香山水利樞紐—重力壩設計畢業設計(已改無錯字)

　　

【正文】 02)1/ V02/g = 171/(10 4000/172)1/ 172/10= hl =(gD/V02)1/3 V02/g = 171/12(10 4000/172)1/3 172/10= h1%= h5%= = hz= 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 Lm =(gD/V02)1/ V02/g = 131/(10 3000/132)1/ 132/10= hl =(gD/V02)1/3 V02/g = 131/12(10 3000/132)1/3 132/10= h1%= h5%= = hz= 因 HLm /2，屬于深水波。 （ 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。 圖 35 波浪壓力分布 浪壓力計算公式為： 力矩計算公式： 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 時 ： Pl=γ Lm(h1%+hz)/4=10 (+)/4= 1y =+1/3(++)= 2y =()= M1=1/4 10(++) 10()2 M1= kNm? 時 ： Pl=γ Lm(h1%+hz)/4=10 (+)/4= 1y =+1/3(++)=130 2y =()= M1=1/4 10(++) 1301/2 10()2 M1=4156kNm? 時 ： Pl=γ Lm(h1%+hz)/4=10 (+) /4= 1y =+1/3(++)= 2y =()= M1=1/4 10(++) 10()2 M1=? 其它荷載： 因為 當地的地震烈度為 60，所以 可以不考慮地震荷載。 冰壓力、土壓力應根香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 據具體情況來定。溫度荷載 可以采取 一定的措措施 來消除 ，穩定分析和應力分析計算的時可以不考慮 。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。 基本荷載各種情況下 下的 W? 和 M? ： 表 34 合力匯總表 單位： kN 工況 正常蓄水位 設計洪水位 校核洪水位 壩體自重↓ 168480 168480 168480 靜水壓力（垂直↓） 1215 1500 靜水壓力（水平→） 82880 揚壓力↑ 39570 泥沙壓力 (→ ) 波浪壓力（→） ∑ W1（↓） 127827 ∑ P（→） : 抗滑穩定分析主要就是核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結構面抗滑穩定的安全度。根據 重力壩設計規范 中 的 規定，除 中型 中低壩外， 壩基面的抗滑穩定的安全都應按抗剪斷強度公式計算 。 本次設計的 工程屬于大 (一）型工程，所以 采用抗剪斷強度公式。 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。 Σ W—— 作用于壩體上全部荷載（包括揚壓力）對滑動平面的法向分值，kN； Σ P—— 作用于壩體上全部荷載對滑動平面的切向分值， kN； 按抗剪斷強度公式計算的壩基面抗滑穩定安全系數 K′ 值應不小于 表 35的規定。 表 35 壩基的 抗滑穩定安全系數 K′ 荷載組合 K′ 基本組合 特殊組合 （ 1） （ 2） 正常蓄水位時： 39。 1 . 2 1 2 7 8 2 7 1 5 0 0 1 0 2 3 . 5 98 5 4 5 2 . 8 8SK ? ? ???3 設計洪水位時： 39。 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。 1 . 2 1 2 5 7 3 2 . 2 5 1 5 0 0 1 0 2 3 . 3 9 2 . 58 9 7 3 5 . 7 9SK ? ? ??? 三種情況都符合穩定要求 壩體不出現拉應力驗算只需要計算一種情況，就是在正常使用并且 計入揚壓力 時 的情況。 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 226 1 2 7 8 2 7 6 ( 1 5 3 4 7 5 6 .1 9 ) 0 .3 6 8 01 0 2 1 0 26 1 2 7 8 2 7 6 ( 1 5 3 4 7 5 6 .1 9 ) 2 .1 4 01 0 2 1 0 2yuydWM M p aBBWM M p aBB????? ? ? ? ???? ? ? ? ????? = = 根據計算結果，可知壩體 不出現拉應力，滿足工程要求。 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 第 4 章 溢流壩壩體設計 ： 溢流壩不僅能夠擋水還要能泄水，必須要 滿足穩定和強度要求，還要滿足泄水 的 要求。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。本設計采用 采用開敞溢流式。 ： 流量的確定： 通過壩頂溢流的下泄流量 Q為： 0sQ Q Q??? 式中： SQ — 下泄流量，經過調洪演算確定的樞紐中總的下泄流量， 3m/s ； ? — 系數， 0Q — 經過泄水孔，電站，船閘等建筑物下泄的流量， 3m/s 。 根據基本資料可知，設計洪水時 ? 取 ，校核 洪水位 時取 。 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。 孔口尺寸確定和布置： 孔的單寬 B，由 /B Qq? ，在校核洪水 位的 情況下， 由公式 可計算出B=8665/100=。 孔口的凈寬為 b取 10，孔數為 n。 n=B/b=，取 n=9 確定溢流壩總長度： 擬 定 中墩厚 度為 d=3m，邊墩厚 度為 t=2m。 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。 計算 堰頂高度的公式： 230 2QHnb m g???? ????溢 堰上最大水頭 maxH ，定型設計水頭 dH 的確定： maxH =校核洪水位 堰頂高程 dH =（ 75%90%） maxH 擬定側收縮系數 ? =，流量系數 m=. s? =1。 設計洪水 位情況時 : 2307660 1 1 . 79 1 0 0 . 9 5 0 . 5 0 2 2 1 0Hm??????? ? ? ? ??? 校核洪水 位情況時 : 2308665 1 2 . 6 79 1 0 0 . 9 5 0 . 5 0 2 2 1 0H ????? ? ? ? ???m 設計洪水位情況時 ，堰頂高程 1P == 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 校核洪水 位情況時 ，堰頂高程 1P == 取二者較小值：堰頂高程為 堰上最大水頭 maxH 、定型設計水頭 sH 的確定： maxH =校核洪水位 堰頂高程 == m a x( 7 5 % ~ 9 5 % )sHH? 取 85%，則 sH = 閘門的高度： 門高 =正常高水位 堰頂高程 +超高（ ） 門高 =+= 泄流能力校核： 39。 100%Q? ?=3%5% 所以 本次 設計的孔口符合要求。 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 。本次設計 的消能形式 采用挑流消能 形式 。 挑流鼻坎 的 設計： 本次設計選擇連續式鼻坎。本次設計 的挑流 鼻坎 的 挑射角取 200。 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。 所以挑流 鼻坎 坎 頂高程 =205+=207m。 鼻坎處水流平均流速 v（ m/s）為： 02v gH?? 由 Q Av Bhv?? ，所以 挑流 鼻坎 的 平均水深 h（ m） 為： /h Q Bv? （ ） 式中： ? — 堰面流速系數，取 ； 0H — 庫水位至坎頂高差， m； Q— 校核洪水時溢流壩下泄的流量， 3m/s ； 香山水利樞紐 —重力壩設計畢業設計 B— 鼻坎處水面寬度，取單寬， m。 H0== 將以上數據代入計算得； V=h= 反弧半徑 R=（ 4~10） h=(~21)m，取 R=15m 挑距和沖坑的估算： 圖 41 挑流消能沖刷坑計算圖 連續式挑流鼻坎的水舌挑距 L 的計 算公式為： 2 2 21 1 1 21 si n c os c os si n 2 ( )L v v v g h hg ? ? ? ???? ? ? ??? 最大沖坑水墊厚度估算公式為： q H?? / 2kt q H H??? 式中： L? 水舌 的 挑距， m； m /s1vv 坎 頂 水 面 流 速 ， , 按 鼻 坎 處 平 均