混凝土重力壩設計畢業(yè)設計說明書-在線瀏覽
2025-02-03 12:09本頁面
【正文】 。 調洪計算 泄水建筑物尺寸 :采用 3 個泄水孔 ,每個泄水孔尺寸為單寬為 9m 堰型為實用堰 式中 ?通過溢流孔口的下泄流量 ,。 ?溢流孔單孔凈寬 , ?側收縮系數(shù) ,?流量系數(shù) , ?取 。 調洪計算結果 經過綜合分析和比較 ,確定該水利樞紐工程的泄洪方式采用表孔溢流堰泄洪 ,表孔選擇兩孔 ,尺寸為 8 11m 孔寬高 ,堰頂高程 ?441(m)。 設計洪水位時 :,。根據工程經驗 ,一般上游坡 ,下游坡 ,壩底寬約為壩高的 ~ 倍。 實用剖面的確定 (1)壩頂寬度 壩頂需要有一定的寬度 ,以滿足設備布置、運行、交通及設施的需要。如作交通要道或有啟閉機設施時 ,應根據實際情況確定。 (這里取 ,吹程取 ) ??波浪高出靜水面的高度 (m),按下式 (m) 其中 ??取決于壩的級別和計算情況的安全超高 ,查表 4?3。 ( 式中 ,和分別按式 (4?1)的要求考慮。該工程的防浪墻高度一般取 ,應與壩體在結構上連成整體 ,墻身應有足夠的厚度 ,以抵擋波浪及漂浮物的沖擊。 非溢流壩段實體重力壩剖面形態(tài)理論分析與工程實踐證明 ,混凝土重力壩上游面可做成折坡 ,折坡點一般位于 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 。 荷載分析 作用在重力壩的荷載主要有 :壩體自重 ,上下游壩面上的水壓力 ,揚壓力 ,浪壓力 ,泥沙壓力 ,地震壓力及冰壓力等。具體計算過程見計算書。 可按水力學原理計算 ,壩面上任一點靜水壓強。當壩面為傾斜時 ,為計算簡便 ,常將水壓力分解為水平水壓力和垂直水壓力兩部分進行計算。?水容重 ,取。上式中的為揚壓力折減系數(shù) ,可根據壩基地質及防滲、排水等具體情況擬定。岸坡壩段。 由于影響波浪的因素很多 ,目前主要根據風速和吹程結合水庫所在位置 的地形 ,采用已建水庫長期觀測資料所建立的經驗公式進行計算。校核情況宜采用洪水期多年平均最大風速。 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 ,其值可按下式計算 (4?6) 本工程屬于深水波 ,浪壓力便可按下式 淤積計限可取為 50~100 年 ,對于多沙河流應專門研究決定。 要準確計算泥沙壓力是比較困難的 ,一般可參照經驗數(shù)據 ,按土壓力公式計算 (4?8) 式中 ?泥沙對上游壩面的總水平壓力 。 積高度 。對于較細的粘土質泥沙 ,可取 。這里取 當上游壩面傾斜時 ,除計算水平向泥沙壓力外 ,尚應計算鉛直向泥沙壓力 ,即淤沙重。所以本工程中 ,不計算土壓力。本工程的地震基本烈度小于 6 度 ,所以不進行抗震設計。 本工程海拔高程較低 ,不會產生冰凍。 荷載組合 作用在壩上的荷載 ,按其性質可分為基本荷載和特殊荷載兩種。另一類是特殊組合 ,指水庫處于非常運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。另一種是在荷載作用下 ,上游壩踵以下巖體受拉產生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓發(fā)生壓碎區(qū)而引起傾斜破壞。本工程也只進行抗滑穩(wěn)定分析。 圖 432 重力壩沿壩基面抗滑穩(wěn)定計算示意圖 (a)沿水平壩基面抗滑穩(wěn)定 (b)沿傾斜壩基面抗滑穩(wěn)定 (1)摩擦公式 此法的基本觀點是把滑動面看成是一種接觸面 ,而不是膠結面。 當滑動面為水平面時 ,其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式計算 (4?9) 式中 ??作用于滑動面以上的力在鉛 直方向投影的代數(shù)和 。 ??滑動面上的抗剪摩擦系數(shù) 。 當滑動面為傾向上游的傾斜面時 ,計算公式為 (4?10) 式中 ,為滑動面與水平面的夾角 ,其他符號同式 (4?9)。傾向下游時 ,角由正變負 ,滑動力增大 ,抗滑力減小 ,對壩的穩(wěn)定不利。其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)由下式計算 (4?11) 式中 ?壩體與壩基面連接面的抗剪斷摩擦系數(shù) 。 ?壩體與壩基連接面的面積 。 表 431 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、 安全系數(shù) 荷載組合 壩 的 級 別 1 2 3 基本組合 特殊組合 (1) 特殊組合 (2) 基本組合 特殊組合 (1) 特殊組合 (2) 抗剪斷強度公式考慮了壩體與基巖的膠結作用 ,計入了摩擦力和凝聚力 ,是比較符合壩的實際工作狀態(tài) ,物理概念也較明確。 2 計算參數(shù)的確定 抗剪斷摩擦系數(shù) ,凝聚力和抗剪摩擦系數(shù)的確定 ,一般是根據工程的實際情況 ,野外現(xiàn)場試驗測定來選取。 3 計算過程和結果 計算過程見計算書 ,計算結果如表 432 所示 表 432 計算安全系數(shù) 安全系數(shù) 工作狀況 系數(shù) 設計 校核 各工況下安全系數(shù)均大于表 431 中對應工況下的安全系數(shù) ,因此該工程滿足抗滑穩(wěn)定要求。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)。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增加的抗滑穩(wěn)定 ,但傾斜坡度不宜過大 ,以防止上游壩面出現(xiàn)拉應力。若基巖較為堅硬 ,也可將壩基面開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。 ④ 采用有效的防滲排水或抽水措施 ,降低揚壓力。 應力分析 應力分析方法 該水利樞紐工程采用理論計算中的材料力學法進行分析。圖 441 表示非溢流壩橫斷面的計算簡圖 ,并規(guī)定坐標方向 ,作用力及應力的正方向如圖所示 ,即水平外力以指向上游為正 ,鉛直外力以向下為正 ,力矩以反時針方向為正 ,正應力以壓為正 ,剪應力以微分體的拉伸對角線在一、三象限為在正。計算時 ,應根據工程規(guī)模和具體情況 ,沿壩高方向每隔一定高度 (或斷面輪廓有突變處 )切取水平截面作為計算截面。 假定任一水平截面上的垂直正應力呈直線分布。?作用在計算截面以上全部荷載對截面形心的力矩總和 。 (2)邊緣 剪應力和 求出和以后 ,可在上下游邊緣、點分別切取三角形微元體。、 ?上下游壩面坡率 ,、為上下游壩面與鉛直面的交角。 (4?15) (4?16)
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