混凝土重力壩設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-文庫(kù)吧資料
2024-09-03 10:36本頁(yè)面
【正文】 為正，力矩以反時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，正?yīng)力以壓為正，剪應(yīng)力以微分體的拉伸對(duì)角線在一、三象限為在正。 應(yīng)力分析 應(yīng)力分析方法 該水利樞紐工程采用理論計(jì)算中的材料力學(xué)法進(jìn)行分析。 ④ 采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚(yáng)壓力。若基巖較為堅(jiān)硬，也可將壩基面 開(kāi)挖成若干段傾向上游的斜面，形成鋸齒狀，以提高壩基面的抗剪刀能力。工程上常采用如下一些措施： ① 將壩的上游面做成傾斜或折坡形，利用壩面上的水重來(lái)增加的抗滑穩(wěn)定，但傾斜坡度不宜過(guò)大，以防止上游壩面出現(xiàn)拉應(yīng)力。因此壩基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)一般要求大于壩體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 3 計(jì)算過(guò)程和結(jié)果 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)，計(jì)算結(jié)果如表 432所示 表 432 計(jì)算安全系數(shù) 安全系數(shù) 工作狀況 系數(shù) K? 設(shè)計(jì) 校核 各工況下安全系數(shù)均大于表 431 中對(duì)應(yīng)工況下的安全系數(shù)，因此該工程滿足抗滑穩(wěn)定要求。 2 計(jì)算參數(shù)的確定 抗剪斷摩擦系數(shù) f? ，凝聚力 C? 和抗剪摩擦系數(shù) f 的確定，一般是根據(jù)工程的實(shí)際情況，野外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定來(lái)選取。 表 431 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K 、 K? 安全系數(shù) 荷載組合 壩 的 級(jí) 別 1 2 3 K 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） K? 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） 抗剪斷強(qiáng)度公式考慮了壩體與基巖的膠結(jié)作用，計(jì)入了摩擦力和凝聚力，是比較符合壩的實(shí)際工作狀態(tài)，物理概念也較明確。 （ 2）抗剪斷強(qiáng)度公式 SU(a)aaa(b)U?P ?W ?W?P此法認(rèn)為，壩與基巖膠結(jié)良好，滑動(dòng)面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力，并直接通過(guò)膠結(jié)面的抗剪斷試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度的參數(shù) f? 和 C? 。 當(dāng)滑動(dòng)面為傾向上游的傾斜面時(shí)，計(jì)算公式為 ? ?? ??? ?? ?? ?? s i nc os )s i n)c os( WP PUWfK （ 4— 10） 式中， ? 為滑動(dòng)面與水平面的夾角，其他符號(hào)同式（ 4— 9）?；瑒?dòng)面上的阻滑力只計(jì)摩擦力，不計(jì)凝聚力。 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定 1 抗滑穩(wěn)定計(jì)算公式 目前常用的有兩種公式。 圖 431 重力壩失穩(wěn)破壞示意圖 （ a）沿軟弱面深層滑動(dòng)示意圖 (b)傾倒破壞示意圖 在一般情況中只進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。 荷載組合情況分為兩大類：一類是基本組合，指水庫(kù)處于正常運(yùn)用情況下可能發(fā)生的荷載組合，又稱設(shè)計(jì) 情況，有基本荷載組成；另一類是特殊組合，指水庫(kù)處于非常運(yùn)用情況下的荷載組合，又稱校核情況，由基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。所以不考慮冰壓力。 冰壓力在較高的重力壩設(shè)計(jì)荷載中常起控制作用，但冰凍作用會(huì)使混凝土表面剝蝕，破壞混凝土的耐久性。 設(shè)計(jì)烈度在 6度以下的可不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，而在 9 度以上則專門(mén)進(jìn)行專門(mén)研究。 壩基開(kāi)挖后，一般還要進(jìn)行回填，但由于方量較少，壓力小。 要準(zhǔn)確計(jì)算泥沙壓力是比較困難的，一般可參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按土壓力公式計(jì)算 )45(t a n 22221 ?? nnnn hP ?? ?? （ 4— 8） 式中 nP — 泥沙對(duì)上游壩面的總水平壓力； n? — 泥沙的浮容重； = nh — 泥沙的淤積高度； = n? — 泥沙的內(nèi)摩擦角，對(duì)于淤積時(shí)間較長(zhǎng)的粗顆粒泥沙，可取 ?? 30~26?n? ；對(duì)于較細(xì)的粘土質(zhì)泥沙，可??；對(duì)于極細(xì)的泥沙、粘土和膠質(zhì)顆粒，可取 0?n? 。 由于空氣的阻力比水的阻力小，波峰在靜水面以上的高度大于波谷在靜水位以下的深度，所以平均波浪中心線高出靜水面 0h ，其值可按下式計(jì)算 LHLhz cthh l ?? 22? （ 4— 6） 本工程屬于深水波，浪壓力便可按下式 pl=γLm4 (h1%+hz) 淤積計(jì) 限可取為 50～ 100 年，對(duì)于多沙河流應(yīng)專門(mén)研究決定。對(duì)于庫(kù)緣地勢(shì)高峻的山區(qū)水庫(kù)，風(fēng)速風(fēng)速 fv 20m/s，水庫(kù)吹程 1～ 13km 的情況，可按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算： Dvh fl ? )( lhL ?? 上兩中， fv 為計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)情況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速的 倍；校核情況宜采用洪水期多年平均最大風(fēng)速。本工程去?? 。上式中的 ? 為揚(yáng)壓力折減系數(shù)，可根據(jù)壩基地質(zhì)及防滲、排水等具體情況擬定。 210211 HP ?? 式中 1H — 壩前水深（ m） = n — 上游壩坡系數(shù)； 0? — 水容重，取 kgN / ?? 。式中， 0? 為水的容重， y 為該點(diǎn)距水面的深度，將 P 沿壩面積分后，即可求出作用在壩面上的靜水壓力的合力。 荷載的計(jì)算 壩體自重是維持大壩穩(wěn)定的主要荷載，其數(shù)值可根據(jù)壩的體積 V 和材料容重c? 計(jì)算確定 cVW ?? （ 4— 1） 本工程采用常態(tài)混凝土筑壩，取容重 3/24 mKNc ?? 。設(shè)計(jì)重力壩時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的運(yùn)用條件確定各種荷載的數(shù)值，并選擇不同的荷載組合，用以驗(yàn)算壩體的穩(wěn)定和強(qiáng)度。 理論分析與工程實(shí)踐證明，混凝土重力壩上游面可做成折坡，折坡點(diǎn)一般位于 1/3～ 2/3 壩高處，以便利用上游壩面水重增加壩體的穩(wěn)定性；上游壩坡系數(shù)常采用 n=0～ ，下游壩坡系數(shù)常采用 m=～ ,壩頂寬度取壩高的 9%，故頂寬為 。該工程的防浪墻高度一般取 ，應(yīng)與壩體在結(jié)構(gòu)上連成整體，墻身應(yīng)有足夠的厚度，以抵擋波浪及漂浮物的沖擊。 （ 式中， 設(shè)h? 和 校h? 分別按式（ 4— 1）的要求考慮。 經(jīng)過(guò)分析選取該水利樞紐工程的壩頂寬度 ???頂B m，實(shí)際工程可取 （ 2）壩頂高程 壩頂或壩頂上游防浪墻頂高程應(yīng)超 出水庫(kù)靜水面的高度 按下式計(jì)算： cz hhhh ???? %1 式中 %5h —— 為累計(jì)頻率為 5%時(shí)的波浪高度（ m），可按官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算： h45fv = 450v D31 （ m）； （這里取 0v =,吹程取 D=） zh —— 波浪高出靜水面的高度（ m），按下式 LHLhz cthh l ?? 22? （ m） 其中 )( lhL ?? ch —— 取決于壩的級(jí)別和計(jì)算情況的安全超高，查表 4— 3。非溢流壩的壩頂寬度一般可取壩高的 8%～ 10%，并不小于 2m。該工程取，壩底寬度 mB 0 57 7 ??? ，上游壩坡率 0?n ，折坡率 ?n ，下游坡率 ?m 。 校核洪水位時(shí)： 校Z ? ， maxq sm / 3? 非溢流壩段設(shè)計(jì) 基本資料 由工程水文資料中的， 壩址水位 — 流量關(guān)系曲線查出： 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)： mZ ?設(shè)， mH ?下 校核洪水位時(shí)： mZ ?校， mH ?下 基本剖面的擬定 圖 412 重力壩基本剖面圖 設(shè)計(jì)洪水位 設(shè)Z =， 壩底部高程 Z=350m。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)。 調(diào)洪計(jì)算 泄水建筑物尺寸：采用 3 個(gè)泄水孔，每個(gè)泄水孔尺寸為單寬為 9m 堰型為實(shí)用堰 2302 Hgmnbq ?? 式中 q — 通過(guò)溢流孔口的下泄流量， sm/3 ； n — 溢流孔孔口數(shù)； b — 溢流孔單孔凈寬， ? — 側(cè)收縮 系數(shù)， m — 流量系數(shù)，
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