水工建筑物重力壩課程設(shè)計(jì)-好-免費(fèi)閱讀
【正文】 m B 計(jì)算截面的長(zhǎng)度 m 上游壩坡 下游壩坡 計(jì)算截面在上下游壩面所承受的水壓力強(qiáng)度如有泥沙壓力時(shí)應(yīng) 計(jì)入在內(nèi) 計(jì)算截面在上下游壩面處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度 a 設(shè)計(jì)洪水位 上下游壩面垂直正應(yīng)力 上游壩面垂直正應(yīng)力 下游壩面垂直正應(yīng)力 上下游面剪應(yīng)力 上游面剪應(yīng)力 下游面剪應(yīng)力 上下游面水平正應(yīng)力 上游面水平正應(yīng)力 下游面水平正應(yīng)力 上下游面主 應(yīng)力 上游面主應(yīng)力 下游面主應(yīng)力 b 校核洪水位 上下游壩面垂直正應(yīng)力 上游壩面垂直正應(yīng)力 下游壩面垂直正應(yīng)力 上下游面剪應(yīng)力 上游面剪應(yīng)力 下游面剪應(yīng)力 上下游面水平正應(yīng)力 上游面水平正應(yīng)力 下游面水平正應(yīng)力 上下游面主應(yīng)力 上游面主應(yīng)力 下游面主應(yīng)力 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果 計(jì)算情況 壩堹處 壩趾處 基本組合設(shè)計(jì)洪水位 35102 0 0 35102 0 175534 131651 98738 274272 0 特殊組合校核洪水位 57132 0 0 57132 0 210629 157972 97628 329108 0 表中數(shù)據(jù)單位都是 由上表應(yīng)力都小于混凝土抗壓強(qiáng)度所以滿足要求溢流壩剖面的擬定和消能設(shè)計(jì) 1 泄水方式的選擇 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的要求 且使水流平順不產(chǎn)生空蝕破壞重力壩的泄水主要方式有開(kāi)敞式和孔口式溢流開(kāi)敞溢流式的堰除了有較好的調(diào)節(jié)性能外還便于設(shè)計(jì)和施工同時(shí)這種形式的堰在我國(guó)應(yīng)用廣泛有很多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)故本設(shè)計(jì)采用開(kāi)敞溢流式孔口形式堰頂設(shè)閘門(mén) 2 溢流壩剖面擬定 溢流曲線由頂部曲線段中間直線段和底部反弧段三部分組成設(shè)計(jì)要求 a 有較高的流量系數(shù)泄流能力大 b 水流平順不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和空蝕破壞 c 體形簡(jiǎn)單造價(jià)低便于施工 本設(shè)計(jì)采用的溢流壩的基本剖面為三角形其上游面鉛直溢流面由頂部的曲線中間的直線底部的反弧三部分組成 定型設(shè)計(jì)水頭的確定 堰頂最大 水頭 H 校核洪水位 堰頂高程即 H 23722265 107m 定型設(shè)計(jì)水頭 Hd 為 Hd 75～ 95H 取 Hd 8m 由 HdH 075 1 溢流壩頂部采用曲線形式頂部曲線的形式很多常用的有克奧曲線和 WES 曲線本工程選用 WES 曲線 首先繪出壩頂部的曲線取堰頂部最高點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) WES 型堰頂部曲線以堰頂為界分為上游段和下游段兩部分該設(shè)計(jì)上游段曲線采用橢圓型曲線 橢圓方程為 式中橢圓曲線的長(zhǎng)短半軸當(dāng)時(shí)～當(dāng)時(shí)～～當(dāng)小時(shí) a 于 b 取小值其中為堰高為堰上水頭 開(kāi)敞式堰面堰頂下游堰面采用 WES 冪曲線可按下式計(jì)算 式中堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭 m 可根據(jù)容許負(fù)壓的大小按堰頂最大作用水頭 的 75～ 95 計(jì)算 xy 原點(diǎn)下游堰面曲線橫縱坐標(biāo) k 當(dāng) P1 Hd ＞ 10 時(shí) k 值見(jiàn)下表當(dāng) P1Hd ≤ 10 時(shí)取 k＝ 20～ 22 為上游相對(duì)堰高 n 與上游堰坡有關(guān)的指數(shù)見(jiàn)下表 堰面曲線參數(shù) 上游面為鉛直面由上表可查的 n 185k 20 故原點(diǎn)下游堰面曲線方程為 按上式計(jì)算的坐標(biāo)值入下表所示 計(jì)算 WES 下游曲面坐標(biāo)值表 X 0 4 8 12 1667 y 0 111 400 848 1615 2 中間直線段 中間直線段與壩頂部下游曲線和下部反弧段相切坡度和擋水壩一致取 1075 3 反弧段 a 溢流堰下游反弧段半徑應(yīng)結(jié)合下游消能設(shè)施來(lái)確定本次設(shè)計(jì)選用挑流消能 對(duì)于挑流消能可按下式求得反弧段半徑 R 4～ 10 h 式中 h 為校核洪水位閘門(mén)全開(kāi)時(shí)反弧段最低點(diǎn)處的水深 m 反弧段流速 v＜16ms 時(shí)可取下限流速越大反弧半徑也宜選用較大值以致取上限 上式為迭代公式迭代初值取 h 0 單寬流量本次設(shè)計(jì)按校核洪水位取 7105上游最高水位與反弧段最低點(diǎn)的距離反弧最低點(diǎn)與下游水位齊平 初始令 h 0 此時(shí) 此時(shí)取 又由故取取 b 挑角 挑角越大射程越大但挑角增大入水角β也增大水下射程減小同時(shí)入水角增大后沖刷坑深度增加θ一般在～之間在此取 c 挑坎高度 挑坎應(yīng)高出下游水位一般以 1～ 2m 為宜計(jì)算時(shí)按設(shè)計(jì)洪水位情況考慮取挑坎最低高程等于下游水位挑坎最高點(diǎn)與最低點(diǎn)間距離為 R 1cosθ 故挑坎高度 d 反弧段坐標(biāo)確定 圓心 O′距壩底距離 圓心 O′距 C 點(diǎn)距離 根據(jù)以上數(shù)據(jù)就可以確定溢流壩曲面了下圖就是本次設(shè)計(jì)的溢流壩曲面 53 消能防沖設(shè)計(jì) 1 選擇孔口尺寸 本次設(shè)計(jì)選用平板閘門(mén)閘門(mén)厚度最小為 15～ 20m取 d 2m因 為本次設(shè)計(jì)屬于大中型壩故由 1 中初擬取孔口寬度取為 b 95m 孔口寬高比 ≈ 10～ 所以孔高6m2 確定消能方式 《水工建筑物》及《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》可知消能的設(shè)計(jì)原則是 a 盡量使下泄
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