那岸水利枢纽毕业设计计算书Word格式.docx
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波浪中心线到静水面的高度h0=0.3m
波浪高度2hl=0.98m
波浪长2Ll=10.23m
因为gD/v2=9.81×
4000/182=121.11m,在20～250m之间
所以波高应安转换为累计频率1%时的波高：
2hl（1%）=0.98×
1.24=1.22m。
又因为半个波长Ll=10.23/2=5.12<
H（坝前水深H=50.8m），
所以浪压力Pl按深水波计算。
式中：
其中灌浆处及排水处扬压力折减系数取α=0.25
水重度Υ=9.81KN/m3
混泥土等级强度C10
混泥土重度24KN/m3
坝前淤沙浮容重0.95T/m3=9.5KN/m3
水下淤沙内摩擦角Φ=18°
。
（1）正常洪水位情况
正常洪水位情况下荷载计算示意图
正常洪水位情况下的荷载计算过程见附表1
附表1-------------·
·
---非溢流重力坝基本荷载计算表
上游水位：
217.00m--------下游水位:
180.00m--------坝高：
52.5m-------------------------计算情形：
正常洪水位217.00m情况
荷载
符号
计算公式
垂直力（KN）
水平力（KN）
对坝底面中点的偏心距（m）
力矩（KN·
m）
↓
↑
←
→
正
负
自重
W1
1/2×
5.7×
28.5×
24
1949.40
17.75
34601.85
W2
8×
52.5×
10080.00
11.85
119448.00
W3
29.4×
42×
14817.60
1.95
28894.32
水平水压力
P1
9.81×
42.52
8859.66
14.17
125541.33
P2
5.52
148.38
1.83
271.53
垂直水压力
Q1
5.7×
14×
9.81
782.84
18.70
14639.07
Q2
796.82
19.65
15657.46
Q3
3.85×
5.5×
103.86
20.27
2105.31
扬压力
U1
43.1×
2325.46
0.00
U2
36.15×
9.25×
1640.17
2.55
4182.44
U3
6.95×
630.66
18.08
11402.34
U4
6.95×
27.75×
945.99
19.23
18191.40
浪压力
P11
1/2×
（5.12+0.3+1.22）×
5.12
166.75
39.60
6603.47
P12
5.122
128.58
39.09
5026.26
水平泥沙压力
Pn1
9.5×
202×
tg（45°
-18°
/2）
1002.94
6.67
6689.61
垂直泥沙压力
Pn2
4×
20×
9.5
380.00
20.22
7683.60
合计
28910.52
5542.88
276.96
10029.35
203610.21
197327.76
总计
∑W=23368.24
∑P=9752.39
∑M=6282.45
注：
垂直力以↓为正，↑为负；
水平力以→为正，←为负；
力矩以顺时针为正，逆时针为负
②抗滑稳定分析
＝[0.9×
（23368.24-5542.88）＋700×
43.1]／9752.39
＝4.74＞[3.0]，满足抗滑稳定要求。
（2）校核洪水位情况
校核洪水位情况下荷载计算示意图
1校核洪水位情况下的荷载计算过程见附表2
附表2----------·
-----非溢流重力坝基本荷载计算表
上游水位：
225.30m-------下游水位:
190.65m--------坝高：
52.5m--------------------------计算情形：
校核洪水位225.30m情况
↓
↑
50.82
12658.04
16.93
214342.80
16.152
1279.33
5.38
6887.08
22.3×
1246.95
23317.95
11.31×
16.15×
895.93
17.78
15931.13
6828.40
8.67×
1537.33
3920.19
591.12
10687.38
25.98×
885.65
17031.08
128.58
20
30166.70
9842.49
1407.92
13827.73
304099.98
212622.20
∑W=20324.20
∑P=12419.82
∑M=91477.78
力矩以顺时针为正，逆时针为负。
2抗滑稳定分析
（20324.20-9842.49）＋700×
43.1]／12419.82
＝3.19＞[2.5]，满足抗滑稳定要求。
四、应力分析（运行期）
（一）正常洪水位情况下
1、水平截面上的正应力
2、剪应力
上游面水压力强度：
下游面水压力强度：
剪应力：
3、水平应力
4、主应力
（二）校核洪水位情况下
剪应力
五、内部应力计算
坐标原点设在下游坝面，由偏心受压公式可以得出系数a和b，如下
具体坝内应力计算过程见附表3
具体坝内应力计算过程见附表4
附表3
非溢流坝坝内应力分析计算表
正常洪水位情况下
选取点距坝址距离X
10
30
40
43.1
a=∑W/B-6∑M/B²
521.89
512.89
b=12∑M/B³
0.94
0.94
水平截面正应力σy=a+bX
522.29
531.69
541.09
550.49
553.40
a1=τd
327.56
b1=（-1/B）×
（6∑P/B+2τu+4τd）
-61.47
c1=﹙1/B²
﹚×
（6∑P/B+3τu+3τd）
1.24
坝内剪应力τ=a1+b1X+c1X²
-163.14
-405.84
-400.54
-147.24
-18.36
a2=σxd
283.25
b2=（σxu-σxd）/B
4.47
坝内水平正应力σx=a2+b2X
327.95
372.65
417.35
462.05
475.91
坝内主应力
751.18
615.01
865.73
884.51
660.01
557.53
坝内主应力
539.37
471.28
596.64
606.04
493.78
422.55
第一主应力方向
﹣35°
0′
29°
37′
39°
27′
40°
36′
36°
38′
12°
35′
附表4
校核洪水位情况下
176.09
176.09
13.71
13.71
313.19
450.29
587.39
724.49
766.99
12.36
-39.69
0.90
-294.54
-421.44
-368.34
-135.24
-26.43
167.08
8.33
250.38
333.68
416.98
500.28
526.10
184.74
577.99
817.44
880.25
788.05
769.86
158.43
295.18
414.90
446.31
400.20
391.11
第一主应力方向
﹣34°
58′
41°
57′
03′
38°
28′
25°
12′
6°
六、坝内应力分析图
根据坝内应力分析计算成果，可做出坝内应力分布图，如下所示：
（1）正常洪水位情况下
（2）校核洪水位情况下
二、溢流坝设计
一、孔口型式及尺寸拟定
已知：
校核洪水位时泄流量为3340m³
/s
设计洪水位时泄流量2600m³
设：
单宽流量为q=80m³
/s·
m
闸门孔口数为5孔，每孔净宽为8m。
①前缘净宽
校核洪水位时：
L=Q溢/q=3340/80=41.75（m）
设计洪水位时：
L=Q溢/q=2600/80=32.5（m）
综上所述，取L=40m
2堰顶高程
由资料可知，堰顶高程为213.00m。
二、溢流坝的堰面曲线设计
①顶部曲线段
开敞式溢流堰面曲线，采用幂曲线时按下式计算：
定型设计水头，按堰顶最大作用水头的75%-95%计算，m；
n、K—与上游坝面坡度有关的指数和系数；
x、y——溢流面曲线的坐标，其原点设在颜面曲线的最高点。
按85%计算，则：
上游坝面铅直：
k=2,n=1.85
x-y关系如下表：
x
1
2
3
4
5
6
7
8
9
y
0.068
0.245
0.519
0.883
1.335
1.87
2.488
3.185
3.96
4.812
3原点上游曲线段
R1=0.5Hd=0.5×
10.46=5.23（m）,0.175Hd=0.175×
10.46=1.83（m）；
R2=0.2Hd=0.2×
10.46=2.09（m）,0.276Hd=0.276×
10.46=2.89（m）；
R3=0.04Hd=0.04×
10.46=0.42（m）,0.282Hd=0.282×
10.46=2.95（m）。
4堰面曲线与直线段的切点坐标
上游坡度垂直：
A=1.096B=0.592a=1.1765b=2.176
直线段与溢流曲线的切点坐标：
θ1=arctan1.43=55°
切点高程=堰顶高程-=213-13.49=199.51（m）
5底部反弧段
取=0.95时，坝顶水面流速为V1
H0=校核洪水位-坎顶高程=225.3-191.65=33.65（m）
因为q=80m³
m,则q/V1=80/28.1=2.85
所以h=2.85m。
又因为R=（4—10）h，所以取R=6h=6×
2.85=17.1（m）
取挑射角θ2=20°
则：
圆心高程=坎顶高程+Rcosθ2=191.65+17.1cos20°
=207.72（m）
圆心纵坐标y0=堰顶高程-圆心高程=213-207.72=5.25（m）
反弧段和直线段的切点坐标：
圆心坐标：
E点坐标（坎顶坐标）：
离心力作用点坐标：
⑥溢流坝段纵剖面示意图
根据溢流坝的堰面曲线设计数据画出溢流坝段的纵剖面示意图，如下：
溢流坝段纵剖面示意图
三、基本组合荷载计算及稳定分析
波浪三要数：
灌浆处及排水处扬压力折减系数取α=0.25
（1）基本组合荷载计算
在CAD中绘制溢流坝段纵剖面图，并利用面域查出一个坝段坝体面积A1=1179.90m²
坝体重心距坝踵X1=21.67m；
一个闸墩面积A2=181.75m²
，闸墩重心距坝踵X2=11.93m。
溢流坝段基本组合荷载计算过程见附表5，基本组合荷载示意图如下：
溢流坝段基本组合荷载计算示意图
附表5溢流重力坝基本荷载计算表
225.30m下游水位:
190.65m溢流坝高：
38.5m计算情形：
自重
119.27×
2862.48
12.11
34658.91
1179.90×
28317.60
2.46
69661.30
12658.04
16.93
214342.80
1279.33
5.38
6887.08
1246.95
21.19
26416.62
796.82
22.14
17637.55
48.07×
7615.80
41.12×
1748.68
3.38
5907.05
591.12
20.56
12153.35
885.65
21.72
19234.58
166.75
tg²
（45°
1002.94
6689.61
380.00
22.72
8631.70
33603.85
10841.25
1407.92
13827.73
264930.86
168919.41
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