【正文】 1 摘 要 梧桐口水電站座落于浙江省烏溪江 ,根據(jù)地形要求，其開發(fā)方式 采用混合式開發(fā) 。上游折坡坡度 1： ，下游壩坡坡度 1： ，溢流壩堰頂高程 。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)梧桐口水電站首部攔河重力壩的設(shè)計(jì)。第三章為工作橋的設(shè)計(jì)，對(duì)工作橋的布置，啟閉機(jī)的選擇，和工作橋的配筋進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。 水文與氣象 氣象條件 烏溪江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年的平均氣溫 C? ，多年平均的降雨為mm1710 ，降雨量在年內(nèi)的分配極不均勻， 4， 5， 6 三個(gè)月屬梅雨季節(jié)，降 雨量占全年的 %50 左右， 7， 8， 9 三個(gè)月受臺(tái)風(fēng)過境的影響，時(shí)有臺(tái)風(fēng)暴雨出現(xiàn)，其降雨量約占全年的 25%左右。唯壩前水庫左岸的梧桐口至壩址一段地形陡峻，順坡裂隙較發(fā)育，經(jīng)調(diào)查有四處山坡因順坡裂隙切割，不夠穩(wěn)定，每處不穩(wěn)定巖體為 2～ 3 萬立方米，在水庫蓄水過程中，裂隙中充填物受潮軟化，易崩坍、滑落，由于距壩址較近，在施工過程中應(yīng)注意安全。 壩址的可利用基巖的埋置深度，在岸 10～ 12m，右岸 6～ 9m，河中 6～ 8m，見壩址地質(zhì)剖面圖。 8 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧虾徒煌顩r 本工程需要礫石約 186 萬立方米，砂 67 萬立方米。缺點(diǎn)是施工組織的難度增加了，需要加強(qiáng)施工管理予以克服?？紤]到設(shè)備布置、運(yùn)行、交通及施工的需要，非溢流壩的壩頂寬度一般取 8～ 10%倍壩高，初步擬定壩頂寬度為 12m。 經(jīng)過前面的計(jì) 算已經(jīng)得到 mhz ? 。 設(shè)計(jì)工況 ： ? ? 2 4 9 1 1 2 ) 2 4 4 8 0 41 5 8 0 7 6( ??? ?????? ?? P UWfKs 校核工況 ： ? ? ) 5 8 0 7 6( ??? ?????? ?? P UWfKs 表 24 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) Ks 荷載組合 壩的級(jí)別 1 2 3 基本組合 特殊組合 (1) (2) 從計(jì)算結(jié)果和表 24 可以得到設(shè)計(jì)工況下 ??sK ，校核工況 下 ??sK ，故設(shè)計(jì)斷面不滿足抗滑穩(wěn)定條件，需要重新設(shè)計(jì)非溢流壩段剖面。 下游面垂直正應(yīng)力： M P ak P aBMBWyd 7 9 51 0 8 0 7 6 1 9 561 0 8 3 4 1 1 5622??????? ??? 上游面 剪應(yīng)力： M p ak P anp yuuu) 8 2 4 5()(??????? ?? 式中 ： up — 為上游面水壓力強(qiáng)度 ， k P ap u 2 4 5)1 1 12 3 8( ???? ； n— 為上游壩坡坡率 。 上游垂直面 正應(yīng)力： M P ak P aBMBWyu 0 91 0 8 2 1 5 7 8 961 0 8 3 3 3 3 4622??????? ??? 下游垂直面 正應(yīng)力： M P ak P aBMBWyd 8 6 01 0 8 2 1 5 7 8 961 0 8 3 3 3 3 4622??????? ??? 上游面 剪應(yīng)力： 上游面水壓力強(qiáng)度 k P ap u 2 6 5)1 1 12 4 0( ???? 24 M P ak P anp yuuu) 2 6 5()(??????? ?? 下游面 剪應(yīng)力： 下游面水壓力強(qiáng)度 k P ap d )( ???? M P ak P amp dydd 2 9 4) 4 81 8 6 0()(??????? ?? 上游面 水平正應(yīng)力： M P ak P anp uuxu 2 5 8 2 6 5??????? ?? 下游面水平正應(yīng)力： MPak P amp ddxd??????? ?? 上游面主應(yīng)力： M P ak P anpn uyuu 2 6 )()1(22221?????????? ?? 下游面主應(yīng)力： M P ak P ampm dydd 8 9 9 4 81 8 6 0)()1(22221?????????? ?? 壩前水壓力： MPapuu ??? M Papdd ??? 通過上面的計(jì)算，在校核工況 下，壩基截面滿足抗滑穩(wěn)定條件和應(yīng)力條件。所以實(shí)際的溢流堰寬度為 64m。則 ???daH ， ???dbH 。 四、鼻坎形式及尺寸 為了使其構(gòu)造簡單，施工方便，選用連續(xù)式鼻坎。 35 校核工況 ： 表 211 校核工況壩基穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算 應(yīng)力穩(wěn)定驗(yàn)算 方向 力臂 彎矩（ kN?m） ↓ ↑ → ← 逆時(shí)針 順時(shí)針 自重（ kN） W1 4320 50 216000 W2 44 W3 W4 W5 水平水壓力（ kN） P1 43 P2 豎直水壓力 Q1 51 Q2 52 揚(yáng)壓力（ kN） U1 0 0 U2 2622 U3 912 46 41952 U4 動(dòng)水壓力（ kN） Px Py 求和（ kN） 38022 豎向求和 水平求和 力矩求和 按照規(guī)范 SL3192020，對(duì)壩進(jìn)行抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算，下列計(jì)算中的符號(hào)意義和設(shè)計(jì)工況中的符號(hào)意義相同。 kNBHKKG cz????????? 式中： H、 B―孔口高度及寬度， m； zK ―閘門行走支承系數(shù)，對(duì)于滑動(dòng)式支承 ?zK ，對(duì)于滾 輪支承 ?zK ，對(duì)于臺(tái)車式支承 ?zK ； cK ―材料系數(shù)，閘門用普通碳素鋼時(shí) cK =，用低合金鋼時(shí)?cK 。則工作橋的長度為 : 99 80 m m2010 0010 0080 00 ????工作的長度 但是在計(jì)算時(shí)工作橋長度仍然用 10000mm 進(jìn)行計(jì)算。橫梁上面的機(jī)敦取高： 250mm；寬：250mm。 由《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》表 24和表 25 查得荷載分享系數(shù)為：板自重、啟閉機(jī)及機(jī)墩重等永久荷載， ?G? ；人群荷載， ?Q? （一般可變荷載）；啟門力， ?Q? （采用制造廠家提供的最大啟門力，屬于可控制的可變荷載）。 8 φ 10φ 14220 圖 34 活動(dòng)鋪板配筋圖 （單位： mm） 懸臂板配筋設(shè)計(jì) 取 1m 板寬計(jì)算，由根部最大彎矩計(jì)算板的鋼筋用量。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)布置與受力鋼筋 垂直的分布鋼筋，按要求取。 圖 31 工作橋橋面俯視圖 （單位： mm） 42 圖 32 縱向尺寸配置圖 （單位： mm） 配筋 按 DL/T50572020 規(guī)范進(jìn)行計(jì)算 。 橫梁 位置：為簡化計(jì)算，我們將地螺栓安裝在橫梁與縱梁相交處，不考慮其偏移。 通過上面的公式計(jì)算得啟門力為 ，則根據(jù)此啟門力選擇 QPQ― 2 630 為閘門啟閉機(jī)。去閘門的寬 m8 ，高 m10 。 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算： ? ? ][ 6 7 1 6 2 5 0 4 ??????? ?? KP UWfKs 故滿足抗滑穩(wěn)定要求。 三、反弧段 查《水力學(xué)》公式 202200 2 cc Ag QhT ??? 202200 2 cc hg qhT ??? 其中單寬流量 smBQq / 3 2648 5 0 0 3??? ma ??? mH ??? maHT 1271 ??? 31 由于試算法過于繁雜，故在 EXCEL 中計(jì)算完成，再次就不寫出計(jì)算過程了。 原點(diǎn)上游堰頭曲線 上游堰頭選用橢圓曲線 ： 30 ? ? ? ?? ? 222 ??? ddd bH ybHaHx 式中 daH 、 dbH 為橢圓曲線的長半軸和短半軸。 由表 29的 計(jì)算結(jié)果可知：該剖面在設(shè)計(jì)和校核兩種工況下均能滿足穩(wěn)定條件和應(yīng)力條件，所以該剖面為最后采用的非溢流壩剖面。 校核工況： 表 27 校核狀況下壩基面抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算 應(yīng)力穩(wěn)定驗(yàn)算 方向 力臂 彎矩 ↓ ↑ → ← 逆時(shí)針 順時(shí)針 自重（ kN） W1 4320 50 216000 W2 37728 42 1584576 W3 120960 6 725760 水平水壓 P1 43 23 力（ kN） P2 豎直水壓力（ kN） Q1 51 Q2 52 Q3 揚(yáng)壓力（ kN） U1 0 0 U2 2622 U3 912 46 41952 U4 浪壓力（ kN） Pwk 求和（ kN） 38022 豎向求和 水平求和 力矩求和 按照規(guī)范 SL3192020，對(duì)壩進(jìn)行抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算，下列計(jì)算中的符號(hào)意義和設(shè)計(jì)工況中的符號(hào)意義相同。 經(jīng)過計(jì)算， K=，故滿足抗滑穩(wěn)定要求。 2211 9 . 8 1 ( 1 3 6 . 3 1 1 1 ) 3 1 3 9 . 622xP h k N?? ? ? ? ? ? 1 1 0 2 1 1 0 29 . 8 1 ( 1 3 6 . 3 1 1 1 ) 2 5 2 1 . 42 1 2 7 2 1 2 7xP h k N?? ? ? ? ? ? ? ? 揚(yáng)壓力： 圖 23 校核工況下?lián)P壓力計(jì)算簡圖 （單位： kN/m2） 1 = 9 . 8 1 =H? ? 2（ 240111 ） 2 = 9 . 8 1 =H? ? 2（ ） 3 = 0 . 3 9 . 8 1 = 3 0 5 . 2H?? ?? 2（ ） kN/m 由計(jì)算簡圖 23可得到 ： 15 kNU 5 9 6 82110)(2192)(??????????? 浪壓力： 近似取與設(shè)計(jì)浪壓力同一值： kN? 。 ? ?mhL l???? mct hLHct hLhh lz22?????? ?? 安全超高 ch 查表 23。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，上游壩坡坡率 n=0～ ；下游壩坡坡率 m=～ ；底寬約為壩高的 ～ 倍。 綜合考慮各種因素， 將壩址定在山前巒處。 有兩小斷層，寬 ～ ，兩岸巖石完好。 壩址地下水埋置不深，左岸為 11～ 26m，右岸 15～ 34m。 6 表 12 山前巒水位 — 流量關(guān)系曲線 水位（米） 流量（ m3/s) 10 50 100 200 500 1000 2020 水位（米） 流量（ m3/s) 3000 5000 7500 10000 12500 15000 表 13 獲青水位─流量關(guān)系曲線 水位（米） 115 116 流量（ m3/s) 10 20 40 60 80 100 120 水位（米） 流量（ m3/s) 140 160 180 200 400 700 1000 水位（米） 流量（ m3/s) 1500 2020 3000 4000 6000 8000 10000 表 14 水庫水位─面積、容積關(guān)系曲線 高程（米） 水庫面積（平方千米） 總庫容（ 106立方米） 250 245 240 235 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 170 160 150