1、PAGE PAGE 3非溢流壩設(shè)計(jì)（一）、初步擬定壩型的輪廓尺寸(1)壩頂高程的確定校核洪水水位情況況下：波浪高度 22hl=0.01666V55/4DD1/33=0.016661185/4441/33=0.98mm波浪長(zhǎng)度 22Ll=100.4(2hhl)0.88=100.40.9980.8=110.223m波浪中心線線到靜水水面的高高度 hh0=(2hl)2/ 22Ll=3.140.9982/100.233=0.30mm安全超高按按級(jí)建筑筑物取值值 hcc=0.3m壩頂高出水水庫(kù)靜水水位的高高度h校=2hl+ hh0+ hhc=0.98+0.330+00.3=1.558m設(shè)計(jì)洪水水位情況況

2、下：波浪高度 22hl=0.01666(11.5VV)5/4D1/33=0.01666(1.55188)5/4441/33=1.662m波浪長(zhǎng)度 22Ll=100.4(2hhl)0.88=100.41.6620.8=15.3m波浪中心線線到靜水水面的高高度 hh0=(2hl)2/ 22Ll=3.141.6622/155.3=0.554m安全超高按按級(jí)建筑筑物取值值 hcc=0.4m壩頂高出水水庫(kù)靜水水位的高高度h設(shè)=2hl+ hh0+ hhc=1.62+0.554+00.4=2.556m兩種情況況下的壩壩頂高程程分別如如下：校核洪水位位時(shí)： 2255.3+1.558=2226.9m設(shè)計(jì)洪水位位

3、時(shí)： 2244.0+2.556=2226.56mm壩頂高程選選兩種情情況最大大值2226.99 m，可可按2227.000m設(shè)設(shè)計(jì)，則則壩高2227.00-1744.5=52.5m。(2)壩頂頂寬度的的確定本工程按人人行行道道要求并并設(shè)置有有發(fā)電進(jìn)進(jìn)水口，布布置閘門門設(shè)備，應(yīng)應(yīng)適當(dāng)加加寬以滿滿足閘門門設(shè)備的的布置，運(yùn)運(yùn)行和工工作交通通要求，故故取8米。(3)壩坡坡的確定定考慮到利用用部分水水重增加加穩(wěn)定，根根據(jù)工程程經(jīng)驗(yàn)，上上游坡采采用1：0.22，下游游坡按壩壩底寬度度約為壩壩高的00.70.99倍，擋擋水壩段段和廠房房壩段均均采用11：0.77。(4)上下下游折坡坡點(diǎn)高程程的確定定理論分析

4、和和工程實(shí)實(shí)驗(yàn)證明明，混凝凝土重力力壩上游游面可做做成折坡坡，折坡坡點(diǎn)一般般位于1/332/3壩高處處，以便便利用上上游壩面面水重增增加壩體體的穩(wěn)定定。根據(jù)壩高確確定為52.5m，則1/3H=1/3352.5=117.55m，折坡坡點(diǎn)高程程=1774.55+177.5=1922m；2/33H=22/352.5=335m，折坡坡點(diǎn)高程程=1774.55+355=2009.55m，所以以折坡點(diǎn)點(diǎn)高程適適合位于于1922m2209.5m之間，則則取折坡坡點(diǎn)高程程為2003.000m。擋擋水壩段段和廠房房壩段的的下游折折坡點(diǎn)在在統(tǒng)一高高程2116.55m處。(5)壩底底寬度的的確定由幾何關(guān)系系可得壩壩

5、底寬度度為T=（2033-1774.55）0.2+88+(2216.5-1174.5)0.77=433.1mm(6)廊道道的確定定壩內(nèi)設(shè)有基基礎(chǔ)灌漿漿排水廊廊道，距距上游壩壩面6.1m，廊廊道底距距基巖面面4m，尺尺寸2.533.0mm（寬高）。(7)非溢溢流壩段段縱剖面示意意圖（二）、基基本組合合荷載計(jì)計(jì)算及穩(wěn)穩(wěn)定分析析由上述非溢溢流剖面面設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算得知知校核洪洪水位情情況下的的波浪三三要數(shù)：波浪中心線線到靜水水面的高高度h0=0.33m波浪高度22hl=0.998m波浪長(zhǎng)2LLl=10.23mm因?yàn)間D/v2=9.8140000/1182=1211.111m ,在202500m之間間所以波

6、高應(yīng)應(yīng)安轉(zhuǎn)換換為累計(jì)計(jì)頻率11%時(shí)的的波高：2hl（1%）=0.981.224=11.222m。又因?yàn)榘雮€(gè)個(gè)波長(zhǎng)LLl=100.233/2=5.112HH（壩前前水深HH=500.8mm），所以浪壓力力Pl按深水水波計(jì)算算。式中：其中中灌漿處處及排水水處揚(yáng)壓壓力折減減系數(shù)取取=0.25水重度=9.881KNN/m33混泥土等級(jí)級(jí)強(qiáng)度CC10混泥土重度度24KKN/mm3壩前淤沙浮浮容重00.955T/mm3=9.5KNN/ mm3水下淤沙內(nèi)內(nèi)摩擦角角=188。（1）正常常洪水位位情況正常洪水位位情況下下荷載計(jì)計(jì)算示意意圖正常洪水位位情況下下的荷載載計(jì)算過(guò)過(guò)程見附附表1 流壩荷算：0下位8：.

7、計(jì)形常位70況KK中偏(N)2.254.515554005402970 42力2.7432.53 5力74.80972.25.85762.5.87. .58. 265.8. . 995.68242.893109152.125270. 2.159. 壓2.2g58). .壓40.02. 02.99512273847.2.力水以；以針逆為抗滑穩(wěn)定定分析93.-4803534.7443.0 ，抗定（2）校核核洪水位位情況校核洪水位位情況下下荷載計(jì)計(jì)算示意意圖校核洪水位位情況下下的荷載載計(jì)算過(guò)過(guò)程見附附表2溢力本計(jì)：50游:0高2m情校水23情KK中偏(N)2.254.515554005402970

8、42力2.843482.2.力728.0752.25.857621165.9813.1191. 265.8. .987.18782.863189152.125270. 2.159. 壓2.2g58). .壓1202. 60.739922040292178力水以；以針逆為抗滑穩(wěn)定分分析93.-44034.3.1992.55足穩(wěn)求四、應(yīng)力分分析（運(yùn)運(yùn)行期）（一）正常常洪水位位情況下下1、水平截截面上的的正應(yīng)力力2、剪應(yīng)力力上游面水壓壓力強(qiáng)度度：下游面水壓壓力強(qiáng)度度：剪應(yīng)力：3、水平應(yīng)應(yīng)力4、主應(yīng)力力（二）校核核洪水位位情況下下1、水平截截面上的的正應(yīng)力力2、剪應(yīng)力力上游面水壓壓力強(qiáng)度度：下游面水壓

9、壓力強(qiáng)度度：剪應(yīng)力3、水平應(yīng)應(yīng)力4、主應(yīng)力力五、內(nèi)部應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算（一）正常常洪水位位情況下下坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)設(shè)在下游游壩面，由由偏心受受壓公式式可以得得出系數(shù)數(shù)a和b，如下下具體壩內(nèi)應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算過(guò)程見見附表33（二）校核核洪水位位情況下下坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)設(shè)在下游游壩面，由由偏心受受壓公式式可以得得出系數(shù)數(shù)a和b，如下下具體壩內(nèi)應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算過(guò)程見見附表44附表3非溢流壩壩壩內(nèi)應(yīng)力力分析計(jì)計(jì)算表 正常洪水位位情況下下選取點(diǎn)距壩壩址距離離X01020304043.1 a=W/BB-6M/BB521.889 512.889512.889512.889512.889512.889 b=12M/BB0.94 0.94

10、0.940.940.940.94水平截面正正應(yīng)力y = a+bX521.889 522.229 531.669 541.009 550.449 553.440 a11=d327.556 327.556 327.556 327.556 327.556 327.556 b11=(-1/BB)（6P/BB+2u+4d）-61.447 -61.447 -61.447 -61.447 -61.447 -61.447 c11=1/BB(6P/BB+3u+3d)1.24 1.24 1.24 1.24 1.24 1.24 壩內(nèi)剪應(yīng)力力=a1+b1X+cc1X327.556 -163.14 -405.84 -4

11、00.54 -147.24 -18.336 a22=xd283.225 283.225 283.225 283.225 283.225 283.225 b22=(xu-xd)/B4.47 4.47 4.47 4.47 4.47 4.47 壩內(nèi)水平正正應(yīng)力x=a2+b2X283.225 327.995 372.665 417.335 462.005 475.991壩內(nèi)主應(yīng)力力751.118 615.001 865.773 884.551 660.001 557.553壩內(nèi)主應(yīng)力力539.337 471.228 596.664 606.004 493.778 422.555第一主應(yīng)力力方向3500

12、2937739277403663638812355附表4非溢流壩壩壩內(nèi)應(yīng)力力分析計(jì)計(jì)算表 校核洪水位位情況下下選取點(diǎn)距壩壩址距離離X01020304043.1 a=W/BB-6M/BB176.009 176.009176.009176.009176.009176.009 b=12M/BB13.711 13.71113.71113.71113.71113.711水平截面正正應(yīng)力y = a+bX176.009 313.119 450.229 587.339 724.449 766.999 a11=d12.366 12.366 12.366 12.366 12.366 12.366 b11=(-1/

13、BB)（6P/BB+2u+4d）-39.669 -39.669 -39.669 -39.669 -39.669 -39.669 c11=1/BB(6P/BB+3u+3d)0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 壩內(nèi)剪應(yīng)力力=a1+b1X+cc1X12.366 -294.54 -421.44 -368.34 -135.24 -26.443 a22=xd167.008 167.008 167.008 167.008 167.008 167.008 b22=(xu-xd)/B8.33 8.33 8.33 8.33 8.33 8.33 壩內(nèi)水平正正應(yīng)力x=a2+b2X167.008

14、 250.338 333.668 416.998 500.228 526.110壩內(nèi)主應(yīng)力力184.774 577.999 817.444 880.225 788.005 769.886壩內(nèi)主應(yīng)力力 158.443 295.118 414.990 446.331 400.220 391.111第一主應(yīng)力力方向 3455841577410333828825122612六、壩內(nèi)應(yīng)應(yīng)力分析析圖根據(jù)壩內(nèi)應(yīng)應(yīng)力分析析計(jì)算成成果，可可做出壩壩內(nèi)應(yīng)力力分布圖圖，如下下所示：（1）正常常洪水位位情況下下（2）校核核洪水位位情況下下二、溢流壩壩設(shè)計(jì)孔口型式及及尺寸擬擬定已知：校核核洪水位位時(shí)泄流流量為33440

15、 mm/ss設(shè)計(jì)洪水位位時(shí)泄流流量26000 mm/ss設(shè)：?jiǎn)螌捔髁髁繛閝=880 mm/ssm閘門孔口數(shù)數(shù)為5孔，每每孔凈寬寬為8m。前緣凈寬寬校核洪水位位時(shí)： L=Q溢/q=33440/880=441.775（m）設(shè)計(jì)洪水位位時(shí)： L=Q溢/q=26000/880=332.55（m）綜上所述，取L=40m堰頂高程由資料可知知，堰頂頂高程為為2133.000m。溢流壩的堰堰面曲線線設(shè)計(jì)頂部曲線線段開敞式溢流流堰面曲曲線，采采用冪曲曲線時(shí)按按下式計(jì)計(jì)算： 定型設(shè)設(shè)計(jì)水頭頭，按堰堰頂最大大作用水水頭的75%-955%計(jì)算，m； n、K 與上游游壩面坡坡度有關(guān)關(guān)的指數(shù)數(shù)和系數(shù)數(shù)； x、y 溢流面面

16、曲線的的坐標(biāo)，其其原點(diǎn)設(shè)設(shè)在顏面面曲線的的最高點(diǎn)點(diǎn)。按85%計(jì)計(jì)算，則則：上游壩面鉛鉛直：k=22,n=1.885x-y關(guān)系系如下表表：x012345678910y00.06880.24550.51990.88331.33551.872.48883.18553.964.8122原點(diǎn)上游曲曲線段R1=0.5Hdd=0.5110.446=55.233(m), 00.1775Hdd=0.1755100.466=1.83(m)；R2=0.2Hdd=0.2110.446=22.099(m), 00.2776Hdd=0.2766100.466=2.89(m)；R3=0.04HHd=00.044100.46

17、6=0.42(m), 00.2882Hdd=0.2822100.466=2.95(m)。堰面曲線與與直線段段的切點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)上游坡度垂垂直：A=11.0996 B=00.5992 a=11.17765 b=2.1176直線段與溢溢流曲線線的切點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)：1=arrctaan1.43=55切點(diǎn)高程 = 堰頂高高程 - =2113-113.449=1199.51(m)底部反弧段段取 =0.95時(shí)，壩壩頂水面面流速為為V1H0=校核核洪水位位-坎頂高高程=2225.33-1991.665=333.665(mm)因?yàn)閝=880 mm/ssm,則q/VV1=800/288.1=2.885所以 hh=2.85m

18、m。又因?yàn)镽=（410）h，所以以取R=66h=662.85=17.1(mm)取挑射角2=200則：圓心高程=坎頂高高程+Rccos2=1991.665+117.11coss20=2007.772 (m)圓心縱坐標(biāo)標(biāo)y0=堰頂高高程-圓心高高程=2113-2207.72=5.225（m）反弧段和直直線段的的切點(diǎn)坐坐標(biāo)：圓心坐標(biāo)：E點(diǎn)坐標(biāo)（坎坎頂坐標(biāo)標(biāo)）：離心力作用用點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)：溢流壩段段縱剖面面示意圖圖 根據(jù)溢流流壩的堰堰面曲線線設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)畫出出溢流壩壩段的縱縱剖面示示意圖，如如下： 溢流壩壩段縱剖剖面示意意圖三、基本組組合荷載載計(jì)算及及穩(wěn)定分分析波浪三要數(shù)數(shù)：波浪中心線線到靜水水面的高高度h0

19、=0.3m 波浪高度 22hl=0.01666V55/4DD1/33=0.016661185/4441/33=0.98mm波浪長(zhǎng)度 22Ll=100.4(2hhl)0.88=100.40.9980.8=110.223m因?yàn)間D/v2=9.8140000/1182=1211.111m ,在202500m之間間所以波高應(yīng)應(yīng)安轉(zhuǎn)換換為累計(jì)計(jì)頻率11%時(shí)的的波高：2hl（1%）=0.981.224=11.222m。又因?yàn)榘雮€(gè)個(gè)波長(zhǎng)LLl=100.233/2=5.112HH（壩前前水深HH=500.8mm），所以浪壓力力Pl按深水水波計(jì)算算。式中：灌漿漿處及排排水處揚(yáng)揚(yáng)壓力折折減系數(shù)數(shù)取=0.25水重度

20、=9.881KNN/m33混泥土等級(jí)級(jí)強(qiáng)度CC10混泥土重度度24KKN/mm3壩前淤沙浮浮容重00.955T/mm3=9.5KNN/ mm3水下淤沙內(nèi)內(nèi)摩擦角角=188。（1）基本本組合荷荷載計(jì)算算在CAD中中繪制溢溢流壩段段縱剖面面圖，并并利用面面域查出出一個(gè)壩壩段壩體體面積A1=11779.990m,壩體重重心距壩壩踵X1=21.67mm；一個(gè)個(gè)閘墩面面積A2=1811.755 m，閘墩墩重心距距壩踵X2=11.93mm。溢流壩段基基本組合合荷載計(jì)計(jì)算過(guò)程程見附表表5，基本本組合荷荷載示意意圖如下下： 溢流壩壩段基本本組合荷荷載計(jì)算算示意圖圖附表5 溢流重重力壩基基本荷載載計(jì)算表表上游水

21、位：2255.300m 下游水水位:1190.65mm 溢溢流壩高高：388.5mm 計(jì)算算情形：校核洪洪水位2225.30mm情況荷載符號(hào)計(jì)算公式垂直力(KKN)水平力(KKN)對(duì)壩底面中中點(diǎn)的偏偏心距(m)力矩(KNNm) 正負(fù)自重W1119.2272242862.48 12.111 346588.911 W21179.9024283177.600 2.46 696611.300 水平水壓力力P1 1/229.8150.82126588.044 16.933 2143442.880 P2 1/229.8116.15221279.33 5.38 6887.08 垂直水壓力力Q1 5.77222.39.8811246.95 21.199 264166.622 Q2 1/225.7228.559.81796.882 22.144 176377.555 揚(yáng)壓力U1 48.0716.159.8817615.80 0.00 0.00 U2 1/22411.1228.679.8811748.68 3.38 5907.05 U3 6.99588.6779.81591.112