畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重力壩設(shè)計(jì)

1、分類(lèi)號(hào) 編 號(hào) 華北水利水電學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 north china institute of water conservancy and hydroelectric power 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目 重力壩設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 水利水電建筑工程 層 次 高職高專(zhuān) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二0一一年 四 月 十四 日設(shè)計(jì)題目：重力壩設(shè)計(jì)摘 要：為滿足防洪、灌溉、發(fā)電、旅游等方面需要，擬在修建重力壩。本樞紐屬中型水庫(kù)三等工程，永久性重要建筑物為三級(jí)。壩體由非溢流重力壩段和溢流壩段組成，非溢流壩布置于左右兩岸，右岸非溢流壩段，從右往左，1號(hào)5號(hào)壩段，共5個(gè)壩段，壩段長(zhǎng)18.5m，8號(hào)15號(hào)壩段，每個(gè)壩段長(zhǎng)

2、18m，沿壩軸線全長(zhǎng)為136.5 m,壩頂高程381.5m，防浪墻頂高程為382.7m，重力壩最大壩高61.5m，最大壩寬47.2m。溢流壩布置在河床主流上，分為2壩段，每段長(zhǎng)17m，沿壩軸線長(zhǎng)34m，壩頂高程 372.9m，最大壩底寬 59m，為滿足洪水的下泄要求，在溢流壩頂設(shè)3個(gè)泄水孔，每孔寬8 m，溢流面采用wes剖面曲線，采用挑流消能，同時(shí)為了滿足工作橋與交通橋的要求，溢流壩設(shè)4個(gè)閘墩，其中2個(gè)中墩，每個(gè)長(zhǎng)15m，寬3m,2個(gè)邊墩，每個(gè)長(zhǎng)15m，寬2m,為了防止壩面水流向西，側(cè)溢流邊墩向下游延伸為導(dǎo)水墻，長(zhǎng)15m，高3m。本設(shè)計(jì)主要有基本資料及樞紐布置、非溢流壩設(shè)計(jì)、溢流壩設(shè)計(jì)、重力壩

3、構(gòu)造及地基處理四部分組成。關(guān) 鍵 詞： 重力壩 布置 溢流 荷載 計(jì)算。目 錄1 基本資料及樞紐布置11.1 基本資料11.1.1 地形地質(zhì)11.1.2 水文11.1.3 其他有關(guān)數(shù)據(jù)11.1.4 本樞紐選用混凝土重力壩21.2 樞紐布置21.2.1 壩址和壩型選擇21.2.2 本樞紐的等級(jí)和攔和壩的級(jí)別確定21.2.3 樞紐的總體布置22 非溢重力流壩剖面設(shè)計(jì)32.1 壩體剖面尺寸擬定32.1.1 壩頂高程的確定32.1.2 壩頂寬度的確定62.1.3 壩坡的確定62.1.4 壩體防滲排水62.2 荷載作用及組合82.2.1 自重82.2.2 靜水壓力82.2.3 垂直壓力92.2.4 泥沙

4、壓力92.2.5 浪壓力92.2.6 揚(yáng)壓力92.2.7 浮托力92.2.8 滲透力92.3 抗滑穩(wěn)定分析102.4 應(yīng)力分析102.4.1 壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)計(jì)算102.4.2 壩體上下游面拉應(yīng)力正常使用狀態(tài)下及結(jié)論113 溢流重力壩設(shè)計(jì)123.1 溢流孔口設(shè)計(jì)123.1.1溢流形式123.1.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)確定123.1.3 設(shè)計(jì)流量的選擇123.1.4 單寬流量 的確定123.1.5 溢流孔口尺寸的確定133.1.6 閘門(mén)高度的確定133.1.7 定型設(shè)計(jì)水頭的確定hs143.1.8 泄流能力校核143.2 消能防沖設(shè)計(jì)153.2.1 根據(jù)地形地質(zhì)條件，選用挑流效能153.2.2 挑流消

5、能計(jì)算153.3 溢流壩剖面設(shè)計(jì)183.3.1 wes曲線坐標(biāo)計(jì)算183.3.2 繪制溢流壩剖面203.3.3 溢流壩頂布置214 重力壩的主要構(gòu)造及地基處理224.1 重力壩構(gòu)造224.1.1 壩頂構(gòu)造224.1.2廊道的布置和尺寸224.1.3 橫逢布置224.1.4 壩體止水224.2 地基處理224.2.1 基礎(chǔ)開(kāi)挖234.2.2 擬定帷幕滲度、方向、位置23參 考 文 獻(xiàn)24附 錄25華北水利水電學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 重力壩設(shè)計(jì)1 基本資料及樞紐布置1.1 基本資料1.1.1 地形地質(zhì) 地形情況見(jiàn)附圖。河床高程325m。約有23m復(fù)蓋層，巖石為磷狀灰?guī)r，較完整，節(jié)理不發(fā)育，風(fēng)化層

6、厚l2m，無(wú)特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。1.1.2 水文本樞紐屬中型水庫(kù)三等工程。永久性重要建筑物為三級(jí)，按規(guī)范要求，采用50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。經(jīng)水文水利計(jì)算，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表特征水位上游水位（m）下游水位(m)庫(kù)容(萬(wàn)m3)相應(yīng)泄量溢流壩(m3/s)校核洪水位381.5330.011501560設(shè)計(jì)洪水位380.2332.11090990正常高水位377.3326.5850最低運(yùn)用水位34138淤沙高程340301.1.3 其他有關(guān)數(shù)據(jù)多年平均最大風(fēng)速15ms；水庫(kù)吹程d=2.5公里；混凝土重度24knm3；淤沙浮重度9.5kn/m3；內(nèi)摩擦角120度；地震波計(jì)烈度6度；基巖允許抗壓

7、強(qiáng)度3103kpa；混凝土與基巖之間抗剪斷參數(shù)f=0.9； c=700kpa；巖石沖坑系數(shù)a=1.31.1.4 本樞紐選用混凝土重力壩由非溢流重力壩段和溢流壩段組成。1.2 樞紐布置1.2.1 壩址和壩型選擇壩址、壩型的選擇是水利樞紐布置的重要內(nèi)容，二者相互聯(lián)系。不同的壩址可選擇不同的壩型。本設(shè)計(jì)中河谷寬闊，地址條件好，所以選擇為重力壩。1.2.1.1 地質(zhì)條件地質(zhì)條件是壩址、壩型選擇的重要條件，重力壩需建在巖基上，其重力壩樞紐布置關(guān)鍵因素是地質(zhì)條件，所以在考慮地質(zhì)條件時(shí)應(yīng)注意，斷層破碎帶、軟弱夾層，垂直水流的陡傾斜角斷層，應(yīng)盡量避開(kāi)巖溶地區(qū)查明潛伏溶洞、暗河、溶溝和溝槽等對(duì)建筑物的影響，應(yīng)對(duì)

8、不利影響作出研究和論證。1.2.1.2 地形條件不同的壩對(duì)地形的要求也不一樣，在山谷地區(qū)布置水利樞紐時(shí)，應(yīng)盡量少高邊坡開(kāi)挖，壩址選在河谷段，壩軸線斷減小壩體工程量，但對(duì)泄水和發(fā)電不利。在壩址選擇時(shí)，要注意壩址位置是否對(duì)取水防沙及漂木有利。1.2.1.3 建筑材料壩址附近有足夠數(shù)量符合要求的建筑材料。采用混凝土?xí)r，要求可作骨料用的沙卵石或碎石料廠。1.2.1.4 施工要求要便于施工導(dǎo)流，壩址附近應(yīng)有開(kāi)闊的地形，便于布置施工場(chǎng)地，應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，正確對(duì)待施工條件問(wèn)題。1.2.1.5 綜合效益對(duì)不同的壩址要綜合考慮防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、旅游等部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)環(huán)境的影響。1.2.2 本樞紐的等級(jí)和

9、攔和壩的級(jí)別確定本樞紐庫(kù)容1090萬(wàn)m3，其他資料沒(méi)有給出，所以根據(jù)水利水電樞紐等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)確定本樞紐為三等工程。根據(jù)工程的級(jí)別查得，攔河壩為三級(jí)建筑物。1.2.3 樞紐的總體布置1.2.3.1 非溢流壩非溢流壩主要起擋水作用，布置與左右兩岸，右岸非溢流壩段，從右往左，1號(hào)5號(hào)壩段，共5個(gè)壩段，壩段長(zhǎng)18.5m，8號(hào)15號(hào)壩段，每個(gè)壩段長(zhǎng)18m，沿壩軸線全長(zhǎng)為136.5 m,壩頂高程381.5m，防浪墻頂高程為382.7m，重力壩最大壩高61.5m，最大壩寬47.2m。1.2.3.2 河床溢流壩為使洪水下泄順暢，溢流壩布置在河床主流上，分為2壩段，每段長(zhǎng)17m，沿壩軸線長(zhǎng)34m，壩頂高程 37

10、2.9m，最大壩底寬 59m，為滿足洪水的下泄要求，在溢流壩頂設(shè)3個(gè)泄水孔，每孔寬8 m，溢流面采用wes剖面曲線，采用挑流消能，同時(shí)為了滿足工作橋與交通橋的要求，溢流壩設(shè)4個(gè)閘墩，其中2個(gè)中墩，每個(gè)長(zhǎng)15m，寬3m,2個(gè)邊墩，每個(gè)長(zhǎng)15m，寬2m,為了防止壩面水流向西，側(cè)溢流邊墩向下游延伸為導(dǎo)水墻，長(zhǎng)15m，高3m。1.2.3.3 樞紐沿壩軸線全長(zhǎng)270.5m，共分為15個(gè)壩段，樞紐詳細(xì)布置見(jiàn)圖紙。2 非溢重力流壩剖面設(shè)計(jì)2.1 壩體剖面尺寸擬定2.1.1 壩頂高程的確定壩頂高程分別把按設(shè)計(jì)洪水位計(jì)校核洪水位兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，取二者中的較大值，作為選定的壩頂高程為了交通和運(yùn)用管理的安全，非溢

11、流重力壩的壩頂必須高出靜水位。其高出的h為： h=hc+hz+hc其中：hc：波浪高程hz：波浪中心線高出靜水位的高度cmhc：安全超高浪長(zhǎng)、浪高的確定采用官?gòu)d公式，計(jì)算風(fēng)速v0在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)采用多年平均最大風(fēng)速的2倍，在校核洪水位時(shí)采用多年平均最大風(fēng)速，安全超高h(yuǎn)c根據(jù)規(guī)范規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)取0.5m。校核市取0.4m。 官?gòu)d公式： （m）式中：v0：計(jì)算風(fēng)速d：風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度hz：波浪中心線高出正常蓄水位的高度h：壩前水深（1）設(shè)計(jì)水位情況：風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度d=2.5km，計(jì)算風(fēng)速v0在設(shè)計(jì)洪水情況下取多年平均風(fēng)速的2北緯30m/s。 波高: hc= = = =1.581m波長(zhǎng)：l= = =15.084m波浪

12、中心線至計(jì)算水位的校核：hz= hl hz=壩頂高程=380.2+2.501=382.701m（2）校核洪水位情況，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度d=2500計(jì)算風(fēng)速為平均年最大風(fēng)速的1倍為15m/s。波高h(yuǎn)c= = = =0.665m波長(zhǎng)：l= = = =7.533m波浪中心線至計(jì)算靜水位的高度： hz=壩頂高程=381.5+1.149=382.649m取防浪墻高度1.2m,則設(shè)計(jì)壩頂高程為382.701-1.2=381.5m，設(shè)計(jì)壩頂高381.5-320=61.5m，校核壩頂高程為382.649-1.2=381.4m，校核最大拔高為381.4-320=61.4列表計(jì)算壩頂高程計(jì)算項(xiàng)目v0(m/s)hc(m)l(

13、m)hz(m)hc(m)h(m)防浪墻頂高程(m)壩頂高程(m)設(shè)計(jì)301.58115.0840.5200.42.501382.701381.5校核150.6657.5330.1840.31.149382.649381.4取覆蓋層為3cm，風(fēng)化層為2cm，進(jìn)行壩高計(jì)算。2.1.2 壩頂寬度的確定壩頂寬度在考慮交通要求按cm擬定，如圖示壩寬為7-0.25-.05-0.25=6m2.1.3 壩坡的確定根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),考慮利用部分水增加壩體穩(wěn)定,上游壩面采用折坡,起坡點(diǎn),按要求為1/3-2/3壩高,該工程擬折坡點(diǎn)高程為361.0m,上部鉛直,下部為1:0.2的斜坡,下游壩破取1:0.75,基本三角形頂

14、點(diǎn)高程為372.17372.2以上鉛直壩面。2.1.4 壩體防滲排水 根據(jù)上述尺寸算得壩體最大寬度為54.3m，分析地基條件，要求設(shè)防滲灌漿帷幕和排水幕，灌漿帷幕中心線距上游壩距6.047，排水孔中心線距防滲帷幕中心線3.26m，擬設(shè)廊道系統(tǒng)，實(shí)體重力壩剖面設(shè)計(jì)暫不計(jì)入廊道的影響，廊道為2.5，底距地面5m，帷幕灌漿孔距廊道內(nèi)壁0.5處，排水孔距廊道下游內(nèi)壁0.5m處，采取排水孔與重線的斜角，傾角下游這樣的排水孔距帷幕灌漿孔在壩基的水平距離為擬定的非溢流壩剖面如下所示2.2 荷載作用及組合以設(shè)計(jì)洪水位情況為例，進(jìn)行穩(wěn)定和應(yīng)力的極限狀態(tài)驗(yàn)算。根據(jù)荷載組合表2-8，設(shè)計(jì)洪水情況的荷載組合包含：自重

15、+靜水壓力+淤沙壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力。沿壩軸線取單位長(zhǎng)度1m計(jì)算。2.2.1 自重將壩體剖面分成兩個(gè)三角形和一個(gè)長(zhǎng)方形計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值，廊道的形狀暫不計(jì)入。 2.2.2 靜水壓力按設(shè)計(jì)洪水時(shí)的上下游水平水壓力和斜面上的垂直水壓力分別計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值。 2.2.3 垂直壓力 2.2.4 泥沙壓力 泥沙壓力分水平方向和垂直方向計(jì)算。泥沙浮重度為9.5，內(nèi)摩擦角，水平淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值為。2.2.5 浪壓力壩前水深大于1/2，波長(zhǎng)（采取下式計(jì)算浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值）。 2.2.6 揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力強(qiáng)度在壩址處為，排水孔中心線上為，壩址處為 。2.2.7 浮托力：（） 2.2.8 滲透力：（1.2） kn kn kn2.3

16、抗滑穩(wěn)定分析本次采用抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)法，經(jīng)驗(yàn)算，設(shè)計(jì)洪水位壩基面滿足抗滑穩(wěn)定要求。大壩以防洪為主， 3級(jí)建筑物對(duì)應(yīng)可靠度設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，壩體上的荷載分為兩種組合。基本組合取偶然狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù)為，偶然組合省略。壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù)為=0.85,結(jié)構(gòu)系數(shù)為?？煽慷仍O(shè)計(jì)要求均采用作用設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用分項(xiàng)系數(shù)后的值的作用設(shè)計(jì)值。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以材料性能分項(xiàng)系數(shù)后的值為材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。本社及有關(guān)作用分項(xiàng)系數(shù)查表2-9得，自重為1.0，靜水壓力為1.0，滲透壓力1.2，浮托力為1.0，淤沙壓力為1.2，浪壓力為1.2，混凝土

17、材料的強(qiáng)度系數(shù)為1.35。因大壩混凝土用90 ，齡期大壩混凝土抗壓強(qiáng)度材料分項(xiàng)系數(shù)為2.0，熱軋一級(jí)鋼筋強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)為1.15，二、三、四級(jí)為1.0。材料性能分項(xiàng)系數(shù)中隊(duì)混凝土與基礎(chǔ)康健強(qiáng)度摩擦系數(shù)為1.3，凝聚力為3.0。上游壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力，極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)極限值為0。下實(shí)體重力壩滲透力強(qiáng)度系數(shù)2為0.285 ?？够€(wěn)定極限狀態(tài)計(jì)算：壩體抗滑極限狀態(tài)屬承載力極限狀態(tài)，核算時(shí)其作用和材料性能均以設(shè)計(jì)值代入。基本組合時(shí) ， ， 由于故基本組合時(shí)抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)滿足要求。2.4 應(yīng)力分析2.4.1 壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)計(jì)算重力壩正常運(yùn)行時(shí)，下游壩址發(fā)生最大主壓應(yīng)力，極限抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)，作

18、用效應(yīng)函數(shù)為：抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù)為核算壩址抗壓強(qiáng)度時(shí)應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計(jì)算組合。壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)，屬承載能力極限狀態(tài)核算時(shí)其作用和材料性均以設(shè)計(jì)值代入。基本組合時(shí)： =0.85 取單位1計(jì)算： 對(duì)壩址基巖： 由于541.22kpa2307.69kpa，故基本組合時(shí)壩址基巖抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。對(duì)于抗震6級(jí)混凝土強(qiáng)度為c10. 對(duì)于壩址混凝土c10 ,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為10mpa。由于541.22kpa0所以上游壩踵不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。3 溢流重力壩設(shè)計(jì)3.1 溢流孔口設(shè)計(jì)3.1.1溢流形式 溢流重力壩既要擋水又要泄水，不僅要滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，還要滿足泄水

19、要求。因此需要有足夠的孔口尺寸。較好體型的堰型以滿足泄水要求，并使水流平順不產(chǎn)生空蝕破壞，主要泄水方式有開(kāi)場(chǎng)溢流式和孔口溢流式。根據(jù)比較本設(shè)計(jì)采用開(kāi)場(chǎng)式溢流。3.1.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)確定根據(jù)水工建筑物山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電樞紐工程水工建筑洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，采用50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。3.1.3 設(shè)計(jì)流量的選擇確定設(shè)計(jì)流量時(shí)，先擬定溢流壩的泄水方式，然后進(jìn)行調(diào)洪演算。求得各方案的防洪庫(kù)容。設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量，還必須考慮其他建筑物分擔(dān)的泄洪任務(wù)： 式中：下泄流量 下泄影響系數(shù) 經(jīng)過(guò)建筑物等的下泄流量本設(shè)計(jì)取q校、q設(shè)3.1.4 單寬流量 的確定單寬流量是確定孔口尺寸

20、的重要依據(jù)，單寬流量大，溢流孔口的寬度可以縮短。有利于樞紐的布置，但增加下游消能的困難，下游的局部沖刷可能更嚴(yán)重。反之，單寬流量小，有利于下游消能，但溢孔口的寬度增大，對(duì)樞紐的布置不利。因此，一個(gè)經(jīng)濟(jì)而安全的單寬流量必須綜合地質(zhì)條件、下游河流水深、樞紐布置、消能等各種困難。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。工程實(shí)踐證明對(duì)于軟弱夾層巖石常取。中等堅(jiān)硬的巖石取。特別堅(jiān)硬的巖石。本設(shè)計(jì)取。3.1.5 溢流孔口尺寸的確定3.1.5.1 孔口凈寬的計(jì)算b校=q校/q=1560/80=19.5mb設(shè)=q設(shè)/q=990/80=12.38m計(jì)算情況泄量單寬流量孔口凈寬設(shè)計(jì)情況990801020校核情況1560801525

21、根據(jù)以上計(jì)算取溢流壩孔口凈寬為24m。假設(shè)每孔凈寬為8m,孔數(shù)為3。3.1.5.2 溢流壩總長(zhǎng)度的確定根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，擬定閘墩的厚度初擬中墩厚d=3m，邊墩厚d=2m則溢流壩總長(zhǎng)度b1為：b1=nb+(n-1)d+2t=24+23+22=34m3.1.5.3 堰頂高程的確定根據(jù)公式 初擬時(shí)取0.95，取0.502，忽略行進(jìn)流速水頭，故堰頂高程即為設(shè)計(jì)洪水位減去堰上水頭h.h0校h0設(shè)堰頂高程計(jì)算計(jì)算情況流量m3/s側(cè)收縮系數(shù)流量系數(shù)孔口凈寬m堰上水頭m水位高程m堰頂高程m校核情況15600.950.502249.82381.5371.68設(shè)計(jì)情況9900.950.502247.25380.237

22、2.95根據(jù)以上計(jì)算取堰頂高程為372.95m。3.1.6 閘門(mén)高度的確定門(mén)高=正常高水位堰頂高程+（0.10.2） =377.3372.5+0.1 =4.9m按規(guī)范取門(mén)高5m，8/5=1.6，滿足閘門(mén)寬高比系（1.52.0）。3.1.7 定型設(shè)計(jì)水頭的確定hs堰上最大水頭hmax的確定。hmax=校核洪水位堰頂高程 =381.5372.95=8.55m =381.5371.68=9.82m定型設(shè)計(jì)水頭為hs=（75%95%） hmax=6.48.1 hmax=7.39.3取hs=7m，718.55=0.81。查表p50，214知，壩面最大負(fù)壓為0.3hs，即0.3hs=2.27m小于規(guī)定的允

23、許值（不超過(guò)36m水柱）。3.1.8 泄流能力校核閘墩用半圓形 代入公式溢流孔數(shù)每孔的凈寬堰頂水頭閘墩形狀系數(shù)邊墩形狀系數(shù)設(shè)=0.92 校=0.89p設(shè)=372.95-320=72.95m p校=371.68-320=71.68mhd設(shè)=7.25 pd校=9.82對(duì)于wes型實(shí)用堰，在堰上游面垂直，且時(shí)，可認(rèn)為是高堰不考慮行進(jìn)流速水頭。在這種情況下，若h0=hd，即實(shí)際工作全水頭剛好等于設(shè)計(jì)水頭時(shí)，wes型堰的流量系數(shù)md=0.502。若，m值由水力學(xué)p269圖819查出。 泄洪能力校核計(jì)算表計(jì)算情況設(shè)計(jì)情況0.5020.92247.259583.3%校核情況0.5120.89249.8214

24、904.7%3.2 消能防沖設(shè)計(jì)3.2.1 根據(jù)地形地質(zhì)條件，選用挑流效能挑流效能的原理：一是空中挑距，即利用鼻坎挑射出的水股在空中擴(kuò)散摻氣消耗一部分功能。二是水下消能即利用擴(kuò)散了的水舌落入下游河床時(shí)與下游河道水體發(fā)生碰撞。并在水舌入水點(diǎn)附近形成的兩個(gè)旋滾消耗剩余的大部分功能。挑流消能的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，不需修建大量的下游護(hù)坦，便于維修，但也有缺點(diǎn)。挑流引起的水流霧化嚴(yán)重，尾水波動(dòng)大。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，挑射角。挑流鼻坎應(yīng)高出下游最高水位12m。鼻坎的高程為332.1+1=333.1m。3.2.2 挑流消能計(jì)算3.2.2.1 計(jì)算挑流的目的是為了明確沖刷坑最深點(diǎn)的位置。挑距由空中挑距l(xiāng)0和水下挑距l(xiāng)1

25、組成l=l0+l13.2.2.2 空中挑距l(xiāng)0的計(jì)算空中挑距l(xiāng)0是指挑坎末端至水舌軸線與下游水面交點(diǎn)間的水平距離：式中: 其中,k為流能比 q為單寬流量 在0.0040.15范圍內(nèi)3.2.2.3 水下挑距計(jì)算： 式中： = 總挑距 l=沖刷坑后坡 （1/1.251/5）故不會(huì)危及建筑物的安全。 s校核= k校核=計(jì)算表如下：挑流計(jì)算表計(jì)算情況校核情況設(shè)計(jì)情況48.447.10.0760.0560.930.91 （m）68.1763.7825.626.4（m）57.1 （m）51.548.1 （m）26.1523.52 （m）65.0261.68 （m）133.19125.46反弧半徑的確定：坎

26、頂水流流速v按下式計(jì)算h為堰上水頭高程坎頂水深為反弧半徑為取反弧半徑為15m.反弧半徑計(jì)算表計(jì)算情況h（m）坎頂水深h（m）反弧半徑r（m）實(shí)際半徑（m）設(shè)計(jì)情況0.9147.11.197.2818.215校核情況0.9348.41.824.811.93.3 溢流壩剖面設(shè)計(jì) 溢流堰面曲線常采用非真空剖面線，采用較為廣泛的非真空剖面曲線有克奧曲線和wes曲線兩種，經(jīng)比較本工程選用wes曲線，溢流壩的基本剖面為三角形。一般其上游面為鉛直，溢流面有頂部的曲線、中間的直線、底部的反弧三部分組成。3.3.1 wes曲線坐標(biāo)計(jì)算3.3.1.1計(jì)算公式參數(shù)原點(diǎn)上又采用橢圓曲線，其方程為式中： a、b系數(shù) a

27、 a/b=0.87+3ahs為定型設(shè)計(jì)水頭，m根據(jù)計(jì)算為7m，取a=0.28代入公式計(jì)算 b=0.16圓點(diǎn)上游曲線計(jì)算表x0.30.61.21.51.96y0.0130.0540.230.61.123.3.1.2 wes坐標(biāo)計(jì)算圓點(diǎn)下游采用wes曲線，其方程為式中：n、k系數(shù).上游面垂直時(shí).n=0.85 k=2.0hs定型設(shè)計(jì)水頭.m頂部的曲線段確定后，中部的直線段與頂部的反弧段相切，其坡度一般與非溢流壩下游坡率相同，即為1：m，直線段與wes曲線相切時(shí)，切點(diǎn)c的橫坐標(biāo)wes堰計(jì)算表x1234567891010.76y0.0960.340.731.241.882.633.54.485.576.

28、777.75反弧段的計(jì)算已完成。反弧段的圓心求法：先畫(huà)一條平行與壩的下游面且相距圓弧半徑r的直線，在畫(huà)一條與挑壩頂點(diǎn)相距為的水平線，兩縣的交點(diǎn)即為圓心。3.3.2 繪制溢流壩剖面3.3.2.1 繪制wes曲線3.3.2.2 繪制基本剖面圖3.3.3 溢流壩頂布置3.3.3.1 閘墩 閘墩的墩頭形狀，上游采用半圓形，下游采用半圓形，其中上游布置于工作橋頂部，高程取非溢流壩頂高程。中墩的厚度為3m，邊墩的厚度為2m，溢流壩的分縫設(shè)在閘空中件，故沒(méi)有縫墩，工作閘門(mén)槽深1m，寬1m，檢修閘門(mén)槽深0.5m，寬0.5m。圖圖3.3.3.2工作橋布置工作橋布置固定或移動(dòng)式啟閉機(jī)，當(dāng)采用移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí)，工作橋

29、和交通橋可以合二為一，當(dāng)采用固定式啟閉機(jī)時(shí)，二者可以分開(kāi)布置工作橋和交通橋相互間的位置，應(yīng)由非溢流壩壩頂?shù)慕煌ㄒ蟠_定。本工程交通橋與工作橋合二為一，寬7m，高程為381.5m。導(dǎo)墻布置，邊墩向下游延伸成導(dǎo)墻，其中延伸到挑流鼻坎的末端，導(dǎo)墻需分縫，間距為15m，其橫斷面為梯形，頂寬去0.5m。 4 重力壩的主要構(gòu)造及地基處理4.1 重力壩構(gòu)造 4.1.1 壩頂構(gòu)造4.1.1.1 非溢流壩段根據(jù)交通要求壩頂做混凝土路面。橫坡為2%。兩邊每隔10m設(shè)置排水管，匯集路面的雨水，并排如水庫(kù)中。壩頂設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體。其結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土。防浪墻設(shè)在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫為防止水。墻高為1.2m，厚度為25cm。.以滿足運(yùn)用安全的要求，壩頂公路兩側(cè)設(shè)有0.75m人行道，并高出壩頂路面20cm。壩頂總寬度為7m，下游設(shè)置欄桿及路燈。4.1.1.2 溢流壩段溢流壩的上部設(shè)有閘門(mén)、閘墩、門(mén)機(jī)。4.1.1.3 交通橋等結(jié)構(gòu)和設(shè)備。4.1.2廊道的布置和尺寸4.1.2.1 基礎(chǔ)灌漿廊道位置：廊道底部距壩基面5m，上游側(cè)距上游壩面5m。形狀，城門(mén)洞形。底寬2.5m。高3.75m。內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最底處設(shè)集水井。