A江水利枢纽薄双曲拱坝设计 计算书Word格式.docx
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530.2905
1890.075
3723.24
5928.828
中孔侧收缩系数
0.927237
0.929733
0.931876
0.933736
中孔下泄流量(m3/s)
3003.312
3133.119
3257.776
3377.85
总下泄流量(m3/s)
3533.603
5023.194
6981.016
9306.678
起调流量3871.603m3/s,做出4表孔+2中孔的泄洪能力曲线及水库水位与所需的最大泄流量的曲线,由两条曲线的交点可以得出:
最大泄洪流量:
设计6420m3/s
校核7350m3/s
最高水位:
设计188.3m
校核190.4m
方案二:
2浅孔+2中孔
浅孔:
进口高程164m,出口高程154m,孔口宽8.5m,高8m
a=7mB=17m
进口高程135m,出口高程130m,孔口宽7.4m,高7.4m
a=7.4mB=14.8m
表1-22浅孔2中孔泄流方案
2浅孔2中孔泄流
浅孔侧收缩系数
0.884333
0.895143
0.90325
0.909556
浅孔下泄流量(m3/s)
2609.817
2853.381
3078.02
3287.524
0.925222
0.927881
0.930163
0.932143
3119.337
3255.264
3385.762
3511.43
6067.153
6446.646
6801.781
7136.953
起调流量6067.2m3/s,做出2浅孔+2中孔的泄洪能力曲线及水库水位与所需的最大泄流量的曲线,由两条曲线的交点可以得出:
设计6520m3/s
校核7000m3/s
设计186.9m
校核189.8m
方案三:
4中孔
进口高程135m,出口高程130m,孔口宽7.5m,高7.5m
a=7.5mB=30m
表1-34中孔泄流方案
4中孔泄流
水头
6184.448
6437.138
6679.804
6913.548
起调流量6184.4m3/s,做出4中孔的泄洪能力曲线及水库水位与所需的最大泄流量的曲线,由两条曲线的交点可以得出:
设计6540m3/s
校核6640m3/s
1.2.2泄流方案的选择
由下游容许下泄流量在设计情况下为6550m3/s,校核情况下为7550m3/s.选择泄洪防方案,即设置两浅孔,孔口尺寸为8.5m×
8m,进口底高程为164m,出口底高程154m,两中孔,孔口尺寸为7.4m×
7.4m,进口底高程为135m,出口底高程为130m。
设计洪水时,设计水位为186.9m,下泄流量为6520m3/s,小于允许流量6550m3/s,。
校核洪水时,校核洪水位为189.8m,下泄流量为7000m3/s,小于允许下泄流量7550m3/s。
1.2.3确定坝高
1.2.3.1波浪三要素计算(采用官厅水库公式)
坝顶超出水库静水位的高度△h为
式中V0—计算风速,m/s;
D—库面吹程,m;
—平均波高,m;
—平均波周期,s;
H—水深,m。
1.2.3.2坝顶高程计算
坝顶高程=Max{设计洪水位+△h设,校核洪水位+△h校}
其中:
△h=2
式中h1%—累积频率1%的波浪高度(m),
hz—波浪中心线高出静水位的高度(m),
hc—取决于坝的级别和计算情况的安全超高(等级为1级时:
设计hc=0.7m,校核hc=0.5m)。
经计算得:
坝顶高程为192.3米,即拱坝坝高100.3米。
第二章大坝工程量比较
2.1大坝剖面设计计算
混凝土重力坝:
坝前水深:
189.8-92=97.8m
最大坝高:
192.3-92=100.3m
㈠基本剖面
⑴根据应力条件,确定坝底最小宽度
式中
=24kN/m3
=10kN/m3扬压力折减系数α1取0.25
则B=97.8/(24/10-0.25)1/2=68.4m
⑵按稳定条件确定坝底最小宽度
式中
=1.10
=0.7
=0
=0.25
则B=1.1×
97.8/[0.7×
(24/10+0-0.25)]=73.3m
综合⑴⑵,取坝底最小宽度B=74m
㈡实用剖面
⑴坝顶宽度:
取坝高的8~10%,即(8~10%)×
100.3=(8.02~10.03)m,取为10m
⑵下游坡度为1:
0.75
⑶上游设折坡,折坡点距坝底的高度取为坝高的1/3~2/3范围内,即(1/3~2/3)×
100.3=(33.1~66.2)m,取为54m。
⑷上游折坡的坡度取为1:
0.15
⑸坝底宽度为6+(100.3-2.48-13.33)×
0.75+10=81.47m
㈢排水位置
设计洪水最大下泄流量为6520m3/s,则Z下=114.4m,水头H=189.8-114.4=75.4m
廊道上游壁到上游坝面距离不小于0.05~0.1倍水头,且不小于4~5m,即(0.05~0.1)×
75.4=(3.77~7.54)m,取为6m。
宽取2.5m,高取3m。
㈣荷载计算
设计水位时
⑴坝体自重
W1=1/2×
6×
40×
24=2880kN/m
W2=10×
95×
24=22800kN/m
W3=1/2×
60×
81.1×
24=58392kN/m
W=W1+W2+W3=84072kN/m
⑵水压力
垂直水压力
W水上=10×
8.1×
(186.9-146)+10×
54/2=5499.9kN/m
W水下=1/2×
10×
(114-92)²
×
0.75=1815kN/m
水平水压力
P上=1/2γ0H上2=1/2×
(186.9-92)2=44175.5kN/m
P下=1/2γ0H下2=1/2×
(114.0-92)2=2420.0kN/m
⑶扬压力
=22m,
m,
U1=10×
22×
81.47=17923.4kN/m
U2=10×
0.25×
72.9×
14.1=2569.71kN/m
U3=1/2×
67.37×
10=6139.09kN/m
U4=1/2×
14.1×
54.675=3854.59kN/m
⑷浪压力
=54.31kN/m
⑸泥沙压力
垂直泥沙压力8.5×
23²
0.15/2=337.2kN/m
水平泥沙压力Ph=1/2γnhn2tg2(45o-φn/2)
式中γn=8.5kN/m3hn=115-92=23mφn=10o故
Ph=1/2×
8.5×
232×
tg2(45o-10o/2)=1582.9kN/m
㈤稳定校核
设计状况
f(∑W-U)/∑P
={0.75/3×
(93575.4+5499.9+1815-17923.4-(2569.73+3854.59×
1.1)-6139.09×
1.2+337.2)+0.5/3×
81.47×
10³
}/(44174.5-2420+1582.97×
1.2+54.31×
1.2)=1.16>
[K]
校核状况
f(∑W-U)/∑P
=0.75/3×
(93575.4+5734.8+1898.4-18330.75-(2654.325+3981.57×
1.1)-6341.2×
}/(47824.2-2531.25+1582.97×
1.2+19.64×
1.2)/1.2
=1.12>
∴稳定满足要求
㈥应力分析(取坝基面)
设计水位
力(kN)
力臂(m)
弯矩(10^5kN/m)
重力
3799.2
27.635
1.05
5248.8
35.335
1.85
84456
8.178
6.91
静水压力
5499.9
36.9
2.03
44175.5
31.63
-13.97
1815
29.735
-0.54
2420
7.33
0.177
扬压力
17923.4
2509.73
33.685
-0.845
6139.09
4.18
-0.26
3854.59
36.035
-1.39
淤沙压力
1582.97
18
0.285
浪压力
忽略
上游拉应力
=420.2>
0满足
=2183.6<
21833.3应力满足
校核水位
5734.8
2.12
47824.2
32.6
-15.59
1898.4
-5.565
2531.25
7.5
0.1898
18330.75
2654.325
-0.894
3891.5
-1.435
6341.2
-0.65
=265.77>
=2306.7<
2.2工程量比较
比较重力坝和拱坝的工程
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