4溢流壩段設(shè)計4.1孔口設(shè)計=1\*GB2⑴泄水方式的選擇：為使水庫有較好的超泄能力，結(jié)合本工程實際情況，采用開敞式孔口溢流。=2\*GB2⑵洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定：本次設(shè)計的主要建筑物級別為3級，根據(jù)規(guī)范《水利水電樞紐等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》查山區(qū)、丘陵區(qū)水利工程建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)，采用50年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，500年一遇的洪水校核。=3\*GB2⑶流量的確定：由基本資料可知，設(shè)計洪水情況下，溢流壩的下泄流量為8640；校核洪水情況下，溢流壩的下泄流量為11840。=4\*GB2⑷單寬流量的選擇：壩址處基巖比較堅硬完整，綜合樞紐的布置及下游的消能防沖要求，單寬流量取120。=5\*GB2⑸孔口凈寬的擬定：分別計算設(shè)計和校核情況下溢洪道所需孔口寬度，計算成果如下：根據(jù)公式B=Q/qB=8640/120=72根據(jù)以上計算，取每孔凈寬b=16m，孔數(shù)=5，則實際溢流壩孔口凈寬為80m，=6\*GB2⑹溢流壩段總長度（溢流孔口的總寬度）的確定：根據(jù)工程經(jīng)驗擬定閘墩的厚度為：中墩厚4m，邊墩厚3m；則溢流壩段的總長度為:=7\*GB2⑺堰頂高程的確定：由堰流公式：式中：Q—流量—淹沒系數(shù)。不淹沒時取1.0m—流量系數(shù)?！獋?cè)搜索系數(shù)。n—孔數(shù)b—單孔凈寬擬定側(cè)收縮系數(shù)＝0.92，流量系數(shù)＝0.502，因為過堰水流為自由出流，故＝1，c=1.0，由堰流公式：，計算堰上水頭，再計算堰頂高程，如表4-1所示。表4-1堰頂高程計算表格計算情況水位（m）流量（m3/s）側(cè)收縮系數(shù)流量系數(shù)m孔口凈寬（m）堰上水頭（m）堰頂高程（m）設(shè)計情況131.8386400.920.5028014.1117.73校核情況135.82118400.920.5028017.4118.42所以，堰頂高程取117.73m。=8\*GB2⑻閘門高度的確定，計算如下：門高＝正常蓄水位－堰頂高程＋(0.1～0.2)＝130-117.73+0.1=12.37m，查規(guī)范取門高為13m。=9\*GB2⑼定型設(shè)計水頭的確定：堰上最大水頭＝校核洪水位－堰頂高程＝135.82-117.73=18.09，定型設(shè)計水頭(75%~95%)＝13.57～17.19m?。?6.3m,/=16.3/18.09=0.91經(jīng)查表4-2可知，壩面最大負(fù)壓0.18＝2.9m，小于《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》最大負(fù)壓不超過3～6水柱高度，符合要求。表4-2堰面可能出現(xiàn)的最大負(fù)壓0.750.7750.80.8950.8750.90.951最大負(fù)壓0.50.450.40.350.250.20.10=10\*GB2⑽泄流能力校核：先由水力學(xué)公式計算側(cè)收縮系數(shù)，然后計算不同作用下的流量系數(shù)，根據(jù)已知條件，采用堰流公式(4-1)來校核堰的泄流能力，計算結(jié)果見表4-3：根據(jù)《水力學(xué)》查得；m=0.49，②的取值是由水力學(xué)公式（4-2）計算得到，R的選擇流能比有關(guān)，一般選擇為H/R=2.1～8.4。本設(shè)計中選擇H/R=5，而式中H=28m，因此得到R=4m。4.2.3戽唇高度a為防止泥沙入戽，戽唇應(yīng)高于河床，對于戽端無切線延長時，有a=R(1-cosθ)，因此得到a=1.2m。4.2.4戽底高程Z0戽底高程一般取與下游河床同高，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是以保證在各級下游水位條件下均能發(fā)生穩(wěn)定的戽流為原則。戽底太高，容易發(fā)生挑流流態(tài)；戽底太低，雖能保證戽流流態(tài)產(chǎn)生，但降低過多，挖方量增多。因此，戽底高程的確定，需將流態(tài)要求和工程量的大小一并考慮，取Z0=102m，與下有河床一樣高。4.3溢流壩的剖面設(shè)計溢流壩基本剖面為三角形，一般其上游面為鉛面直面或折線面，溢流面由頂部曲線、底部反孤段兩部分組成。見圖4.2所示。XY32圖4.2溢流壩剖面1-頂部曲線段2-反弧段3-切點4-基本斷面5-溢流水舌4.3.1上游側(cè)曲線確定上游側(cè)采用橢圓曲線，其方程為：（4-6）其中定型設(shè)計水頭=16.3m，按閘門布置要求，取，b=a/(0.87+3a)=0.17，橢圓方程為：=1（4-7）4.3.2堰頂下游段堰面曲線確定曲線采用冪曲線：（4-8）式中Hd—定型設(shè)計水頭，此處為16.3m；k,n—與上游面的傾斜度有關(guān)的參數(shù)；x,y—為以堰頂點為坐標(biāo)原點，x以向下游為正，y以向下為正；因上游面鉛直，所以n=1.85,k=2.0;所以即y=0.0467按上式算得的坐標(biāo)值如下表4－4：表4-5O點下游曲線坐標(biāo)值（m）x12345678Y0.04670.1680.3570.6070.9181.2861.7102.189x910111213141516Y2.7223.3083.9464.6355.3756.1657.0047.892根據(jù)表中數(shù)值可繪得堰頂下游曲線OC。4.3.3反弧段確定反弧曲線的上端與上游冪曲線相切于D點，下游與河床相切于E點，D點、E點及反弧段曲線圓心O’點的坐標(biāo)，可用作圖法確定。即切點D（22.02，14.22）,圓心（25.15，11.73），E(25.15，15.73)4.3.4壩基寬度B的計算附加上鼻坎厚度1.2m,則整個壩基寬度為：B=25.15+1.2+4×0.707+4.9=34.1m圖4.3溢流壩剖面示意圖4.4閘門與啟閉設(shè)備的選型目前工程中應(yīng)用比較廣泛的有平面閘門和弧形閘門。弧形閘門和平面直開閘門均為方案選擇中優(yōu)先考慮的門型，弧形閘門的優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：①可封閉相當(dāng)大面積的孔口。②所需要高度和厚度較小。③沒有影響水流流態(tài)的門槽。④所需啟閉力較小。缺點：①需要較長的閘墩。②閘門所占空間位置較大。③不能提出孔以外進(jìn)行檢修維護(hù)，不能在孔口間互換。④閘門所承受總水壓力集中于支座處，對土建結(jié)構(gòu)不利。平面閘門是使用廣泛的一種門型，因為它能滿足各種類型泄水孔道的需要，它的優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：①門葉可以移出出口便于檢修閘門。②所占順?biāo)鞣较虻目臻g尺寸較小。③門葉可以在孔口之間互換，故在孔數(shù)較多時，可兼做事故閘門和檢修閘門。④對移動式啟閉機(jī)的適應(yīng)性較好。⑤閘門所占空間位置較小。缺點：①由于門槽的存在，特別是深孔平面閘門，會影響流道的平滑，容易引起空蝕破壞。②閘門啟閉力較弧形閘門大，需用較大的啟閉機(jī)。③對于露頂閘門，由于泄水時，閘門底部需高出最高水位，故工作橋排架較高。結(jié)合本設(shè)計的具體情況，故選用弧形閘門，采用頂露頂式弧形閘門作為工作閘門，選用平面閘門作為檢修閘門。4.41、工作閘門的布置參見《水工鋼閘門設(shè)計》中，在露頂式閘門中，弧形板曲率半徑與門高的比值一般?。?.0~1.5）H，支鉸位置布置在過流時不受水流及漂浮物沖擊的高程上，支鉸可設(shè)在堰頂以上（0.5~0.75）H。已知閘門高H=13m則：R=（1.0～1.5）H=（13~19.5）m所以取值為R=16m。h=（0.50～0.75）H=（6.5~9.8）m所以取值為h=8m。支鉸位置布置在高程為：117.73m+8m=125.73m處。2．檢修閘門的布置檢修閘門為平面閘門，布置在工作閘門上游2m處。閘門槽寬度取80cm，深度取50cm。為了方便檢修閘門的啟閉和移動，在溢流壩檢修閘門頂部設(shè)置便橋，布置移動式啟閉機(jī)。4.4計算公式參照《水工鋼結(jié)構(gòu)》附錄十一。露頂式弧形閘門：當(dāng)，（4-16）當(dāng)，（4-17）式中：、——閘門孔口高度和寬度,m；——設(shè)計水頭,m；——材料系數(shù)：閘門用低合金鋼時，=0.8，閘門用普通碳素鋼時，=1.0；——孔口寬度系數(shù)：當(dāng)m時,=0.29；當(dāng)時，=0.472；當(dāng)時,=0.075；當(dāng)m時,=0.105；已知：閘門孔口高度H=13m，閘門孔口寬度B=16m，設(shè)計水頭，=0.75，采用普通碳素鋼，=1.0，故：=0.075×1.0×16.3××9.81=1274KN4.4.3啟閉設(shè)備的選擇在本設(shè)計中，弧形閘門采用固定式卷揚啟閉機(jī)，因為固定式卷揚啟閉機(jī)在啟閉和揚程方面有寬廣的使用范圍，其主要靠自重、水柱或其它加重方式關(guān)閉孔口閘門和要求在短時間內(nèi)全部開啟的閘門，另外固定式卷揚啟閉機(jī)可增設(shè)飛擺調(diào)速器裝置，閉門速度快。因此，廣泛應(yīng)用于弧形閘門和平面閘門上。參照《閘門與啟閉設(shè)備》，面板為弧形且其圓心就是鉸心的弧形閘門，啟門力按下式計算：(噸)（4-18）閉門力按下式計算：(噸)（4-19）如果計算出的值為負(fù)值，則可依靠閘門的自重關(guān)閉；若為正值，則需要考慮加重；也可采用施加壓力的螺桿式或油壓式啟閉機(jī)。鉸軸的摩擦阻力（噸）公式為：（4-20）止水的摩擦阻力（噸）公式為：（4-21）上式中：——啟閉力作用點對鉸心的力臂，m；——作用在閘門上總水壓力；——軸與軸套的滑動摩擦系數(shù)，與平面閘門滾輪用的相同，（銅合金軸套對鋼軸為0.3，膠木軸套對鋼軸為0.15），本設(shè)計去0.15；——止水與止水座的話頂摩擦系數(shù)（橡皮對鋼板為0.5，橡皮對水泥砂漿面或磨石子面為0.70）.本設(shè)計取0.5——止水摩擦阻力（噸），與平面閘門的計算相同；——鉸軸的摩擦阻力（噸）；——作用在止水上的水壓力（噸），可從側(cè)止水和頂止水的總長度乘以止水橡皮作用的寬度，再乘以平均水壓力得出；——鉸軸的半徑，m；——止水作用力對鉸心的力臂，m；——閘門重心處對鉸心的力臂，m；需按設(shè)計圖紙算出的閘門重心位置求出，初估時可以采用（為閘門面板弧面的半徑）——摩擦阻力的安全系數(shù)，一般取1.2；——計算閉門力用的門重修正系數(shù)，一般取0.9；——計算啟門力和持住力用的門重修正系數(shù)，一般取1.1。已知：R=16m，取，，，=15.8m，=13m，圖4.4弧門受力圖每側(cè)止水寬度取6cm，側(cè)止水受壓長度11m，底止水受壓長度15m則：作用在閘門上的總水壓力：P=0.5×10×16.3×16.3×16=21248KN鉸軸的摩擦阻力公式為：（4-15）采用膠木套軸對鋼軸或0.5KN止水摩擦阻力公式為：=0.15×1328=199KN則：閘門當(dāng)寬高比大于1.0時啟閉機(jī)宜采用雙吊點。因15/11>1故采用雙吊點啟閉機(jī)。查《閘門與啟閉設(shè)備》選用QPK—2×200/2×100-10/14型,自重為44500Kg。圖4.5啟閉機(jī)4.5交通橋、工作橋的設(shè)計4.5.11．目前，溢流壩頂設(shè)計中常受到閘門尺寸及啟閉設(shè)備的限制。溢流壩段單孔的寬度一般都不太大，所以壩頂公路橋都屬于中、小跨度結(jié)構(gòu)，多采用拱式橋或預(yù)制裝配式梁式橋。①拱橋的特點：能充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材，其缺點是施工不如板梁方便，由于施工程序較多，安排不當(dāng)會干擾閘室的施工。②預(yù)制裝配式梁式橋的特點：制造和安排方便，架好后就可以作為臨時交通以利于閘室的施工；其建筑高度小，又可以浸水，所以在鋼材供應(yīng)不是太困難的情況下常被采用。根據(jù)以上特點，選用預(yù)制裝配式梁式橋。2．壩頂公路橋的布置：?？紤]以下因素：（1）閘室底板的地基應(yīng)力分布，一般情況下，公路橋布置在閘門的下游面。（2）閘門形式才用弧形式閘門的，閘門下游的閘室空間大，可將公路布置在其下游側(cè)。（3）與兩岸的連接，若兩岸的公路路面較低時，為避免車輛通過橋爬高，宜將公路橋就低布置。（4）橋梁在布置時，應(yīng)注意要留有一定的橋下凈空，梁式橋橋上凈空要求梁底高出設(shè)計水位（包括壅高和浪高）0.5米以上，若有流冰，則應(yīng)高出流冰面0.75米。公路橋的橋面總寬6m，凈寬4m，每邊設(shè)1m寬的人行道.公路橋頂部構(gòu)造的底面高程，根據(jù)上述的橋下凈空確定，公路橋面高程由上部構(gòu)造的底面高程加上部構(gòu)造的建筑高度確定，同時也應(yīng)該考慮非溢流壩段的頂部高程。設(shè)定公路橋的頂部高程為136.82m。公路橋由2根預(yù)制的“T”型梁裝配而成，梁高為跨度的1/8~1/10，梁肋寬約為梁高的1/2.5~1/4，按照以上要求（公路橋單孔凈跨16米）確定：梁高：取梁肋寬：（1/2.5~1/4）×2=0.5~0.8m，取b=50cm。梁板的厚度為20cm，梁板寬度為梁肋截面尺寸為0.5×0.6m。公路橋放在閘墩尾部，考慮不影響弧形閘門和墩的美觀而距墩尾圓弧頭部1.5m。具體尺寸見下圖：（單位：厘米）圖4.6公路橋梁簡圖4.5.2由于工作橋供設(shè)置啟閉機(jī)和管理操作之用，因而橋的位置是由啟閉機(jī)設(shè)備、閘門類型及布置和啟閉方式而定。橋的高度必須保證閘門開啟不影響泄放流量，同時要有利于將閘門從孔口中取出檢修。由于閘墩的高程能夠滿足上述要求，可以把工作橋直接放在閘墩上。（1）工作橋梁的設(shè)計工作橋采用鋼筋混凝土板梁式結(jié)構(gòu)。工作橋設(shè)置兩根縱梁，采用T形截面梁。工作橋支承排架位于136.82~139.82高程，放在閘墩上，根據(jù)其構(gòu)造設(shè)計和運用要求，定總高為1.0m，總寬為3.7m，凈跨度為2.5m，斷面尺寸按根據(jù)工程經(jīng)驗，擬定b×h=0.6m×0.6m。工作橋頂部高程為140.82m，總寬4m，梁高1m，梁肋寬50cm。按布置時滿足檢修閘門啟吊和孔口之間的移動，兩根連續(xù)梁中心線與排架中心線不重合，而向下游偏離0.16m。布置時排架中心線，按啟閉弧形閘門要求，距閘墩中心線的距離為6.55m。工作橋縱梁翼板厚度，在懸臂梁外緣因要做欄桿其厚度不小于7cm；懸臂梁根部梁肋不小于12cm；懸臂寬度為40~70cm。初步擬定懸臂外緣為15cm，梁肋根部為30cm，懸臂寬度為為保證兩根縱梁的可靠連結(jié)，在啟閉機(jī)下面設(shè)置橫梁。在每個機(jī)座下面布置兩條橫梁，每條橫梁中線基本與啟閉機(jī)腳螺栓排列的行線相一致，橫梁高度可取縱梁的2/3~3/4，一般取40~50cm，橫梁寬度不小于18cm，一般取20~25檢修閘門啟閉機(jī)的支承立柱是標(biāo)號為150#的鋼筋混凝土制成，位于136.82~140.82m高程，置于閘墩上，立柱斷面尺寸為，上部為牛腿形式，立柱底部中心線距閘墩邊緣距離為2.3m。具體尺寸見下圖4.7。圖4.7工作橋梁簡圖（2）工作橋排架的設(shè)計將其直接放在閘墩上面，高程為136.82+3=139.82m。橫梁截面尺寸60×60cm，縱梁尺寸60×60cm。按一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算，布置時，排架中心線按啟閉弧形閘門要求，距閘墩中心線的距離為6.55m。具體尺寸見下圖4.8。圖4.8工作橋排架簡圖4.6閘墩及導(dǎo)水墻的設(shè)計4.6.1閘墩的設(shè)計閘墩承受閘門傳來的水壓力，也是壩頂橋梁的支撐。閘墩的基本形狀，在上游端應(yīng)使水流平順，減少孔口水流的側(cè)收縮；下游端應(yīng)減小墩后水流的水冠和沖擊波。在本設(shè)計閘墩采用半圓形。閘墩的厚度與閘門的形式有關(guān)。采用弧型閘門時，不需要閘門槽，而在閘墩上加設(shè)牛腿，以支承閘門的臂力。工作閘門采用弧形閘門，閘墩的最小厚度為1.5～2.0，所以擬定中墩的厚度為3，邊墩的厚度為3。工作閘門前設(shè)置檢修閘門。閘墩的長度和高度，應(yīng)滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機(jī)械的要求。根據(jù)以上要求擬定閘墩長度24，高程136.82。4.6邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻。其的長度為：當(dāng)挑流消能時，導(dǎo)水墻延伸到鼻坎末端；當(dāng)?shù)琢飨軙r，導(dǎo)水墻延伸到消力池護(hù)坦末端；高度：墻頂應(yīng)高出摻氣后水深的0.5～1.5，本設(shè)計采用的是挑流消能，故導(dǎo)水墻延伸至鼻坎末端；由《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》摻氣后水深的估算公式為：（4-22）式中：——摻氣前的水深，；——摻氣后的水深，；——摻氣前計算斷面上的平均流速，/s；——修正系數(shù)，一般為1.0s/m～1.4s/m,視流速和斷面收縮情況而定，當(dāng)流速大于20m/s時，宜采用較大值，此處取1.0。已知：在摻氣前，==21.4m/s因為所以m則==因此導(dǎo)水墻高度為：4.37+1=5.37m,取5.4m。其結(jié)構(gòu)形式為，端部為固定在壩體內(nèi)的的懸臂混凝土結(jié)構(gòu)，壩體下游的導(dǎo)水墻采用重力式結(jié)構(gòu)，墻頂面寬0.5m，邊閘墩末導(dǎo)水墻頂和鼻坎處導(dǎo)水墻連接坡度取1：0.7。4.7溢流壩段穩(wěn)定驗算沿壩軸線取19m（相鄰兩縫墩中心線間的距離）計算時按以下工況考慮：工況Ⅰ：校核洪水位時，閘門全開情況下，水壓力、自重等荷載對壩基截面的作用力。工況Ⅱ：設(shè)計洪水水位，閘門全開情況下，水壓力、自重等荷載對壩基截面的作用力。圖4.9溢流壩分塊計算示意圖4.7.1自重在荷載圖上，橫截面為1/4橢圓形，查《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》求圖形的面積和形心。如圖4.10所示。面積：m2形心：=0.576h=0.576×4.9=2.8m=10.8×24×16=4147kN=（17.05-2.8）×4147=59095kN·m圖4.104.7.2自重冪曲線所包含的面積用積分進(jìn)行計算，算到閘墩末為止。圖中陰影以外面積:m2陰影部分面積14.22×22.02-110=203m2=203×24×16=77952kN 自重產(chǎn)生的彎矩：先求出陰影以外部分的面積矩kN·m則陰影內(nèi)這部分面積形心矩坐標(biāo)O的水平距離為：故彎矩77952×（17.05-4.9-8.1）=315707kN·m4.7.3自重、的計算=（14.22-2.8）×4.9×24×16=21488KNS=17.05-4.9/2=14.6m21488×14.6=313725kN·m=34.1×(117.73-94-15.73)×24×16=104755KNS=0m0kN·m4.7.4自重、的計算圓方程，即：陰影部分面積:圖4.12當(dāng)=4m、=3.13m時，=1.4當(dāng)=4m、=2.8m時，=1面積矩當(dāng)=4m、=3.13m時，=3.4當(dāng)=4m、=2.8m時，=2.1重心距Oy軸距離當(dāng)=3.13m時，m當(dāng)=2.8m時，m故：KN=638×10.62=6775kN·m1×24×19=456KN=456×15.15=6908kN·m4.7.5自重的計算=0.5×1.2×1.2×24×16=276KN276×（17.05-1.2×2/3）=4485kN·m4.7.6弧形閘門自重及彎矩的計算=1274KNS=17.05-4.9-1.1=11.05m=11.05×1274=14078kN·m4.7.7啟閉機(jī)自重及彎矩的計算=44500KNS=6.55+6.35-0.16=12.74m=44500×12.74=566930kN·m4.7.8交通橋自重及彎矩的計算=2×（3.0×0.2+0.5×1.8）×24×19=1368KNS=12-6.55-1.5-1.5-3=-0.55m=0.55×1368=752KN·M。4.7.9閘墩重的計算W=（3.14×+20×3）×(136.82-108.9)×24=44939kN對截面形心力臂：s=6.55m所以：M=44939×6.55=294350kN·m4.7.10工作橋重的計算：（1）板重：W=0.15×[5+0.58+0.50+0.5×(0.58+0.8+2×0.5)]×24×19=497kN力臂：6.35+6.55-0.16=12.74mM=497×12.74=6332kN·m（2）梁重：W=2×0.5×0.7×24×19=319kN力臂：6.35+6.55-0.16+0.11=12.85mM=12.85×319=4099kN·m（3）排架重：W=(2××3+×2.5)×24=73.44kN力臂：6.33+6.55=12.9mM=12.9×73.44=947kN·m（4）立柱：W=0.7[0.6×4+0.5×(0.6+0.9)×0.3]×24=44kN力臂：6.55+12-2.0-0.34=16.21mM=16.21×44=713kN·m4.8校核洪水位時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算（1）荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+動水壓力（2）荷載組合計算：包括壩體自重，靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水平泥沙壓力。具體計算見荷載計算表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表。校核洪水位時動水壓力的計算反弧段平均流速：式中：—堰面流速系數(shù)，取=0.913；—上游水位至反弧鼻坎的高差，即m因此：m/s單寬流量：m3/s根據(jù)《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》9.3.2：溢流壩泄水建筑物反弧段上離心力的水平及垂直分力代表值可按下式計算：（4-16）（4-17）式中：——單位寬度上離心力的水平分力代表值（N/m）；——單位寬度上離心力的垂直分力代表值（N/m）；、——=51.5°，=45°。所以：水平動水壓力：==5024KN垂直動水壓力：==83168kN反弧中心角=反弧最低點高程為：102m。力臂：=8＋4－4(48.25°－45°)=8m=17.05－4×45°－４×（48.25°－45°）－1.2=12.8m力矩：=5024×8=40192kN·m=83168×12.8=1064550kN·m表3-1荷載作用的分項系數(shù)序號作用類別分項系數(shù)1自重1.02靜水壓力1.03動水壓力1.14滲透壓力1.25浮托力1.06泥沙壓力1.27浪壓力1.28機(jī)械自重1.09工作橋自重1.010閘墩自重1.0表4-4溢流壩荷載計算表溢流壩荷載計算表荷載垂直力(KN,標(biāo)準(zhǔn)值)垂直力(KN，設(shè)計值)對壩底中點力臂（m）力矩（kNm）↓↑↓↑計算值↙+↘-壩體自重G1（1.0）4147—4147—14.2559095—G2（1.0）77952—77952—4.05315705—G3（1.0）21488—21488—14.6313725—G4（1.0）104755—104755—00—G5（1.0）638—638—10.62—6775G6（1.0）456—456—15.15—6908G7（1.0）276—276—16.25—4485弧形門G8（1.0）1274127411.0514078—啟閉機(jī)G9（1.0）445004450012.74566930—交通橋G10（1.0）136813680.55752—閘墩G12（1.0）44939449396.55294350—梁G11（1.0）31931912.854099—面板G13（1.0）49749712.746332—梁G14（1.0）31931912.854099—立柱G15（1.0）242.70242.701.82441.71—排架G16（1.073.4473.4412.9947—合計3020910.003020910.00157980118878總計3020913020911560923表4-6溢流壩壩基面荷載計算表(校核洪水位)壩基面（104m），偶然組合（校核洪水位）荷載垂直力(kN)（標(biāo)準(zhǔn)值）垂直力(kN)（設(shè)計值）水平力(kN)（標(biāo)準(zhǔn)值）水平力(kN)（設(shè)計值）力臂（m）力矩（kNm）↓↑↓↑→←→←↙+↘-自重G1302091—302091—————1560923—上游上平水壓力P1————163685—163685—13.94—2281774下游水平水壓力P2—————81456—814569.8798269—水平動水壓力Px—————5024—55268.040192—豎直動水壓力Py83168—91485—————12.81064550水重Q114183—14183—————14.6207072—泥沙壓力Pns————21—25.2—1—21揚壓力U1—9985—9985————00—U2—448—538————2.02—905U3—86—103————14.3—1230U4—259—311————15.2—3931合計399442107784077591093716370686480163710.28698226064563352411總計3886643968227722676728.2-745955·壩基面強(qiáng)度和穩(wěn)定計算（高程104m，偶然組合）=1\*GB2⑴壩體抗滑穩(wěn)定驗算=1\*GB3①計算作用效應(yīng)函數(shù)：QUOTE=ΣPR=P=76728.2KN=2\*GB3②計算抗力函數(shù)則抗剪摩擦系數(shù)設(shè)計值：=1.1/1.3=0.85粘聚力設(shè)計值:=1050/3.0=350kpa=396822kN=648m2=0.85×396822+350×648=564099kpa=3\*GB3③穩(wěn)定性驗算：對于偶然組合，設(shè)計狀況系數(shù)=0.85，結(jié)構(gòu)系數(shù)=1.2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù).=1.0×0.85×76728.2==65219kpa=1÷1.2×564099=470082kpa＞=65219kpa穩(wěn)定滿足要求；=2\*GB2⑵壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)核算計算作用效應(yīng)函數(shù)QUOTE=WRB-6=396822kN，=849608kN?m；Kpa材料選用標(biāo)號為C15的混凝土，其抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為=14.3MPa材料分項系數(shù)為1.5=14.3/1.5=9.5MPa結(jié)構(gòu)系數(shù)=1.8R()==9533KPa=1.0×0.85×931=791KPa=9533/1.8=5296KPa>791KPa經(jīng)計算，壩趾抗壓強(qiáng)度滿足要求。4.9設(shè)計洪水位時壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定性驗算（1）荷載組合：自重+靜水壓力+揚壓力+淤沙壓力+動水壓力（2）荷載組合計算：包括壩體自重，靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水平泥沙壓力。具體計算見荷載計算表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表。設(shè)計洪水位時動水壓力的計算反弧段平均流速：式中：—堰面流速系數(shù)，取=0.913；—上游水位至反弧鼻坎的高差，即因此：m/s單寬流量：m3/s根據(jù)《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》9.3.2：溢流壩泄水建筑物反弧段上離心力的水平及垂直分力代表值可按下式計算：（4-16）（4-17）式中：——單位寬度上離心力的水平分力代表值（N/m）；——單位寬度上離心力的垂直分力代表值（N/m）；、——=51.5°，=45°。所以：水平動水壓力：==3