【正文】 ；jX ——梁在截面處的水平荷載；iP ——在垂直力作用下，梁上的徑向變位 點的徑向變位系數(shù)；wi? i ——水、沙壓力和產(chǎn)生的徑向變位系數(shù)；i ——在均勻溫度變化下的徑向變位系數(shù)。3基礎(chǔ)變位系數(shù)=3139。h????畢業(yè)設(shè)計（論文） 30表 53 所列系數(shù)計算得 =( )，…… =( ),共 36 個徑向1amE6amE1變位系數(shù)。ThKn 57574 44489 31404=177065M1 1770 1 1770 1 1770總 計 266936 180113 103465 續(xù)表5彎矩：順時針方向為正，反時針方向為負。1?0 1309 5396 13737 24848 28744無防滲排水時的揚壓力揚壓力力矩 139。39。 gawabWM???0 0 0 下游壩面水重及其彎矩矩形水重對塊底形心的彎矩 39。39。1截 面分類 名稱及算式 1 2 3 4 5 6累積水重的彎矩（從上向下） wM???截面至水面深度 dh0 0 0 0 平均水深 )(21下上 ?0 0 0 分塊上游面的水面寬度 39。39。ge1hd下Dhu上下 39。下面只打出所選方案的設(shè)計水位+溫降的應(yīng)力和校核水位+溫升的拱端的內(nèi)力。根據(jù)兩者交點處的徑向變位一致條件建立荷載分配方程組，求解拱梁中的徑向荷載分配比例，并假定荷載沿拱圈均勻分布。這種情況為壩體應(yīng)力控制條件。⑶ 揚壓力：對中厚拱壩和厚拱壩應(yīng)記入揚壓力作用，對薄拱壩可不計。上面四個方案的平面布置圖如附圖Ⅰ~Ⅴ所示。 ）⑶ 根據(jù)頂拱的厚度可以繪制出內(nèi)弧。 122 方案三532 104176。 122 117600 104176。 131 560 96176。拱面力求光滑，現(xiàn)把四個方案各自的中心角與各層拱圈內(nèi)外半徑列入表 4之間，對于壩址河谷平面上是漏斗形，其中心角可適當?shù)募哟蟮?110176。⑷ 壩體與基巖的接觸線應(yīng)光滑連續(xù)。任德林方案適用于砌石壩，倒懸度小，應(yīng)力不易滿足條件；美國墾務(wù)局方案應(yīng)力易滿足條件，但壩體肥厚，倒懸度大。LH——為第一層拱圈的弦長，等于 ?？捎上旅娴慕?jīng)驗公式的求 mmcT=( + ) （4?1） cHL=(2 + ) （4?2） aR=+( +3 ) （ 4cLm 拱壩基本尺寸的擬定 拱壩分層 在拱壩的應(yīng)力計算和拱壩的平面布置的時候一般把拱分成 5~7 層。 但是，本設(shè)計要求做單曲拱壩。并采用中孔，底孔聯(lián)合泄流。⑶ 如采用挑流消能，則一般起挑流速大，挑距遠，有利于壩體安全。采用挑流形式與尾水相接時，挑距較大，對壩體安全更為有利，但壩面溢流存在水流同心集中的特點，水舌寬度沿程縮窄，無疑下游要增設(shè)消能設(shè)備，加大工程量，同時由于壩面泄流的挑距近，沖刷力大，難于滿足安全泄流的要求。⑹ 對于調(diào)洪庫容較小的水庫，還可以通過超標準洪水，有利于工程安全。而泄洪建筑物的布置是拱壩設(shè)計的關(guān)鍵，拱壩泄洪分壩外泄洪與壩體泄洪兩種。在隧洞的出口電站前面修建一個直徑為 10 的壓力前池。由于該河道為順時針彎曲的彎道河流，左岸為凹岸，如果在左岸開鑿隧洞，其洞線很長，不經(jīng)濟。 ④ 在整體布置中，不利于隧洞的洞線布置，增加了洞線的長度，從而增加了工程量，增加了工期，造成浪費。由于該地的巖石均為一些片巖等整體性能不太好的巖石，又該處砌石料難找，而在該處交通發(fā)達，壩址下游 ~ 公里處有足夠的沙礫石，能充分提供筑混凝土壩的骨料，故在該處修建混凝土拱壩。畢業(yè)設(shè)計（論文） 6123拱壩除了有上述優(yōu)點外，還有自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)點： ⑴ 具有雙向傳力的性能，由拱梁共同承擔受力。且單寬流量較大，但容易引起壩體振動，如果要在這里修建大壩，選擇重力壩而不選擇支墩壩，故也不修建支墩壩。kM畢業(yè)設(shè)計（論文） 53 樞紐布置 壩型的選擇經(jīng)過各方面的分析比較，擬訂修建拱壩，下面從幾方面說明修建拱壩的優(yōu)越性。3/kNPa 施工、天然建材、交通情況① 施工、交通情況。sm/3河床最低高程 535 ，基巖高程 532 。經(jīng)科學院西北地質(zhì)大隊判定該地區(qū)地震烈度為 7 度。迴水 17 ，面積 ，壩址附近平均水面寬度 300 。根據(jù)規(guī)模、效益，參照相關(guān)規(guī)范將褒河水庫定為三級，建筑物級別：主要建筑物為三等，次要建筑物為四等，臨時建筑物為五等。目前，我國在水利工程規(guī)模、水利人才素質(zhì)以及水利科技水平等方面已達到世界前列。據(jù)現(xiàn)有資料，最早的圓筒面圬工拱壩可追溯到羅馬帝國時代。拱壩是固接于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，因在平面上呈凸向上游的拱形而得名，其拱冠剖面呈豎直的或向上游凸出的曲線形。繼葛洲壩水利樞紐建成后，三峽水利樞紐的開工、南水北調(diào)工程的規(guī)劃設(shè)計等壯舉進一步展示出人民水利蓬勃發(fā)展的強勁勢頭。漢中地區(qū)氣候溫和、濕潤，土地開闊肥沃，是著名的糧倉，現(xiàn)有漢惠渠、褒惠渠等渠道，均系無壩引水，故灌溉保證率低；本地區(qū)又屬三線，近年來大量工礦企業(yè)紛紛建立，電力負荷急劇增長，故在本地區(qū)修建褒河等一批水利樞紐，開發(fā)水力資源，對于促進工農(nóng)業(yè)發(fā)展都有著重要意義。褒河庫區(qū)壩址為“U”形河谷，水面寬 40 ，水深 2～7 ，河床砂礫石 2～8 ，mm壩址兩岸山坡陡峭，590 高程以上強風化巖石厚度為 5 ，以下為 3～5 ，河床m2～4 。第四紀松散堆積物為砂質(zhì)粘土沖擊礫石，區(qū)內(nèi)無大斷裂?？赡茏畲蠛樗髁吭O(shè)Qsm/3校Qsm/310000 ?；炷寥葜?24 ，彈模 16 ，線膨脹系數(shù) ，泊松比 。土料很少，運距約 4 。 支墩壩支墩壩與重力壩相比，混凝土用量小，能充分利用材料的強度，但側(cè)向穩(wěn)定性差，對地基的要求比重力壩更加嚴格，鋼筋用量較多，施工散熱條件好，溫控措施簡易，但模板復(fù)雜，用量大，混凝土標號要求高，每方混凝土的代價也高。 ⑸ 重力壩的底寬較大，揚壓力大，對壩身穩(wěn)定不利，壩體過大，施工期溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力較大。雖然拱壩的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但綜合比較后，選擇拱壩為設(shè)計壩型。③ 對于梯級開發(fā)電站，造成了庫容 圖 31 壩址選擇地形圖的浪費。 隧洞可布置在兩岸山體中。隧洞直徑采用經(jīng)驗值，取為 7 。 泄洪方案的選擇 褒河水利樞紐的主要的任務(wù)是灌溉，其次是發(fā)電、防洪。⑸ 用表孔排水時還可以排漂。與壩頂溢流相比優(yōu)點之處不同在于壩面溢流的落差較大，流速較高。⑵ 若采用中、深孔泄流尚可結(jié)合施工導(dǎo)流或放空水庫，比單獨開挖隧洞更經(jīng)濟。 由以上分析并根據(jù)褒河庫區(qū)地質(zhì)、地形資料，擬建一般拱壩。另外，雙曲拱壩根據(jù)地形條件變化明顯，開挖量比一般的單曲拱壩少。由于壩頂高程為 620 ，現(xiàn)在前面 31 圖中 1 處的適宜位置布置壩軸線，與 620 的等高線相交，量m出兩交點的連線長 = 。如無交通要求， 一般取cT cT3~5 ，但至少不得小于 3 。HmHL/=（ ）H （4?4）BT102)(63.?美國墾務(wù)局經(jīng)驗公式：= （4?5 ）()L朱伯芳經(jīng)驗公式：= （ 4?6）BT???HLKn)(1??式中 、 的意義同前。6 式的數(shù)據(jù)。⑶ 壩體輪廓線應(yīng)光滑連續(xù)。~110176。完成上下游面圓心線坐標圖與拱壩的平面布置圖共四個方案。 135 580 100176。 127 122 620 110176。 127 540 110176。且注意使拱軸的垂直平分線與河谷中心線大致重合。因此，這一步驟也可由計算機自動完成。⑵ 水重：一般假定有梁承擔，通過梁的變化考慮對拱的影響。 荷載的組合 基本組合⑴ 水庫正常蓄水位+設(shè)計正常溫降情況 計算荷載有：自重，揚壓力，泥沙壓力，水壓力，溫降荷載。 應(yīng)力計算方法（拱冠梁法）畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 拱冠梁法的基本原理 拱冠梁法是一種簡化了的拱梁分載法，就是沿高程將壩體分成 5~7 層，在每層內(nèi)取 1 米高度的水平拱圈，以及取中面寬度為 1 米的拱冠梁作為計算單元。 應(yīng)力和內(nèi)力計算過程計算方法：利用 Excel 解聯(lián)立方程法。畢業(yè)設(shè)計（論文） 19重 心上 核 點 形 心 中 心 下 游 水 位上 游 水 位 TKduab39。 gssaM??2851 4529 6206 7814 1455分塊累計彎矩 39。uugb下三角形水重對塊底形心的彎矩 gawabWM???矩形水重對塊底形心的彎矩 gbb?上游壩面水重及其彎矩塊頂以上水重對塊底形心的彎矩計算改正值 gwca???上畢業(yè)設(shè)計（論文） 24每塊水重對底部形心的總彎 wcbwaMM????續(xù)表 5 wbawW??0 0 0 累積水重 （從39。39。39。uM0 0 0 0 0 0滲透壓力對塊底形心的力矩 uueWM39。kNmk? 2m4m ，偏向上游為負，力的符號以向下為正，向上為負。2 垂直力作用下的徑向變位系數(shù) 單位（wi?）mE/ w1?w2w3?徑向變位系數(shù) 乘積 系數(shù) 乘積 系數(shù) 乘積=012IhM? 0 0 0畢業(yè)設(shè)計（論文） 27=107212IhM?1 10721 2680 0=192583I2 38516 1 19258 =2299642Ih?3 68988 2 45992 1 22996=2598252IhM 67293 49106 30919=2627862I? 22074 16818 11562=1308526139。由表 5 =20m、m=；如： ，其余見表中算值。ThKn?=?3總計徑向變位系數(shù)系數(shù) 乘積 系數(shù) 乘積 系數(shù) 乘積 系數(shù) 乘積1a 6606215 1 891013 1 43664a 1 177315 4456 3987 1 583723 1 31584a 1 135625 3466 20222 1 31573 1 19654a 1 93935 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35續(xù)表 54 、 、 及 的計算表mtP61??C截面 1 2 3 4 5 6高程（ ）m620 600 580 560 540 532水、沙壓力產(chǎn)生的徑向變 位系數(shù) 61?? 17 溫度荷載產(chǎn)生的徑向變位系數(shù) 61? )(2??Ttm 水沙壓力產(chǎn)生的徑向變 位 （ ）rii??mEP6320 2992 1652 753 487 367溫度荷載產(chǎn)生的徑向變位（ ）iitrC??m1238975 116768 71766 40849 上游水面至截面的高（ ）uh0 18 38 58 78 86淤沙面至截面的高 （ ）s0 0 0 5 25 33沙產(chǎn)生的（ ）kPa)245(2ssstghP?????0 0 0 174．2水、沙壓強之和（ ）uws??kPa0 180 380 1034注 ： 溫度系數(shù) =， =16 ， =10176。4 39。kNmkN? kPa 2．其中對截面的力臂 從第三個截面開始都為下一個對上一個截面的il力臂。10~5表 5工程量的計算方法為：利用拱壩的中心角，壩厚及內(nèi)外半徑，計算出每個方案的工程量，計算公式如式 5如各高程的拱圈能獨立穩(wěn)定，則整體穩(wěn)定便不存在問題。河北工程大學畢業(yè)設(shè)計43α αadHVbtgω NQ（ a） 平 面 圖 （ b） 力 系 圖 adω1161。 圖 61 中底裂面上相應(yīng)巖體的單位寬度自重） 。河北工程大學畢業(yè)設(shè)計44 圖 6因此本設(shè)計采用此方法。⑴ 將滑移的各塊巖體視為剛體，不考慮其中各部分間的相對位移。 穩(wěn)定分析拱壩的抗滑穩(wěn)定，主要取決于兩岸壩肩巖石的穩(wěn)定條件，如果兩岸基巖在拱推力作用下發(fā)生滑動，勢必拉裂壩體，影響大壩的安全，壩肩巖體的穩(wěn)定分析是拱壩設(shè)計中的一個重要內(nèi)容，只能在抗滑穩(wěn)定有保證的前提下，才能談到壓縮變形和壩體應(yīng)力的問題。因此確定方案四為選定的方案。 從 SD14585 規(guī)范中可以查出來在設(shè)計荷載情況下的 ，??120?設(shè) 計?