混凝土重力坝毕业设计计算书

1、兵团广播电视大学开放教育（专科）兵团广播电视大学开放教育（专科） 题题目目： 混凝土重力坝设计 分分 校：校： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业：业： 指导教师：指导教师： 目录 目目录录 .1 1 第一章第一章 非溢流坝设计非溢流坝设计 .3 3 1.1 坝基面高程的确定坝基面高程的确定 .3 1.2 坝顶高程计算坝顶高程计算 .3 1.2.11.2.1 基本组合情况下：基本组合情况下： .3 3 1.2.1.11.2.1.1 正常蓄水位时：正常蓄水位时：.3 3 1.2.1.21.2.1.2 设计洪水位时：设计洪水位时：.4 4 1.2.21.2.2 特殊组合情况下：特殊组合情况下

2、： .5 5 1.3 坝宽计算坝宽计算 .5 1.4 坝面坡度坝面坡度 .6 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定坝基的防渗与排水设施拟定 .6 第二章第二章 非溢流坝段荷载计算非溢流坝段荷载计算 .7 7 2.1 计算情况的选择计算情况的选择 .7 2.2 荷载计算荷载计算 .7 2.2.12.2.1 自重自重.7 7 2.2.22.2.2 静水压力及其推力静水压力及其推力.8 8 2.2.32.2.3 扬压力的计算扬压力的计算.9 9 2.2.42.2.4 淤沙压力及其推力淤沙压力及其推力.1212 2.2.52.2.5 波浪压力波浪压力.1313 2.2.62.2.6 土压力土压力.1414

3、 第三章第三章 坝体抗滑稳定性分析坝体抗滑稳定性分析 .1515 3.1 总则总则 .15 3.2 抗滑稳定计算抗滑稳定计算 .17 3.3 抗剪断强度计算抗剪断强度计算 .18 第四章第四章 应力分析应力分析 .1919 4.1 总则总则 .19 4.1.14.1.1 大坝垂直应力分析大坝垂直应力分析 .1919 4.1.24.1.2 大坝垂直应力满足要求大坝垂直应力满足要求 .2121 4.2 计算截面为建基面的情况计算截面为建基面的情况 .21 4.2.14.2.1 荷载计算荷载计算.2121 4.2.24.2.2 运用期（计入扬压力的情况）运用期（计入扬压力的情况） .2222 4.2

4、.34.2.3 运用期（不计入扬压力的情况）运用期（不计入扬压力的情况） .2323 4.2.44.2.4 施工期施工期.2323 第五章第五章 溢流坝段设计溢流坝段设计 .2424 5.1 泄流方式选择泄流方式选择 .25 5.2 洪水标准的确定洪水标准的确定 .25 5.3 流量的确定流量的确定 .25 5.4 单宽流量的选择单宽流量的选择 .25 5.5 孔口净宽的拟定孔口净宽的拟定 .26 5.6 溢流坝段总长度的确定溢流坝段总长度的确定 .26 5.7 堰顶高程的确定堰顶高程的确定 .26 5.8 闸门高度的确定闸门高度的确定 .27 5.9 定型水头的确定定型水头的确定 .28 5

5、.10 泄流能力的校核泄流能力的校核 .28 5.11.15.11.1 溢流坝段剖面图溢流坝段剖面图.2828 5.11.25.11.2 溢流坝段稳定性分析溢流坝段稳定性分析.2929 （1）正常蓄水情况）正常蓄水情况 .29 （2）设计洪水情况）设计洪水情况 .29 （3）校核洪水情况）校核洪水情况 .30 第六章第六章 消能防冲设计消能防冲设计 .3030 6.1 洪水标准和相关参数的选定洪水标准和相关参数的选定 .31 6.2 反弧半径的确定反弧半径的确定 .31 6.3 坎顶水深的确定坎顶水深的确定 .32 6.4 水舌抛距计算水舌抛距计算 .33 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚

6、度最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 .34 第七章第七章 泄水孔的设计泄水孔的设计 .3636 7.1 有压泄水孔的设计有压泄水孔的设计 .36 7.2 孔径孔径 D 的拟定的拟定.36 7.3 进水口体形设计进水口体形设计 .36 7.4 闸门与门槽闸门与门槽 .37 7.5 渐宽段渐宽段 .37 7.6 出水口出水口 .37 7.7 通气孔和平压管通气孔和平压管 .38 参考文献参考文献 .3939 第一章第一章 非溢流坝设计非溢流坝设计 1.1 坝基面高程的确定坝基面高程的确定 由混凝土重力坝设计规范可知，坝高 10050 米时，重力坝可建在微风化至 弱风化中部基岩上，本工程坝高为 501

7、00m，由于本坝址岩层分布主要为石英砂岩， 故可确定坝基面高程为 832.0 m。由水位库容曲线查的该库容为 0.03108m3，故可 知该工程等级为级。 1.2 坝顶高程计算坝顶高程计算 1.2.1 基本组合情况下：基本组合情况下： 1.2.1.1 正常蓄水位时：正常蓄水位时： 坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用以下公式进行计算： 波浪要素按官厅公式计算。公式如下： 1/3 1/12 1 0 22 00 0.0076 ghgD v vv 1/3.75 1/2.15 0 22 00 0.331 gLgD v vv 2 1 2 z hH hcth LL 库水位以上的超高：h 1cz hhhh

8、式中-波浪高度，m 1 h -波浪中心线超出静水位的高度，m z h -安全超高，m c h -计算风速。水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年平均 o v 最大风速的 1.52.0 倍；校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，m/s D-风区长度；m L-波长；M H-坝前水深 1.2.1.2 设计洪水位时：设计洪水位时： 根据水库总库容在之间可知，大坝工程安全级别为级 88 0.2 10 0.25 10 计算风速取相应洪水期多年平均最大风速的 1.8 倍，即=47.7m/s o v o v 根据公式，可知波浪高度=2.71m 1/3 1/12 1 0 22 00 0.00

9、76 ghgD v vv 1 h 根据公式，可知波长 L=23.19m 1/3.75 1/2.15 0 22 00 0.331 gLgD v vv 根据公式，可知波浪中心线超静水位高度=0.m 2 1 2 z hH hcth LL z h 可知库水位超高 =4.1m 1cz hhhh 可知坝顶高程=890.00+4.1=894.1m 1.2.1.2 校核洪水位时： 计算风速取相应洪水期多年平均最大风速，即=26.5m/s o v o v 根据公式，可知波浪高度=1.30m 1/3 1/12 1 0 22 00 0.0076 ghgD v vv 1 h 根据公式，可知波长 L=7.0034m 1

10、/3.75 1/2.15 0 22 00 0.331 gLgD v vv 根据公式，可知波浪中心线超静水位高度=0.7577m 2 1 2 z hH hcth LL z h 可知库水位超高 =2.355m 1cz hhhh 可知坝顶高程=890.00+2.355=892.355m 1.2.2 特殊组合情况下：特殊组合情况下： Vo=26.5 m/s 故按莆田试验站公式计算： 0.45 0.7 2 0 220.7 2 00 0 0.0018/ gh 0.130.7 v 0.130.7/ mm m gD V gH thth V thgHV =6.4310-3 故 hm=0.4603 m 0.5 m

11、 2 00 ghgT 13.9 vv m =1.1146 故 Tm=3.011 s 综合（1） 、 （2） ，可知最大坝顶高程取 894.1m 1.3 坝宽计算坝宽计算 为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大 坝高的 8%10%。 ，且不小于 3m 所以坝顶宽度=6m，并可算出坝底宽为 78.5m 1.4 坝面坡度坝面坡度 上游坝坡采用折线面，一般起坡点在坝高的 2/3 附近，建坝基面高程为 832m，折 坡点高程为 873.4m， 坡度为 1：0.2；下游坡度为 1：0.8。因为基本三角形的顶点与 正常蓄水位齐平，故重力坝剖面的下游坡向上延伸应与正常蓄水位相交

12、，具体尺寸见 下图 图 1.1 重力坝剖面图 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定坝基的防渗与排水设施拟定 由于防渗的需要，坝基须设置防渗帷幕和排水孔幕。据基础廊道的布置要求，初 步拟定防渗帷幕及排水孔廊道中心线在坝基面处距离坝踵 5.5m。 建基面高程 832m 设计洪水位 891.09m 校核洪水位 892.33m 坝顶高程 894.1m 设计为水位 853.70m 校核尾水位 855.62m 河床高程 848.2m 第二章第二章 非溢流坝段荷载计算非溢流坝段荷载计算 2.1 计算情况的选择计算情况的选择 作用在坝基面的荷载有：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力、土压力， 常取坝长进行计

13、算。1m 2.2 荷载计算荷载计算 2.2.1 自重自重 自重在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位完全一样计算步骤如下；W 坝体自重的计算公式：()W KN c WVr 式中： 3 3 1 c Vmm r 坝体体积，由于取坝长，可以用断面面积替代，通常把它分 成如图所示的若干个简单的几何图形分别计算； 坝体混凝土的重度，取24KN / m。 可知： W1=0.5 6 30 2.4 9.81=2118.96 KN W2=6 62.1 2.4 9.81=8772.494 KN W3=0.5 66.5 57.3 2.4 9.81=44856.62KN W=W1+W2+W3=55748.47KN 坝体

14、自重=55748.47KNW 2.2.2 静水压力及其推力静水压力及其推力 静水压力与作用水头有关，所以在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水PH 位时静水压力各不相同，应分别计算；P 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平压力和垂 H P 直压力两种。 V P 的计算公式为： H P 2 1 2 Hw Pr H 式中： 计算点的作用水头，；Hm 水的重度，常取； w r 3 9.81/KN m （1）基本组合：）基本组合： 正常蓄水位情况： F1=0.5 9.81582=16500.42KN W1=0.5 (58+28) 6 9.81=2538.72KN 设计洪水位情况： F1

15、=0.5 9.81 58.092= 16551.67KN F2=0.5 9.81 21.72= -2309.715KN W1=0.5 (58.09+28.09) 6 9.81= 2536.277KN W2=0.5 21.7 27.125 9.81= 2887.144KN （2）特殊组合）特殊组合： 校核蓄水位情况： F1=0.5 9.81 60.332=17852.77KN F2=0.5 9.81 17.52=1502.156KN W1=0.5 (60.33+30.33) 6 9.81=2668.124KN W2=0.5 23.62 29.525 9.81= 3420.651KN 2.2.3

16、扬压力的计算扬压力的计算 规范：当坝基设有防渗帷幕和排水孔时，坝底面上游（坝踵）处的扬压力作用水 头为， 排水孔中心线处为（，下游（坝趾）处为，其间各段依 1 H 2 aH 12 HH 2 H 次以直线连接,则： A 坝踵处的扬压力强度为,坝址处的扬压力强度为,帷幕灌浆和排水孔处 1w r H 2w r H 的渗透压力为（,的取值如表 2-1 所示） 。 w ar H 12 HHHa B 扬压力的大小等于扬压力分布图的面积。U U U U h h h 建基面高程 832m 河床高程 848.2m 河床高程 848.2m 淤积高程 866m 图 2.1 扬压力计算图示 U U U U h h h

17、 建基面高程 832m 河床高程 848.2m 河床高程 848.2m 淤积高程 866m 表 2.1 坝底面的渗透压力、扬压力强度系数 坝 基 处 理 情 况 坝型及部位 （A） 设置防渗帷幕及 排水孔 （B） 设置防渗帷幕及主、副排水孔并抽排 部 位 坝 型渗透压力强度系数 主排水孔前的扬压力 强度 系数 1 残余扬压力强度系 数 2 实体重力 坝 0.250.20.5 宽缝重力 坝 0.20.150.5 大头支墩 坝 0.20.150.5 河 床 坝 段 空腹重力 坝 0.25- 实体重力 坝 0.35- 岸 坡 宽缝重力 坝 0.3- 则：帷幕灌浆处的，排水孔处的。 1 0.5a 2

18、0.3a U U U U h h h 建基面高程 832m 河床高程 848.2m 河床高程 848.2m 淤积高程 866m （1）正常蓄水情况下：）正常蓄水情况下： H1=890.0832.0=58.0 H2=0 U1= H2=0 U2=-11.5 0.3 9.81 58=-1962.981 KN U3=-0.567 0.3 9.81 58=-5718.249 KN U4=0 Ucc=-（0+1962.981+5718.249+0）=-7681.23 KN （2）设计洪水情况：设计洪水情况： H1=890.9832.0=58.09 H2=21.7 U1= H2=-212.877 KN U2

19、=-11.5 0.3 9.81 58.09=-1966.027 KN U3=-0.567 0.3 9.81 58.09=-5727.122 KN U4=-0.511.536.39=-209.2425 KN Ucc=-（212.877 +1966.027+5727.122+209.2425）=-8115.269 KN （3）校核洪水位情况：）校核洪水位情况： H1=60.33 H2=17.5 U1= H2=-171.675 KN U2=11.5 0.3 9.81 60.33=-2041.839 KN U3=-0.567 0.3 9.81 60.33=-5947.965 KN U4=-0.511.

20、542.83=-246.2725 KN Ucc=-（171.675 +2041.839+5947.965+246.2725）=-8407.751 KN 2.2.4 淤沙压力及其推力淤沙压力及其推力 建基面高程 832m 河床高程 848.2m 河床高程 848.2m 淤积高程 866m 图 2.3 淤沙压力计算图示 （1）水平泥沙压力）水平泥沙压力 为：为：() skH PKN 22 0.5tan (45/ 2) skHsbss Pr h 式中: 3; m sb s s r h 淤沙的浮重度，KN / m 坝前淤沙厚度，; 淤沙的内摩擦角，（）。 ，14 s 33 0.750.75 9.817

21、.36 sb tKN r mm 水平方向： 2222 1114 (45)7.36(866848.2)(45)711.24 2222 s sksbs Pr h tgtgKN （2）竖直方向： Psv=7.36 0.5(17.8+4) 4=80.224KN 建基面高程 832m 河床高程 848.2m 河床高程 848.2m 淤积高程 866m psk psv 2.2.5 波浪压力波浪压力 波浪压力计算公式： wk P 1% 1 () 4 wkwmz Pr Lhh 式中： 1% /; m; 1% wk w m z P KN m L hm hm 单位长度迎水面上的浪压力，KN / m ; r水的重度

22、， 平均波长， 累积频率为的波高，； 波浪中心线至计算水位的高度，。 （1）基本组合（设计和正常情况）：）基本组合（设计和正常情况）： Hz=0.7577m； Lm=7.0m； h1%=1.30m 1 9.81 7.0(1.300.7577)35.33 4 wk PKN （2）特殊组合（校核）：）特殊组合（校核）： Hz=0.05402m； Lm=2.488m； h1%=0.207m； 1 9.81 2.488 (0.2070.05402)1.59 4 wk PKN 2.2.6 土压力土压力 2 0 1 2 ok FrH K 0 0.25 0.3333 11 0.25 K 333 1.75 /

23、1.75 9.81/17.1675/t mKNmKNm 天然 1333 1 /1 9.81/9.81/t mKN mKN m （1）正常蓄水情况：）正常蓄水情况： 22 10 11 9.81 (848.2832)0.3333429.09 22 ok FrH KKN 22 20 11 (848.2832)0.29.81257.45 22 ok FrH KKN 22 30 11 17.1675(848.2832)0.3333750.9075 22 ok FrH KKN 22 40 11 (848.2832)0.85 17.1675638.27 22 ok FrH KKN （2）设计及校核洪水位情况

24、：）设计及校核洪水位情况： 22 10 11 9.81 (848.2832)0.3333429.09 22 ok FrH KKN 22 20 11 (848.2832)0.29.81257.45 22 ok FrH KKN 22 30 11 9.81 (848.2832)0.3333429.09 22 ok FrH KKN 22 40 11 (848.2832)0.85 9.81638.27 22 ok FrH KKN 第三章第三章 坝体抗滑稳定性分析坝体抗滑稳定性分析 3.1 总则总则 A、按抗剪断强度的计算公式进行计算，按抗剪断强度公式计算的坝基面抗滑稳 定安全系数值应不小于表 3-1 规

25、范规定； k B、它认为坝体混凝土与坝基基岩接触良好，属于交界面； C、基础数据： ； 1 0.85f ； 1 700cKPa A=1 78.5=78.5 m2。 此时其抗滑稳定安全系数的计算公式为： K fWc A K P 式中： 2 a; ; k f KP Am W PKN 按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数； 坝体混凝土与坝基接触面得抗剪断摩擦系数； c坝体混凝土与坝基接触面得抗剪断凝聚力， 坝基接触面截面积， 作用于坝体上全部荷载（包括扬压力）对滑动平面的法向分值，KN ； 作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值，； 表 3.1 坝基面抗滑稳定安全系数 K 荷 载 组 合 K 基 本

26、 组 合3 (1)2.5 特 殊 组 合 (2)2.3 表 3.2 全部荷载计算结果 水平力垂直力 荷载 正常工况设计工况校核工况正常工况设计工况校核工况 自重.97.97.97 水压力67144.5460426.660333.519025.2014775.915784.29 扬压力-25586.66-57222.22-59984.09 波浪力4.874.871.59 淤沙力3614.423614.423614.42964.13964.13964.13 土压力-805.0748.6448.646688.24511.194511.19 总计69958.7664094.5363998.16.80.

27、0.49 3.2 抗滑稳定计算抗滑稳定计算 （1）正常蓄水情况）正常蓄水情况 W=51617.23 KN P=16889.85 KN K=3.056113.0 （2）设计洪水情况）设计洪水情况 W=54067.9 KN P=14953.2 KN K=3.2.5 （3）校核洪水情况）校核洪水情况 W=54440.77 KN P=17061.85 KN K=3.2.3 3.3 抗剪断强度计算抗剪断强度计算 （1）正常蓄水情况）正常蓄水情况 W=51617.23 KN P=16889.85 KN 3.0 0.85 51617.2370078.5 5.851126 16889.85 fWc A K P

28、 （2）设计洪水情况）设计洪水情况 W=54067.9 KN P=14953.2 KN 2.5 0.85 54067.970078.5 4.7482 14953.2 fWc A K P （3）校核洪水情况）校核洪水情况 W=54440.77 KN P=17061.85 KN K=3.2.3 2.3 0.85 54440.7770078.5 5.9328 17061.85 fWc A K P 故非溢流坝段抗滑稳定满足设计规范要求。 第四章第四章 应力分析应力分析 4.1 总则总则 4.1.1 大坝垂直应力分析大坝垂直应力分析 根据 SL319-2005混凝土重力坝设计规范 ，按下列公式进行应力计

29、算： T x y 计算截面O P 1:0.85 H 1:0.2 P W M y x 正的应力方向 图 4.1 应力计算图示 (1)上游面垂直正应力：上游面垂直正应力： 2 6 u y WM TT (2)下游面垂直正应力：下游面垂直正应力： 2 6 d y WM TT 式中： W M 计算截面上全部垂直力之和； 计算截面上全部垂直力及水平力对于计算截面形心的力矩之和。 4.1.2 大坝垂直应力满足要求大坝垂直应力满足要求 由混凝土重力坝设计规范SL3192005 可知： 重力坝坝基面： 运用期：运用期： 要求上游面垂直正应力不小于 0，下游面垂直正应力应小于坝基容许压应力 4.0Mpa=4000

30、Kpa。 ； 施工期：施工期： 坝趾垂直应力可允许由小于 0.1Mpa（100Kpa）的拉应力； 重力坝坝体截面：重力坝坝体截面： 运用期：坝体上游面不出现拉应力（计扬压力） ，下游面垂直正应力应不大于混 凝土压应力值，采用 C15 混凝土，故混凝土压应力值为 15/4=3.75Mpa=3750Kpa。 施工期：坝体任何截面上的主压应力应不大于混凝土的允许压应力，下游面可允 许有不大于 0.2Mpa（200Kpa）的主拉应力。 4.2 计算截面为建基面的情况计算截面为建基面的情况 4.2.1 荷载计算荷载计算 （1） 自重力矩自重力矩 自重如下图所示： 图 4.2 自重力矩计算图示 W1=21

31、18.96 KN； W2=8772.494 KN； W3=44856.62KN 自重力矩计算如下： M1=2118.96 28.31=59987.76 KNm M2=8772.494 24.2=.4 KNm M3=44856.62 2.03=91058.94KNm M =M1+M2+M3=.1KNm 4.2.2 运用期（计入扬压力的情况）运用期（计入扬压力的情况） (1)上游面垂直正应力：上游面垂直正应力： T=109.45 建基面高程 832m 折坡高程 862m w1 w2 w3 (2)下游面垂直正应力：下游面垂直正应力： 4.2.3 运用期（不计入扬压力的情况）运用期（不计入扬压力的情况

32、） (1)上游面垂直正应力：上游面垂直正应力： T=109.45 (2)下游面垂直正应力：下游面垂直正应力： 4.2.4 施工期施工期 (1)上游面垂直正应力：上游面垂直正应力： T=109.45 2 6 659.763 u y WM KPa TT 2 6 1819.72 d y WM KPa TT 152251.26WKN 554283.54MKNM 2 6 1113.44 u y WM KPa TT 2 6 1668.68 d y WM KPa TT 144598.97WKN 1935093.33MKNM 2 6 2290.36 u y WM KPa TT 135689.8WKN (2)下

33、游面垂直正应力：下游面垂直正应力： 第五章第五章 溢流坝段设计溢流坝段设计 2 6 351.92 d y WM KPa TT 5.1 泄流方式选择泄流方式选择 为了使水库具有较大的超泄能力，采用开敞式孔口，WES 实用堰。 5.2 洪水标准的确定洪水标准的确定 洪水标准的确定：本次设计的重力坝是级建筑物，根据 GB5020194 表 6.2.1，采用 50 年一遇的洪水标准设计，500 年一遇的洪水标准校核。 5.3 流量的确定流量的确定 流量的确定：根据基础资料可知，设计情况下，溢流坝的下泄流量为 115.75m3/s；在校核情况下溢流坝的下泄流量为 176m3/s。 5.4 单宽流量的选择

34、单宽流量的选择 坝址处基础节理裂隙发育，岩石软弱，综合枢纽的布置及下游的消能防冲要求， 单宽流量取 20 m3/（s.m） 。 5.5 孔口净宽的拟定孔口净宽的拟定 孔口净宽拟定，分别计算设计和校核情况下溢洪道所需的孔口宽度，计算成果如 下表： 表 5.1 孔口净宽 计算情况流量(m3/s)单宽流量 qm3/(s.m)孔口净宽 B（m） 设计情况115.75205.79 校核情况176208.8 根据以上计算，溢流坝孔口净宽取 B=16m，假设每孔宽度为 b=8m，则孔数 n 为 2。 5.6 溢流坝段总长度的确定溢流坝段总长度的确定 溢流坝段总长度（溢流孔口的总宽度）的确定：根据工程经验，拟

35、定闸墩的厚度。 初拟中墩厚 d 为 2.5 m，边墩厚 t 为 3m，则溢流坝段的总长度 B0 为： B0=nb+(n1)d+2t = 28+（21）2.5+23=24.5(m) 5.7 堰顶高程的确定堰顶高程的确定 初拟侧收缩系数，流量系数 m=0.463，因为过堰水流为自由出流，故0.92 1 s 由堰流公式计算堰上水头 Hw,计算水位分别减去其相应的堰上水头即为堰顶高程。 计算公式如下： 3/2 2 sw QCmBgH 3 w 2 s / ; ; 54 55 1.0 s Qms B m C 流量， 堰流堰净宽，m ; H堰顶以上作用水头，m ； g 重力加速度，m / s 流量系数，见表

36、； 上游面坡影响修正系数，见表， 当上游面为铅直时，C 取1. 0； 侧收缩系数，根据堰墩厚度及形状而定，可取=0. 900. 95； 淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时 计算成果见表： 表 5.2 堰顶高程 计算情况 流量 （m3/s） 侧收缩系数流量系数 孔口净宽 （m） 堰上水头 （m） 堰顶高程 （m） 设计情况115.750.920.463167.57883.52 校核情况1760.920.463169.86882.47 根据以上计算，取堰顶高程为 882.47m。 5.8 闸门高度的确定闸门高度的确定 门高=正常高水位堰顶高程+安全超高 =890.00882.47+0.2=7

37、.7（m） 则按规范取门高 7.8m。 5.9 定型水头的确定定型水头的确定 堰上最大水头 Hmax=校核洪水位堰顶高程=892.33882.47=9.86（m） ； 定型设计水头 Hd=（75%95%）Hmax=7.49.4（m） ； 取 Hd=8.4，Hd/Hmax=8.4/9.86=0.85,查表知坝面最大负压为：0.3Hd=2.8（m） ，小 于规范的允许值（最大不超过 36m 水柱） 5.10 泄流能力的校核泄流能力的校核 先由水力学公式计算侧收缩系数 ，然后计算不同水头作用下的流量系数 m，根 据已知条件，运用堰流公式校核溢流堰的泄流能力。 计算成果汇总如下表： 表 5.3 泄流能

38、力校核 计算情况mB (m)H (m)Q (m3/s)Q (m3/s) QQ Q 设计情况0.4630.92167.57142141.950.0352% 校核情况0.4630.92169.86211208.331.2654% 满足的要求，则符合规范设计的孔口要求。 5% QQ Q 5.11.1 溢流坝段剖面图溢流坝段剖面图 图 5.1 溢流坝横剖面图 5.11.2 溢流坝段稳定性分析溢流坝段稳定性分析 （1）正常蓄水情况）正常蓄水情况 W=51617.23 KN P=16889.85 KN 3.0 0.85 51617.2370078.5 5.851126 16889.85 fWc A K P

39、 （2）设计洪水情况）设计洪水情况 堰顶高程882.47 6000 10000 为为为 4100 为为为为892.33 R32000 851 832 为为为为848.2 W=54067.9 KN P=14953.2 KN 2.5 0.85 54067.970078.5 4.7482 14953.2 fWc A K P （3）校核洪水情况）校核洪水情况 W=54440.77 KN P=17061.85 KN K=3.2.3 2.3 0.85 54440.7770078.5 5.9328 17061.85 fWc A K P 故溢流坝段抗滑稳定满足设计规范要求。 第六章第六章 消能防冲设计消能防冲

40、设计 通过溢流坝顶下泄的水流，具有很大的能量，必须采取有效地消能措施，保护 下游河床免受冲刷。消能设计的原则是：消能效果好，结构可靠，防止空蚀和磨损， 以保证坝体和有关建筑物的安全。设计时应根据坝址地形，地质条件，枢纽布置，坝 高，下泄流量等综合考虑。 6.1 洪水标准和相关参数的选定洪水标准和相关参数的选定 本次设计的重力坝是 3 级水工建筑物，根据 SL2522000 表 3.2.4，消能防冲设 计采用按 50 年洪水重现期标准设计。 根据地形地质条件，选用挑流消能。根据已建工程经验，挑射 =20。 6.2 反弧半径的确定反弧半径的确定 反弧半径 R 为： 对于挑流消能，可按下式求得反弧段

41、的半径 2vgH 1 Q Bv h 堰面流速系数，取 0.95； H设计洪水位至坎顶高差，H=891.09-851.0=40.09m (取坎顶高程为 851.0m) 故算出 V=26.65m/s Q校核洪水时溢流坝下泄流量，(211m3/s)； B鼻坎处水面宽度，m，此处 B=单孔净宽+2边墩厚度； B=8+23=14m h1=5.65585(m) R=（410）h R=22.6256.56（m） 取 R=32（m） 6.3 坎顶水深的确定坎顶水深的确定 坎顶水深计算公式为： Q h Bv 坎顶水流流速 v 按下式计算： 2vgH 堰面流速系数，取 0.95； H设计洪水位至坎顶高差，H=89

42、1.09-851.0=40.09m (取坎顶高程为 851.0m) 故算出 V=26.65m/s Q50 年一遇洪水时溢流坝下泄流量，(105m3/s)； B鼻坎处水面宽度，m，此处 B=单孔净宽+2边墩厚度； B=8+23=14m 故坎顶平均水深： 1 105 0.281 1426.65 Q hm Bv 6.4 水舌抛距计算水舌抛距计算 根据 SL253-2000溢洪道设计规范 ，计算水舌抛距和最大冲坑水垫厚度。 计算公式： 水舌抛距计算公式： )(2sincoscossin 1 21 22 11 2 1 hhgvvv g L L：水舌抛距 ： 1 v为为为为为为为为为为为为Ho为 21 . 11 . 1 为为为为为为 01 gHvv坎 ：鼻坎的挑角 ： 1 h 为为为为为为为为h为 cos 为 为为为为为为为为 1 ，