水庫堆石混凝土重力壩的溢流壩段作用荷載及組合計算案例1.1荷載組合及剖面計算荷載組合設(shè)計時，需按照實際情況，考慮不同的荷載組合，按其出現(xiàn)的概率，給予不同的安全系數(shù)，對于溢流壩段，包含以下幾個荷載組合。和擋水壩段相比，主要增加了動水壓力的計算。基本組合一（正常蓄水位工況）：上游正常蓄水位靜水壓力+淤沙壓力+自重+揚壓力+浪壓力?；窘M合二（設(shè)計洪水位工況）：上游設(shè)計洪水位靜水壓力+淤沙壓力+自重+揚壓力+浪壓力+動水壓力。特殊組合一（校核洪水位工況）：上游校核洪水位靜水壓力+淤沙壓力+自重+揚壓力+浪壓力+動水壓力。特殊組合二（施工期工況）：僅考慮自重。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（SL203-97）的規(guī)定，本工程主要建筑物抗震設(shè)防類別為丁類，相應(yīng)建筑物按6度抗震設(shè)防，可不進行抗震計算。大壩計算荷載組合見REF_Ref70258322\h表5.31。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s21大壩計算荷載組合荷載荷載組合自重靜水壓力揚壓力泥沙壓力浪壓力地震荷載動水壓力基本組合一，正常蓄水位情況√√√√√基本組合二，設(shè)計洪水位情況√√√√√√特殊組合一，校核洪水位情況√√√√√√特殊組合二，施工期工況√計算剖面選取最大壩高溢流壩段為計算剖面，見REF_Ref70258414\h圖5.31。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s21溢流壩段計算簡圖圖1.2主要荷載計算自重溢流壩段的荷載計算與擋水壩段類似，根據(jù)剖面形狀，計算得單位寬度上溢流壩段自重為32005.6kN。靜水壓力根據(jù)水文基本資料各特征水位相對應(yīng)的下游水位如下：正常蓄水位：上游水位396.00m，相應(yīng)下游水位351.03m；設(shè)計洪水位：上游水位396.39m，相應(yīng)下游水位354.13m；校核洪水位：上游水位397.21m，相應(yīng)下游水位354.85m。溢流壩段的下游水位高于護坦高程349.00m，存在靜水壓力，溢流壩段靜水壓力計算成果見REF_Ref70258918\h表5.32。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s22溢流壩段靜水壓力計算成果單位：kN計算工況上游壓力下游壓力水平垂直水平垂直正常蓄水位12757.914591.0820.2172.71設(shè)計洪水位12968.904640.52129.08275.31校核洪水位13349.984728.81167.86334.39揚壓力溢流壩段同樣設(shè)有防滲帷幕和排水孔，揚壓力折減系數(shù)a為0.25，防滲帷幕距上游鉛直壩面4.0m，距壩踵16m，又因為部分壩體在下游水位以下，存在浮托力，REF_Ref70259802\h表5.33為不同工況下溢流壩段壩底揚壓力計算成果。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s23溢流壩段壩基揚壓力計算成果計算工況H1HH2壩底揚壓力（kN）正常蓄水位500.31110.2959.158537.44設(shè)計洪水位504.43103.7289.578982.94校核洪水位511.79103.7996.639197.78浪壓力根據(jù)5.1章節(jié)壩頂高程的計算可知，不同計算工況下的波浪要素見REF_Ref70260416\h表5.34。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s24波浪要素計算工況相應(yīng)水位Lmh1%hz正常蓄水位396.0013.501.710.68設(shè)計洪水位396.3913.501.710.68校核洪水位397.228.430.950.34溢流壩段的浪壓力計算與擋水壩段相同，采用公式（5-6）~（5-8）進行計算，計算成果見REF_Ref70260675\h表5.35。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s25溢流壩段浪壓力計算成果hz（m）Hcr（m）浪壓力Pw（kN）正常蓄水位0.682.3379.14設(shè)計洪水位0.682.3379.14校核洪水位0.341.1826.61泥沙壓力溢流壩段建基面高程為345.00m，根據(jù)擋水壩段荷載計算5.2.3.2章節(jié)泥沙壓力的計算公式，可得壩前水平淤沙壓力和垂直淤沙壓力分別為682.79kN，520.62kN。動水壓力根據(jù)《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》（SL744-2016），當(dāng)水流經(jīng)溢流壩面的反弧段時，由于流向改變，在該處產(chǎn)生動水壓力，如REF_Ref70261015\h圖5.32所示，由動量方程可求得單寬反弧段上的動水壓力分量。 式中，PH、PV——總動水壓力的水平和鉛直分量，kN；1、2——反弧段最低點兩側(cè)弧段所對的中心角，（°）；q——單寬流量，m3/(s·m)；——水的容重，9.81kN/m3；g——重力加速度，9.81m/s2；V——水流流速，m/s。反弧段底面上的動水壓強視作均勻分布，按下式計算。 式中，pcr——水流離心力壓強，kPa；R——反弧半徑，m。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s22反弧段動水壓力計算示意圖溢流壩面反弧段最低點兩側(cè)弧段所對的中心角分別為55°和0°，經(jīng)計算，不同工況下的動水壓力見REF_Ref70262521\h表5.36。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s26溢流壩段動水壓力計算成果q（m3/(s·m)）V（m/s）PH（kN）PV（kN）pcr（kPa）設(shè)計洪水7.910.8430.2858.1711.84校核洪水12.271.0956.04107.6521.90主要荷載計算成果不同工況下溢流壩段主要荷載計算結(jié)果見REF_Ref70262543\h表5.37。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s27主要荷載計算成果單位kN工況上游靜水壓力下游靜水壓力自重揚壓力浪壓力泥沙壓力動水壓力鉛直水平鉛直水平鉛直水平鉛直水平正常4591.112757.972.720.232006829979683521//