【正文】 Z 基 =1382=136m；壩高為 H=Z 頂 Z 基 == （ 3）壩頂寬度的確定 在無(wú)特殊要求的前提下，壩頂寬度約為壩高的 8%～ 10%，一般不小于 2 米，有交通要求時(shí)候應(yīng)按交通要求布置。 182 .04151 .00136 .00 圖 61 擋水壩形式 第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 16 壩高 H= 米，壩頂寬度要求有 = 米。 考慮可能有的通車(chē)要求，取 B=6 米。 （ 4）上游折坡點(diǎn)高程 為盡量利用水重來(lái)提高抗滑穩(wěn)定，在滿(mǎn)足應(yīng)力的前提下，上游坡應(yīng)盡可能的緩。同時(shí)也應(yīng)考慮電站進(jìn)水口閘門(mén)攔污珊的操作便利。一般的情況下，折坡點(diǎn)高度頂在壩高的 1/3～2/3 處?，F(xiàn)擬定折坡點(diǎn)高程為： Z 折 u=136+15=151m （ 5）上下游邊坡坡度 n、 m 上游邊坡 n一般要求在 ～ 之間，上游邊坡 m 在 ～ 之間。同時(shí)在滿(mǎn)足穩(wěn)定和應(yīng)力條件的情況下，取能使整個(gè)壩的工程量最小的 n 和 m 值。 現(xiàn)初步擬定為： n= m= 最后確定的坡度需要經(jīng)過(guò)壩體的經(jīng)濟(jì)剖面計(jì)算后方能確定，見(jiàn) 的計(jì)算成果。 （ 6）下游折坡點(diǎn) 根據(jù)基本三角形理論，基本三角形的頂點(diǎn)應(yīng)在上游校核水位處。由此確定下游折坡點(diǎn)高程為 H 折 2= 米 壩體經(jīng)濟(jì)剖面選擇 選擇的原理和方法 非溢流壩段的斷面在任何水平截面上均能滿(mǎn)足穩(wěn)定和應(yīng)力的要求，而整個(gè)壩體的混凝土方又最小的斷面稱(chēng)經(jīng)濟(jì)斷面。為了獲得經(jīng)濟(jì)合理的壩剖面，必須遵循以下三個(gè)原則：（ 1）壩體沿最危險(xiǎn)破壞面的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于規(guī)范規(guī)定值；（ 2）壩體上游面最小主壓應(yīng)力不小于規(guī)定值；（ 3）壩體總工程量為最小。 本次設(shè)計(jì)主要對(duì)非溢流壩剖面進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)最常用的剖面形狀，共有 5 個(gè)參數(shù)，即壩頂寬度 B，上游壩坡 n，上游起坡點(diǎn)高程 y1，下游壩坡 m和下游起坡點(diǎn)高程 y2，控制條件主要是壩基面和上游起坡點(diǎn)兩個(gè)水平截面上的穩(wěn)定和應(yīng)力條件 。一般壩頂寬度 B對(duì)壩體混凝土方量影響極微，可根據(jù)構(gòu)造或交通要求預(yù)先定出，其它 4個(gè)參數(shù)可按下述方法求得：即在壩基面和上游折坡點(diǎn)的街截面上，取應(yīng)力和穩(wěn)定安全系數(shù)為最小的允許值，分別列出一個(gè)穩(wěn)定方程式和一個(gè)應(yīng)力方程式，共 4 個(gè)方程式，可解出 4個(gè)未知數(shù) n， m， y1， y2，此時(shí)，位于中間的剖面就是經(jīng)濟(jì)剖面。 由于其中有大量重復(fù)的計(jì)算，由電算進(jìn)行來(lái)進(jìn)行，計(jì)算程序是由武漢大學(xué)水利水電學(xué)第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 17 院水工教研室提供的 SAOGD1。 經(jīng)濟(jì)剖面計(jì)算及其成果分析 計(jì)算工況： 1正常洪水位 +揚(yáng)壓力； 2設(shè)計(jì)洪水位 +揚(yáng)壓力； 3校核 洪水位 +揚(yáng)壓力。 程序輸入和輸出見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄一。 從輸出結(jié)果中找到滿(mǎn)足前面的三個(gè)原則的經(jīng)濟(jì)剖面為： n= m=。其對(duì)應(yīng)的壩體體積 V=,上游折坡點(diǎn) 151，下游折坡點(diǎn) 。其他計(jì)算結(jié)果匯總于表 61。 表 61 經(jīng)濟(jì)剖面計(jì)算結(jié)果 計(jì)算工況 垂直應(yīng)力σ y 上游第二主應(yīng)力σ 2u 下游第一主應(yīng)力σ 1d 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 1 2 3 注 :表中單位為噸 .米。 穩(wěn)定及應(yīng)力分析（手算） 穩(wěn)定分析的基本原理和計(jì)算方法 在任何可能出現(xiàn)的荷載組合的情況下，重力壩都必須保持穩(wěn)定。而巖基混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞一般有以下兩種類(lèi)型：①壩沿抗剪能力不足的面產(chǎn)生滑動(dòng)，包括沿壩基面或沿附近巖體的表層或淺層破壞以及沿基巖體內(nèi)方向不利而又連續(xù)延伸的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生深層滑動(dòng)；②壩可能伴隨著在上游壩踵以下出現(xiàn)斜拉裂縫以及在下游壩趾以下出現(xiàn)巖石受壓屈服區(qū)，兩者逐漸開(kāi)展，直至連通，壩體連同部分地基產(chǎn)生傾倒或滑 移而破壞。 抗滑穩(wěn)定分析主要就是核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。主要計(jì)算方法有兩種：抗剪斷強(qiáng)度公式（ Ksh）抗剪強(qiáng)度公式（ Ksl），根據(jù)我國(guó) 1984 年頒布的《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 SDJ21— 78（試行）補(bǔ)充規(guī)定》中規(guī)定，除中型工程中的中低壩外，應(yīng)按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 此工程屬于大（一）型工程，因此采用抗剪斷強(qiáng)度公式。 抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為： K’= ?? ??H AcUVf 39。)(39。б 式中 f’ —— 抗剪斷摩擦系數(shù)； c’ —— 抗剪斷凝聚力； KN/m2 第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 18 A—— 滑動(dòng)面面積 , m2； U—— 作用于滑動(dòng)面上的揚(yáng)壓力； ∑ H—— 作用于滑動(dòng)面上壩體的力在水平方向的投影的代數(shù)和； ∑ V—— 作用于滑動(dòng)面上壩體的力在垂直方向的投影的代數(shù)和。 穩(wěn)定分析計(jì)算 基本荷載有：壩體自重、上游水壓力、下游水壓力、泥沙壓力、浪壓力、揚(yáng)壓力、壩頂設(shè)備重量。 計(jì)算的詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算 書(shū) 節(jié) ，計(jì)算成果匯總列于表 62 表 62 穩(wěn)定計(jì)算（手算）成果 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 設(shè)計(jì) 校核 K’ () () 可知上面設(shè)計(jì)的壩體滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。 應(yīng)力分析的基本原理和方法 強(qiáng)度和穩(wěn)定是表征建筑物安全兩個(gè)重要方面。而應(yīng)力分析是校核強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提。重力壩的應(yīng)力分析是在壩體斷面業(yè)已初步擬訂的情況下進(jìn)行的，其目的是為了判定壩體運(yùn)用期和施工期是否滿(mǎn)足強(qiáng)度和穩(wěn)定方面的要求，同時(shí)也為研究與設(shè)計(jì)和施工有關(guān)的其他問(wèn)題（如確定壩體混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)以及在某些部位配置鋼筋等）提供依據(jù)。 設(shè)計(jì)的 壩體斷面需要滿(mǎn)足規(guī)定的應(yīng)力條件：在基本荷載組合下，重力壩壩基面的最大垂直正應(yīng)力應(yīng)小于壩基允許壓應(yīng)力，最小垂直正應(yīng)力應(yīng)大于零；對(duì)于壩體應(yīng)力，在基本荷載組合下，下游面最大主壓應(yīng)力不大于混凝土的允許壓應(yīng)力值，上游面的最小主壓應(yīng)力應(yīng)大于零。 應(yīng)力的計(jì)算方法很多，可歸納為理論計(jì)算和模型實(shí)驗(yàn)兩大類(lèi)。設(shè)計(jì)時(shí)一般使用理論計(jì)算的方法，理論的計(jì)算方法有材料力學(xué)法、彈性理論和彈塑性理論的方法。對(duì)于中等高度（ 60～ 70m）以下的重力壩，一般只用材料力學(xué)計(jì)算方法即可，他計(jì)算方法簡(jiǎn)單，原理明確，計(jì)算比較準(zhǔn)確。 應(yīng)力分析計(jì)算 計(jì)算截面為壩基面；計(jì)算工況為設(shè)計(jì)和校核情況；計(jì)算內(nèi)容是壩踵和壩趾處兩點(diǎn)的應(yīng)力值。 經(jīng)過(guò)應(yīng)力計(jì)算（計(jì)算見(jiàn) 計(jì)算書(shū) ）匯總計(jì)算結(jié)果列于表 62。 第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 19 表 62 應(yīng)力計(jì)算（手算）成果表 工況 設(shè)計(jì) 校核 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 上游面 0 0 下游面 0 0 注：?jiǎn)挝粸閲?.米。 可知上面設(shè)計(jì)的壩體尺寸滿(mǎn)足應(yīng)力要求。 穩(wěn)定及應(yīng)力分析（電算） 應(yīng)力分析（電算）的目的和要求 由于用材料力學(xué)法進(jìn)行應(yīng)力分析的計(jì)算量較大且屬于重復(fù)性計(jì)算，在實(shí)際的工作中一般利用程序來(lái)進(jìn)行應(yīng)力分析，迅速而準(zhǔn)確。 這里使用的是武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水工教研室提供的 SAOGD1 程序。 要求計(jì)算出 3～ 5 個(gè)不同高程截面的正應(yīng)力σ xσ y、剪應(yīng)力τ xy和主應(yīng)力σ 1σ 2,分析壩體的應(yīng)力條件；并繪制出應(yīng)力分布圖和主應(yīng)力分布圖。 應(yīng)力計(jì)算及其成果分析 應(yīng)力計(jì)算的三個(gè)工況為：正常洪水位 +揚(yáng)壓力；設(shè)計(jì)洪水位 +揚(yáng)壓力；校核洪水位 +揚(yáng)壓力；程序的輸入數(shù)據(jù)輸出結(jié)果見(jiàn)附錄二 將計(jì)算成果整理成表 63。 可見(jiàn)壩體內(nèi)部應(yīng)力條件良好：沒(méi)有出現(xiàn)應(yīng)力為負(fù)值的，即拉應(yīng)力的情況，也沒(méi)出現(xiàn)壓應(yīng)力超過(guò)混凝土極限承載能力的情況！ 由程序的輸出結(jié)果繪制得到正常水位情況下的應(yīng)力分布圖（圖 62）和主應(yīng)力分布圖（圖 63）。 表 63 非溢流壩應(yīng)力計(jì)算（電算）成果整理 表 ①計(jì)算工況 :正常水位 +揚(yáng)壓力 高程 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 min max Min max min max min max min max 0 0 0 165 0 0 0 158 0 0 0 151 0 0 0 143 0 0 136 0 第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 20 ②計(jì)算工況 :設(shè)計(jì)水位 +揚(yáng)壓力 高程 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 min max Min max min max min max min max 0 0 0 165 0 0 0 158 0 0 0 151 0 0 143 0 136 0 ②計(jì)算工況 :校核水位 +揚(yáng)壓力 高程 σ x σ y τ xy σ 1 σ 2 min max Min max min max min max min max 0 0 0 165 0 0 0 158 0 0 0 151 0 0 143 0 136 注： max 代表最大值； min代表最小值；表中單位均以噸 .米計(jì)；計(jì)算結(jié)果中值非常小的以 0計(jì) 第六章 擋水建筑物設(shè)計(jì) 21 σσ τxy 圖63 主應(yīng)力分布圖 圖62 應(yīng)力分量分布圖 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 22 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 泄水建筑物形式的選擇 在 節(jié)已經(jīng)擬訂了泄水建筑物的形式為溢流壩泄水。 溢流壩剖面設(shè)計(jì) 溢流壩剖面除了應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)等要求外，還需考慮水流運(yùn)動(dòng)的要求。通常它是由基本三角形（圖 71 中虛線所示）即非溢流壩修改而成。內(nèi)部構(gòu)造則不變，和非溢流壩保持相同。 溢流壩面由頂部溢流段、中部直線段和下游消能組成，上游邊為直線或折線。溢流面的中間直線段一般可與非溢流壩下游面斜率保持相同，上端與堰頂溢流曲線線相切，下端與下游反弧段相切，其作用是使水流平順的按要求的消能方式與下游 水銜接。 頂部溢流段（ ac 段） 溢流壩頂部溢流曲線，應(yīng)使水流平順的通過(guò)堰頂，在堰面不產(chǎn)生過(guò)大的負(fù)壓，溢流能力較大。 (1)溢流堰面曲線（ bc 段）。有兩種曲線可供選擇使用：克 奧曲線和 WES 曲線。但最近的工程實(shí)例證明 WES 曲線比克 奧曲線瘦，宜與壩面連接，計(jì)算切點(diǎn)位置及放樣均方便的多，與上游面可呈坡形連接，按定型水頭設(shè)計(jì)此堰面曲線時(shí)，在不同水頭下，可增加泄流量，因此我國(guó)“混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范”薦采用 WES 曲線。故擬訂采用 WES 曲線。當(dāng)上游面垂直 時(shí)， WES 曲線方程如下： H2xy? 式中： x,y—— 堰頂曲線的水平和垂直坐標(biāo)，原點(diǎn)為堰頂?shù)淖罡唿c(diǎn)； 較 圖 71 溢流壩基本剖面 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 23 Hs —— 定型設(shè)計(jì)水頭，按堰頂最高水頭的 75～ 95%計(jì)算。 經(jīng)計(jì)算確定該曲線方程為 ?? （ 2）上游曲線（ ab段）。堰頂上游面為 1/4 橢圓曲線，其方程為： 1)hb( )yhb()ha( x 2s2s2s2 ?? ???? 式中： a、 b—— 分別為橢圓的長(zhǎng)短軸系數(shù)； Hs —— 定型設(shè)計(jì)水頭。 最后確定該橢圓方程為 1131 )( x 2222 ??? 中部直線段（ cd 段） 溢流壩的中部為直線段，要求和非溢流壩的基本三角形的下游邊相重合，上端和堰頂曲線相切，下端和反弧相切，其作用是使水流平順的按要求的消能方式與下游水位銜接。 經(jīng)過(guò)計(jì)算（詳細(xì)見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)）得切點(diǎn)位置為 (， )，其坡度和非溢流壩保持一致，為 1： 。 下游消能設(shè)計(jì)（ de 段） 表 71 消能形式極其比較 消能形式 原理及特點(diǎn) 適用情況 底流消能 基本原理是使水流產(chǎn)生 臨界水躍，通過(guò)表面漩滾消能；他常需要護(hù)坦、消力池等措施，對(duì)于基巖往往不夠經(jīng)濟(jì)。 常用于水閘。 挑流消能 挑流消能，利用鼻坎將自溢流面下泄的高速水流向空中拋射，使水流擴(kuò)散并卷如大量的空氣，然后落入下游河床水墊中。水流在同空氣摩擦的過(guò)程中，消耗了約 20%的能量。拋射到下游水墊后，形成強(qiáng)烈的旋滾區(qū)，沖刷河床形成沖坑，同時(shí)消耗掉大部分的能量。 它一般適用于基巖上的水工建筑物，特別是高水頭、大流量的泄水建筑物。 面流消能 原理是將高速水流挑至尾水面，在表層主流和河床之間形成逆流旋渦和躍波，通過(guò)旋渦和主流擴(kuò)散而消 能。水流在表面可減輕對(duì)壩下河床的沖刷，但可能水滾裹挾石塊，磨損壩腳地基。 它適用于下游尾水較深，流量變化范圍小，水位變幅不大的情況，由于表層水流速很大，對(duì)下游的電站和航運(yùn)有影響。 消力戽消能 它將鼻坎設(shè)置在水下，不形成自由水舌，水流在戽內(nèi)產(chǎn)生漩滾，經(jīng)鼻坎將高速主流挑射至水流表面，消耗大量動(dòng)能。 它一般實(shí)用于尾水較深，變幅較小，無(wú)航運(yùn)要求，且地基條件比較好的情況。 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 24 （ 1）消能形式及原理：重力壩的下泄水流具有很大能量，如不能妥善的消殺水流的能量，將沖刷建筑物及河床基巖，危機(jī)建筑物的安全。常用的消能形式有 底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等 ,他們的比較列于表 71。 由于該樞紐河床地質(zhì)條件較好，且水頭較高，同時(shí)有通航和發(fā)電要求。擬采用挑流消能。 （ 2）挑流設(shè)計(jì) 挑流設(shè)計(jì)的要求：選擇合適的鼻坎型式、反弧半徑、鼻坎高程和挑射角度，使挑射水流形成的沖刷坑不會(huì)影響到壩體的安全。 ①常用的鼻坎型式有連續(xù)式和差動(dòng)式。連續(xù)式構(gòu)造簡(jiǎn)單，射程遠(yuǎn)，水流平順，一般不會(huì)產(chǎn)生空蝕，施工方便；差動(dòng)式消能效果好，沖刷坑較小，但有空蝕問(wèn)題存在，施工難度較連續(xù)式大。 由于本樞紐的地基條件較好，考慮到施工的方便使用連續(xù)式鼻坎，同時(shí)也避免 了空蝕的問(wèn)題，但要保證沖坑不會(huì)危及到壩體的安全。 ②連續(xù)式的挑流鼻坎的挑射角，根據(jù)我國(guó)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以 20176。～ 25176。為宜，擬定采用 25176。的挑射角。 ③鼻坎反弧段半徑 R 以 8～ 12 倍的 hc 為宜， hc 為鼻坎上的水深，流速越大，倍數(shù)宜選用較大值。經(jīng)過(guò)計(jì)算（見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)）擬訂為 米。 ④鼻坎高程，為了保證挑流的效果，必須要求挑流要高于下游水面。一般情況下鼻坎高程以高于下游水位 1～ 2 米為宜。設(shè)計(jì)出來(lái)的鼻坎高程為 米，高出下游水位： ???? 滿(mǎn)足要求。 ⑤水 力校核，鼻坎設(shè)計(jì)完畢后，還需驗(yàn)算該挑流消能是否會(huì)危及建筑物的安全，常用沖坑上游坡做為標(biāo)準(zhǔn)，即： ck iLti ?? 式中 tk—— 沖坑深度（米）； L—— 沖坑最深深度距建筑物距離； i—— 沖坑上游坡； ic—— 安全臨界坡，可取 1/3～ 1/4。 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 25 計(jì)算工況為設(shè)計(jì)和校核情況。計(jì)算（詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)）得 校核時(shí)： k ???? 設(shè)計(jì)時(shí)： ???? Lt k 均滿(mǎn)足安全要求。 綜上，擬訂的挑流 消能的鼻坎型式為 ,連續(xù)式鼻坎；反弧半徑 R=；挑射角度θ=25176。；鼻坎高程頂部 。 、閘墩及導(dǎo)墻設(shè)計(jì) 閘門(mén)設(shè)計(jì) （ 1）閘門(mén)形式的型式選擇 比較常見(jiàn)的閘門(mén)形式是平板門(mén)和弧形門(mén)。平板直升閘門(mén)能滿(mǎn)足各種類(lèi)型的泄水孔道的要求，所以它是應(yīng)用最為廣泛的一種閘門(mén)形式；弧形門(mén)也是一種應(yīng)用十分廣泛的門(mén)型，它一般可用于泄洪道和無(wú)壓泄水孔的泄水形式。二者具體特性如表 71 所示： 表 71 閘門(mén)型式及其優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 平板門(mén) ① 可封堵相當(dāng)大面積的孔口； ②建筑物順流方向尺寸較小； ③閘門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其制造、安裝和運(yùn)輸工作相對(duì)來(lái)說(shuō)比較方便； ④門(mén)頁(yè)可以出孔口，便于檢修維護(hù)； ⑤門(mén)頁(yè)可在孔口間互用； ⑥門(mén)葉可為數(shù)段，有利于泄洪、排沙； ⑦閘門(mén)啟閉設(shè)備比較簡(jiǎn)單，對(duì)對(duì)移動(dòng)式起門(mén)機(jī)適應(yīng)性較好。 ①需要較高和較厚的閘墩； ②具有影響水流的門(mén)槽特別在水頭較高的情況，門(mén)槽會(huì)帶來(lái)很多的麻煩； ③需要啟閉力較大，故須選用超大的門(mén)機(jī)。 弧形門(mén) ①可封閉相當(dāng)大面積的孔口； ②所需閘墩高度和厚度較?。? ③沒(méi)有影響水流流態(tài)的門(mén)槽； ④所需的啟閉力較??； ⑤埋 件數(shù)量小。 ①需要較長(zhǎng)的閘墩； ②閘門(mén)所占空間較大； ③不能提出孔口以外進(jìn)行維修； ④閘門(mén)所承受的總水壓力較大，不能在孔口間互換。 通過(guò)比較二者各有優(yōu)劣，但當(dāng)二者均為方案選擇時(shí)，優(yōu)先考慮使用弧形門(mén)。故工作門(mén)擬采用弧形閘門(mén)，而檢修門(mén)為了保證工作的可靠，采用平板門(mén)。 （ 2）工作閘門(mén)基本尺寸擬訂 ①門(mén)高。工作閘門(mén)要求可以在正常水位的情況下完全擋水，在校核水位時(shí)則打開(kāi)閘門(mén)第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 26 放水，即門(mén)高 H為正常水位的堰上水深加上浪高（浪高見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)）和一定的超高。 Z正 Z頂 +H浪 =+= 米 加上一定超高為 。 ②門(mén)面板曲率?；⌒伍T(mén)面板曲率半徑與門(mén)高的比值露頂式一般為 ～ ，則弧形門(mén)半徑 R = =11 米。 ③布置位置，支絞位置應(yīng)設(shè)在泄水時(shí)不受水流和漂浮物沖擊的高程，一般溢流壩頂上的露頂式閘門(mén)，支絞位置約在 1/2～3/4 倍門(mén)高處。 現(xiàn)擬訂將支鉸放在 度處， 的要求。此時(shí)的支鉸遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水面線（水面線計(jì)算見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)），且閘門(mén)開(kāi)啟的之后也可保證在水面線上一定的超高，如圖 71 所示。 （ 3）檢修門(mén)基本尺寸擬訂 檢修門(mén)采用平板 門(mén)，門(mén)槽厚度為 1～ 4米，門(mén)高和工作門(mén)一致。故擬訂門(mén)槽寬為 1米，門(mén)高 米。 要求檢修們和工作門(mén)之間要有 1～ 2米的間距，以保證工作人員能夠進(jìn)入進(jìn)行檢修和維護(hù)。此處二者間距擬訂為 。 閘墩設(shè)計(jì) （ 1）閘墩的作用 將溢流前緣分分隔為若干個(gè)孔口，便于設(shè)置閘門(mén)，同時(shí)承受閘門(mén)傳來(lái)的水壓力，也是壩頂橋梁的支承體。 （ 2）閘墩體型設(shè)計(jì) 閘墩的長(zhǎng)度主要取決于壩頂橋面的交通和閘門(mén)的受力條件。壩頂交通主要有交通橋、工作橋和便橋，閘門(mén)受力牛腿后同樣需要一定的混凝土厚度以保證可以承受閘門(mén)傳來(lái)的檢修門(mén)工作門(mén)水面線 圖 71 溢流壩閘門(mén)尺寸及布置示意圖 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 27 力。因?yàn)槭褂檬腔⌒伍T(mén) ，按照上面的要求所的閘墩很長(zhǎng)，考慮如圖 72所示布置形式，即在牛腿的斜下方和水面線以上向內(nèi)收縮。這樣可以減小閘墩的長(zhǎng)度，增大溢流面寬度，減小水流流速；同時(shí)保證閘門(mén)的受力牛腿布置在一個(gè)平面上，有較好的受力條件。 對(duì)于弧形門(mén)閘墩最小厚度為 ～ ，最大可達(dá) 3～ ?？紤]到墩縫，墩厚初擬定為 3m。 檢修門(mén)槽寬度前面已經(jīng)擬訂為 1 米，深度取 米。 導(dǎo)墻設(shè)計(jì) （ 1）導(dǎo)墻的作用及位置。 邊墩設(shè)在溢流壩的兩側(cè)，以分隔溢流壩和非溢流壩，并 做為邊跨橋梁和閘門(mén)的支承體，為了防止壩面水流向兩側(cè)漫溢，邊墩應(yīng)向下游延伸形成導(dǎo)墻。延伸的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)樞紐的布置而定。 由于本樞紐采用挑流消能，所以和非溢流壩或溢流壩間的導(dǎo)墻至少要延伸到鼻坎末端，和鼻坎端部平齊；和電站壩段之間的導(dǎo)墻為了和壩后式廠房分割開(kāi)，不影響電站尾水，保證不影響電站的正常運(yùn)行，導(dǎo)墻應(yīng)延伸到廠房后 20～ 30 h0（ h0為下游水臨界水深）。 （ 2）導(dǎo)墻的高度確定。 導(dǎo)墻要求高于摻氣水面線（當(dāng)弗氏系數(shù) Fr2 時(shí)候考慮摻氣水深） 1～ 2 米，以保證水流不會(huì)漫溢。 剖面剖面便橋工作橋交通橋牛腿水面線 圖 72 閘墩示意圖 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 28 表 72 溢流面水面線計(jì)算結(jié)果 Xi 6 8 10 12 14 16 Yi 水深 h 經(jīng)水面線計(jì)算（見(jiàn)計(jì)算書(shū) 節(jié)）得溢流面摻氣水面線如表 72 和圖 73 所示。并按照 1～ 2 米的超高設(shè)計(jì)導(dǎo)墻，為了施工的方便，將導(dǎo)墻設(shè)計(jì)為如圖 73所示的折線形式。 （ 3）導(dǎo)墻厚度及截面的確定 導(dǎo)墻斷面按受力條件決定，墻 頂寬度不小于 50～ 60cm。導(dǎo)墻的重要外力來(lái)自水壓力，其受力如圖 72（ b）所示呈三角形分布。故將導(dǎo)墻截面做成梯形，以更好的承受水壓力。梯形頂邊寬 1米，底邊寬 2米，起坡點(diǎn)在水面線處，如圖 72（ b）所示。 穩(wěn)定與應(yīng)力分析（電算） 計(jì)算基本原理及方法 溢流壩雖然是在基本剖面的基礎(chǔ)上修改而來(lái)，但剖面的樣式已經(jīng)改變，前面擋水壩段的穩(wěn)定應(yīng)力分析的結(jié)果已不在適用于此，必須對(duì)該壩段重新進(jìn)行穩(wěn)定應(yīng)力分析。 分析的基本方法為材料力學(xué)法。 由于 計(jì)算十分煩瑣復(fù)雜，此處利用武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水工教研室提供的穩(wěn)定應(yīng)力分析程序 SAOGD1 來(lái)進(jìn)行分析 截面導(dǎo)墻閘墩導(dǎo)墻水面線 圖 73 導(dǎo)墻示意圖 第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 29 穩(wěn)定應(yīng)力分析計(jì)算 計(jì)算的工況：正常洪水位 +揚(yáng)壓力；設(shè)計(jì)洪水位 +揚(yáng)壓力；校核洪水位 +揚(yáng)壓力 要求計(jì)算出 3～ 5 個(gè)不同高程截面的正應(yīng)力σ xσ y、剪應(yīng)力τ xy和主應(yīng)力σ 1σ 2,分析壩體的應(yīng)力條件。 程序的輸入數(shù)據(jù)輸出結(jié)果見(jiàn)附錄二。 將計(jì)算結(jié)果整理為表 73。