【正文】 有巨大的能量，必須妥善進行處理，否則勢必導致下游河床被嚴重沖刷，甚至造成岸坡坍塌和大壩失事。所以必須合理選擇和設計消能措施，對樞紐布置、大壩安全及工程量都有重要意義。 本設計選用挑流消能，能通過鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍和流量分布，對尾水變幅適應性強，結(jié)構(gòu)簡單，施工、維修方便，工程量小。 鼻坎挑射角度一般采用 。鼻坎反弧半徑 一般采用 ， 為鼻坎上??25~0?R??h10~8水深。鼻坎坎頂應高出下游水位，一般 1～2m 為宜。 水舌挑射距離按水舌外緣計算，其估算公式為： ???????? ??2121121 sincosinhgvvgL??式中： 為水舌挑距，m； 為重力加速度， ； 為坎頂水面流速， ，約為鼻坎處平L2m1 sm均流速 的 倍； 為挑射角度； 為坎頂平均水深 在鉛直向的投影， ； 為v?1hh?co1h?2坎頂至河床面的高差，m。 沖刷坑深度，工程上常按下式進行估算： ??式中： 為水墊厚度，自水面至坑底的距離，m； 為單寬流量 ； 為上、下游水位kt ??ms?3H差，m； 為沖坑系數(shù)，對堅硬完整的基巖 ，堅硬但完整性較差的基巖?.1~9，軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖 。~2? 02?目 錄設計計算書1 重力壩設計…………………………………………………………… 21 剖面設計………………………………………………………………………………………21 壩頂寬度壩底寬度………………………………………………………………………21 壩頂高程…………………………………………………………………………………21 壩底高程…………………………………………………………………………………21 壩坡系數(shù)的確定…………………………………………………………………………21 穩(wěn)定設計………………………………………………………………………………………22 應力分析………………………………………………………………………………………24 溢流重力壩和泄水孔的孔口設計……………………………………………………………26 孔口尺寸…………………………………………………………………………………26 溢流面體形設計…………………………………………………………………………26 頂部曲線段…………………………………………………………………………26 反弧段………………………………………………………………………………26 消能防沖設計……………………………………………………………………………27設計計算書1 重力壩設計 剖面設計 壩頂寬度amp。壩底寬度由 算出壩高為 米，所以壩頂寬度為 ，取 6m；%??，取 45m。?? 壩頂高程（分別按照設計情況和校核情況計算）根據(jù)規(guī)范計算，主要建筑物級別為 3 級：設計情況： ??mhl ?? L74.? ?? ?????cthhz mc校核情況： mhl ?? ??L871.? ?? ??cthhz mc0?根據(jù)公式 求出：czlh??設計情況： .?校核情況： 205?所以： 76..?設 計 情 況 下 壩 頂 高 程 438173校 核 情 況 下 壩 頂 高 程取其較大者，最后的壩頂高程為 。 壩底高程 .???壩 高 壩坡系數(shù)的確定在此壩的設計中，采用上游壩坡系數(shù) n=；經(jīng)過 m 取各值的比較計算，采用下游壩坡系數(shù)m=。 穩(wěn)定設計非溢流壩體剖面圖如下：揚壓力計算簡圖： 圖 34 浪壓力示意圖 荷載及荷載組合 重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚壓力、地震荷載等，常取 1ｍ壩長進行計算。 荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類。 荷載組合剖面面積 ???? mA ???????取單寬 ，壩底寬 ，壩體材料重度 ，水的容重 ，折mbB3KNc? ??減系數(shù) ?設計情況：上游水位 ???下游水位 ???壩體自重 ↓KNbAWc 303??靜水壓力：上游水平 → ??? 上游垂直 ↓????KNbW ????? 下游水平 ←? 下游垂直 ↓?? ?揚 壓 力： ↑ ??? ↑????? ?????? ↑??. ? ↑?? ??bHU ???波浪壓力：此波為深水波 →??KNhLPzll ???泥沙壓力：已知浮容重 38mKNs?? 水平壓力： →??KNhPsss 22 ?????????????????????? 垂直壓力： ↓??KNWs .39..18032?∴ ↓s4621???? ↑ →PPsl5021?∴ ??.)( ?????WfKs .339。39。39。 ????PAcUfs校核情況：上游水位 ???下游水位 6902壩體自重 ↓KNbAWc ??靜水壓力：上游水平 → ???? 上游垂直 ↓????KNbW ???? 下游水平 ←? 下游垂直 ↓?? ??揚 壓 力： ↑?? ↑????? ?????? ↑??? ↑?? ??bHU ???波浪壓力：此波為深水波 →??KNhLPzll .????泥沙壓力：已知浮容重 3mKNs?? 水平壓力： →??KNhPsss 22 ????????????????????? 垂直壓力： ↓??KNWs ??∴ ↓KNs421?? ↑ →PPsl921???∴ ??.)( ????WfKs 339。39。39。 ??????PAcUfs 應力分析設計情況：壩體自重： （逆）mKNbSMcW ?????? （逆）26565422 （逆）cW ?9..?靜水壓力： （順）mKNP????? （逆）??bSMa ???? （逆）W 4.. （逆）mKNP????? （順）.揚 壓 力： （順）UM?.130..42 （順）mKN??? （順）U ?.波浪壓力： （順）????mKNPll ????.泥沙壓力： （順）Ms ??? （逆）Ws ?.∴ （順）mKN???12597 kPaByu . ????? Md 6107192??校核情況：壩體自重： （逆）mKNbScW ?????..? （逆）26510625422 （逆）mKNbSMcW ?????? ?靜水壓力： （順）P?? （逆）??a ??? （逆）mKNbSW ???. （逆）PM??? （順）.揚 壓 力： （順）mKNU??. （順）?? （順）MU ?波浪壓力： （順）????mKNPll ????..7泥沙壓力： （順）s ???9031623 （逆）Ws ?.∴ （順）mKNM???1376 kPaByu ????? d 0?? 溢流重力壩和泄水孔的孔口設計 孔口尺寸（1）單寬流量的確定 由于壩址處基巖較堅硬完整，所以取 。??msq??/70~53（2）孔口尺寸 ，其中 為經(jīng)過電站和泄水孔等下泄的流量，為 ；設計情況下0Q???總溢 0 s/取 ，校核情況下 取 。經(jīng)過計算?根據(jù)上表計算所得數(shù)據(jù)，溢流段凈寬取 16 米，孔數(shù) n=2，每孔凈寬 b=8m。溢流前沿總長 。????mdnbL1828210 ???????假定閘墩側(cè)收縮系數(shù) ，流量系數(shù) ，由式 ，求得：設計情9.??溢況下 ，堰頂高程==。?（3）閘門高度確定 門高=正常高水位堰頂高程+(～)=+=。取 8m。 溢流面體形設計 頂部曲線段為定型設計水頭，一般為校核洪水位時堰頂水頭的 75%～95%。通過計算，在校核洪水dH位時，堰頂水頭為 ，所以 ，在本設計中，選??975.~8.%95~???dH，代入上、下游段曲線方向，即得頂部曲線段方程。?上游段曲線方程：??????????????xxy下游段曲線方程： ? 反弧段 根據(jù) DL 51081999《混凝土重力壩設計規(guī)范》規(guī)定：對于挑流消能， ， 為??hR10~4?校核洪水閘門全開時反弧段最低點處的水深。 假定流速系數(shù) ，堰頂水頭 為 ，則：??dh流速 smghvd /???坎頂水深 反弧段半徑 ，取整數(shù) 38 米。??~?計算情況 ??smQ/3總 ??s/3溢 ?smq/3??L設計情況 690 50～70 9～13校核情況 1100 1089 50～70 15～21 消能防沖設計本設計選用 ，鼻坎坎頂高出下游水位 。??20?水舌挑射距離按水舌外緣計算： smv/?h420co6cs??.???? ??? ?mL . 22 ??????沖刷坑深度，工程上常按下式進行估算： ??選用 。?mHqtk . ??