?? (BB1)=? ? 90= 3 3 3 1 0 2 9 01 2 6 7 8 . 7 5 ( 1 2 ) 1 1 4 1 0 8 . 7 523M U L k N m? ? ? ? ? ? ? ? Ⅳ區： 4U =( H? H?? )=? 12? = 4 4 4 1 0 2 1 25 0 7 1 . 5 ( ) 2 3 8 3 6 0 . 523M U L k N m? ? ? ? ? ? ? 校核洪水位時的揚壓力及力矩 : U=U1+U2+U3+U4=21420+3381++= 1 2 3 4M M M M M? ? ? ?=? 泥沙壓力： 水平 方向淤沙壓力，按下面 公式計算： 22 s1 4522sk sb sP h tg ?? ????????。則泥沙高度 224184=40m。 14176。 （ 3）波浪壓力及力矩計算 以上幾種 情況均 可 按深水波計算浪壓力，如圖 35 所示。風荷載、雪荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可以忽略不計。 計算公式如下： 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 式中： K′ —— 按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數； f′ —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數， f′ = c′ —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力， c′ =150KPa； A —— 壩基接觸面截面積， m2。 1 . 2 1 2 6 4 8 2 . 2 5 1 5 0 0 1 0 2 3 . 4 6 38 8 1 4 9 . 1 3SK ? ? ? 校核洪水位時： 39。因此 溢流壩必需要有適當的孔口尺寸、適合的堰型，才能夠 滿 足泄水的要求；而且要讓下泄尾水水流平穩 ，不 能 產生空蝕破壞。 則設計 洪水位 情況下，通過溢流壩下泄的流量： 38 5 6 0 0 .9 1 0 0 0 7 6 6 0 /Q m s? ? ? ? 校核 洪水位 情況下，通過溢流壩下泄的流量： 396 65 1. 0 10 00 86 65 /Q m s? ? ? ? 單寬流量取 100 3/ms。 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 =9 10+(91) 3+2 2=118m 堰頂高程的確定： 可以 由堰流公式 計算 ： 3202Q nb m gH??溢 （ 式中： n— 孔口數； b— 單孔寬度， m； ? — 閘 墩 的 側 收 縮 系 數 ， 與 墩 頭 形 式 有 關 , ? ? 01 2 1ap HK n K nb? ??? ? ? ???，可取 ~； m— 流量系數，與堰頂形式有關； g— 重力加速度， 10 2m/s ； 0H — 堰上水頭， m。 消能防沖設計： 溢流壩頂下泄的水流都包含著 很大的能量， 所以必須采取有效的消能設施來消除這部分能量帶來的危害 。 挑流鼻坎坎頂高程應該 高出下游最高水位 1 至 2m，本次設計取 2m。h ? 坎 頂 至 河 床 面 的 高 差 ， mkt ? 水 墊 厚 度 ， 自 水 面 算 至 坑 底 ， ； / mkt ?沖 坑 深 度 ， ； ? ?3m / s mq ??單 寬 流 量 ， ； mH ? 上 下 游 水 位 差 ， ； 2 mH ? 下 游 水 深 ， ； 0 . 9 1 . 21 . 2 1 . 5 1 . 5 2 . 0????????沖 坑 系 數 ， 堅 硬 完 整 的 基 巖 ， 堅 硬 但 完 整 性 較 差的 基 巖 ， 軟 弱 破 碎 、 裂 隙 發 育 的 基 巖 。 校核 洪 水位時沖刷坑 的 安全驗算： 38665 9 6 .3 / ( )9 1 0q m s m? ? ?? 1 1. 1 1. 1 45 .1 7 49 .6 9 /v v m s? ? ? ? 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 01 c o s 2 .1 c o s 2 0 1 .9 7h h m?? ? ? ? 2 207 184 23hm? ? ? ? ?2 2 21 4 9 . 6 9 s in 2 0 c o s 2 0 4 9 . 6 9 c o s 2 0 4 9 . 6 9 s in 2 0 2 1 0 ( 1 . 9 7 2 3 ) 2 0 3 . 110L ? ? ? ? ? ? ? 0 . 5 0 . 2 539。 本 次設計采用的溢流壩的基本剖面為三角形。 代入數據得 曲線方程為： ? ?22 220 .9 8 1(3 .0 1) (1 .7 1)yx ??? 本次設計 開敞 溢流 式堰面 的 下游堰面采用 WES冪曲線 ,按下式計算： 1nndx kH y?? 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 表 41 堰面曲線 的 參數表： 根據 上表可 以 查 到 n=， k=，所以 原點下游堰面曲線方程為 : ( 1) dx H y?? 將 上式計算 所得的值列取到下表 ： 表 42 計算 WES下游曲面坐標值表 x y x y x y 1 6 11 2 7 12 3 8 13 4 9 14 5 10 15 中間直線段： 中間直線段與壩頂下游曲線和 反弧段相切，坡度和擋水壩一致，取 1： 根據以上 計算的 數據，就可以確定溢流壩曲面了。 壩頂的 下游側設置欄桿、燈柱， 用來 保護 工作人員和行車的 安全。 閘門的布置：溢流壩的壩頂偏下游一些的地方設置工作閘門，為了防止閘門未全部 開啟時水舌脫離壩面而形成負壓 對壩體產生危害，本次設計 采用平面鋼閘門，門的尺寸高為 8m,寬為 8m。中墩 的 厚度 3m，邊墩 的 厚 度 2m。 （ 3） 止水：本次設計設置二道止水片和一道防滲瀝青井。 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 圖 51 1— 第一道止水銅片； 2— 瀝青井； 3— 第二道止水銅片； 4— 預制塊； 5— 橫縫 6— 瀝青油氈； 7— 加熱電極 ： 基礎廊道：位置：廊道底部距壩基面 5m，上游側距距上游壩面 10m，形狀為城門動型， 低寬 ，高 。底部高程分別為 194m， 224m， 254m， 284m，形狀為城門洞型，其上游側距上游 6m，低寬，高 2m，左右岸各設一個出口。 ： 在基礎灌漿廊道內設防滲帷幕和排水孔幕。 ： 壩基的排水孔幕布置在防滲帷幕的下游，向下游傾斜，與灌漿帷幕夾角取100,孔距取 3m，孔徑 130mm，孔深 1015m，沿壩軸線方向設置