重力壩具體布置計(jì)算溢流荷載項(xiàng)目設(shè)計(jì)書

1、重力壩具體布置計(jì)算溢流荷載項(xiàng)目設(shè)計(jì)書1基本資料及樞紐布置1.1基本資料地形地質(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 厚丨2m無(wú)特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。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正常咼水位377.3326.5850最低運(yùn)用水位34138淤沙高程34030其他有關(guān)數(shù)據(jù)多

2、年平均最大風(fēng)速15m)/ s;水庫(kù)吹程D=2.5公里；3混凝土重度24kN/ m ；淤沙浮重度9.5KN/m3 ；內(nèi)摩擦角120度；地震波計(jì)烈度6度；基巖允許抗壓強(qiáng)度3X 103kpa；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=1.3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

3、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)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

4、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)和攔和壩的級(jí)別確定本樞紐庫(kù)容1090萬(wàn)m,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

5、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 WE制面曲線，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3m1.2.3.3 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。

6、非溢流壩段溢流壩段非溢流壩段2非溢重力流壩剖面設(shè)計(jì)2.1壩體剖面尺寸擬定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，非溢流重力壩的壩頂必須高出靜水位。 其高出的厶h為： h=h=+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。1官?gòu)d公式：卑O.OO76vo 聖3voVo1ghhc 0

7、.331v0 糅卑 75( mVoVo式中：Vo：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vo在設(shè)計(jì)洪水情況下取多年平均風(fēng)速 的2北緯30m/s。12V0 g0.0076130 衛(wèi) 9.8 2500123300.00760.75323029.83.008 91.8367=1.581m11 gD 375波長(zhǎng)：L= 0.331v0 27s2V02V。=0.331 0.2056 2.4135 91.8367=15.084m波浪中心線至計(jì)算水位的校核:hzcth2L LH>Lcthhz=hc2L23.14 1.581

8、15.0840.520m波高：h c=0.0076v。反 gD ' V0h 1.581 0.520 0.42.501m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/s1波咼 hc=O.OO76v0 12 g-y V0V0g1 2立 9.8 2500 3152=0.0076 15 122159.8=0.0076 0.7980 4.7752 22.9592=0.665m波長(zhǎng)：L= 0.331v0 21=0.331 15 藥=0.331 0.1838=7.533mgD 375 v。2Vog129.8 25

9、00 3.7515_1529.83.4930 22.9592波浪中心線至計(jì)算靜水位的高度:_ he2z=L23.14 0.6657.5330.184mh 0.665 0.184 0.3 1.149m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計(jì)算 項(xiàng)目V0(m/s)hc(m)L(m)hz(m)hc(m) h(m)防浪墻頂高程(m)壩頂咼程(m)設(shè)計(jì)301.58115.084

10、0.5200.42.501382.701381.5校核150.6657.5330.1840.31.149382.649381.4列表計(jì)算壩頂咼程取覆蓋層為3cm,風(fēng)化層為2cm,進(jìn)行壩高計(jì)算壩頂寬度的確定壩頂寬度在考慮交通要求按7 cm擬定，如圖示壩寬為7-0.25-.05-0.25=6m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,基本三角形頂點(diǎn)高程為372.17 372.2以上鉛直壩面。重力壩剖面設(shè)計(jì)圖壩體防滲排水根據(jù)上述尺寸算得壩體最大寬

11、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 3.75m2，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 100，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 2tg 1005 1.53.26m擬定的非溢流壩剖面如下所示382.7380.2372.2351.0一3650.75345201332.1325325325320320非溢流壩剖面圖3002.2荷載作用及組合以設(shè)計(jì)洪水位情

12、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+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。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。1W18.2*41*24*1 4034.4KN2W27 61.5 24*110332 KN1 W3*39.15*52.2*24*1 24523.56KN2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。1 2PH,* 9.8* 60.2 *117757.8 KN21 2PH2* 9.8* 1.212 *1717.4 KN22.2.3

13、垂直壓力PV19.8* 8.2*19.2 1542.912 KN1PV2* 41* 8.2* 9.81647.38 KN21PV3-* 9.8*12.1* 9.075538.06 KN2泥沙壓力垂直：Pskh122* 9.5* 202 * tan2* 45121245.9 KN22水平：PSKV1* 9.5* 20* 20* 0.2 *1380KN2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 KN /m3，內(nèi)摩擦角© S 12° ,水平淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值為PSK丄* Ysbhs2tan2（45°）2 2浪壓力壩前水深大于1/2，波長(zhǎng)（hl/2采取下式計(jì)算浪壓力

14、標(biāo)準(zhǔn)值）FWk1-*9.8*15.084* 1.581 0.52477.64揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力強(qiáng)度在壩址處為rH 1，排水孔中心線上為（rH 22H ），壩址處為rH 22.2.7 浮托力：（W）9.8*54.35* 7*1 3728.412.2.8 滲透力：（1.2）U 29.8* 0.25* 24* 9.307*1547.25 KNU 3-* 9.8* 0.25* 24*45.0431324.26 KN2U 4-* 9.8*(24 24* 0.25)*9.307*1820.88 KN22.3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

15、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)ro 0.9，壩體上的荷載分為兩種組合?；窘M合取偶然狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù)© 1.0，結(jié)構(gòu)系數(shù)為rd1.2，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)為山1.3?？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，混凝土材料的強(qiáng)度系數(shù)為1.35。因大壩混凝土用90d，齡期

16、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)fck為1.3，凝聚力Cck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) ro 0.9, © 1.0， rd 1.2， f 1d 0.9/1.3 0.6923, c1d 700Kpa1 2 1 2ro © s(.) ro ©(丁比2 -rH| Pwk Psk Ps

17、kh)1 2 1 20 9* 1*(* 9 8* 60 22-* 9.8*12 .129 3.311495.1)2 216765.9KN111 1R(.)(f 1d W c1dA)rdrd1=* (0.6923* 35935.72700* 54.35*1)1.252436.1 KN由于16765.9KN52436.1 KN ,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),作用效應(yīng)函數(shù)為：Nr M rTr2S(J)(1 m 2 )ArJr抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù)為R(.) fc 或 R(.)

18、fR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?；窘M合時(shí)：ro 0.9© =0.8551.3W 6 W 2 取單位 1 計(jì)算：r°s (.) ro©(2 )(Hm )B B0.9*0.85(彳6577.556 * 期嚴(yán)屮。冶)54.3554.352541.22 kpa對(duì)壩址基巖：1 R()1 * 30001 * 30002307.69 kpardrd1.3由于541.22kpa<2307.69kpa，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

19、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10Mpa111 *10000R(.)fckd / r m *3846.15 kpardrd1.32由于541.22kpa<3846.15kpa，故基本組合時(shí)壩址混凝土 C10，抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)滿足要求。壩體上下游面拉應(yīng)力正常使用狀態(tài)下及結(jié)論因上下游壩面不出現(xiàn)拉應(yīng)力屬于正常使用極限狀態(tài)，故采用作用的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范規(guī)定上下游壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力結(jié)構(gòu)功能的極限值G=o,當(dāng)壩上游有倒坡，施工期和完成無(wú)水期時(shí)下游壩址允許出現(xiàn)小于0.1Mpa的拉應(yīng)力。結(jié)構(gòu)功能的極限值C2 =0.1Mpa=下面只對(duì)壩踵 進(jìn)行驗(yàn)算。W 6 W取單位1計(jì)算：r

20、76;s (.) r°( )B B236577.55 6*10841328、0.9(2)54.3554.352422.42>0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)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。洪水標(biāo)準(zhǔn)確定根據(jù)水工建筑物P9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。設(shè)計(jì)流量的選擇確定設(shè)

21、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)：Q QsQo式中：Qs 下泄流量下泄影響系數(shù)Qo 經(jīng)過(guò)建筑物等的下泄流量本設(shè)計(jì)取Q校、Q設(shè)單寬流量q的確定單寬流量是確定孔口尺寸的重要依據(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

22、軟弱夾層巖石常取q 2050m；m。中等堅(jiān)硬的巖石取 q 50 100m；sm。特別堅(jiān)硬的巖石q 100 150m；sm。本設(shè)計(jì)取q 80m；sm。溢流孔口尺寸的確定3.1.5.1 孔口凈寬的計(jì)算B 校=0 校 /q=1560/80=19.5mB ®=Q 設(shè) /q=990/80=12.38m計(jì)算情況泄量m/S單寬流里m/Sm孔口凈寬設(shè)計(jì)情況9908010 20校核情況15608015 25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。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B為:B=nb+(n-1)d+2t=2

23、4+2 x 3+2X 2=34m3.1.5.3 堰頂高程的確定根據(jù)公式Qmb,2g H 2初擬時(shí) 取0.95 , m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.9.82 mH)校=15600.950.50224、19 .69907.25m堰頂咼程計(jì)算計(jì)算情況流量m/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堰頂咼程m校核情況15600.950.502249.82381.5371.68設(shè)計(jì)情況9900.950.502247.25380.2372.95根據(jù)以上計(jì)算取堰頂高程為372.95m(閘門高度的確定門咼=正常咼水位一堰頂咼程+ (0.10.2 )=377.

24、3 372.5+0.1=4.9m按規(guī)范取門高5m, 8/5=1.6，滿足閘門寬高比系（1.52.0 ）。定型設(shè)計(jì)水頭的確定 Hs堰上最大水頭H-x的確定。Hna/校核洪水位一堰頂高程=381.5 372.95=8.55m=381.5 371.68=9.82m定型設(shè)計(jì)水頭為H=（ 75%95%H maX=6.48.1 H maX=7.39.3取 H=7m 718.55=0.81。查表 P50, 214知，壩面最大負(fù)壓為 0.3Hs，即卩 0.3Hs=2.27m 小于規(guī)定的允許值（不超過(guò)36m水柱）。泄流能力校核閘墩用半圓形00.45 k 0.4代入公式 1 0.2（ n 1） 0訂也nbn溢流孔

25、數(shù)b每孔的凈寬H 0堰頂水頭0閘墩形狀系數(shù)k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)=7.25Pd 校=9.82P對(duì)于 WES型實(shí)用堰，在堰上游面垂直，且 1.33時(shí)，可認(rèn)為是高堰不考慮行進(jìn)流Hd速水頭。在這種情況下，若 H=H，即實(shí)際工作全水頭剛好等于設(shè)計(jì)水頭時(shí)，WE型堰的流量系數(shù)m=0.502。若H0 Hd，m值由水力學(xué)P269圖819查出。旦巴1.33Hd Hd口設(shè)=0.502m校0.512泄洪能力校核計(jì)算表計(jì)算情況mB(m)H(m)Q嘆)Q Q100%設(shè)計(jì)情況0.5020.92247.259583

26、.3%校核情況0.5120.89249.8214904.7%3.2消能防沖設(shè)計(jì)321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25°。挑流鼻坎應(yīng)高出下游最高水位12m 鼻坎的高程為332.1+仁333.1m。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

27、深點(diǎn)的位置。挑距由空中挑距Lo和水下挑距L1組成L=Lo+L1空中挑距L0的計(jì)算空中挑距Lo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:Lo21 &sin2 1(a ht)2 . 21 S1 si n式中：® 上游水面至挑坎的頂部的高差 a挑坎高度鼻坎挑射角ht沖刷坑后下游的水深壩面流速系數(shù),可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算0.55.0.5k其中,k為流能比 k 畀r 5 q為單寬流量pgs.k9.847.11.50.056S1380.2333.147.10.0550.9113 1 0.5ka333.13258.1mht332.13257.1ml0.91247.1sin 2 258.0

28、在0.0040.15范圍內(nèi)1 . 120.912 47.1 sin 253.223 水下挑距計(jì)算:T httg沖刷坑深度沖刷坑下游水深水舌入水角，可按下式近似計(jì)算I12s1cos J cos223式中.z 上下游水位差z 設(shè)380.2 332.1 48.1m0.91247.1cos 2cosV0.9147.148.147.126.4L1T. 0.976 cos 250.850.50.25T Ksq zhtks抗沖系數(shù)為1.3T 1.3 800.548.10.257.1=23.52mL1T httg23.527.1tg26.461.6823 52沖刷坑后坡 i 一.一 0.19 ic （1/1.

29、251/5 ） 125.46故不會(huì)危及建筑物的安全。S 校核=381.5 333.148.4mK校核=800.0769.8 48.415校核0.05510.0761/20.93I 0校核20.9348.4sin2 2568.17m0.9348.4 sin 25z校核381.5 33051.5mcos0.932 51.50.93248.4 51.3cos2548.40.902校25.6ht校330 325 5mT校1.3 800.50.2551.5526.15mT ht26.155L1校65.02mtgtg25.6L校68.1765.02133.19mi26.15019(1/2.5 1/5)13

30、5.19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S148.447.1k0.0760.0560.930.910(m)68.1763.7825.626.4ht( m)57.1z（ m）51.548.1t ( m>26.1523.52I1( m)65.0261.68I（ m）133.19125.46反弧半徑的確定：坎頂水流流速V按下式計(jì)算v 2gHH為堰上水頭高程v 設(shè) 0.91.19.6372.95 7.25-333.127.65mv 校 0.9319.6371.689.82333.1 28.64m坎頂水深為1.19m1.82m990h設(shè)30 27.65u 1560h校30 28.64

31、反弧半徑為R設(shè)4 10 h 4.8 11.9mR校7.28 18.2m取反弧半徑為15m.反弧半徑計(jì)算表計(jì)算情況1H(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)算計(jì)算公式參數(shù)原點(diǎn)上又采用橢圓曲線，其方程為x2aHs 2bHs

32、 y2 1 bHs式中：a、b 系數(shù) a0.26 0.30a/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=0.1620.16 0.7 y0.28720.16 7aHs 0.28 71.96mbHs 0.16 0.71.12m圓點(diǎn)上游曲線計(jì)算表2 2x20.16 0.7 y”2 2 10.28 70.16 7x0.30.61.21.51.96y0.0130.0540.230.61.123.3.1.2 WES坐標(biāo)計(jì)算圓點(diǎn)下游采用WESS線，其方程為xnkHsn1y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

33、，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 WESS線相切時(shí)，切點(diǎn)C的橫坐標(biāo)xc1丄2.018571xck/ m.n n 1 Hs7 10.76m0.75 1.85WES!計(jì)算表xn kHsn 1yx1234567891010.76y0.0960.340.731.241.882.633.54.485.576.777.75反弧段的計(jì)算已完成。反弧段的圓心求法：先畫一條平行與壩的下游面且相距圓弧半徑r的直線，在畫一條與挑壩頂點(diǎn)相距為rcos的水平線，兩縣的交點(diǎn)即為圓心。水庫(kù)校核洪水位Y332繪制溢流壩剖面3.3.2.1 繪制 WES曲線3.322 繪

34、制基本剖面圖6彌0I I溢流壩剖面圖333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，工作閘門槽深1m寬1m檢修閘門槽深0.5m,寬0.5m。圖圖閘墩3.332 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 0.5m4 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