水工建筑物課程設(shè)計(1)(編輯修改稿)
2025-02-09 07:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 7 泥沙壓力 Ps 2212(45 )2sb ssγ hφtg ?? 31835 15407 總計 浪壓力 注：上表中垂直力以豎直向下為 + ，豎直向上為 — ；水平力以水平向右為 +，以水平向左為 — ；力矩以逆時針為 + ，順時針為 — 。表中揚壓力的計算 式較復(fù)雜，故不再表中列出。具體的計算過程可見《水工建筑物計算 書》。 上游邊緣應(yīng)力 yu? = 下游邊緣應(yīng)力 yd? = 抗滑穩(wěn)定系數(shù) sK = 方案的校核情況的應(yīng)力和穩(wěn)定計算結(jié)果見下表： 荷載 名稱 計算式 垂直力 水平力 力臂 計算 力矩 + — + — + — 自重W1 cγV 4 上游水重 W2 2wγV 下游水重 W3 3wγV 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 11 靜水壓力 P 212 wγ H 揚壓力 U 泥沙壓力 Ps 2212(45 )2sb ssγ hφtg ?? 31835 15407 總計 浪壓力 注：上表中垂直力以豎直向下為 + ，豎直向上為 — ；水平力以水平向右為 +，以水平向左為 — ；力矩以逆時針為 + ，順時 針為 — 。表中揚壓力的計算 式較復(fù)雜，故不再表中列出。具體的計算過程可見《水工建筑物計算 書》。 上游邊緣應(yīng)力 yu? = 下游邊緣應(yīng)力 yd? = 抗滑穩(wěn)定系數(shù) sK = 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 12 溢流壩的剖面設(shè)計 溢流重力壩既要擋水又要泄水，不僅要滿足穩(wěn)定和強度要求，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。 一、泄水方式的選擇 選擇有較好調(diào)節(jié)性能的孔口形式除能滿足下游較高的防洪要求外 ,便能有效地調(diào)節(jié)水庫水位和下泄流量。 開敞溢流式的堰除了有較好的調(diào)節(jié)性能外 ,還便于設(shè)計和施工 ,同時這種形式的堰在我國應(yīng)用廣泛，有很多的工程實踐經(jīng)驗。在堰頂設(shè)閘門，閘門頂略高于正常蓄水位，減少上游淹沒損失和非溢流壩的工程量。故本設(shè)計采用開敞溢流式孔口形式同時在上面設(shè)置閘門。 二、孔口設(shè)計 洪水標準的確定 根據(jù)建筑物的級別及運用情況確定洪水標準。見表 1 表 1 山區(qū)、丘陵區(qū)水利工程水工建筑物洪水標準 由水文和水能規(guī)劃計算可知：本設(shè)計情況時的下泄流量為 690 立方米 /秒，校核情況時的下泄流量為 1100 立方米 /秒。 設(shè)計流量的確定 確定設(shè)計流量時，先擬 定溢流壩的泄水方式，然后進行調(diào)洪演算，求得各方案的防洪庫容、設(shè)計洪水位和校核洪水位及其相應(yīng)的下泄流量；然后估算淹沒損失、樞紐造價、效益，進行綜合比較，選出最優(yōu)方案。若考慮泄水孔及其它建筑物能分擔(dān)一部分泄洪任務(wù)，則通過壩頂溢流的下泄流量Ｑ為： Ｑ＝Ｑ s－αＱ o （ 1） 式中 Ｑ s— 下泄流量（經(jīng)過調(diào)洪演算確定的樞紐中總的下泄流量）； 水工建筑物級別 1 2 3 4 5 洪水重現(xiàn)期（年） 設(shè)計情況 1000～ 500 500～ 100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 校核情況 5000 ～2022 2022 ～1000 100～ 500 500～ 200 200～ 100 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 13 α — 系數(shù)，考慮電站部分運行等因素對下泄流量的影響，正常運用時，α＝ ～ ，校核情況α＝ ； Ｑ o－經(jīng)過泄水孔、電站、船閘等建筑 物下泄的流量。 由于本設(shè)計缺少一些資料，故設(shè)計流量均按水文和水能規(guī)劃所算得的設(shè)計情況和校核情況下泄流量來考慮。即本設(shè)計情況時的設(shè)計流量為 690 立方米 /秒，校核情況時的設(shè)計流量為 1100 立方米 /秒。 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，但增加了下游消能的困難，下游的局部沖刷可能更嚴重；反之，單寬流量小，有利于下游消能，但溢流孔口的寬度增大， 對樞紐的布置不利。因此，綜合地質(zhì)條件、下游河流水深、樞紐布置、消能等多種因素考慮后選定。工程實踐 證明：軟弱巖石或裂隙發(fā)育巖石，ｑ＝ 20～ 50ｍ 3/()；較好的巖石，ｑ＝ 50～ 70ｍ 3/()；堅硬或完整巖石，ｑ＝ 100～150ｍ 3/()。 本設(shè)計采用的計算方法是：根據(jù)水文和水能規(guī)劃調(diào)洪演算中采用的孔口尺寸（三孔 3 ）計算出單寬流量 q，然后再進行校核，看是否滿足地質(zhì)要求的流量。經(jīng)計算，單寬流量 q=37m3/(()。本工程所在的地質(zhì)為較好的巖石，足能承受此單寬流量。因此，滿足要求。 工作閘門的設(shè)計 因該重力壩為中等高度壩 ,故其所需的啟門力不是很大 ,所以本工程采用平面閘 門，這樣可以使工程結(jié)構(gòu)簡單 ,閘墩的受力條件較好，且平面閘門各孔口可共用一個活動式啟閉機，從而減少了工程投資。 1)閘門尺寸的確定 ： 通常在堰頂處設(shè)置檢修閘門和工作閘門。檢修閘門通常只在檢修工作閘門時才會使用，故多個溢流孔可以共用一個檢修閘門；而工作閘門是為了控制下泄流量而安裝的 ,故每個溢流孔安裝一個工作閘門。所選閘門的高度與堰頂高程之和應(yīng)略大于正常蓄水位，堰頂高為 米，正常蓄水位為 42 米，故閘門高可選為 6 米。閘門底緣切線與水平夾角θ為30176。 2）孔口數(shù)的確定 將溢流面每個溢流孔寬取為 12米，共設(shè) 3孔。據(jù) 171。水工設(shè)計手冊 187。其閘門槽深設(shè)計為 米，槽寬 。 在計算時，首先要滿足的是：閘門頂部不能溢流，下泄流量應(yīng)該控制在 690m2/s 以內(nèi) ,且單寬流量按規(guī)范要求控制在 5070m2/s,按照要求假定的孔口尺寸為 12 6 3 （寬高孔 數(shù) ） ,
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