3非溢流壩荷載計算及其組合計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u26180非溢流壩荷載計算及其組合計算過程案例 181951.1自重W 1142741.2靜水壓力P 217961.3泥沙壓力 3259661.4波浪壓力 4303541.5揚壓力U 7取1m壩長進行非溢流壩自重荷載計算；不同水位靜水壓力、浪壓力荷載計算；壩前淤沙厚度和泥沙壓力荷載計算；不同水位揚壓力的荷載計算。荷載組合包括基本組合與特殊組合,設(shè)計時選擇最不利和最重要的進行計算。它們分別考慮的荷載如下表1.3所示。表1.3荷載組合荷載組合主要考慮情況自重靜水壓力揚壓力泥沙壓力浪壓力基本組合正常蓄水位情況√√√√√設(shè)計洪水位情況√√√√√特殊組合校核洪水位情況√√√√√下面進行各種不同水位下的荷載情況相應(yīng)荷載的計算。1.1自重W壩體自重的計算公式：（1.5）式中V—非溢流壩壩體體積,m3；取1m壩長，乘以壩體剖面面積；—壩體混凝土的重度（本次設(shè)計）分解為三部分的自重分別為：1.2靜水壓力P靜水壓力作用在壩前水深之下的上游壩面和下游尾水位之下的下游壩面處，靜水壓力是由水平靜水壓力和垂直靜水壓力組成的。水平靜水壓力計算公式為：（1.6）式中：—作用水頭，m；—水的重度，取9.81；垂直水壓力計算。（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位941.00m。上游水深：；下游水深：上游垂直水壓力：下游垂直水壓力：上游水平水壓力：下游水平水壓力：（2）設(shè)計洪水位情況時設(shè)計水位995.83m；設(shè)計尾水位945.00m。上游水深：；下游水深：上游垂直水壓力：下游垂直水壓力：上游水平水壓力：下游水平水壓力：（3）校核洪水位情況時校核洪水位996.40m；校核尾水位946.50m。上游水深：；下游水深：上游垂直水壓力：下游垂直水壓力：上游水平水壓力：下游水平水壓力：1.3泥沙壓力資料中給出了東江水庫30年的泥沙情況，那么本次設(shè)計泥沙壓力的計算以30年為年限,水平泥沙壓力的公式為：（1.7）式中：—泥沙浮容重，9.0；—壩前淤沙厚度,m；—淤沙內(nèi)摩擦角,()。根據(jù)基本資料可知，在這30年每年進入水庫的總的沙的重量為1.42萬噸，即1.42萬噸是該水庫多年平均年入庫總沙量。30年入庫總沙量為：淤積泥沙浮容重0.9t/m3，則死庫容為：，查表1.1并使用內(nèi)插法可得該庫容對應(yīng)的水位為：，壩底高程為937.00m，則泥沙厚度為：則水平泥沙壓力為：豎直泥沙壓力為：1.4波浪壓力波浪的作用使得非溢流壩的上游面和防浪墻承受波浪壓力，而波浪壓力與波高、波長L、壅高、超高以及壩前水深有關(guān)，壩前水深三種水位時均滿足H＞L/2，則該水庫波浪為深水波。深水波浪壓力計算公式：(1.8)（1）正常蓄水位壩前水深為：波高：波長：壅高：因，；；（2）設(shè)計洪水位時：壩前水深為：波高：波長：壅高：因，；；（3）校核洪水位時：壩前水深為：波高：波長：壅高：因，；；1.5揚壓力U如圖3.1所示，揚壓力由滲透壓力和浮托力兩項因素組成，浮托力和下游尾水位有關(guān)，而滲透壓力經(jīng)常被分成一個矩形和兩個三角形分別計算，最后相加得到。圖1.3揚壓力計算圖（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位941.00m浮托力（1.9）式中；－下游水深，；B－壩底寬度，。滲透壓力根據(jù)規(guī)范SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》，揚壓力折減系數(shù)α河谷段α=0.2~0.3岸坡段折減系數(shù)α=0.3~0.4。本次設(shè)計重力壩在河谷段，則擬定折減系數(shù)α=0.2，而b和排水孔的位置有關(guān)，結(jié)合細部構(gòu)造設(shè)計，擬定排水孔到壩底最左側(cè)的距離是b=6.56m，則則總揚壓力U為：（2）設(shè)計洪水位情況時正常蓄水