D水庫混凝土重力壩設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u187371課題來源 3208972非溢流壩設(shè)計 4225242.1非溢流壩剖面設(shè)計 4149402.1.1工程等級確定 4301052.1.2壩型選擇 453062.1.3確定壩頂高程 574202.1.4確定壩高 727372.1.5壩頂寬度 8183882.1.6壩坡的確定 8288262.1.7壩底寬度 9155922.2非溢流壩荷載計算及其組合 937272.2.1自重W 1057842.2.2靜水壓力P 10259692.2.3泥沙壓力 12271932.2.4波浪壓力 13218452.2.5揚(yáng)壓力U 15326032.3非溢流壩穩(wěn)定分析 17307632.3.1正常蓄水位時穩(wěn)定分析 19159362.3.2設(shè)計洪水位時穩(wěn)定分析 19232662.3.3校核洪水位時穩(wěn)定分析 20304752.3.4穩(wěn)定分析結(jié)果 20205602.4力矩計算 20285322.4.1非溢流壩壩體自重產(chǎn)生的力矩 21134722.4.2靜水壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩 21212482.4.3泥沙對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩 23279442.4.4浪壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩 24169072.4..5揚(yáng)壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩 2640342.5非溢流壩應(yīng)力分析 27241112.5.1正常蓄水位時非溢流壩應(yīng)力分析 28138582.5.2設(shè)計洪水位時非溢流壩應(yīng)力分析 30263112.5.3校核洪水位時非溢流壩應(yīng)力分析 31258012.5.4非溢流壩應(yīng)力分析結(jié)果 32201283溢流壩段設(shè)計 33272543.1溢流壩剖面設(shè)計 33153793.1.1泄流建筑物形式 3311013.1.2孔口設(shè)計 33120663.1.3溢流段總長 34133223.1.4溢流段堰頂高程 3495503.1.5閘門高度 35248263.1.6泄流能力校核 3544133.1.7溢流壩段剖面 36249793.2溢流壩荷載計算 40277513.2.1自重W 41150653.2.2靜水壓力P 4170163.2.3揚(yáng)壓力U 4230683.2.4波浪壓力 44250023.2.5泥沙壓力 4540483.2.6動水壓力 45183003.3溢流壩穩(wěn)定分析 46110193.3.1正常蓄水位時溢流壩穩(wěn)定分析 46117373.3.2設(shè)計洪水位時溢流壩穩(wěn)定分析 47300613.3.3校核洪水位時溢流壩穩(wěn)定分析 47259613.3.4溢流壩穩(wěn)定分析結(jié)果 48238743.4溢流壩力矩計算 4826873.4.1自重對溢流壩壩基面彎矩 48163513.4.2靜水壓力對溢流壩壩基面彎矩 48138633.4.3揚(yáng)壓力對溢流壩壩基面彎矩 50263713.4.4動水壓力對溢流壩壩基面力矩 52216333.4.5泥沙壓力對溢流壩壩基面彎矩 5267253.4.6波浪壓力對溢流壩壩基面彎矩 53130403.5溢流壩應(yīng)力分析 54115123.5.1正常蓄水位時溢流壩應(yīng)力分析 54115103.5.2設(shè)計洪水位時溢流壩應(yīng)力分析 56297403.5.3校核洪水位時溢流壩應(yīng)力分析 57216773.5.4溢流壩應(yīng)力分析結(jié)果 58116983.6消能設(shè)計 5872243.6.1消能方式選擇 58267063.6.2消能防沖計算 59285903.6.3沖砂閘設(shè)計 61160164細(xì)部構(gòu)造 63274514.1混凝土分區(qū)及材料 631764.1.1壩體混凝土分區(qū) 63306214.2.2分區(qū)混凝土材料要求 6440674.2壩頂構(gòu)造 64100144.3分縫止水 64316724.3.1壩體分縫 64163094.3.2止水設(shè)計 65154394.3壩體排水 657684.4廊道系統(tǒng) 65304284.4.1壩基灌漿廊道 6528634.4.2檢查及壩體排水廊道 6626485結(jié)論 663093參考文獻(xiàn) 671課題來源任務(wù)書2非溢流壩設(shè)計2.1非溢流壩剖面設(shè)計2.1.1工程等級確定由基本資料給定的數(shù)據(jù)結(jié)合表2.1可得該工程的工程等級為Ⅳ級，工程規(guī)模為?。?）型。表2.1水利水電工程指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫總庫容/億m3防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)重要性保護(hù)農(nóng)田/萬畝治澇面積/萬畝灌溉面積/萬畝供水對象重要性裝機(jī)容量/萬kwⅣ?。?）型0.01~0.1一般5~303~150.5~5一般1~52.1.2壩型選擇壩型的選擇需要依據(jù)水文資料，地形地質(zhì)施工條件，壩體主要功能以及建筑材料運(yùn)輸費(fèi)用等綜合考慮，選擇合理的壩型，做到安全經(jīng)濟(jì)。重力壩由于自身體積龐大，且需要使用的筑壩材料重度大且材料的數(shù)量多，所以壩體自身重力大，會產(chǎn)生巨大的壓力；由于水庫中的蓄水量水多也產(chǎn)生對整個壩體有害的拉應(yīng)力，這些由壩體自重產(chǎn)生的壓力用來抵消水庫中的水產(chǎn)生的拉應(yīng)力。是傳統(tǒng)的壩型。重力壩有以下多種特點(diǎn)：(1)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、耐用。（重力壩安全程度高，可利用廢舊材料，適用性高）；(2)設(shè)計技術(shù)簡單，可滿足預(yù)定的效益，作用明確，（可供參考的工程實例多）；(3)適應(yīng)負(fù)雜的地形地質(zhì)情況，（適應(yīng)不同的地基，應(yīng)用廣泛）；(4)可以滿足泄洪和導(dǎo)流的要求。在施工時導(dǎo)流問題解決起來比較方便簡單，（壩體導(dǎo)流和明渠導(dǎo)流）；(5)重力壩施工比較簡單，可以使用大型機(jī)械（包括進(jìn)行放樣、立模、混凝土澆筑等工程操作）；(6)壩體尺寸較大，致使材料不能充分地利用，（可以分區(qū)澆筑，達(dá)到節(jié)省材料，降低建筑成本的目的）；(7)產(chǎn)生的揚(yáng)壓力隨體積的變大而增大。(8)體積大，建設(shè)工期較長，溫度控制要求嚴(yán)格。與其它壩體相比，實體重力壩設(shè)計簡單，施工簡便，應(yīng)用比較廣泛?？梢猿浞掷脡误w的自重用來維持穩(wěn)定，強(qiáng)度要求容易滿足，實體重力壩不但可以適應(yīng)不同地形，而且可以適應(yīng)不同地質(zhì)條件，基本條件的要求較低。引排水維護(hù)問題、施工和導(dǎo)流問題、發(fā)電和泄洪問題都容易得到解決。綜上所述，考慮到壩體不高且接觸面積不大，重力壩的優(yōu)點(diǎn)可以得到利用，而缺點(diǎn)容易避開，因此，本此設(shè)計選用實體重力壩。2.1.3確定壩頂高程（1）高差的計算 (2.1)式中：—防浪墻高程和水庫水位高程之間的高差，m;—波高，m；—波浪中心線的高程和水庫水位高程之間的的高差，m；—安全超高，m，見表2.2表2.2安全超高單位：m運(yùn)用情況壩的安全級別123設(shè)計洪水位（基本情況）0.70.50.4校核洪水位（特殊情況）0.50.50.3查基本資料：該水庫D=1250m，。結(jié)合基本資料中的已知條件，可以知道本次設(shè)計的是結(jié)構(gòu)安全級別為3級的重力壩工程。查表2-2得設(shè)計洪水位情況＝0.4m；校核洪水位情況＝0.3m。按官廳公式計算，。（2.2）（2.3）波高：，為累計頻率的波高由規(guī)范得，當(dāng)已經(jīng)求得累計頻率的波高后，可得（2.4）先計算，，。①設(shè)計洪水位時：風(fēng)速采用，吹程D=1250m。波高：波長：壅高：因，；；②校核洪水位時：風(fēng)速采用，吹程D=1250m。波高：波長：壅高：因，；；（2）壩頂高程計算①②選用其中較大值是設(shè)計洪水位時的情況997.46m。為保證壩體的運(yùn)行安全，根據(jù)規(guī)范設(shè)置防浪墻的高度是1.2m，1.2m的防浪墻可以減小1.2m壩體高度，減小整體重力壩的總工程量，減小工程質(zhì)量。綜上所述，擬定該重力壩壩頂高程為997.46-1.2=996.26m。2.1.4確定壩高根據(jù)工程設(shè)計規(guī)范中SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》，結(jié)合目前已知的壩頂?shù)母叱毯拖掠蔚奈菜桓叱?，我們基本可以確定本次工程設(shè)計的混凝土重力壩大概高度可以控制在50-100m之間，大壩壩體可以建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上。在滿足重力壩壩體強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對地基進(jìn)行加固處理，可以減少地基開挖的方量，達(dá)到減小工程造價的目的。查資料得，微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖的厚度大概為大于4m,本次設(shè)計開挖5m，達(dá)到挖除存在局部工程地質(zhì)缺陷的基礎(chǔ)的目的，擬定壩底的高程為▽937.00m。綜上所述，本次設(shè)計最大壩高為996.26-937.00=59.26m。2.1.5壩頂寬度壩頂需要布置壩頂設(shè)施，這些設(shè)施的布置運(yùn)行，檢查施工需要足夠的作業(yè)空間；同時壩頂也要連接兩岸的交通；大壩要滿足抗震要求；發(fā)生特大洪水需要維護(hù)時能有安全的操作空間。根據(jù)SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》，規(guī)范規(guī)定壩頂寬度大概在壩體高度的8%~10%之間，本次取10%計算59.26×10%=5.926m，壩頂要連接兩岸的交通，布置照明設(shè)施，可能需要安裝起重設(shè)備。將壩頂適當(dāng)加寬擬定壩頂寬度為6.0m，以滿足需要。2.1.6壩坡的確定本次設(shè)計壩體剖面基本形態(tài)按上游壩面下部三分之一向上游傾斜，下游壩面向下游傾斜的形式。因為該形式有比較豐富的工程經(jīng)驗，可以找到很多相似的工程實例拿來比較，方便我們進(jìn)行設(shè)計和后期的施工，提高工作的效率和質(zhì)量，如圖2.1所示。圖2.1壩剖面形態(tài)簡圖根據(jù)SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》，根據(jù)基本資料以及通過對比其他類似的混凝土重力壩工程設(shè)計，本次設(shè)計分別擬定上游的壩坡坡率n=0.15，擬定下游的壩坡坡率m=0.7。因為上、下游坡率m=0.7、n=0.15以及壩頂高程▽=996.26m。上游起點(diǎn)高度為壩高的1/3，即上游起點(diǎn)高程為：937.0+59.26/3=956.75m下游起波點(diǎn)高程為：(995.13-937)×0.7=58.13×0.7=40.69m(40.69-6)/0.7=49.56m937.00+49.56=986.56m由計算可得上游起點(diǎn)高程▽956.75m；下游起波點(diǎn)高程▽986.56m。2.1.7壩底寬度(59.26/3)×0.15+6.0+34.69=43.65m由計算得壩底寬度為43.65m。由以上已知條件可以得到非溢流壩的剖面圖，如圖2.1.圖2.2非溢流壩剖面圖2.2非溢流壩荷載計算及其組合取1m壩長進(jìn)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(yáng)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(jìn)行計算。它們分別考慮的荷載如下表2.3所示。表2.3荷載組合荷載組合主要考慮情況自重靜水壓力揚(yáng)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(jìn)行各種不同水位下的荷載情況相應(yīng)荷載的計算。2.2.1自重W壩體自重的計算公式：（2.5）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：2.2.2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：（2.6）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942.00m。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：2.2.3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：（2.7）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(jìn)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：2.2.4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：(2.8)（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，；；2.2.5揚(yáng)壓力U如圖3.1所示，揚(yáng)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2.3揚(yáng)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942.00m浮托力（2.9）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(yáng)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(xì)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(yáng)壓力U為：（2）設(shè)計洪水位情況時正常蓄水位995.83m，正常尾水位945.00m浮托力：滲透壓力：則總揚(yáng)壓力U為：（3）校核洪水位情況時正常蓄水位996.40m，正常尾水位946.50m浮托力：滲透壓力：則總揚(yáng)壓力U為：2.3非溢流壩穩(wěn)定分析本次設(shè)計非溢流壩的穩(wěn)定性分析時使用的是單一安全系數(shù)法?；瑒用媸菈蔚谆A(chǔ)面，即非溢流壩體沿壩基面滑動，計算和分析不同情況下的抗滑安全度是否滿足要求?？够€(wěn)定分析計算時取1m作為計算的單元。（1）抗剪強(qiáng)度計算公式 （2.10）式中：安全系數(shù)，詳見表2.4；表2.4抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)荷載組合基本組合1.05特殊組合（1）1.00特殊組合（2）1.00抗剪摩擦系數(shù)，本次設(shè)計取0.8；將全部豎直方向荷載相加得到的值（除揚(yáng)壓力），將全部水平荷載對相加得到的值，;揚(yáng)壓力，。（2）抗剪斷強(qiáng)度計算公式（2.11）式中：安全系數(shù)，詳見表2.5；表2.5抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)荷載組合基本組合3.0特殊組合（1）2.5特殊組合（2）2.3抗剪斷參數(shù)，本次設(shè)計取1.30；抗剪斷凝聚力，本次設(shè)計取1.30；壩基接觸面的截面面積，。壩基面抗剪、抗剪斷強(qiáng)度指標(biāo)詳見表2.6。表2.6抗剪、抗剪斷強(qiáng)度指標(biāo)指標(biāo)f?c?混凝土與基巖1.301.30MPa本次設(shè)計壩基面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取0.8。2.3.1正常蓄水位時穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求。（2）抗剪斷強(qiáng)度計算：，滿足要求。2.3.2設(shè)計洪水位時穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求。（2）抗剪斷強(qiáng)度計算：，滿足要求。2.3.3校核洪水位時穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求。（2）抗剪斷強(qiáng)度計算：，滿足要求。2.3.4穩(wěn)定分析結(jié)果對計算結(jié)果分析可知，本次設(shè)計非溢流壩段壩體穩(wěn)定性滿足要求。2.4力矩計算大壩在基本情況和特殊情況是否滿足強(qiáng)度要求需要通過應(yīng)力分析進(jìn)行檢驗，可以研究和解決存在的問題。應(yīng)力分析的過程是：基本荷載關(guān)于壩底中心點(diǎn)O的力臂計算；基本荷載關(guān)于壩底中心點(diǎn)O的力臂計算；應(yīng)力計算；壩體應(yīng)力分析，檢驗壩體特殊位置強(qiáng)度。本次設(shè)計使用材料力學(xué)法進(jìn)行應(yīng)力計算。本次設(shè)計荷載已經(jīng)計算完成，先計算出荷載關(guān)于壩底中心點(diǎn)O力臂，最后計算出荷載對壩底中心點(diǎn)O產(chǎn)使用材料力學(xué)法進(jìn)行應(yīng)力計算。取上游壩底中點(diǎn)為力矩作用中心點(diǎn)O，因為在上一章中對荷生的力矩。2.4.1非溢流壩壩體自重產(chǎn)生的力矩（逆時針）（逆時針）（逆時針）2.4.2靜水壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位942.00m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)（2）設(shè)計洪水位情況時設(shè)計水位995.83；設(shè)計尾水位945.00m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)（3）校核洪水位情況時校核水位996.40m；校核尾水位946.50m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)2.4.3泥沙對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩水平泥沙壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：；水平泥沙壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩：豎直泥沙壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：豎直泥沙壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩：2.4.4浪壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩如圖4.1所示，將陰影部分沿靜水位分為上下兩個三角形。圖2.4深水波浪壓力分布（1）正常蓄水位：由相似三角形計算得到陰影部分和靜水位相交的長度為1.17m,即三角形的底為1.17m,則可得力臂：(順時針)（2）設(shè)計洪水位時：由相似三角形得三角形的底為1.17m，則可得力臂：(順時針)（3）校核洪水位時：由相似三角形得三角形的底為0.41m，則可得力臂：(順時針)2.4..5揚(yáng)壓力對非溢流壩壩基面產(chǎn)生的力矩（1）正常蓄水位時（2）設(shè)計洪水位時（3）校核洪水位時2.5非溢流壩應(yīng)力分析（1）上游、下游面垂直正應(yīng)力（2.12）（2.13)上游面垂直正應(yīng)力，；下游面垂直正應(yīng)力，；壩底寬度，；壩體全部豎直方向的力之和，向下為正，；荷載關(guān)于壩底中心O點(diǎn)取矩的力矩之和，逆時針為正，。（2）上游、下游面剪應(yīng)力 （2.14） （2.15）上游面剪應(yīng)力，；下游面剪應(yīng)力，；上游坡率；下游坡率；上游揚(yáng)壓力強(qiáng)度，；下游揚(yáng)壓力強(qiáng)度，（3）上游、下游面水平正應(yīng)力（2.16）（2.17）上游面水平正應(yīng)力；下游面水平正應(yīng)力。（4）上游、下游面主應(yīng)力 （2.18） （2.19） （2.20） （2.21）上游面主應(yīng)力；下游面主應(yīng)力。（5）該工程選擇混凝土，該混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值?；窘M合特殊組合2.5.1正常蓄水位時非溢流壩應(yīng)力分析上游水深；下游水深；；施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面主應(yīng)力運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力2.5.2設(shè)計洪水位時非溢流壩應(yīng)力分析上游水深；下游水深；；施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面主應(yīng)力運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力2.5.3校核洪水位時非溢流壩應(yīng)力分析上游水深；下游水深；；。施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面主應(yīng)力運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力：上游面垂直正應(yīng)力，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力2.5.4非溢流壩應(yīng)力分析結(jié)果根據(jù)以上計算及分析可知，非溢流壩壩踵處拉應(yīng)力為0，且壩址處壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。綜上所述，該重力壩非溢流壩壩體應(yīng)力滿足要求。3溢流壩段設(shè)計3.1溢流壩剖面設(shè)計3.1.1泄流建筑物形式溢流壩段除了有泄洪的功能，還可以將冰凌以及其他漂浮物排到下游。由于本次設(shè)計工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。á瘢┬停沽鹘ㄖ镌O(shè)計為一個開敞的溢流式孔口，在溢流孔口處設(shè)置閘門，閘門的門頂需要高于正常蓄水位，讓堰頂?shù)母叱瘫日Ｐ钏簧缘?，這樣就可以有效的控制閘門開口的高度和大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)水庫蓄水位和下泄流量的目標(biāo)，閘門的設(shè)置還可以有效地減少上游淹沒損失和非溢流壩的工程量，減少工程復(fù)雜性，運(yùn)營期管理難度降低。3.1.2孔口設(shè)計由基本資料可知，取水（兼放空、泄洪、導(dǎo)流）高程960.00m。設(shè)計洪水位時最大泄量540m3/s，校核洪水位時最大泄量605m3/s。（1）單寬流量確定單寬流量大，泄洪速度變快，但對下游消能防沖設(shè)施不利；相反的,單寬流量小，泄洪速率慢，對下游消能防沖設(shè)施有利。根據(jù)基本資料中地質(zhì)資料，可知該工程巖石基礎(chǔ)為一般的巖石基礎(chǔ)，一般的巖石基礎(chǔ)單寬流量，對比泄流和下游消能防沖可取。（2）孔口數(shù)目確定 (3.1)溢流段凈寬，；單寬流量，。（1）設(shè)計洪水位（2）校核洪水位由工程實踐得，取溢流段凈寬,該?。á瘢┬凸こ讨锌卓趯挾缺驹O(shè)計取，孔口數(shù)為n=3。3.1.3溢流段總長 （3.2） 根據(jù)規(guī)范，取閘墩厚度d=3.0m，邊墩厚度t=2.0m，代入式5.2中得：3.1.4溢流段堰頂高程本設(shè)計選用實用堰中的WES型剖面，堰流公式如下： （3.3） 式中：淹沒系數(shù)，該工程擬定為自由出流，；側(cè)收縮系數(shù)，無側(cè)收縮，有側(cè)收縮，該工程擬定為側(cè)收縮；流量系數(shù)，由堰頂形式確定，本此設(shè)計為WES堰型取0.502；孔數(shù)；凈寬，；堰上水頭，。設(shè)計洪水位時，，采用迭代法計算，假設(shè)，代入式3.3，時，得出。校核洪水位時，，采用迭代法計算，假設(shè)，代入式3.3，時，得出。堰頂高程取為986.56m。堰上最大水土=校核洪水位-堰頂高程=996.40-986.56=9.84m設(shè)計定型水頭，取。在閘門全開時，設(shè)計工況規(guī)定負(fù)壓值不大于；校核工況規(guī)定負(fù)壓值不大于。，，負(fù)壓校核滿足要求。綜上，堰頂高程取為986.56m。3.1.5閘門高度正常蓄水位減去上面算出的堰頂高程，然后加上超高是閘門高度。閘門高度=995.13-986.56+0.2=8.77m。3.1.6泄流能力校核（1）設(shè)計洪水位情況（根據(jù)表3.3線性內(nèi)差得到）=設(shè)計洪水泄流能力的校核滿足要求。（2）校核洪水位情況（根據(jù)表5.3線性內(nèi)差得到）=校核洪水泄流能力的校核滿足要求。側(cè)收縮系數(shù)計算公式如下： （3.4）閘墩系數(shù)，按照表3.1確定；邊墩系數(shù)，按照表3.2確定。表3.1閘墩系數(shù)閘墩頭部形狀矩形尖角形0.800.860.920.981.00半圓形0.450.510.570.630.69尖角形0.250.320.390.460.53表3.2邊墩系數(shù)邊墩平面形狀邊墩平面形狀直角形1.00斜角形0.70圓弧形0.70表3.3與關(guān)系0.20.40.60.81.01.21.40.850.900.950.9751.01.0251.073.1.7溢流壩段剖面溢流壩段剖面設(shè)計時的要求包括：保證水流平順；與下游消能銜接緊湊，利于下泄水流消減能量；設(shè)計結(jié)構(gòu)作用明確，減少材料用量，節(jié)省成本。（1）堰面曲線段上游堰面坡率采用與擋水壩段上游坡率相同，選取三圓弧形式，如圖3.1所示。圖3.1堰頂剖面曲線上游面鉛直，三圓弧尺寸計算如下：根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》，WES冪曲線計算公式如5.6所示：（3.5）堰面曲線定型設(shè)計水頭；下游堰面曲線坐標(biāo)；有上游堰坡有關(guān)的指數(shù)，見表3.4；k—時，k=2.0~2.2。表3.4堰面曲線參數(shù)上游面坡度（△y/△x）3:02.0001.8500.500.1750.200.2823:11.9361.8360.680.1390.210.2373:21.9391.8100.480.1150.220.2143:31.8731.7760.450.119————因上游面鉛直，，，堰面冪曲線坐標(biāo)計算如表3.5：表3.5冪曲線坐標(biāo)表單位：mX0.51.01.52.02.53.03.54.0Y0.020.080.160.280.420.590.781.00X4.55.05.56.06.57.07.515Y1.251.521.812.132.462.823.2111.58（2）中間直線段中間直線段是連接斜率和下部反弧段的求導(dǎo)結(jié)果，設(shè)切點(diǎn)為B點(diǎn)，下游坡率取m=0.7，B點(diǎn)的坐標(biāo)計算公式為式5.7和5.8。（3.6）（3.7）代入數(shù)據(jù)得：中間直線段與下部反弧段切點(diǎn)坐標(biāo)為。（3）底部反弧段設(shè)反弧段與直線段的切點(diǎn)為C點(diǎn)，反弧段的圓心為O點(diǎn)。（3.8）上下游水位差；采用挑流消能方式時，鼻坎坎頂高出下游水位2m，則可得鼻坎的高程為：，則鼻坎高度：，鼻坎長度l/h大于0.5時截面拉應(yīng)力較大，則擬定鼻坎長度為，鼻坎挑射角度為。假設(shè)反弧段圓心的坐標(biāo)為，則反弧段圓心處的高程為：反弧段圓心①設(shè)反弧段與直線段的切點(diǎn)為C，則C點(diǎn)的坐標(biāo)計算公式為式5.10；式5.11；式5.12:（3.9）（3.10）（3.11）直線與反弧段夾角角度，則反弧段與直線段切點(diǎn)坐標(biāo)為。②反弧段圓心O的坐標(biāo)：（3.12）則反弧段圓心的坐標(biāo)為。溢流壩壩底寬度由以上計算可得該溢流壩剖面確定的基本坐標(biāo)，用CAD繪圖可得溢流壩剖面圖。根據(jù)計算數(shù)據(jù)，溢流壩段剖面如圖3.2所示。圖3.2溢流壩剖面圖3.2溢流壩荷載計算取1m壩長進(jìn)行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(yáng)壓力的荷載計算，以及不同水位動水壓力荷載計算。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(jìn)行計算。它們分別考慮的荷載如下表3.6所示。表3.6荷載組合荷載組合主要考慮情況自重泥沙壓力基本組合正常素水位情況√√√√√設(shè)計洪水位情況√√√√√√特殊組合校核洪水位情況√√√√√√根據(jù)壩體工程的剖面設(shè)計及資料：溢流壩堰頂?shù)母叱虨?86.56m，壩底高程為937.00m，上游壩坡和溢流壩相同，取n=0.15，下游的壩坡坡率m=0.7，上游淤沙高度為28.34，混凝土容重為，底寬53m。3.2.1自重W根據(jù)CAD溢流段剖面圖，可得溢流壩剖面面積為1452.66m2，溢流壩底寬度為53m。(3.13)3.2.2靜水壓力P對于溢流段，需要確保上游用水，航運(yùn)要求，下游的正常供水。（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位942.00m。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995.83；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：3.2.3揚(yáng)壓力U揚(yáng)壓力折減系數(shù)α取α=0.3排水孔距離到壩底左側(cè)的距離b=6.56。（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位942.00m浮托力滲透壓力則揚(yáng)壓力U為：（2）設(shè)計洪水位情況時正常蓄水位995.83m，正常尾水位945.00m浮托力：滲透壓力：則揚(yáng)壓力U為：（3）校核洪水位情況時正常蓄水位996.40m，正常尾水位946.50m浮托力：滲透壓力：則揚(yáng)壓力U為：3.2.4波浪壓力（1）正常蓄水位：波高：波長：壅高：因，；（2）設(shè)計洪水位時：波高：波長：壅高：因，；；（3）校核洪水位時：波高：波長：壅高：因，；；3.2.5泥沙壓力壩前淤沙高度：則水平泥沙壓力為：豎直泥沙壓力為：3.2.6動水壓力水流對曲面產(chǎn)生水平和豎直壓力，計算公式如下： （3.14） （3.15）?水平和鉛直動水壓力，kN；反弧段兩側(cè)的中心角；單寬流量，；水的容重，；水的流速，。（3.16）（1）設(shè)計洪水位（2）校核洪水位3.3溢流壩穩(wěn)定分析由基本材料可知，壩基基礎(chǔ)所在的地基范圍內(nèi)沒有大斷層，也不存在軟弱面，因此，和溢流壩段相同，溢流壩壩體穩(wěn)定分析也按沿溢流壩壩體基礎(chǔ)與河床相交的面滑動計算，根據(jù)公式，計算如下：3.3.1正常蓄水位時溢流壩穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求（2）抗剪斷強(qiáng)度計算，滿足要求3.3.2設(shè)計洪水位時溢流壩穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求（2）抗剪斷強(qiáng)度計算：，滿足要求3.3.3校核洪水位時溢流壩穩(wěn)定分析（1）抗剪強(qiáng)度計算：，滿足要求（2）抗剪斷強(qiáng)度計算：，滿足要求3.3.4溢流壩穩(wěn)定分析結(jié)果由計算結(jié)果及穩(wěn)定分析可知，該溢流壩壩體穩(wěn)定滿足要求。3.4溢流壩力矩計算3.4.1自重對溢流壩壩基面彎矩本次設(shè)計荷載已經(jīng)計算完成，先計算出荷載關(guān)于壩底中心點(diǎn)O力臂，最后計算出荷載對壩底中心點(diǎn)O產(chǎn)使用材料力學(xué)法進(jìn)行應(yīng)力計算。取上游壩底中點(diǎn)為力矩作用中心點(diǎn)O，因為在上一章中已經(jīng)對荷載的計算已經(jīng)完成，則只需計算出荷載作用點(diǎn)至溢流壩壩底中心點(diǎn)O的力臂，即可得到該荷載的力矩。根據(jù)CAD知，溢流壩段剖面質(zhì)心在距離壩底中心處，計算如下：3.4.2靜水壓力對溢流壩壩基面彎矩（1）正常蓄水位情況時正常蓄水位995.13m，正常尾水位942.00m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)（2）設(shè)計洪水位情況時設(shè)計水位995.83；設(shè)計尾水位945.00m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)（3）校核洪水位情況時校核水位996.40m；校核尾水位946.50m。上游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：上游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游水平水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：下游豎直方向水壓力作用點(diǎn)至壩底中心O點(diǎn)力臂：靜水壓力對壩底中心O點(diǎn)的彎矩:(順時針)(逆時針)(逆時針)(順時針)3.4.3揚(yáng)壓力對溢流壩壩基面彎矩（1）正常蓄水位時（2）設(shè)計洪水位時（3）校核洪水位時3.4.4動水壓力對溢流壩壩基面力矩動水壓力作用點(diǎn)近似于反弧中點(diǎn)，反弧中點(diǎn)到壩底中心的距離為16.46m,則。（1）設(shè)計洪水位（2）校核洪水位3.4.5泥沙壓力對溢流壩壩基面彎矩水平泥沙壓力作用點(diǎn)至壩底中心中點(diǎn)O力臂：；水平泥沙壓力對壩底中心中點(diǎn)O的彎矩：豎直泥沙壓力作用點(diǎn)至壩底中心中點(diǎn)O力臂：豎直泥沙壓力對壩底中心中O點(diǎn)的彎矩：3.4.6波浪壓力對溢流壩壩基面彎矩（1）正常蓄水位：由相似三角形得三角形的底為1.17m,則可得力臂：(順時針)（2）設(shè)計洪水位時：由相似三角形得三角形的底為1.17m，則可得力臂：(順時針)（3）校核洪水位時：由相似三角形得三角形的底為0.41m，則可得力臂：(順時針)3.5溢流壩應(yīng)力分析本工程設(shè)計中，溢流壩段應(yīng)力分析采用的方法和非溢流壩段應(yīng)力分析方法相同，進(jìn)行溢流壩施工期和運(yùn)用期的應(yīng)力分析。該工程選擇混凝土，該混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值?；窘M合特殊組合3.5.1正常蓄水位時溢流壩應(yīng)力分析施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面主應(yīng)力運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力3.5.2設(shè)計洪水位時溢流壩應(yīng)力分析施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。上、下游面主應(yīng)力：運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力3.5.3校核洪水位時溢流壩應(yīng)力分析施工期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面主應(yīng)力運(yùn)用期（1）上、下游面垂直正應(yīng)力上游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。下游面垂直正應(yīng)力：，滿足要求。（2）上、下游面剪應(yīng)力上游面剪應(yīng)力：下游面剪應(yīng)力：（3）上、下游面水平正應(yīng)力上游面水平正應(yīng)力：下游面水平正應(yīng)力：（4）上、下游面主應(yīng)力3.5.4溢流壩應(yīng)力分析結(jié)果根據(jù)以上計算及分析結(jié)果可知，溢流壩的壩踵拉應(yīng)力等于0，且壩址處的壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于地基所允許壓應(yīng)力。綜上所述，該重力壩溢流壩壩體應(yīng)力滿足要求。3.6消能設(shè)計3.6.1消能方式選擇（1）底流消能：把快速水流變?yōu)榫徛魍ㄟ^水躍的方式，使多余的水流能量得以消耗，水躍會產(chǎn)生表面漩渦，底部水流會產(chǎn)生劇烈的紊動、摻渾、剪切作用等，適用中、低水頭泄水建筑物。優(yōu)點(diǎn)：水流的流態(tài)穩(wěn)定，消減多余的水流能量的效果比較好，能很強(qiáng)的適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和溢流壩不同的尾水位，且水流的霧化不大。缺點(diǎn)：護(hù)坦的修建需要較長，開挖大量的土方，使用較大量的混泥土，較高的工程造價。（2）挑流消能：通過挑流鼻坎將水庫中的水流拋向空中，使水流與大氣接觸產(chǎn)生熱量，使機(jī)械能變?yōu)闊崮?，達(dá)到減弱水流能量和機(jī)械能能量的目的后，然后水流會掉入經(jīng)過挑流計算的位置且遠(yuǎn)離建筑物的下游沖刷坑之中，銜接下游水流，以達(dá)到消減多余水流能量的效果，適用高、中水頭泄水建筑物。優(yōu)點(diǎn)：可以控制拋向空中水流落到下游的位置，流量的分布和范圍；可很強(qiáng)的適應(yīng)不同的尾水位；結(jié)構(gòu)簡單；方便施工和維修；工程量比較少。缺點(diǎn)：由于水流與空氣的摩擦作用，霧化嚴(yán)重，沖刷量較大，有較多的堆積物，對河床的破壞嚴(yán)重。（3）面流消能：將鼻坎設(shè)置在水下，其在水下使水流能夠形成反向的漩渦，將主水流挑出到水面位置，將水流與河床分離，以達(dá)到消減主流多余水流能量的目標(biāo)，適用于尾水位較深的泄流建筑物。優(yōu)點(diǎn)：可適用于有排冰，漂木的情況，下游護(hù)坦不需要。缺點(diǎn)：對下游岸坡造成性較強(qiáng)破壞，下游尾水位變化較大時不能適用，（4）消力戽消能：與挑流消能相似，在水下設(shè)置挑流鼻坎，無自由水舌。通過戽斗使水流產(chǎn)生漩渦，在經(jīng)過挑流鼻坎，將下泄水流挑到下游的水流表面，通過這種方式減小多余水流能量。優(yōu)點(diǎn)：無霧化現(xiàn)象出現(xiàn)，工程量小，施工簡單，對下游河床沖刷小。缺點(diǎn)：只適用于尾水位較深的情況，變幅小，要求岸坡和河床條件較高。根據(jù)本工程的情況，下游河床無較大的斷裂構(gòu)造通過，庫區(qū)周圍山體雄厚，出露巖層為非可溶巖，因此可以選用挑流消能的消能方式。3.6.2消能防沖計算（1）設(shè)計洪水位時消能防沖計算①挑距和沖坑的估算連續(xù)式的挑流鼻坎，其水舌挑距按水舌的外緣計算，查規(guī)范得，水舌拋距公式為：（3.17）式中：水舌拋距，；坎頂水面流速，,本設(shè)計??；鼻坎挑流角度，??；坎頂垂直方向水深，，； 坎頂至河床面高差，；則 ，取。②沖坑水墊厚度估算：查規(guī)范，水墊厚度估算公式為：（3.18）式中：；—單寬流量，；H—上下游水位差，m；沖坑系數(shù)，根據(jù)基本資料，本次設(shè)計工程的基巖堅硬完整，取。故設(shè)計洪水位時，挑流式消能所能形成的水流沖坑不會對于大壩的整體安全不利。（2）校核洪水位時消能防沖計算①挑距和沖坑的估算則取。②沖坑水墊厚度估算：故校核洪水位時，挑流式消能所能形成的水流沖坑不會對于大壩的整體安全不利。3.6.3沖砂閘設(shè)計（1）壩身泄水孔在水面下方的排水裝置中安裝泄水口，滿足項目排洪和預(yù)排水的要求、在特定的時刻用于排沙和導(dǎo)流。壩身泄水孔具體用途：維修和檢查時清空水庫；可以排除淤沙、減小揚(yáng)壓力；滿足下游用水、航運(yùn)需求；準(zhǔn)備泄洪時預(yù)排水；施工導(dǎo)流。在泄水孔流量過大時，會產(chǎn)生負(fù)壓和空蝕作用，負(fù)壓和空蝕不利于壩體的安全和穩(wěn)定，可以阻止更多滲流。當(dāng)閘門浸沒時，產(chǎn)生較大的水壓力，導(dǎo)致閘門打開的力變大，開啟設(shè)施更復(fù)雜，投資大。（2）泄水孔型式選擇無壓閘門孔可以通過升高頂部產(chǎn)生無壓水流，當(dāng)關(guān)閉閘門時沒有水流通過，設(shè)計施工簡單，安全可靠，需要的輔助設(shè)備少。本次設(shè)計，選用無壓水泄水孔。（3）尺寸設(shè)計考慮壩底高程和淤沙高度，在溢流壩段底孔處設(shè)置沖砂閘。排沙高程940.00m，進(jìn)水口為圓形喇叭形，半徑取3.0m。出水口半徑2.0m。流量計算公式如下： （3.19）式中：孔口流量系數(shù)，?。谎蜎]出流時，上下游水位高程之差；底孔泄流量；孔口出口面積，。①設(shè)計洪水位時：設(shè)計洪水位泄流量為345.35/s。②校核洪水位時：校核洪水位泄流量為342.18m3/s。（4）細(xì)部構(gòu)造為了達(dá)到減少水流中泥沙的目的設(shè)置沖砂閘，降低泥沙產(chǎn)生的摩擦力，使水流平順流暢，減少橫向收縮，減少下游進(jìn)水閘一側(cè)的水流發(fā)生不良布置現(xiàn)象，高程與河床齊平。平板閘門結(jié)構(gòu)簡單，但受力不均?；⌒伍l門受力均勻，但其承受荷載的能力差。本次設(shè)計選用平板閘門，以滿足其較大的荷載。（5）閘墩與工作橋①閘墩閘墩要保證水流順直，減小下游河岸的沖刷，使下游水流布置不發(fā)生的不良現(xiàn)象。墩的厚度尺寸擬定為中墩d=3.0m，邊墩t=2.0m。其平面如圖8.1所示：圖3.3閘墩示意圖設(shè)置工作閘門的門槽深度為1.25m，寬度為2.0m；設(shè)置檢修閘的門槽深度為0.9m，寬度為1.5m。4細(xì)部構(gòu)造4.1混凝土分區(qū)及材料4.1.1壩體混凝土分區(qū)（1）壩體應(yīng)該根據(jù)受力情況和位置不同選擇合適的混凝土。（2）鄰近區(qū)間的混凝土強(qiáng)度等級不超過2級，為了避免集中應(yīng)力和溫度差異引起壩體破壞，相同的筑塊不多于兩種。（3）為方便施工，分區(qū)厚度取2m。圖4.1混凝土分區(qū)圖4.2.2分區(qū)混凝土材料要求（1）Ⅰ區(qū)下游水面以上部分的表層混凝土，施工和冰凍深度是主要的控制因素，同時滿足一定的強(qiáng)度。使用混凝土，水灰比為0.58。（2）II分區(qū)上游水面變化區(qū)間的混凝土，抗凍深度、抗?jié)B、施工是主要的控制因素，滿足一定的強(qiáng)度要求。使用混凝土，水灰比為0.48。（3）III分區(qū)是被上游水深淹沒的壩體表層的混凝土，其抗?jié)B、抗裂、施工是主要因素，滿足一定的抗侵蝕要求。使用混凝土，水灰比為0.52。（4）IV分區(qū)靠近地基的混凝土，抗裂是主要控制因素，對強(qiáng)度和低熱要求較高。使用混凝土，水灰比為0.52。（5）V分區(qū)是大壩壩體內(nèi)部位置的混凝土，需滿足強(qiáng)度要求，由于用量較大，要注意低熱，不讓溫度影響混凝土強(qiáng)度。使用混凝土，水灰比為0.62。（6）Ⅵ分區(qū)是溢流壩堰頂和過水部分的混凝土，抗沖耐磨是主要的控制因素，同時滿足強(qiáng)度、抗凍、抗侵蝕要求。使用混凝土，水灰比為0.42。4.2壩頂構(gòu)造為了滿足排水需要，將壩頂路面的坡度設(shè)置為2%，壩頂上游側(cè)需要設(shè)置20cm×20cm的一道排水溝即可用來從坡度較低的一側(cè)直接排出大壩頂部的雨水，壩頂?shù)纳嫌蝹?cè)需要設(shè)置一堵大壩防浪墻，具體尺寸大小分別為寬度×高度=50cm×120cm，防浪墻主要是用來承受較大波浪的壓力的作用和水面上漂浮著的的物體所產(chǎn)生的應(yīng)力作用，所以自身也需要滿足壩體整體匹配的剛度、強(qiáng)度以及整體穩(wěn)定性，防浪墻使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使其與大壩壩體連為一個完全的整體，混凝土結(jié)構(gòu)使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。壩體下游側(cè)可以設(shè)置不銹鋼防欄桿，保證人和車通行的安全，滿足運(yùn)用和交通的必要要求，在壩頂路面兩側(cè)布置間隔為15m照明設(shè)施。在每個大壩壩段的頂部設(shè)置一個電梯井，電梯井可以通往壩體內(nèi)部的各層廊道，以便于壩體內(nèi)部滲流的觀測和壩體廊道的維修，滿足了大壩正常運(yùn)行的要求。4.3分縫止水4.3.1壩體分縫（1）在壩體垂直于壩軸線方向設(shè)置永久性橫縫，用來減少溫度和濕度變化時所產(chǎn)生的應(yīng)力，用來適應(yīng)地基不均勻沉降時所產(chǎn)生的應(yīng)力，以及滿足施工的要求；（2）在平行于壩體中軸線的方向設(shè)置一些臨時的縱縫，在每個縱縫的四周設(shè)置止?jié){片，以免灌漿過程中漿液從這些縱縫之中滲流出來。用來適應(yīng)混凝土的澆筑能力，減小施工時期的溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力；（3）在靠近基巖面用1.0m的薄層澆筑混凝土，設(shè)置水平方向的施工縫，以利于在混凝土澆筑時散熱，避免溫度升高，防止壩體開裂。4.3.2止水設(shè)計橫縫內(nèi)需要做止水的設(shè)計，止水材料使用瀝青材料，有利于減小壩體頭部應(yīng)力的影響和作用，在止水片進(jìn)行安裝時一定要要嚴(yán)格遵守設(shè)計規(guī)范的要求來安裝，施工質(zhì)量必須要達(dá)到規(guī)范的要求，本設(shè)計采用方形的瀝青材料，將鋼筋也埋入井中，并用絕緣材料固定，從大壩的頂部一直通到大壩的底部，為了使排除老化、不符合止水的瀝青材料，重新添加新的瀝青材料或以后研發(fā)的新型止水材料，需要設(shè)置瀝青材料或者其他材料的排出管，本次設(shè)計在大壩中部位置和靠近壩基的位置各設(shè)置一個排出管，管徑為15cm。止水片需要伸入到深約50cm的大壩基礎(chǔ)巖基之中，止水片的上部高度應(yīng)該延伸至校核洪水位的水位以上，而瀝青材料的上部高度需要延伸至大壩的壩頂處