橡膠壩畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 取為 。 壩袋強度設計的安全系數 壩袋強度設計安全系數定義為壩袋抗拉強度與壩袋設計計算強度之比 ， 這是一種不論建筑物等級而采用的單一安全系數法 。 在制定 227 98SL ? 橡膠壩技術規范 時規定 “ 壩袋強度設計安全系數充水壩應不小于 ， 充氣壩應不小于 ”。充 水 壩強度設計安全系數下限定為 ， 這是調查國內已建的橡膠壩壩袋強度設計安全系數的選取情況 。 在具體計算壩袋強度安 全系數時 ， 直接采用壩袋膠布名義強度值計算時 ， 應扣 13 除 15%25%的膠布強度損失 。 左岸壩袋設計計算 （ 1） 橡膠壩的設計壩高 H=4m 壩袋的設計內外壓比 α = 查橡膠壩技術規范表 充水式橡膠壩壩袋設計參數表可得 : 12 ? 11 RH? 01 XH ? 11 SH ? 1 SH ? 1 nH ? 21 ? 由計算可得 : 壩袋徑向計算強度 T = 42 = 60 KN/m 上游壩面曲線段長度 S1 = 4 = m 下游壩面曲線段長度 S = 4 = m 壩袋 上游段 貼地段長度 n = 4 = m 壩袋 下游段 貼地段長度 x0 = 4 = m 雙錨 壩袋有 效 周長 L0 = S1 + S = m 14 雙錨壩底墊片有效長度 n + x0 = m 壩袋上游段曲率半徑 R1 = 4 = 6 m 有效周長加錨固長度即為加工長度，而錨固長度 △ L = m，則總周長 L = + + 2 = m 壩袋單寬容積 V = 42 = m3 壩袋橫斷面曲線坐標 ， 坐標選取如圖 . 圖 . 上 游壩面曲線坐標 : 查 橡膠壩工程技術指南 附表 12， 充水式橡膠壩橢圓曲線坐標表由 α =可列下表 表 一 1yH 1xH 15 二 1yH 1xH 三 1yH 1xH 把 H1 = 4 m代入表格可得下游壩面曲線點坐標 表 一 y x 二 y x 三 y x （ 2）壩袋堵頭設計 堵頭處相應壩袋內壓比為 1: 16 查《橡膠壩技術規范》表 ，充水式橡膠壩壩袋設計參數表可得 21 ? 11 ? 1 ? 01 ? 1 nH ? 1 RH ? 將 H1=4 = 代人得 T==S1== S== X0== n== R== 壩袋堵頭 外形尺寸如圖 圖 17 右岸壩袋設計計算 橡膠壩的設計壩高 H=5 m 壩袋的設計內外壓比 α = 查橡膠壩技術規范表 充水式橡膠壩壩袋設計參數表可得 : 12 ? 11 RH? 01 ? 11 ? 1 SH ? 1 nH ? 21 ? 由計算可得 : 由計算可得 : 壩袋徑向計算強度 2 ???T mKN 上游壩面曲線段長度 ???S m 下游壩面曲線段長度 ???S m 下游貼地段長度 2 3 6 4 7 ???X m 上游貼地段長度 0 7 1 4 ???n m 上游壩面曲線段半徑 5 0 0 0 ???R m 壩袋有效周長 2 8 0 4 8 3 ????? SSL m 底墊片有效長度 3 0 7 3 6 7 ????? Xnl m 壩袋單寬容積 2 ???V 3m 壩袋橫斷面曲線坐標 ， 坐標選取如圖 . 18 圖 . 上 游壩面曲線坐標 : 查 橡膠壩工程技術指南 附表 12， 充水式橡膠壩橢圓曲線坐標表由 α =可列下表 一 1yH 1xH 二 1yH 1xH 三 1yH 19 1xH 把 mH ? 代入表格可得下游壩面曲線點坐標 一 y x 二 y x 三 y x （ 2）壩袋堵頭設計 堵頭處相應壩袋內壓比為 1: 查《橡膠壩技術規范》表 ，充水式橡膠壩壩袋設計參數表可得 壩袋堵頭外形尺寸如圖 20 圖 壩袋膠布結構 壩袋膠布的主要材料是橡膠和帆布 .橡膠在壩袋中起膠合密封和保護受力的作用。對橡膠材料的基本要求是 :耐大氣老化 ， 耐水性 ， 耐侵蝕 ， 耐磨損 ， 和有足夠的抗拉強度 .抗撕裂性 能 .柔性好 .耐撓曲 .耐久性能好，以及適宜橡膠加工工藝。 左岸： 由壩袋拉力 T = 60 6 = 360 KN/m 和壩高 H=， 選用壩袋型號，壩袋膠布型號為 J3003002。 壩袋為一布兩膠，膠布層數為兩層，外層膠厚為 內層膠厚為 。壩袋膠布的徑向強度為 600KN/m，考慮25%膠布強度損失后膠布強度為 450KN/m。 壩袋強度安全系數 K=600 / 60 (125%) = 故滿足設計要求。 右岸 ： 由壩袋拉力 mKNT 6 ??? 和壩高 H=，壩袋采用藍色有縫搭接壩袋，壩袋型號 ??JBD ，壩袋膠布型號為 3300300?J ，壩袋膠布采 21 用錦綸帆布。 壩袋為 兩 布 三 膠，膠布層數為 三 層，外層膠厚為 內層膠厚為，夾層膠厚為 。 查橡膠壩工程技術指南表 得 壩袋膠布的徑向強度為 900KN/m，考慮 25%膠布強度損失后膠 布強度為 675KN/m。 壩袋強度安全系數 %)251( 0 0 ????K 故滿足設計要求。 壩袋展開圖 根據橡膠壩的多跨布置，在岸邊采用 直墻 邊墩，在中墩處采用直墻式連接。 (一 )左岸壩袋展開圖 a 為錨固長度， 本設計定 a= 則壩袋長度 A = 60 m E=52m F = 4 m 壩袋寬度的計算 : 根據《橡膠壩設計指南》充水 壩采用穿孔式鋼壓板錨固，錨固長度為 60cm，即 1a = B =S1+S+2a=+2= C=S1+S=+= D=(BC)/2= 壩袋展開圖如圖 22 圖 (二 )右岸壩袋展開圖 A = 60 m E = 52 m mF 4? maSSB 4 8 0 4 8 ???????? maXnXnSSC)(1)(2)( 01??????????????? mD 8 9 8 6 8 0 ??? 23 圖 24 4 壩基土建工程設計 橡膠壩 的土建工程包括基礎底板、邊墩 (岸墻 )、中墩、上下游翼墻、上下游護坡、上游防滲鋪蓋、下游消力池 、 護坦、海漫、防沖槽等。 底板的設計 橡膠壩 的基礎底板是承受其上部自重、水重及荷載，并向地基傳遞的結構， 同時它又是地下輪廓線的主要組成部分，限制通過地基的滲透水流，減小地基滲透變形的可能性，并 保護地基免受泄水水流的沖刷。因此，壩底板必須具有足夠的堅固性、整體性、抗滲性和耐久性。壩底板常采用鋼筋混凝土結構。 底板順水流方向的長度 底板順水流方向的長度即底板寬度應滿足壩袋坍落線的寬度要求，并在上下游應留有足夠的安裝檢修的交通道。底板寬度等于壩袋坍落寬度與上下有壩袋的安裝檢查維修所需要的交通要道之和，一般交通要道上游與下游各取 (包括壩袋殘余變形值所需貼地長度在內 ),本工程上游取 ,下游取 。基礎底板長度的計算公式如下。 對于 雙 錨固的橡膠壩 L=( L02 + L03 ) / 2+ L1+ L2 式中 L02雙錨固時壩袋的有效周長 m L03雙錨固時壩袋的有效周長 m L1上游交通道長度 ， 取為 L2下游交通道長度 ， 取為 左岸： 取 L=( + ) / 2+ + = m 所以本設計取 L= 14 m 右岸： 25 mllLLL)(21)(21 2103022????????? 所以本設計取 L= m 底板厚度的確定 底板厚度應根據地基土質作用荷載等因素確定，在滿足基礎抗滑穩定底板強度和剛度的條件下來確定。ＳＬ 22798《橡膠壩技術規范》建議，壩底厚度常采 ｍ，應滿足管路布置和結構需要，對有防凍和特殊要求的工程可適當加厚。 本設計 有防凍要求， 底板厚度取為 m。 底板高程 橡膠壩基礎底板高程的選定不僅與壩高壩袋周長及工程造價有直接關系，還與運用要求及壩袋檢修關系密切。壩底板高程定的低一些，可以加大下泄流量，但壩袋高度增加，壩袋周長加長，壩袋檢修條件差。因此，在不影響泄流的情況下，壩底板高程比上 游河床地形平均高程適當抬高 ，這不但可使整個高程造價降低，檢修條件改善和便于觀測，而且可防止過壩推移質泥沙隨水流卷入壩袋底部，從而減輕壩袋的磨損。 壩底板高程比上游河床地形平均高程適當抬高 ， 取為 。 左岸壩底板高程為 ；右岸壩底板高程為 。 底板型式 基礎底板形式有平底板、低堰底板、折線底板和反拱底板等。充 水 壩 只適用于平底板，且平底板施工方便，本設計采用 鋼筋混凝土 平底板。 采用堵頭形式的橡膠壩，充壩時和邊墩的結合部位出現坍肩現象，引起局部溢流 ，影響橡膠壩的正常運行。在工程上采取將邊墩與壩袋接觸部位的混凝土表面做得盡量光滑、部底板局部抬高等方法來消除影響。 底板分縫 為了防止和減少由于地基不均勻沉降溫度變化和混凝土干縮引起的裂縫，必須沿垂直于水流向對底板進行分段，即設置若干道順水流向的永久縫，分段長度不宜 26 過大，亦不宜過小。由于基礎地基為土基，鋼筋混凝土底板順水流向的永久縫的縫距不宜大于 35m。 本工程底板上永久縫的構造形式采用鉛直貫通縫， 每孔 ，距邊墩或中墩4m處各設一個，再在距邊墩或中墩 ，所以每孔分 4 個永 久縫 。 底板地下輪廓的形狀和尺寸 根據地基的地質條件、壩上下游的水頭差，并結合考慮壩袋錨固槽（深度和位置）的需要來選定壩底板地下輪廓的形狀和尺寸。 在壩底板的上、游端，通常設有 ，既能增加滲徑長度，降低壩基底部滲透壓力，減小滲透水流的出逸坡降，又能增加壩基的抗滑穩定性。但齒墻深度不宜超過 ，否則施工 有困難。 左岸： 在上下游端設置深度為 的齒墻 ， 齒墻上 游 寬度為 ， 下 游 寬度為 m。 如圖 右岸： 在上下游端設置深度為 的齒墻 ， 齒墻上 游 寬 度為 ， 下 游 寬度為 m。如圖 如圖 27 如圖 底板應力 和穩定 計算 荷載計算及組合 （ 1） 左岸 荷載計算及組合 ① 壩袋及壩底板自重 按其幾何尺寸及材料重度計算確定。在橡膠壩結構使用的建筑材料，主要有混凝土和鋼筋混凝土。混凝土的重度可采用 3/KN m ，鋼筋混凝土的重度采用 3/KN m ，壩袋膠布 的重度可采用 3/KN m 壩袋重 : Wd =12 (L0+2a) d =12(+2) =L0 ： 壩袋有效周長 a：錨固長度 d： 壩袋厚度 28 底板重 : mKNW b 1 21142 2125???????? ）（ ② 壩內水體壓力 0HH?? 壩袋內壓數值上等于壩高水頭產生的靜水壓力。 mKNVF 9 44 4 ???? ? ③ 靜水壓力 。 應根據橡膠壩不同運用情況時最不利的上下游水位組合條件確定。 壩袋充滿水后擋水部分為曲面，靜水壓力可分為水平分力和垂直分力。 水平分力： mKNhFx 804102121 22 ????? ? 垂直分