混凝土重力壩設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-閱讀頁(yè)
2024-12-21 12:09本頁(yè)面
【正文】 (4)邊緣主應(yīng)力和 取三角微元體 ,按力的平衡條件可得 (4?17) (4?18) 顯然另一主應(yīng)力即為作用字壩面上的壓力強(qiáng)度 ,分別為 (4?19) (4?20) 當(dāng)上游壩面傾斜時(shí) ,由于 ,即使≥ 0,但如果 ,上游面主應(yīng)力仍會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力。 圖 442 壩內(nèi)應(yīng)力分布示意圖 (1)壩內(nèi)垂直正應(yīng)力 根據(jù)在水平截面上呈直線分布的假定 ,可得距下游壩面處的為 (4?29) 式中 ,系數(shù)、可由邊界條件和偏心受壓公式確定。 當(dāng) 時(shí) , 當(dāng)時(shí) , (2)壩內(nèi)剪應(yīng)力 根據(jù)呈線性分布 ,由平衡條件可得出水平截面上剪應(yīng)力呈二次拋物線分布 ,即 (4?30) 式中 (4?31) (3)壩內(nèi)水平正應(yīng)力 根據(jù)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(yīng)力呈二次拋物線分布 (4?32) (4)壩內(nèi)主應(yīng)力、 求得壩內(nèi)各點(diǎn)的三個(gè)應(yīng)力分量后 ,利用材料力學(xué)公式可得 (4?33) 應(yīng)力計(jì)算過(guò)程和強(qiáng)度指標(biāo) 應(yīng)力計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū) ,壩體應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn) ,對(duì)不同的計(jì)算方法有不同的規(guī)定。 重力壩壩基面壩踵、壩址的鉛直應(yīng)力應(yīng)符合下列要求 1 運(yùn)用期 在各種荷載組合下 (地震荷載除外 ),壩踵鉛直應(yīng)力不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力 ,壩址鉛直應(yīng)力小于壩基容許壓應(yīng)力。 重力壩壩體應(yīng)力應(yīng)符合下列要求 1 運(yùn)用期 (1)壩體上游面的鉛直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力 (計(jì)揚(yáng)壓力 )。 2 施工期 (1)壩體在任何截面上的主壓應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土容許壓應(yīng)力。混凝土的容許壓應(yīng)力 ,對(duì)于各級(jí)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 ,。由以上數(shù)據(jù)可知 ,兩截面在設(shè)計(jì)和校核情況下 ,強(qiáng)度均滿足要求 ,各點(diǎn)的應(yīng)力也滿足規(guī)范要求。因此 ,需要有足夠的孔口尺寸、較好體形的堰型 ,以滿足泄水的要求 。其主要泄水方式有以下兩種 : 開(kāi)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(kù)水位升高 ,下泄流量可以迅速增大 ,因此 ,當(dāng)遭遇意外洪水時(shí)可有較大的超泄能力。 大孔口溢流式 ,上部設(shè)置胸墻 ,堰頂高程較低。當(dāng)庫(kù)水位低于胸墻時(shí) ,下泄水流和開(kāi)場(chǎng)流相同 ,庫(kù)水位高出孔口一定高度后為大孔口泄流 ,超泄能力不如開(kāi)敞溢流式。 溢流壩剖面設(shè)計(jì) 溢流壩壩面的體形設(shè)計(jì) 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。 擇 : 為定型設(shè)計(jì)水頭 ,一般為校核洪水位時(shí)堰頂水頭的 75%~95%。 由查規(guī)范附錄一、附表 2 產(chǎn)生最大負(fù)壓為 ,滿足規(guī)范第 29 條 :校核洪水位閘門全開(kāi)時(shí)出現(xiàn)負(fù)壓 ,一般要求負(fù)壓值不超過(guò)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(biāo) x、 y 的原點(diǎn)取在堰頂點(diǎn) O。 取 ,則 。 消能防沖設(shè)計(jì) (1)選擇消能方式 :消能方式有面流消能、底流消能和挑流消能。 底流消能是通過(guò)水躍將泄水建筑物泄出的急流轉(zhuǎn)變成緩流 ,以消除多余動(dòng)能的消能方式。 挑流消能是利用泄水建筑物出口的挑流鼻坎 ,將下泄的急流拋向空中 ,然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床 ,與下游水流相銜接的消能方式。 因?yàn)樵搲沃坊鶐r情況較好 ,下游水也不是很深 ,下落有一定水墊深度 ,同時(shí)挑流消能具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,工程投資少 ,檢修施工方便等特點(diǎn) ,故該工程可以選用挑流消能。 ②鼻坎挑設(shè)角度 : 根據(jù)實(shí)驗(yàn) ,鼻坎挑射 角度一般采用 ,可選取 ,如圖所示。該工程下游最高水位為校核洪水位相應(yīng)的下游水位 米 ,則可選取鼻坎高程為 365 米。此外 ,故有 鼻坎處水流平均速度 v 按下式計(jì)算 ??堰面流速系數(shù) ??庫(kù)水位至坎頂?shù)母? 所以 鼻坎平均水深為 : 反弧段半徑 ,取 (3)設(shè)反弧段圓弧圓心的坐標(biāo)為 ,則 : ,即 。 ??坎頂水面流速 ,m/s,按鼻坎處平均流速的 倍計(jì) ,即 。 ??坎頂垂直方向水深 ,m, (為坎頂平均水深 ,m)。 ??堰面流速系數(shù)。 ??沖坑深度 , m。 ??上下游水位差 ,m。 ??沖坑系數(shù) ,查表 ,這里取 。 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(shè)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(zhǎng) ,因?yàn)榛⌒伍l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 ,可將支撐鉸布置在門高處。 溢流壩單寬 8 米 ,布置有兩道閘門 ,上游端設(shè)置一道平板閘門 ,為檢修閘門 。 閘墩的設(shè)計(jì) 閘墩的上游端常采用半圓或橢圓形 ,下游端一般用流線型或圓 弧曲線 ,有的用半圓形 ,閘墩厚度與閘門形式有關(guān) ,采用平板閘門時(shí)需設(shè)門槽 ,工作閘門槽深 ,寬 ,門槽處的閘墩厚度不得小于 ,以保證有足夠的強(qiáng)度 ,弧形閘門閘墩的最小厚度為 ,檢修閘門最小尺寸為 。 這里取中墩寬 4m,邊墩寬 3m,閘墩中間設(shè)橫縫分開(kāi) ,閘墩的上端為半圓弧 ,下端為矩形。 b ??閘門凈寬 (m)。 溢流堰水面線的計(jì)算 (1)水面線計(jì)算的目的 為了設(shè)計(jì)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 ,堰頂高程 441m,直線段坡度 1:。 對(duì)應(yīng)單寬下 泄流量 :。 (3)計(jì)算過(guò)程 在這里使用《水工設(shè)計(jì)手冊(cè) 6?泄水與過(guò)壩建筑物》 (以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè) 6》 )中提供的計(jì)算水面線的方法。 將計(jì)算結(jié)果整理得溢流壩面水面線 ,如下圖所示 : 導(dǎo)墻的高度在水面線的基礎(chǔ)上再加上 ,可得導(dǎo)水墻高度為 +,取為 6m。
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