【正文】
。 程序的輸入數(shù)據(jù)輸出結(jié)果見附錄二。 分析的基本方法為材料力學(xué)法。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。導(dǎo)墻的重要外力來自水壓力，其受力如圖 72（ b）所示呈三角形分布。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。 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。 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，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）。 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。 檢修門槽寬度前面已經(jīng)擬訂為 1 米，深度取 米。 對(duì)于弧形門閘墩最小厚度為 ～ ，最大可達(dá) 3～ 。因?yàn)槭褂檬腔⌒伍T ，按照上面的要求所的閘墩很長，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。 （ 2）閘墩體型設(shè)計(jì) 閘墩的長度主要取決于壩頂橋面的交通和閘門的受力條件。此處二者間距擬訂為 。故擬訂門槽寬為 1米，門高 米。此時(shí)的支鉸遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水面線（水面線計(jì)算見計(jì)算書 節(jié)），且閘門開啟的之后也可保證在水面線上一定的超高，如圖 71 所示。 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，支絞位置約在 1/2～3/4 倍門高處。 ②門面板曲率。工作閘門要求可以在正常水位的情況下完全擋水，在校核水位時(shí)則打開閘門第七章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 26 放水，即門高 H為正常水位的堰上水深加上浪高（浪高見計(jì)算書 節(jié)）和一定的超高。故工作門擬采用弧形閘門，而檢修門為了保證工作的可靠，采用平板門。 ①需要較長的閘墩； ②閘門所占空間較大； ③不能提出孔口以外進(jìn)行維修； ④閘門所承受的總水壓力較大，不能在孔口間互換。 ①需要較高和較厚的閘墩； ②具有影響水流的門槽特別在水頭較高的情況，門槽會(huì)帶來很多的麻煩； ③需要啟閉力較大，故須選用超大的門機(jī)。平板直升閘門能滿足各種類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形式；弧形門也是一種應(yīng)用十分廣泛的門型，它一般可用于泄洪道和無壓泄水孔的泄水形式。；鼻坎高程頂部 。計(jì)算（詳細(xì)計(jì)算見計(jì)算書 節(jié)）得 校核時(shí)： k ???? 設(shè)計(jì)時(shí)： ???? Lt k 均滿足安全要求。 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。一般情況下鼻坎高程以高于下游水位 1～ 2 米為宜。經(jīng)過計(jì)算（見計(jì)算書 節(jié)）擬訂為 米。的挑射角。～ 25176。 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 了空蝕的問題，但要保證沖坑不會(huì)危及到壩體的安全。 ①常用的鼻坎型式有連續(xù)式和差動(dòng)式。擬采用挑流消能。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。 它一般實(shí)用于尾水較深，變幅較小，無航運(yùn)要求，且地基條件比較好的情況。 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。 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，通過旋渦和主流擴(kuò)散而消 能。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。 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。 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)。 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)計(jì)算確定該曲線方程為 ?? （ 2）上游曲線（ ab段）。故擬訂采用 WES 曲線。有兩種曲線可供選擇使用：克 奧曲線和 WES 曲線。 頂部溢流段（ ac 段） 溢流壩頂部溢流曲線，應(yīng)使水流平順的通過堰頂，在堰面不產(chǎn)生過大的負(fù)壓，溢流能力較大。 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。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。 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。 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)果見附錄二 將計(jì)算成果整理成表 63。 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。 可知上面設(shè)計(jì)的壩體尺寸滿足應(yīng)力要求。 經(jīng)過應(yīng)力計(jì)算（計(jì)算見 計(jì)算書 ）匯總計(jì)算結(jié)果列于表 62。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)算方法簡單，原理明確，計(jì)算比較準(zhǔn)確。 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。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)。 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。 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。)(39。 此工程屬于大（一）型工程，因此采用抗剪斷強(qiáng)度公式。 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。 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。其他計(jì)算結(jié)果匯總于表 61。 從輸出結(jié)果中找到滿足前面的三個(gè)原則的經(jīng)濟(jì)剖面為： n= m=。 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。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。 本次設(shè)計(jì)主要對(duì)非溢流壩剖面進(jìn)行優(yōu)化。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經(jīng)濟(jì)斷面。 現(xiàn)初步擬定為： n= m= 最后確定的坡度需要經(jīng)過壩體的經(jīng)濟(jì)剖面計(jì)算后方能確定，見 的計(jì)算成果?，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)也應(yīng)考慮電站進(jìn)水口閘門攔污珊的操作便利。 考慮可能有的通車要求，取 B=6 米。取開挖的深度為 2m， 則壩基面面高程為 Z 基 =1382=136m；壩高為 H=Z 頂 Z 基 == （ 3）壩頂寬度的確定 在無特殊要求的前提下，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。 壩體尺寸確定 （ 1）壩高的計(jì)算 壩頂高出靜水面 Δ h=2h1+h0+hc 2h1—— 波浪高度； h0—— 波浪中心線高出靜水位高度； hc—— 安全