桃林口水利樞紐混凝土重力壩設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 正+hZ+hl)1/3(L/2+hZ+hl)=(++)1/3(++)=(m)力矩M==(tm/m)——設計洪水位時波浪壓力的力矩計算 力臂l=(H設+hZ+hl)1/3(L/2+hZ+hl) =(++)1/3(++)=(m)力矩M==(tm/m)——校核洪水位時波浪壓力的力矩計算 力臂l=(H校+hZ+hl)1/3(L/2+hZ+hl) =(++)1/3(++)=(m) 力矩M==(tm/m)（5）淤沙壓力 按《教材》P17，公式（211）計算。 計算公式：pS=1/2γSbhS2tg2(450ψS/2)式中:Ps—壩面每米寬度上的水平泥沙壓力 γSb—淤沙的浮容重，γSb= hS—壩前泥沙淤積厚度，hS==(m) ψS—淤沙的內摩擦角，ψS=120 則： pS=1/2γSbhS2tg2(450ψS/2) =1/2tg2(450120/2)=(t/m) MPS=1/3=(tm/m)說明：該泥沙壓力為正常蓄水位、設計洪水位、校核洪水位三種運行工況時的泥沙壓力。（6）地震荷載1）大壩的基本烈度和設計烈度 大壩基本烈度：根據《指示書》P10的介紹，本壩位于相對穩定區，地震基本烈度為6度；大壩設計烈度：根據《教材》P37的規定:“一般采用基本作為設計烈度。對于Ⅰ級壅水建筑物，可以在基本烈度的基礎上提高1度作為設計烈度。”本壩為Ⅰ級壅水建筑物，因此取設計烈度為7度。2）水平向總地震慣性力Q0的計算根據《教材》P37的規定：“重力壩一般只考慮順河流方向的水平地震作用，采用擬靜力法計算地震荷載。”作用于混凝土重力壩上的水平向總地震力Q0的計算公式如下： Q0=KHCZFW式中：KH—水平向地震系數,為地面水平最大加速度的統計平均值與重力加速度的比值,當設計烈度為7度時，KH=； CZ—綜合影響系數，取CZ=； F—地震慣性力系數，按《教材》P47，表31選用，F=； W—建筑物總重量。根據上述自重計算，W=G1+G2 =+=(t/m)則：水平向總地震力Q0=KHCZFW==(t/m)3）水平地震慣性力Qi的計算按《教材》P47，表31的規定計算。水平地震慣性力Qi的計算公式:Qi=Wi△iQO△i式中：Wi—集中在各塊質點上的重量； △i—地震慣性力分布系數，由《教材》P47，表31查得； N—計算質點的總數。根據壩的斷面形狀，將壩體分為4塊，分別計算各塊的重量Wi、地震慣性力分布系數△i。計算簡圖如下：——Wi和△i的計算W1==(t/m) △1=+=W1△1=W2=1/2(+)=(t/m) △2=+=W2△2=W3=1/2(+)=(t/m) △3=+=W3△3=W4=1/2(+)=(t/m) △4=W4△4=——水平地震慣性力Qi的計算水平向總地震慣性力Q0=△4=W1△1+W2△2+W3△3+W4△4=+++=Q1===（t/m）Q2===（t/m）Q3===（t/m）Q4===（t/m）——水平地震慣性力對壩基截面形心0點的力矩計算M1=（=(tm/m)M2=(++)=(tm/m)M3=(+)=(tm/m)M4==(tm/m)（1：）正常蓄水位情況下， 擋水壩正常蓄水位情況下的荷載計算表力 名力 值（t/m）力矩（tm/m)注逆時針順時針垂直力自重W1W2∑W揚壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P靜水壓力PL淤沙壓力PS∑水平力合 計（1） 抗滑穩定計算按抗剪斷強度公式的抗滑穩定計算是將壩體與基巖間看成是一個交接面，認為壩體混凝土與基巖接觸良好，考慮壩體混凝土與基巖間的凝聚力。計算公式見《教材》P51的公式（310）：KS=式中：f39。—抗剪斷摩擦系數 f39。=； c39。—抗剪斷凝聚力， c39。==70t/m2； A—壩體混凝土與基巖的接觸面積，A== (∑wu)—接觸面以上的垂直力； ∑P—接觸面以上的水平力。 則： KS==＜ 不滿足抗滑穩定要求。（2） 應力計算壩基水平截面上的正應力計算公式見《教材》P57，公式（316）、（317）：σyu= (316)σyd= (317)σyu=+=(t/m2)=＜75kg/cm2 （壓應力）σyd==(t/m2)=＞0 （壓應力）壩基上、下游邊緣應力均為壓應力，且數值均小于規范規定的數值，滿足應力要求。設計洪水位情況下, 擋水壩設計洪水位情況下的荷載計算表力 名力值(t/m）力矩(tm/m)注逆時針順時針垂直力自重W1W2∑W揚壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P波浪壓力PL淤沙沙壓力PS∑水平力合計(1)抗滑穩定計算K39。S===＜ 不滿足抗滑穩定要求。（2）應力計算σyu=+=+=(t/m2)=＜75kg/cm2σyd===(t/m2)=＞0 (壓應力)，無拉應力，應力成果滿足要求。校核洪水位情況下， 擋水壩校核洪水位情況下的荷載計算力 名力值(tm)力矩(tm/m)注逆時針順時針垂直力自重W1W2∑W揚壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P波浪壓力PL淤沙壓力PS∑水平力合計（1）抗滑穩定計算K39。S===＞ 滿足抗滑穩定要求。 （2）應力計算σyu=+=+=(t/m2)=＜75kg/cm2σyd===(t/m2)=＞0 (壓應力)，無拉應力，應力成果滿足要求。地震情況下取正常蓄水位時的揚壓力、凈水壓力和波浪壓力， 擋水壩地震情況下的荷載計算表力 名力值(tm)力矩(tm/m)注逆時針順時針垂直力自重W1W2∑W揚壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P波浪壓力PL淤沙壓力PS地震力Q1Q2Q3Q4∑Q∑水平力合 計(1)抗滑穩定計算K39。S===＞ 滿足抗滑穩定要求。 （2）應力計算σyu=+=+=(t/m2)=＜75kg/cm2σyd===(t/m2)=＞0 (壓應力)，無拉應力，應力成果滿足要求。上述計算說明：壩體剖面由設計洪水位時的抗滑穩定情況控制。因水平力較大，下游把坡為1：，壩體自重不夠，不滿足壩基抗滑穩定要求。：（1）應力計算成果小結擋水壩下游壩坡1：。 擋水壩邊緣應力計算成果匯總表 （上游邊緣應力/下游邊緣應力） 單位：kg/cm2下游壩坡基本荷載組合特殊荷載組合正常蓄水位設計洪水位校核洪水位地震情況1：由上表可見: 壩基最大壓應力發生在下游壩址處,＜75kg/cm2,滿足設計要求；上游壩踵處沒出現拉應力，；本壩的壩體剖面不由應力控制。（1） 穩定計算成果小結 擋水壩下游壩坡1：。 擋水壩穩定計算安全系數成果匯總表情 況基本荷載組合特殊荷載組合正常蓄水位設計洪水位校核洪水位地震情況允許安全系數下游壩坡1：由上表可見: 基本荷載組合的設計洪水位時，安全系數最小（K=＜），正常蓄水位時次之（K=＜），是擋水壩剖面設計的控制工況； 特殊荷載組合時（校核洪水位情況和地震情況）安全系數均有較大余地，不為擋水壩剖面設計的控制工況； 上述計算表明，本壩的壩體剖面由抗滑穩定控制，壩體自重不夠，斷面偏小，應加大壩體剖面。為此，假定下游壩坡坡度為1：，再次進行穩定及應力計算； 根據上述分析，以下僅計算基本荷載組合（特別是設計洪水情況）。即可。：；根據上述穩定及應力計算小結，對擋水壩下游壩坡1：，僅計算正常蓄水位和設計洪水位兩種情況的穩定及應力狀況。（1）自重G W1==(t/m) M1==(tm/m) W2=1/2=(t/m) M2==(tm/m)(2)靜水壓力P——正常蓄水位時 H1==(m) P1=1/2=(t/m) M1=1/3=(tm/m) H2==(m) P2=1/2=(t/m) M2=1/3=(tm/m)——設計洪水位時 H1==（m） P1=1/2=(t/m) M1=1/3=(tm/m) H2==(m) P2=1/2=(t/m) M2=1/3=(tm/m)(3)揚壓力——正常蓄水位時 浮托力U1 U1=（）=（t/m） M1=0 揚壓力U2 U2=α(H1H2)=()=(t/m) M2==(tm/m) 揚壓力U3 U3=1/2=(t/m) M3==(tm/m) 揚壓力U4 U4=1/2=(t/m) M4==(tm/m)——設計洪水位時 浮托力U1 U1=（）=（t/m） M1=0 揚壓力U2 U2=α(H1H2)=()=(t/m) M2==(tm/m) 揚壓力U3 U3=1/2=(t/m) M3==(tm/m) 揚壓力U4 U4=1/2=(t/m) M4==(tm/m) (4)波浪壓力同下游把坡1：，即：波浪壓力均為Pl=——正常蓄水位時波浪壓力力矩 M=——設計洪水位時波浪壓力力矩 M= (5)淤沙壓力 同下游把坡1：，即： PS= MPS =（下游壩坡1：）擋水壩下游壩坡1：：4．正常蓄水位情況下, 擋水壩正常蓄水位情況下的荷載計算表力 名力值(tm)力矩(tm/m)注逆時針順時針垂直力自重W1W2∑W揚壓力U100U2U3U4∑U∑垂直力水平力靜水壓力P1P2∑P波浪壓力PL淤沙壓力PS∑水平力合計(1)抗滑穩定計算K39。S===＞ 滿足抗滑穩定要求。(2)應力計算σyu=+=+=(t/m2)=＜75kg/cm2σyd===(t/m2)=＞0