1.1水利樞紐與水工建筑物的等級劃分 1 1 22.1.1洪水調(diào)節(jié)計算方法 2 2 2 3 53.1非溢流壩段經(jīng)濟剖面尺寸擬定 9 9 4.1荷載組合計算及力矩計算 5.1溢流段孔口設(shè)計及剖面設(shè)計所需參數(shù) 水利樞紐與水工建筑物的等級劃分正常運用（設(shè)計）洪水重現(xiàn)期500年，頻率為0.2%非常運用（校核）洪水重現(xiàn)期10000年，頻率為0.01%ΔV——時段初末水庫蓄水量之差(m3)；根據(jù)所給資料，工程建成后可以對下游起到防洪作用，最大的下泄流量為式q單單wB2gHwB2gHs近似計算中可以認為CMεsB2g=k，設(shè)計情況k=2.01，校核情況k=2.04計算中V取溢洪道堰頂以上庫容，計算時段取△t=6h=21600s計算過程見下泄流量下泄流量q(m3/s)4時段平均下泄流量qˉ(m3/s)2012313202038228312243231182222232242223432233212102142218121338時段平均入庫流量Qˉ32410021400201018000入庫洪水流量Q(m3/s)22330024800234002210011日20：002日02：002日08：002日14：002日20：003日02：003日08：003日14：003日20：004日02：004日08：004日14：004日20：00庫存水量水庫水位水庫存水時段內(nèi)水計算中V取溢洪道堰頂以上庫容，計算時段取△t=6h=21600s計算結(jié)果見時段內(nèi)水庫存水量變化△V時間t(h)①入庫洪水流時段平均入庫下泄流量q(段平均時段內(nèi)水庫存水量變化△V時間t(h)①量Q(m3/s)流量Qˉ(m3/s/s)流量qˉ(m3/s)（億m3)（m）②③④⑤⑥⑦⑧繪制調(diào)洪曲線要求中校核洪水最大下泄流量限制27750m3/s，校計洪水位或校核洪水位的高差，可由式（2.1）計算，應(yīng)選擇Δh=h+h+hh1%hzhc—防浪墻頂與設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差m；—累計頻率為1%的波浪高度m；—波浪中心線至設(shè)計洪水位或校和洪水位的高差m；ⅠⅡⅢ運用情況設(shè)計洪水位校核洪水位設(shè)計=0.7；hc校核=0.5——hmmH計算情況計算情況最大風(fēng)速計算風(fēng)速設(shè)計情況2校核情況2正常情況2壩頂高程=設(shè)計洪水位+Δh設(shè)壩頂高程=校核洪水位+Δh(3)設(shè)計洪水位時Δh計算hc設(shè)計=0.7H=183.59m，hc校核=0.5=x根據(jù)重力壩規(guī)范計算，×,此值接近于，所以初解曾=0.0026，內(nèi)插法得h=0.7。c根據(jù)重力壩規(guī)范計算，×,此值接近于，所以hzπh2LΔ=L＝，高程為▽。壩基面高程為▽;壩高為▽壩頂▽壩基荷載組合計算及力矩計算m3m3m3kN/m3kN截面情況壩基面折坡面截面時自重W=1317152kN。塊自重：WA=VYC＝20×15×77×24=554400KN塊自重：WB=VYC=0.5×37.95×54.21×20×24=493744.68KN塊自重：WC=VYC=0.5×(26.3＋128)×113×12×24=2510769.6KN為逆時針2971.9+15.07×851.27+75.27×4469.15）/8717.95=52.24，所以梯形形心位于D塊切塊的尺寸圖D塊切塊的尺寸圖塊塊F塊切塊的尺寸圖塊WF塊WF=VY2=0.5×(16＋19.65)×18×20×24=154008KNLF=151-77.81-19-8.944=49.24m288+32.85×17.217）/320.85=8.944，所以梯形形心位于距上游壩面8.944m塊自重：WA=VYC＝20×15×77×24=554400KN塊逆時針自重：WB=VYC=0.5×37.95×54.21×20×24=493744.68KN塊為順時針32.4+34.1×113.4）/619.2=19.1766，所以梯形形心位于距寬縫上部19.1766m塊塊自重：WE=VYC＝7×18×24×20=60480KN自重：WF=VY2=0.5×(16＋19.65)×18×20×24=154008KN壩體體積m3實體體積m3寬縫體積m3截面情況折坡面靜水壓力計算及力矩計算靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計算時常分解為水平水壓力水平水壓力水平水壓力水平水壓力計算對象正常上游設(shè)計上游校核上游正常下游設(shè)計下游校核下游計算水頭水位力臂L1=計算水頭/3=61.23m；力矩M1=-3310452.19×61.23=-202710022.4kN·m方向為順力臂L2=151-77.81-9.5=63.69m；Ⅲ區(qū)：靜水壓力P3=316494.144kN；力臂L3=計算水頭/3=18.9m；Ⅳ區(qū)：靜水壓力P4=221545.9kN；力臂L4=77.81-39.76/3=64.56m；正常蓄水位工況下的力矩之和為M=-178683644.7kN·m方向順時針。力臂L1=計算水頭/3=62m；力臂L2=151-77.81-9.5=63.69m；Ⅲ區(qū)：靜水壓力P3=355518.324kN；力臂L3=計算水頭/3=20.07m；Ⅳ區(qū)：靜水壓力P4=248862.83kN；力臂L4=77.81-42.14/3=63.76m；設(shè)計洪水位工況下的力矩之和為M=-186237304kN·m方向順時針。③校核洪水位工況力矩計算力臂L1=計算水頭/3=62.86m；力矩M1=-3489043.05×62.86=-219332876.3kN·m方向為順力臂L2=151-77.81-9.5=63.69m；Ⅲ區(qū)：靜水壓力P3=409386.996kN；力臂L3=計算水頭/3=21.53m；Ⅳ區(qū)：靜水壓力P4=286570.9kN；力臂L4=77.81-45.22/3=62.74m；校核工況下力矩之和為M=-194997819.7kN·m方向順時針。水平水壓力水平水壓力水平水壓力計算對象正常上游設(shè)計上游校核上游計算水頭水位①正常工況下，靜水壓力P=771820.389kN，力臂L=88.7/3=29.57m，力矩M=-22820156.17kN·m；矩M=-24633648.9kN·m；矩M=-26806251.92kN·m；揚壓力計算及力矩計算揚壓力包括滲透壓力和浮托力兩部分。滲透壓力是由上、下游水位差H產(chǎn)A=-1×9.81kN/m3×20m×151m×56.8m=-1682768.16kN方LA=77.81-151/2=2.31mMA=1682768.16×2.31=3887194.45kN·m逆時針方向B=-1.1×9.81×20×6×38.07=-49297.6kN方向向上LB=151-77.81-3=70.19mMB=-49297.6×70.19=-3460198.85kN·m順時針方向C=-1.1×9.81×20×34×38.07×0.5=-139676.55kN方向向上LC=151-77.81-34/3-6=55.86mMC=-139676.5×55.86=-7802331.85kN·m順時針方向D=-1.1×9.81×20×6×88.83×0.5=-57513.87kN方向向上LD=151-77.81-6/3=71.19mMD=-57513.9×71.19=-4094412.53kN·m順時針方向LA=77.81-151/2=2.31mMA=1783497.24×2.31=4119878.62kN·m逆時針方向B=-1.1×9.81×20×6×37.74=-48866.40kN方向向上LB=151-77.81-3=70.19mMB=-48866.40×70.19=-3429932.34kN·m順時針方向C=-1.1×9.81×20×34×37.74×0.5=-138454.79kN方向向上LC=151-77.81-34/3-6=55.86mMC=-138454.79×55.86=-7734084.50kN·m順時針方向D=-1.1×9.81×20×6×88.05×0.5=-57010.80kN方向向上LD=151-77.81-6/3=71.19mMD=-57010.80×71.19=-4058598.52kN·m順時針方向A=-1×9.81kN/m3×20m×151m×64.60m=-1913852.52kNLA=77.81-151/2=2.31mMA=1913852.52×2.31=4420999.32kN·m逆時針方向B=-1.1×9.81×20×6×37.20=-48167.14kN方向向上LB=151-77.81-3=70.19mMB=-48167.14×70.19=-3380851.50kN·m順時針方向C=-1.1×9.81×20×34×37.20×0.5=-136473.56kN方向向上LC=151-77.81-34/3-6=55.86mMC=-136473.56×55.86=-7623413.13kN·m順時針方向D=-1.1×9.81×20×6×86.79×0.5=-56195.00kN方向向上LD=151-77.81-6/3=71.19mMD=-56195.00×71.19=-4000521.75kN·m順時針方向正常工況設(shè)計工況校核工況上游水頭HB區(qū)揚壓力C區(qū)揚壓力D區(qū)揚壓力力矩MB力矩MC力矩MDws-----淤沙的內(nèi)摩擦角已知浮重度=12kN/m3，壩前淤積厚度為=287.6-190=97.6m，內(nèi)摩擦角w=24°,淤沙高程287.6m標準值：P3w＝0.5×[(97.6-95)＋97.6]×19×ys山×20=228452kN標準值：∑M=-15681932.68＋14550107.9=-1137824.78KN·my2=H1-L/3M=0.25×9.81×（5.68+1.379+0.34）×11.36×177.78-0.5×9.81×32由前面的計算結(jié)果可知，正常蓄水位時，壩前水深，hc=0.7，M=0.25×9.81×（7.575+1.971+0.51）×15.15×174.08-0.5×9.81×57.38×壩體的慣性力：S=xxkcxw（4.7）0α=1+0.5H/h0激蕩力公式n=KCV（4.9）），壩基面正常工況壩基面正常工況設(shè)計工況校核工況靜水壓力淤沙壓力揚壓力折坡面正常工況折坡面正常工況設(shè)計工況校核工況靜水壓力淤沙壓力揚壓力壩基面正常工況設(shè)計工況壩基面正常工況設(shè)計工況折坡面正常工況折坡面正常工況設(shè)計工況校核工況靜水壓力淤沙壓力浪壓力壩基面靜水壓力力矩淤沙壓力力矩揚壓力力矩浪壓力力矩∑M（kN·m）正常工況壩基面合力矩匯總設(shè)計工況校核工況抗滑穩(wěn)定分析f'———壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦f′=1.5壩基面A=1996m2=4822202.28+729272.3+228452-1929256.2=3850670.4kN=水平水壓力+淤沙水平壓力+浪壓力=2993958+482076+92.18=3476129.2kN設(shè)計洪水位下壩基面抗滑穩(wěn)定分析=自重+垂直水壓力+淤沙垂直壓力-揚壓力=3787950.85kN=水平水壓力+淤沙水平壓力+浪壓力=35所以=（1.5×3787950.85+1500×1996）/3520107.89=2.5≥2.5滿足抗校核洪水位下壩基面抗滑穩(wěn)定分析=自重+垂直水壓力+淤沙垂直壓力-揚壓力=3754182.66kN=水平水壓力+淤沙水平壓力+浪壓力=3657566.13kN所以=（1.5×3754182.66+1500×1996）/3657566.13=2.35≥2.0滿足地震荷載情況下壩基面抗滑穩(wěn)定分析=自重+垂直水壓力+淤沙垂直壓力+慣性力-揚壓力=4822202.28+729272.3+228452+241110.11-1929256.2=4091780.5kN=水平水壓力+淤沙水平壓力+浪壓力+激蕩力=2993958+482076+92.18+110959.9=3589089.1kN所以=（1.5×4091780.5+1500×1996）/3589089.2=2.54≥2.0滿足抗整體應(yīng)力計算與分析的方法B＝20m；B1＝12m；F＝1996m2；I＝4288129.3m4；m＝1＝0.7;n＝1＝0.2；T＝151m應(yīng)力計算坐標軸示意圖應(yīng)力計算坐標軸示意圖,而a,而a及b可垂直面上正應(yīng)力的計算計算工況選定正常蓄水位工況,T=73.19m;Ti=77.81m,上游n=0.2；上游t1=0.2×(183.7×9.8-158.1)=328.43KN下游m=0.7，下游td=0.7×(3812.3-56.8×9.8)=227C=B/2+=155306D=B/3+=163929214.69b1＋32.831=1m-2097.341.6711＋90.45b1＋12210.75c1=1m488.15111+151b1＋22801c1=328.43化簡方程：令方程組后參數(shù)為故111=-④解上式列方程組，得：11＝3373.60-0.611mb1＝-467.95＋0.221mC1=2.97-0.001431m⑤代入式從而求出m=1590.25；2403.55；b1=-118.1；c1=0.69⑥這樣就求得剪應(yīng)力的計算公式：上游段T=2403.55-118.1x＋0.69x2寬縫段T=1590.25-118.1x+0.69x2下游段T=2278.96-118.1x0.69x20.67*7b1+0.67*49cd=i+1m1.671a+0.67*135b1+0.67*182254=j+4m1+151b1+228014＝-106.3211＝-129.55-0.614mb1＝15.64+0.224mc4＝-0.10-0.001434m11＝-129.55-0.614m＝-87.01b1＝15.64+0.22m＝0.32d＝1am＋p'＝1605.072寬縫段2＝910.92-152.41x＋0.63x2-0.00094x3計算工況選定設(shè)計洪水位工況1.垂直正應(yīng)力y,T=73.19m;Ti=77.81m,上游n=0.2；上游t1=0.2×(186×9.8-4.78)=363.604KN下游m=0.7，下游td=0.7×(3911.15-60.2×9.8)=2324.83KNC=B/2+=155306D=B/3+=163929214.69b1＋32.831=1m-2133.061.6711＋90.45b1＋12210.75c1=1m-499.821u1＋151b1＋22801c1=363.604化簡方程：令方程組后參數(shù)為故111=-④解上式列方程組，得：11＝3414.27-0.611mb1=-475.94+0.221mC1=3.02-0.001431m⑤代入式從而求出m=1616.26；2428.35；b1=—120.36；c1=0.71上游段t=2428.35-120.36x＋0.71x2寬縫段t=1616.26-120.36x＋0.71x2下游段t=2324.83-120.36x＋0.71x20.67*7b1+0.67*49cd=i+1m1.671a+0.67*135b1+0.67*182254=j+4m1.67a11+90.45b1+12210.754＝-55.17+4m1+151b1+22801＝-109.5011＝-130.94-0.614mb1＝15.84+0.224mc4＝-0.10-0.001434m11=-130.94-0.614m＝-87.792d=1am＋p'=1637.18b2m＝1m＋b1＝-154.98下游段2=1637.18-145.88x+0.63x2-0.00093x3計算工況選定校核洪水位工況,T=73.19m;Ti=77.81m,a=-=4047.94；b="=-2785上游n=0.2；上游t1=0.2×(188.6×9.8-0)下游m=0.7，下游td=0.7×(4047.94-64.6×9.8)=2390.4KNC=B/2+=155306D=B/3+=163929214.69b1＋32.831=1m-2184.921.6711＋90.45b1＋12210.75c1=1m-516.3111＋151b1＋22801c1=369.66化簡方程：令方程組后參數(shù)為故111=-④解上式列方程組，得：11＝3494.76-0.611mb1＝-487.51＋0.221mC1=3.09-0.001431m⑤代入式從而求出上游段T=2487.52-124.24x＋0.73x2寬縫段T=1654.23-124.24x＋0.73x2下游段T=2390.4-124.24x＋0.73x20.67*7b1+0.67*49cd=i+1m1.671a+0.67*135b1+0.67*182254=j+4m4.69b1+32.834＝72.77+4m1.67a11＋90.45b1+12210.754＝-56.96+4m1+151b1+228014＝-113.6211＝-134.16-0.614mb1＝16.26+0.224mc4＝-0.11-0.001434m11=-134.16-0.611m=-89.79c1=-0.11-0.00143a1m=-0.00282d=1am＋p'＝1683.08上游n=0.2；上游t1=0.2×(183.7×9.8-614.13)=237.23KN下游m=0.7，下游td=0.7×(3401.59-56.8×9.8)=1991.47KNC=B/2+=155306D=B/3+=163929214.69b1＋32.831=1m-1791.011.6711＋90.45b1＋12210.75c1=1m-438.50111+151b1＋22801c1=237.23111=-11＝2882.07-0.611mb1＝-399.59＋0.221mC1＝2.53-0.001431mm=1290.54；2094.84；b1=-115.67；c1=0.68上游段T=2094.84-115.67x＋0.68x2寬縫段T=1290.54-115.67x+0.68x2下游段T=1991.47-115.67x+0.68x20.67*7b1+0.67*49cd=i+1m1.671a+0.67*135b1+0.67*182254=j+4m1.67a11+90.45b1+12210.754＝-54.24+4m1+151b1+22801＝-104.974＝-132.63-0.614mb1＝15.88+0.224mc4＝-0.10-0.001434m11=-132.63-0.614m＝-89.562d=1am＋p'＝1403.83。為沿寬縫邊的斷面I—I，而斷面上有點A處的應(yīng)力A為更重要的控制因素。P=pl-p(4.21)M=0.5pl(L-l)-0.5ps2-pae(4.22)p=y0×h*深+ysb×h沙＝2993.9KN/m2(4.24)M=0.5×10936.2×13=71085.38KNP=-0.5x1822.7x9=-8202.15kNdOdx溢流段孔口設(shè)計及剖面設(shè)計所需參數(shù)堰上最大水頭Hmax＝校核洪水位-堰頂高程＝378.59-353＝25.59m0式中：——堰面流速系數(shù)取0.96H——庫水位至坎頂?shù)母卟?Bv===x水舌挑距和沖刷坑深度12求得L=312.33mkk上游最高水位θ下游最高水位t=th-64.6=-4.11mk=1.963冪曲線：x185=2×230.85yxc=38.39；yc=29.67a=0.28~0.30所以反弧圓心高程Hgd=H*+RCOS0=302.32m溢流曲線形狀的確定xx0y進死水位2壓力鋼管的結(jié)構(gòu)設(shè)計H—靜水頭，采用設(shè)計水位HHHRR0RaR111 σRp2R211a2 σR1R31=x205= σRCC==0.0457-μ2+Ca b-2aE