[工學]水工建筑物課程設(shè)計-預覽頁

　

【正文】 3m。 1m表 32 作用組合作 用設(shè)計狀況作用組合主要考慮情況自重靜水壓力揚壓力淤砂壓力浪壓力冰壓力動水壓力土壓力地震作用持久狀況基本組合正常蓄水 √ √ √ √ √ — — √ —偶然狀況偶然組合校核洪水 √ √ √ √ √ — √ √ —注：，選擇計算中的最不利的組合；。“√”表示應考慮的荷載,“—”表示不應考慮的荷載。表 33 不同情況下上下游水深及水位差特征水位 上游水深 1()Hm下游水深 2()Hm上下游水位差 ()Hm正常蓄水位 41 校核洪水位 21HwPr? 式中: ——計算點的作用水頭， ；Hm ——水的重度，常取wr VPwv?? 知水愛水 上善若水 14 式中:V作用水體體積， 3m： =?? = =: =1PKN28945..9?? =2 .302 =3 167.. 揚壓力 根據(jù)規(guī)范，揚壓力折減系數(shù) ?? ： =? =2 )(14.?? =3 . =4UKN0.)0.(8921?? = + + +13 ????: =1 .? = )3(4?? =3 .2.. =4 )091(8921?? = + + +U13 ???? 浪壓力 知水愛水 上善若水 15 (1)基本數(shù)據(jù)表 （2）波浪形態(tài)判別： =， =， =%hzh 壩前水深 H=411370=41m 因為 H ，所以為深水波。溫度荷載一般可以采取措施來消除，穩(wěn)定和應力分析時可以不計入。m3) 水平(H) 垂直(V)力臂 (m) + 1 　自重 1Wv?24 　 13371 31154 　2 　自重 2 24 　 4224 13 54912 　3廊道換 算自重v?24 　 180 　 17554 　 　 　 1127135 　 2? 　 31460 　6 　 3Wv　 　 215787 　 1U?　 0 0 　8 　 2v　 　 10559 3?　 13 　 181110 　 　 　 285711 　 sP201tan452ssbh????????? 　 　 62712 　 wk??01mzL? 　 　 79413 作用之和 　 　 　 25664 知水愛水 上善若水 18 表 35 偶然組合情況作用(每一壩段)KN 力矩/(KN 單一安全系數(shù)法 因壩體混凝土與基巖接觸良好，本次設(shè)計單一安全系數(shù)法采用抗剪斷強度計算公 式進行穩(wěn)定分析，計算公式如下： ??39。sK f′—— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù), 該工程地質(zhì)分類是 三類，查表 得 f′為 ～，取 。sK 表36 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 39。基本公式: 上、下游壩面垂直正應力： 26uyWMB???? d? 上、下游面剪應力: =u?1)(mPuy =d2duy??? 上、下游面水平正應力： =ux 21)()(uy??? =d 2mPPdudyu?? 上、下游面主應力： =u1?)()(2121m? =2u? 知水愛水 上善若水 21 =d1?)()(22dudyPm??? =u2uP?? ΣW—作用于計算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN； ΣM—作用于計算截面以上全部荷載對壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kN壩堹處 壩趾處計算情況 uy??ux1u?2udy?d?dx?1d2d?基本組合（正常蓄水位） 0 202 0特殊組合（校核洪水位） 0 0 知水愛水 上善若水 25 第四章 溢流壩剖面的擬定 泄水方式的選擇 溢流重力壩既要擋水又要泄水，不僅要滿足穩(wěn)定和強度要求，還要滿足泄水要求。 溢流壩剖面設(shè)計 定型設(shè)計水頭的確定： 堰頂最大水頭 =校核洪水位堰頂高程maxH 即： .? 定型設(shè)計水頭 =（75%～95%） ，daxH 即:取 =， /./?溢流壩頂部采用曲線形式，常用的有雙圓弧曲線和三圓弧曲線,上游堰面鉛直和橢圓曲線。堰頂O點上游三圓弧的半徑及其坐標值為：= =； = == =； = = 知水愛水 上善若水 26 = =； = =開敞式堰面堰頂下游堰面采用WES冪曲線,可按下式計算： 1ndxkHy??式中： —堰面曲線定型設(shè)計水頭, mdH x，y—原點下游堰面曲線橫、縱坐標； n，k—與上游堰坡有關(guān)的指數(shù),見規(guī)范；由于本設(shè)計上游面為鉛直面，原點下游堰面曲線方程可用下面公式計算: ?按上式計算的坐標值入下表所示： 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 中間直線段與壩頂部下游曲線和下部反弧段相切，坡度和擋水壩一致，取1:。 02()qhgEh??? 上式為迭代公式，迭代初值取h=0。取挑坎最低高程等于下游水位，挑坎最高點與最低點間距離為R(1cosθ)。??.2m?圓心O′距C點距離 ???根據(jù)以上數(shù)據(jù)，就可以確定溢流壩曲面了。《水工建筑物》及《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》可知消能的設(shè)計原則是：，以及水流與空氣的摩 擦上； 知水愛水 上善若水 29 ；，不影響樞紐中其它建筑物的正常運轉(zhuǎn)；，工作可靠，工程量小。 挑流鼻坎設(shè)計 ，該設(shè)計選用連續(xù)式鼻坎；=+=； =6m； 知水愛水 上善若水 30 ，該設(shè)計挑射角取θ=30176。 清基開挖 開挖原則地基開挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定、堅固的地基上。順河流流向的基巖面盡可能略向上傾斜，以增強壩體的抗滑穩(wěn)定性，基巖面應避免有高低懸殊的突變，以避免造成壩體內(nèi)應力集中。對岸坡壩段，在平行壩軸線方向宜開挖成臺階狀，但須避免尖角。如破碎帶延伸至壩體上、下游邊界線以外，則混凝土塞也應向外延伸，～ 倍混凝土塞的高度。必要時可在破碎帶內(nèi)開挖若干斜井和平洞，回填混凝土，形成有混凝土塞和水平塞組成的剛性骨架，封閉該范圍內(nèi)的破碎物，以阻止其產(chǎn)生積壓變形和減少地下水產(chǎn)生的有害的作用。根據(jù)軟弱夾層的埋深、產(chǎn)狀、厚度、充填物的性質(zhì)，結(jié)合工程的具體情況，為了阻止軟弱夾層滑動，一般采用的處理措施有：（1）對于淺埋的夾層，多用明挖處理，將軟弱夾層清除，回填混凝土或者在上游壩踵、下游壩趾設(shè)置深齒坎，切斷軟弱夾層直達完整基巖。（4）若有兩層以上的軟弱夾層時，可采用預應力錨索，錨索可在水庫正常運行的情況下施工，特別適合于已建工程的施工。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度，約30～50cm，井內(nèi)填滿瀝青砂，止水片必須延伸到最高水位以上，瀝青井需延伸到壩頂。排水管與廊道的連通采用直通式，如圖53 所示。廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離應滿足防滲要求，～ 倍作用水頭、且不小于3m處設(shè)置，本次設(shè)計取3m，為滿足壓力灌漿，基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面 倍廊道寬度，取5m。 固結(jié)灌漿 固結(jié)灌漿孔的孔距、排距可采用3m～4m，或根據(jù)開挖以后的地質(zhì)條件由灌漿試驗確定。 帷幕上游區(qū)和地質(zhì)缺陷部位的壩基固結(jié)灌漿宜在有3m~4m 混凝土蓋重情況下施灌，其它部位的固結(jié)灌漿可根據(jù)地質(zhì)條件采用有混凝土蓋重方式施灌，經(jīng)論證亦可采用無混凝土蓋重或找平混凝土封閉方式施灌。平洞還可以起排水 知水愛水 上善若水 38 作用，有利于岸坡的穩(wěn)定。當相對隔水層埋藏較深，則帷幕深度可根據(jù)防滲要求確定，～。防滲帷幕沿壩軸線的布置1—灌漿廊道；2—山坡鉆進；3—壩頂鉆進；4—灌漿平洞；5—排水孔；6—最高庫水位；7—原河水位；8—防滲帷幕底線；9—原地下水位線；10—蓄水后地下水位線 壩基排水為進一步降低壩底面的揚壓力，應在防滲帷幕后設(shè)置排水孔幕。 知水愛水 上善若水 39 附表附表 1 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別和重要性系數(shù) 0?水工建筑物級別 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1 I 2，3 II 4，5 III 附表 2 結(jié)構(gòu)系數(shù) d? 序號 項 目 組合類型 結(jié)構(gòu)系數(shù) 備注1 抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)設(shè)計式 基本組合偶然組合 包括建基面、層面、深層滑動面2 混凝土抗壓極限狀態(tài)設(shè)計式 基本組合偶然組合 參 考 文 獻1.《水工建筑物》教材2.《水力學》教材3.《水力學計算手冊》，武水編4.《重力壩》，汝乃華編5. 說明書提綱（參考）6.《重力壩設(shè)計規(guī)