【《某水利枢纽主要建筑物轮廓尺寸拟定计算案例》2300字】

某水利枢纽主要建筑物轮廓尺寸拟定计算案例坝轴线235m高程处宽度为540m，所以大坝总体暂拟定分为32个坝段，一个坝段的宽度为17m，17×32=544m。1.1.挡水坝段轮廓尺寸坝顶高程的确定：先对波浪三要素（波长、波高、波浪壅高）进行计算：此重力坝所在位置位于山区峡谷之中，查水工设计手册知可用官厅水库公式进行计算。由官厅水库公式有： ghp gLm hz=当gDV2=20~250时，波浪高度等于频率0.05当gDV2=250~1000时，波浪高度等于频率0.1hpLmV为水域上空10000mm高度处平均风速的年最大值；D为库面波浪吹程，m；H1累积频率为P的波高hp与hm表2.5累积频率为P的波高hp与hm波浪均波长Lm与波平均周期T Lm=对于深水波，即当H1 Lm=使波浪破碎的临时水深Hk Hk=坝高计算公式如下： ∆h=h1%式中：h1%he为水浪的波轴线高于平静水面水位的高度（即计算的hhc表2.6安全超高选用标准防浪墙高度计算公式如下：h防浪墙顶计算所需的水库的有关数据如下：设计情况下：风速V=14m/s，吹程D=3000m，坝前水深H1校核情况下：风速V=14m/s，吹程D=3000m，坝前水深H1由于两种工况下的数据相差不大，故两者的波浪三要素基本相同，计算后可认为三要素都为以下数据。hp=1.87m（累积频率波高），Lm=7.35m（平均波长），防浪高程为频率0.01的波高加上水浪的波轴线高于平静水面水位的高度再加上为安全而设置的加高，防浪墙顶的高程为正常蓄水位或校核洪水位加上防浪高程。故设计情况下∆h=2.26+1.49+0.7=4.45m，坝顶防浪墙高程为232.2+4.45=236.65m；校核情况下∆h=2.26+1.49+0.7=4.45m，坝顶防浪墙高程为233.81+4.45=238.26m。淤沙高程：页岩风化形成的产物造就了最主要的泥沙构成，泥沙颗粒比较细，其中易于移动的物质也非常丰富。多年平均输沙量为3.35×106t/y（即215×104查水工设计手册第五卷混凝土坝可知，岩基上实体重力坝的上游折坡坡度一般采用垂直或5，如果有坡度一般先有一段垂直再有折坡，下游坡度一般采用1.538或1.25，重力坝基本断面的上下游坝坡可以参照已建重力坝的实例初步选定。此处重力坝坝高238.26m，防浪墙高度取为1.2m，上游坝坡选用折坡的形式，折坡点位于深孔底板处，折坡坡度暂拟定为1：0.2，下游坝面坡度由同类型工程对比后暂定选为1：0.75，坝基处高程为185m，故坝高为238.26−1.2−185=52.06m，下游长度为52.06×0.75=39.045m，取整为40m。上游折坡至坝基高差为210−185=25m，上游宽度为25×0.2=5m，因为坝顶宽度不小于0.1倍坝高，0.1×52.06=5.206m，由同类型工程经验暂取为6m。利用计算程序对非溢流断面按抗剪断公式进行剖面经济优化后可知上游折坡点在210m处，上游折坡坡度为0.1，下游面坝坡为1：0.775，下游起坡点224.26m。单位长度方量为920.34m3。图2.5重力坝非溢流断面形态挡水建筑物（非溢流）：共18个坝段，分为右岸5个坝段，左岸13个坝段。1.2.溢流坝段轮廓尺寸由调洪演算结果可知溢流堰堰顶高程为223.5m，工作闸门高度9.5m，由非溢流坝段的基本三角形可知上游折坡点在210m处，上游折坡坡度为0.1，下游面坝坡为1：0.775，溢流堰下游曲线与直线段的衔接采用WES曲线，溢流堰上游堰面采用1/4椭圆弧曲线。溢流前缘总净宽为9×12=108m，查《溢洪道设计规范SL253-2018》以及水工设计手册，可知闸墩型式有直角形、半圆形、楔形、尖圆形四种，如下图所示。图2.6闸墩的几种形式边墩采用圆弧形，中墩采用半圆形形状，分缝采用墩中分缝的形式（即缝墩），取d=4m，闸墩总宽度4×9=36m，溢流坝段总宽度由此可得为36+108=144m。分为9个坝段，共153m。1.3.深孔坝段轮廓尺寸由同类型工程经验，深孔取一孔，4×3m，考虑深孔坝段与其他坝段建筑物应有一定间隔，占据宽度17m，即一个坝段的长度。水库放空计算：232.2m为正常蓄水位，堰顶高程为223.5m，表孔：9孔，单宽b=12m，深孔：4×3m，堰顶上库容为（9.156−5.71）×108=3.446×放空计算的步骤如下：1、放空将分为数段进行（6段，其中4段为2.9m，2段为2.8m），目的在于考虑计算难度的同时提高精度，将分段计算结果查水位库容曲线，得到相应水库容量。2、试算堰顶上的平均水头高度与溢流堰泄水流量，平均高度的水头为两水位高程平均值（线性插值法），堰顶流量Q=mεB(2g)0.5H01.5，式中流量系数m取0.502，ε取0.9，前缘宽度B为9×12=108m，计算距离为从水库正常蓄水水位到堰顶高程的距离。3、计算各计算时段的平均水头及平均流量，平均水头即为两水位到某一高程的水头的平均值（线性插值法），深孔流量计算公式Q=μAk（2gH）0.5，μ计算表格如下：表2.7水库放空计算结果放空总时间为2490212.44s，经换算2490212.44÷24÷60÷60=28.8219（天），此时间小于放空要求时间40天，故预设深孔尺寸满足要求。1.4.电站坝段轮廓尺寸由1.1流域概况与枢纽任务可知电站的总装机容量为2.4×108W，设置三台水轮机机组，每台机组最大引用流量为3.3×10m3/s。