水庫堆石混凝土重力壩的溢流壩段作用荷載及組合計(jì)算案例1.1荷載組合及剖面計(jì)算荷載組合設(shè)計(jì)時(shí)，需按照實(shí)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(gè)荷載組合。和擋水壩段相比，主要增加了動(dòng)水壓力的計(jì)算?；窘M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(yáng)壓力+浪壓力?；窘M合二（設(shè)計(jì)洪水位工況）：上游設(shè)計(jì)洪水位靜水壓力+淤沙壓力+自重+揚(yáng)壓力+浪壓力+動(dòng)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(yáng)壓力+浪壓力+動(dòng)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(jì)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(jìn)行抗震計(jì)算。大壩計(jì)算荷載組合見REF_Ref70258322\h表5.31。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s21大壩計(jì)算荷載組合荷載荷載組合自重靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力浪壓力地震荷載動(dòng)水壓力基本組合一，正常蓄水位情況√√√√√基本組合二，設(shè)計(jì)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(jì)算剖面選取最大壩高溢流壩段為計(jì)算剖面，見REF_Ref70258414\h圖5.31。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s21溢流壩段計(jì)算簡圖圖1.2主要荷載計(jì)算自重溢流壩段的荷載計(jì)算與擋水壩段類似，根據(jù)剖面形狀，計(jì)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(jì)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(hù)坦高程349.00m，存在靜水壓力，溢流壩段靜水壓力計(jì)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(jì)算成果單位：kN計(jì)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(jì)洪水位12968.904640.52129.08275.31校核洪水位13349.984728.81167.86334.39揚(yáng)壓力溢流壩段同樣設(shè)有防滲帷幕和排水孔，揚(yáng)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?yàn)椴糠謮误w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(yáng)壓力計(jì)算成果。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s23溢流壩段壩基揚(yáng)壓力計(jì)算成果計(jì)算工況H1HH2壩底揚(yáng)壓力（kN）正常蓄水位500.31110.2959.158537.44設(shè)計(jì)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(jì)算可知，不同計(jì)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(jì)算工況相應(yīng)水位Lmh1%hz正常蓄水位396.0013.501.710.68設(shè)計(jì)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(jì)算與擋水壩段相同，采用公式（5-6）~（5-8）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)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(jì)算成果hz（m）Hcr（m）浪壓力Pw（kN）正常蓄水位0.682.3379.14設(shè)計(jì)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(jì)算5.2.3.2章節(jié)泥沙壓力的計(jì)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(dòng)水壓力根據(jù)《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL744-2016），當(dāng)水流經(jīng)溢流壩面的反弧段時(shí)，由于流向改變，在該處產(chǎn)生動(dòng)水壓力，如REF_Ref70261015\h圖5.32所示，由動(dòng)量方程可求得單寬反弧段上的動(dòng)水壓力分量。 式中，PH、PV——總動(dòng)水壓力的水平和鉛直分量，kN；1、2——反弧段最低點(diǎn)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(dòng)水壓強(qiáng)視作均勻分布，按下式計(jì)算。 式中，pcr——水流離心力壓強(qiáng)，kPa；R——反弧半徑，m。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s22反弧段動(dòng)水壓力計(jì)算示意圖溢流壩面反弧段最低點(diǎn)兩側(cè)弧段所對的中心角分別為55°和0°，經(jīng)計(jì)算，不同工況下的動(dòng)水壓力見REF_Ref70262521\h表5.36。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s26溢流壩段動(dòng)水壓力計(jì)算成果q（m3/(s·m)）V（m/s）PH（kN）PV（kN）pcr（kPa）設(shè)計(jì)洪水7.910.8430.2858.1711.84校核洪水12.271.0956.04107.6521.90主要荷載計(jì)算成果不同工況下溢流壩段主要荷載計(jì)算結(jié)果見REF_Ref70262543\h表5.37。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s27主要荷載計(jì)算成果單位kN工況上游靜水壓力下游靜水壓力自重?fù)P壓力浪壓力泥沙壓力動(dòng)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//