寬縫重力壩設(shè)計(jì)方案

寬縫重力壩設(shè)計(jì)方案寬縫重力壩設(shè)計(jì)方案#6溢流壩段穩(wěn)定應(yīng)力分析6．1溢流壩段孔口尺寸擬定溢流壩既是泄水建筑物，又是擋水建筑物，既要滿足穩(wěn)定強(qiáng)度要求，又要滿足水力條件要求。要有足夠的下泄能力，使水流平順的流過壩面，避免產(chǎn)生振動和空蝕。應(yīng)使下泄水流對河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷，不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)洪水流量20500m3/s，設(shè)計(jì)洪水位為90m，一臺發(fā)電機(jī)N=8萬千瓦。根據(jù)公式：8.5QH=N(3-1)式中N——一臺機(jī)組的裝機(jī)容量Q——洪水流量H——水頭求得Q=229.56m3/s，因?yàn)楣灿?臺機(jī)組，4Q=918.22m3/s，故取單寬流量q=70m2/s。設(shè)計(jì)工況下，Q=20500m3/ss則Q=Q-aQ=20500-0.9X918.22=20300m3/s(3-2)s0式中Q——通過樞紐下泄流量；sQ0——通過泄水孔、水電站及其他建筑物的下泄流量；a——系數(shù)，正常運(yùn)用時取0.75至0.9，校核情況取為0.9。則溢流前緣總凈寬L=Q/q=20300/70=281.1m，取290m。取孔數(shù)n為18孔，溢流壩孔口形式采用初步設(shè)計(jì)采用開敞式溢流堰，則每空凈寬b=L/n=290/18=16.1m，取17.0m。溢流堰閘門采用橫軸弧形閘門，考慮將橫縫布置在閘孔中間，則閘墩厚度可取稍薄一些，取d=2m。則溢流前沿總凈寬L二L+(n-1)d=nb+(n-1)d=18X17+17X2=340m。(3-3)0

6．2溢流壩段剖面設(shè)計(jì)溢流壩基本剖面的確定原則與非溢流壩相同，剖面除應(yīng)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)條件外，其外形尚需考慮水流運(yùn)動要求。通常它也是由基本三角形剖面修改而成，內(nèi)部與非溢流壩段相同。溢流面由頂部溢流段、中部直線段及鼻坎組成，上游面為橢圓曲線。堰頂高程根據(jù)公式TOC\o"1-5"\h\zQ=Lscm2gH3/2,m=0.5,￡=0.95求得H二9.68m(3-4)00根據(jù)V=Q/A，求得V=6.93m/sV26.932H=H-——=9.68-—9-=7.22m(3-5)o2g2x9.81堰頂高程=90-7.22=82.78m。堰面曲線曲線方程我國現(xiàn)行采用的為美國WES曲線，其曲線方程為：3-6)Xn3-6)kHn-1dH為定型設(shè)計(jì)水頭。由于校核洪水位為91m，堰頂高程為82.78m，所以，H=8.22；dmaxH=(0.75?0.95)x8.22=(6.165?7.809)m,取H=7mk、n為上游堰面坡度有關(guān)的dd系數(shù)。采用WES5型曲線。k=2，n=1.85。得：y=0.096x1.85d堰頂下游曲線與直線段的切點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)寧=1.25,y=1.25x+cdx得y'=0.1776x0.85,y'=1.25，最終解得x=9.922，y=6.700，直線方程:y=1.25x-5.70堰頂上游采用橢圓曲線連接=13-7)x=13-7)(aH)2十dda=0.28~0.30,取a=0.3,a/b=0.87+-a,代人a,得b=0.17

橢圓方程為二+橢圓方程為二+?19-y》=14.411.416弧段—注7EV69.Q—注7EV69.QQ由于電站所處位置為頭較低，可選用底流消能。根據(jù)公式R二0.305x10x,（3-8）3.28v+21H+16x（3-9）11.8H+64v=申j2gH=0.95Xy2x9.81x9.5=12.97m/s（3-10）求得x=1.465,R=8.89m,取R=10m。圖3-1溢流壩剖面圖消能方式采用底流消能單寬流量q二70.7m2/s忤心Om/s,申二0.95，堰上水頭9.5mT=H+a=9.5+82.78-49=43.28m（3-11）1根據(jù)甲二0.95aV2T=T+——=43.28m02g3-12)h=3.，aq2=7.99mcgT43.28「,0==5.4h7.99cT43.280==5.4,h7.99c佇=0.77hchco2=2.31hc由《水力學(xué)》附錄查得h二6.15mcoh=18.46mco33-13)3-14)h=81.5—49=32.5m>htco2發(fā)生淹沒水躍。可以不做消力池，做護(hù)2袒即可，但是考慮到增加溢流壩hthc體自重，使之更加穩(wěn)定，仍然設(shè)置消力池。消力池深由h二4.07,T43.28亠==5.4,h7.99c消力池長：對于曲線型實(shí)用堰以及甲二0.95查《水力學(xué)》附錄得:l=l+(0.7-0.8)10jd/hc=0.523-15)d=4.15m由T/h二5.9401故：1=6.9(hco2S.7?0.8》l0=0l=6.9(h-h)

jco2co1T=T+d=43.28+4.15=47.43m010申=0.95查《水力學(xué)》附錄得h/h=0.73h/h=2.405co1cc02c-h)=6.9x(19.22-5.83)=92.391mco1=64.674?73.913mj3-16)取l=70m溢流壩段穩(wěn)定應(yīng)力分析校核洪水位穩(wěn)定應(yīng)力分析表6-1校核洪水位溢流壩壩體所受的作用作用垂直力KN水平力KN力臂m力矩KN.m重力W189731.910.57948466.18水平P19876.4-28.34-956781.2水壓力PO-1029.4-6.87681.6垂直水壓力Q]4324.7445.8198073.09揚(yáng)U1-1964600壓U2-7464.98.25-61585.43力UO-2095.442.75-89578.35U-3146.744.75-140814.8ZW=85407.16ZU=32352ZP=8847A=86.5ZM=-94538.9穩(wěn)定分析：K'SK'Sf'(EW-U)+c'A=21.2〉2.3故在設(shè)計(jì)蓄水位下滿足穩(wěn)定要求。應(yīng)力分析：上游邊緣正應(yīng)力o=EW-U+6=645.5KpaTOC\o"1-5"\h\zyuAA2下游邊緣正應(yīng)力o=EW-U_6=462.1KpaydAA2上游主應(yīng)力1：bu=(1+n2)0u=289.6pa1uyu下游主應(yīng)力1：ou=(1+m2)0u=314.7Kpa1dyd上游主應(yīng)力2：0u=0Kpa2u下游主應(yīng)力2：0u=0Kpa2d

設(shè)計(jì)蓄水位穩(wěn)定應(yīng)力分析表6-2設(shè)計(jì)蓄水位溢流壩壩體所受的作用作用垂直力KN水平力KN力臂m力矩KN.m重力W113574.91.3815236.9水平P116753.1-6.5-236871.5水壓力P2-19.3-0.2412.4垂直水壓力揚(yáng)Qi836.712.8113261.2U1-726.300壓U2-846.11.24-8796.2力U3-1164.211.9-2876.4U-1426.320.0-28765.9ZW=12738.2ZM=-148800ZU=4162.9ZP=16733.8A=18.6K'=K'=f'(》W-U)+c'A廠工PA=18.619.4>2.3ZM=-148800ZU=4162.9ZP=16733.8ZW=12738.2故在設(shè)計(jì)蓄水位下滿足穩(wěn)定要求。應(yīng)力分析：上游邊緣正應(yīng)力o=工W-U+6XM=258.12KpaTOC\o"1-5"\h\zyuAA2下游邊緣正應(yīng)力o=工W-U_6XM=368.1KpaydAA2上游主應(yīng)力1：bu=(1+n2)0u=263.9pa1uyu下游主應(yīng)力1：ou=(1+m2)0u=500.6Kpa1dyd上游主應(yīng)力2：0u=0Kpa2u下游主應(yīng)力2：0u=0Kpa2d參考文獻(xiàn)胡明，沈長松.水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南（第二版）.北京：中國水利水電出版社，2010SL252-2000,《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》周之豪，沈曾源，施熙燦等.水利水電規(guī)劃（第二版）.北京：中國水利水電出版社，1997SL319-2005,《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》林繼鏞.水工建筑物（第四版）.北京：中國水利水電出版社，2006潘家錚.重力壩設(shè)計(jì).北京：水利水電出版社，1987致謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—XX老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在