【正文】 力 ? 根據(jù) y? 呈線性分布，由平衡條件可得出水平截面上剪應力 x? 呈二次拋物線分布，即 (c)A1:n1:mo(b)(a)xx??yx?y????y? y????x???1? 2?1?x 2111 xcxbax ???? （ 4— 30） 式中 ?????????????????????????)33()42(61161112 ?????BPBBPBcba （ 4— 31） （ 3）壩內(nèi)水平正應力 x? 根據(jù) x? 在水平截面呈二次拋物線分布，由平衡條件可近似的取水平正應力 x?呈二次拋物線分布 xbax 33 ??? （ 4— 32） xa ???3 B xxb ?? ?????3 （ 4）壩內(nèi)主應力 1? 、 2? 求得壩內(nèi)各點的三個應力分量后，利用材料力學公式可得 21?? = 222 )( ????? ?? ?? xyyx （ 4— 33） 應力計算過程和強度指標 應力計算過程見計算 書，壩體應力控制標準，對不同的計算方法有不同的規(guī)定。 重力壩壩基面壩踵、壩址的鉛直應力應符合下列要求 1 運用期 在各種荷載組合下（地震荷載除外），壩踵鉛直應力不應出現(xiàn)拉應力，壩址鉛直應力小于壩基容許壓應力。 重力壩壩體應力應符合下列要求 1 運用期 （ 1） 壩體上游面的鉛直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）。 2 施工期 （ 1）壩體在任何截面上的主壓應力不應大于混凝土容許壓應力?；炷恋娜菰S壓應力，對于各級工程，混凝土的抗壓安全系數(shù)在荷載基本組合情況下不小于 ,；在特殊組合情況下（地震荷載除外）不小于 。 5 溢流壩剖面 溢流重力壩既要擋水又要泄水，不僅要滿足穩(wěn)定和強度要求，還要滿足泄水要求。其主要泄水方式有以下兩種： 開敞溢流式除宣泄洪水外，還能用于排除冰凌和其它漂浮物。由于閘門承受的水頭較小，所以孔口尺寸可以較大。隨著庫水位升高，下泄流量可以迅速增大，因此， 當遭遇意外洪水時可有較大的超泄能力。 大孔口溢流式，上部設置胸墻，堰頂高程較低。當庫水位低于胸墻時，下泄水流和開場流相同，庫水位高出孔口一定高度后為大孔口泄流，超泄能力不如開敞溢流式。 溢流壩剖面設計 溢流壩壩面的體形設計 溢流壩面由頂部曲 線段、中間直線段和下部反弧段三部分組成。 ① 擇 dH ： dH 為定型設計水頭，一般為校核洪水位時堰頂水頭的 75%～ 95%。 由 max ?HHd 查規(guī)范附錄一、附表 2產(chǎn)生最大負壓為 ,滿足規(guī)范第29條：校核洪水位閘門全開時出現(xiàn)負壓，一般要求負壓值不超過 3~6m 水柱高。 WES 型溢流堰頂部曲線以堰頂為界分為上游段和下游段兩部分，上游段采用橢圓曲線。溢流面曲線坐標 x、 y的原點取在堰頂點 O。 取 mbHd d 5?? ，則 mmd H a x ???? 。 ??? xy mx ? my 1 ??? 所以切點 B的坐標為（ ,） 將 x=0， 1,2,3， ? 代入式中求得相應的縱坐標，列表得： x 0 1 2 3 4 5 6 7 y 8 9 10 11 12 13 所得的堰面曲線如圖所示。 面流消能利用鼻坎將主流挑至水面，在主流下面形成旋滾，旋滾流速較低，而且沿河床流向壩址，河床一般不需要加固，面流消能適用于下游尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅不大，或有排冰、漂木的要求。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果較好，對地質(zhì)條件和尾水變幅適應性強以及水流霧化很小等優(yōu)點，可適應高、中、低水頭，但護坦較長，土石方開挖量和混凝土方量大，工程造價較高。挑流消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，耗資省，對下游沖刷較嚴重，適用于基巖 比較堅固的中、高水頭等各類泄水建筑物。 （ 2）挑流消能設計： ①挑流鼻坎型式： 連續(xù)式鼻坎雖然存在水在空氣中擴散摻氣的消能作用較差動式鼻坎差，沖刷坑較深，引起下游水位波動也較劇烈的缺點，但由于它構(gòu)造簡單，施工方便，水流平順，射程較遠的優(yōu)點得到普遍采用，故該工程挑流鼻坎型式采用連續(xù)式。 ③鼻坎高程： 鼻坎高程與工程布置有關(guān)，一般應高于下游最高水位 1～ 2m,以利于挑流水舌下緣的摻氣。 ④反弧半徑： 設挑坎頂部的過流斷面的流速為 v ，平均水深為 h 大壩的流速系數(shù)可有經(jīng)驗公式計算，即 3 K???，? 泄流的單寬流量為 sdbQq / ?????? 因此有 )( ????? sgqK 3 ??? K? 建立大壩上游斷面和挑坎頂部斷面的伯努利方程： 22201 2c os2 ?? gvhgvs ??? 行近流速 0v 很小，可忽略。39。 ?????? RyPmxx BBo RPyo ?? 239。 ???????? my o 39。 ??????? ? mRyy oD o s121 2 o s39。 1v —— 坎頂水面流速， m/s,按鼻坎處平均流速 v 的 倍計，即 smvv /6 6 ???? ； ? —— 鼻坎的挑角； 1h —— 坎頂垂直方向水深， m, mhh o o s1 ???? ?? （ h 為坎頂平均水深， m） 。 ? —— 堰面流速系數(shù)。 HHkqtk ?? 式中 kt —— 水墊厚度，自水面到坑底， m ； 39。 q —— 單寬流量， m179。 H —— 上下游水位差， m； 2H —— 下游水深， m； k —— 沖坑系數(shù)，查表 ,這里取 。 ???? 則 5 39。 閘門形式的選擇 閘門裝于溢流壩泄水孔口上，用以調(diào)節(jié)流量，控制上、下游水位，宣泄洪水，排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要組成部分。 平板閘門的基本尺寸根據(jù)孔口尺寸決定?；⌒伍l門不設門槽，不影響孔口水流流態(tài)，不易產(chǎn)生空蝕破壞，與平板閘門比較，所需閘墩的高度及厚度較小，但閘墩較長，因為弧形閘門不能提出孔口，故檢修維修不如平板閘門方便，也不能用作檢修門。溢流壩上的露頂式弧形閘門，可將支撐鉸布置在 13~24門高處。 溢流壩單寬 8米 ，布置有兩道閘門，上游端設置一道平板閘門，為檢修閘門；后面為平板閘門，為工作閘門。閘墩的長度和高度，應滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機械的要求，平面閘門多用活動式啟閉機，軌距一般在 10米左右。檢修閘門和工作閘門均采用平板閘門，檢修閘門槽采用最小尺寸 ，工作閘門按下式估算： 門槽寬： )( cmbHW ?? 門槽深： )()~( cmWD ? 式中 H —— 閘門擋水高度（ m）； b —— 閘門凈寬（ m）。 溢流堰水面線的計算 （ 1）水面線計算的目的 為了設計閘墩高度、邊墻頂高程、弧形閘門門軸高程的確定，都需要知道溢流面的水面線。 （ 2）基本資料 WES 曲線為 1 xy ?? ，堰頂高程 441m，直線段坡度 1： 。 （ 3）計算過程 在這里使用《水工設計手冊 6— 泄水與過壩建筑物》（以下簡稱《手冊 6》）中提供的計算水面線的方法。 將計算結(jié)果整理得溢流壩面水面線，如下圖所示： 導墻的高度在水面線的基礎上再加上 ~ ，可得導水墻高度為+1=，取為 6m。