【正文】 （ 1） 抗沖要求 時(shí) Hqkt ?? 1 （ 68） （ 2）抗浮要求時(shí) （ 69） 式中： t—— 消力池底板厚度， m； q—— 消力池進(jìn)口處單寬流量， [m3/﹙ s178。 相關(guān)數(shù)據(jù)擬定如下： ?? 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 消力池長(zhǎng)度計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn) 部分。 消力池長(zhǎng)度確定 工程設(shè)計(jì)應(yīng)保證水躍發(fā)生在消力池內(nèi)，故消力池的長(zhǎng)度與水躍有關(guān)，消力池的長(zhǎng)度包括消力池斜坡的水平投影長(zhǎng)度 和平底段長(zhǎng)度兩部分，按公式（ 66）計(jì)算。 為提高設(shè)計(jì)效率，本次采用理正軟件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn) 部分。 m)]； m—— 尾坎的流量系數(shù)，一般取 ； H1—— 堰上雍高水頭， m； σ s—— 過(guò)坎水流的淹沒(méi)系數(shù)，按表 61查得。 閘壩基礎(chǔ)防滲根據(jù)基礎(chǔ)不同采用兩種方式，基巖部分采用水泥帷幕灌漿，伸入相對(duì)隔水層 5lu 以下 3m，帷幕灌漿孔距 ，最大孔深 48m， 右岸覆蓋層基礎(chǔ)部位采用混凝土防滲墻。 右岸非溢 流壩長(zhǎng) ，最低建基面高程為 ，壩頂寬 5m。 左岸非溢流壩長(zhǎng) 25m，最低建基面高程為 ，壩頂寬 5m。根據(jù)本設(shè)計(jì)工程的地質(zhì)特點(diǎn)，采用底流消能，通過(guò)試算之后，本設(shè)計(jì)宜采用土坎式消力池進(jìn)行消能。因此過(guò)閘水流具有較大的動(dòng)能，若不采取適當(dāng)?shù)南芊罌_措施，勢(shì)必沖刷下游河道，甚至威脅水閘安全。 ＝ （ m） 根據(jù)公式（ 61）變形得到公式（ 63），按照公式（ 63）擬求平底寬頂堰孔口（閘門半開(kāi)）出流時(shí)所需閘孔凈寬值 B。 Φ —— 流速系數(shù)，與孔口底坎有關(guān)，可由表 311查得； H0—— 行近流速堰上水頭， m，取 H0≈ H； ɑ—— 孔口高度， m； H—— 孔口上游水深， m?？卓诔隽髑闆r由于在 ，屬于正常運(yùn)行情況，故用正常蓄水位予以判 定閘下游流態(tài)。 尺寸的計(jì)算 1）孔口出流 根據(jù) 電站運(yùn)行方式，以 300m3/s 為界限，機(jī)組引用流量為 15m3/s，則由閘門下泄力量為： 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 300－ = 相應(yīng)的下游水位約為 ，按照閘門半開(kāi)計(jì)算泄流能力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如 61 所示。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，利于排砂、泄洪以及泄流能力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 . 堰型選擇 常用的堰型有寬頂堰和低實(shí)用堰。本水閘在工程中主要擔(dān)負(fù)著泄洪、沖砂的任務(wù)，根據(jù)該功能及水閘的運(yùn)行要求，將閘址擬定在原河床的主流位置處，即河床中間河槽最深的部位，有利于水流平順地通過(guò)閘室排向下游，也利于泥沙等堆積物能順暢地隨主流排走，達(dá)到泄洪、沖砂的目的。同時(shí)閘址宜選擇在地形開(kāi)闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)。 (2)偶然組合Ⅱ（校核洪水位時(shí)） ? ? ? ?akPS 4 )231 0 6 7 0623 8 7 6 1 3( 22 ??????????? ? ? ?ad kPR 11 ????? )(1)( ??? RSd??? ? 滿足 壩體承載能力極限狀態(tài)要求； 2 3)231 0 6 7 0623 8 7 6 1 3(1)6(22 ??????? ?? akPB MB W?? 則壩踵處無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)。 壩體強(qiáng)度極限狀態(tài)驗(yàn)算 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式： ),(1),(kddkd fRFS ????? ?? （ 514） 式中， ???S — 作用的效應(yīng)函數(shù)， ? ? )1)(6( 22 mB MBWS ???? ??； （ 515） ???R — 抗力函數(shù)， ?? aRR ?? ， aR 為混凝土的抗壓強(qiáng)度； dF — 荷載作用設(shè)計(jì)值， KN。 具體計(jì)算式如下： 設(shè)計(jì)情況 0 8 8 1623 22 ??????? ?? ayu MPB MB W? aayd MPMPB MB W 0 8 8 1623 4 6 26 22 ??????? ??? 滿足強(qiáng)度要求。 ?M — 作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面垂直水流流向形心軸的力矩總和， KN。 分析的方法 應(yīng)力分析主要采用材料力學(xué)法。 ???????sK ? ? KNS ??????? ? ? ? KNRd 3 1 3 5 2 5 11 ??????? ? ? ? ???? RSd 11??? ? 序號(hào) 項(xiàng)目 組合類型 分項(xiàng)系數(shù) 1 壩體抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài) 基本組合 偶然組合 2 混凝土抗壓極限狀態(tài) 基本組合 偶然組合 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 滿足穩(wěn)定要求。 ???????sK ? ? KNS ??????? ? ? ? KNRd 2 3 3 5 1 9 11 ??????? ? ? ? ???? RSd 11??? ? 滿足穩(wěn)定要求。 k? — 幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值，可作為定值處理； hf — 材料性能標(biāo)準(zhǔn)值，有試驗(yàn)確定； 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 1d? — 基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)，見(jiàn)表 54； 2d? — 偶然作用結(jié)構(gòu)系數(shù)，見(jiàn) 表 54； m? — 材料性能的分項(xiàng)系數(shù)； kA — 偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值。 G? — 永久作用分項(xiàng)系數(shù)； Q? — 可變作用分項(xiàng)系數(shù)； kG — 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值， kN。39。其具體表達(dá)式如下： 基本組合 ),(1),(1 kmkdkkQkGfRQGS ???????? ?? （ 5— 12） 偶然組合 ),(1),(2 kmkdhkkQkGfRAQGS ???????? ?? （ 5— 13） 式中， ?? — 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級(jí)別Ⅰ、Ⅱ級(jí)的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)分別為 、 、 ； ? — 設(shè)計(jì)狀況 系數(shù)，對(duì)應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況分別為 、 ； ???S — 作用效應(yīng)函數(shù)， ?? PQGS KKQKG ),( ??? 。f — 抗剪斷摩擦系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)得到； 39。 )( （ 5— 11） 式中， 39。39。此時(shí)其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 39。 ?p — 接觸面以上的總水平力， KN。 （ 1）抗剪強(qiáng)度公式 它是把壩體與巖基之間看成是一個(gè)單純的接觸面，而不是膠結(jié)面。 本次設(shè)計(jì)選取為壩基面。其基本原則是：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大、抗剪強(qiáng)度低、最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的截面作為計(jì)算截面。查閱《水工建筑物》浪壓力計(jì)算： )(4 %1 zml hhLP ?? ? （ 5— 9） %1h — 累計(jì)頻率為 1%時(shí)的波浪高度 ， m； zh — 波浪中心線高于靜水位的高度， m Lm 平均波長(zhǎng)（ m） H1L/2rL / 2靜水位波浪中心線h zh l 圖 33 浪壓力示意圖 ： %1 ?h ?zh ?mL ??????? KNhhLPzml 0 4 )1 5 (4 5 0 )(4 %1? 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 ： %1 ?h ?zh ?mL ??????? KNhhLPzml )(4 )(4 %1? 抗滑穩(wěn)定分析 分析的目的 核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度（按平面問(wèn)題進(jìn)行分析）。 水平水壓力計(jì)算公式為： 221 HP ?? （ 5— 2） 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 式中： H — 計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭 ｍ； ? — 水的重度，常取 3/ mKN?? ； ： ?????? KNHPu 221? ?????? KNHPd 0 222? b. 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)： ?????? KNHPu 221? ?????? KNHPd 222? C: 正常蓄水位時(shí)： ?????? KNHPu 4 4 221? ?????? KNHPd 222? ： 查 SL31920xx 揚(yáng)壓力折減系數(shù) ? 取 ?? ，將揚(yáng)壓力分為 1U 2U 3U 4U 四個(gè)部分。 本次設(shè)計(jì)考慮的基本荷載組合為 正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位；特殊組合為校核洪水位和正常蓄水位情況。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時(shí)出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 5 大壩的水力計(jì)算 荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類。 本設(shè)計(jì)上游取為鉛直面，壩的下游面為均一斜面，宜采用 1∶ ～ 1∶ ；取1:. 擬定壩底寬度 壩底寬度約為壩高的 ～ 倍，本工程的壩高為 28m，取值范圍為 ～ 最終確定壩底寬度 B=23m。 基本斷面上部設(shè)壩頂結(jié)構(gòu)?？紤]到上游防浪墻、下游側(cè)護(hù)欄、排水溝槽及兩邊人行道等，取壩頂寬為 5m，以滿足大壩維修作業(yè)通行等需要。 擬定壩頂寬度 壩頂寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備布置、運(yùn)行、檢修、施工和交通等需要確定并應(yīng)滿足抗 震，特大洪水時(shí)維護(hù)等要求。 通過(guò)立式圖上確定的壩基開(kāi)挖線定出建基面最低開(kāi)挖高程為▽ 。地基開(kāi)挖時(shí)河床上的 河 床 5~ 7m砂石層必須清除。 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，上游壩坡坡率 n=0～ ，常做成鉛直或上部 鉛直下部?jī)A向上游；下游壩坡坡率 m=～ ；底 寬約為壩高的 ～ 倍。如按 （ 3— 2）算出累計(jì)頻率 5%的波高 %5h ，要推算累計(jì)頻率1%的波高 %1h = %5h =?=。 波浪三要素計(jì)算如下： DVhl ? = 3145 ?? = 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 L= )( lh = ? = zh = LHcthLhl ?? 22 = 2 ?? = 官?gòu)d水庫(kù)公式， 適用于 V 0 20m/s 及 D20km 的山區(qū)峽谷水庫(kù)。如按 （ 4— 2）算出累計(jì)頻率 5%的波高 %5h ，要推算累計(jì)頻率1%的波高 %1h = %5h =?=。 波浪三要素計(jì)算如下： DVhl ? = 3145 ?? = L= )( lh = ? = zh = LHcthLhl ?? 22 = 2 ?? = 官?gòu)d水庫(kù)公式， 適用于 V0 20m/s 及 D20km 的山區(qū)峽谷水庫(kù)。 表 42 風(fēng)速高度修正系數(shù) 西 華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 高度 Z(m) 2 5 10 15 20 修正系數(shù) Kz D 為吹程， km，：校核洪水位時(shí)回水長(zhǎng)度為 ，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)回水長(zhǎng)度為