溢流坝段设计样本Word格式文档下载.docx

溢流坝段设计样本Word格式文档下载.docx

《溢流坝段设计样本Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溢流坝段设计样本Word格式文档下载.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

12100

5691

2189.68

2115.33

结合SL252-《水利水电枢纽工程级别划分及设计原则》参照表4-1

项目

水工建筑物级别

1

2

3

4

5

设计

1000^500

500^100

100^50

50~30

3X20

校核

土石坝

也许最大洪水

（PMF）

10000^5000

5000~

T000

1000^300

300~200

混泥上/浆砌石

500^200

200T00

4-1

山此可以拟定水工建筑物工程级别为I级。

2.孔口形式选取

溢流重力坝既要挡水乂要泄水，不但要满足稳定和强度规定，还要满足泄水规定。

因而需要有足够孔口尺寸、较好体型堰型，以满足泄水规定；

且使水流平顺，不产生空蚀破坏。

溢流坝泄水方式重要有如下两种：

（1）开敞溢流式

除泄洪外，它还可排除冰凌或其他漂浮物，如图1所示。

堰顶可设立闸门，也可不设。

不设闸门时，堰顶高程等于水库正常高水位，泄洪时库水位雍高，从而加大了沉没损失，但构造简朴，管理以便，合用于泄洪量不大、沉没损失小中小型工程；

设立闸门溢流坝，闸门顶高程大体与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可运用闸门启动高度调节库水位和下泄流量，合用于大型工程及重要中型工程。

闸门在顶部，操作以便，易于检修，工作安全可鼎，因此，开敞溢流式得到广泛采用。

（2）大孔口溢流式

为了减少堰顶闸门高度，增大泄流可采用带有胸墙溢流堰，如图2所示。

这种型式溢流孔可按洪水预报提前放水，从而腾出较大库容蓄纳洪水，提高水库调洪能力。

为使水库具备较大泄洪潜力，宜优先考虑开敞式溢流孔。

（3）综合上面所述，本设计采用开敞式溢流设闸门。

图1开敞溢流式堰图2孔口溢流式堰

3.孔口尺寸拟定

从基本资料中得知，本电站4台5万千瓦机组。

正常蓄水位为2184.5米,

汛期限制水位为2282米,死水位2163米，4台机满载流量332立方米/秒，相应尾水位2103.5米。

（1）单宽流量拟定。

通过调洪演算，可得出枢纽总下泄流量Q总（坝顶溢流、泄水孔及其她建筑物下泄流量总和），通过溢流孔口下泄流量应为

Q溢=Q总-aQo

式中；

Q。

为通过电站和泄水孔等下泄流量，a为系数，正常运用时取0.75~0.9,校核运用时取l.Oo

①设计流量，a取0.9

Q.；

；

=5116-0.9x332=

设L为溢流段净宽（不涉及闸墩卑度），则通过溢流孔口单宽流量为

q=Q溢儿

（2）孔口尺寸

设有闸门溢流坝，需用闸墩将溢流段分隔为若干个等宽孔口。

若孔口宽度为b,则孔口数n=L/b,普通选用略不不大于计算值得整数。

令闸墩厚度为d,则溢流前沿总长5应为：

Lo=nb+（n-l）d,由调洪演算可设计洪水位及相应下泄流量Q溢。

当采用开敞溢流时，可运用下式计算堰顶水头H。

。

Q溢=讼叭逅H"

艺为闸墩侧收系数，与墩头型式关于；

m为流量系数，与堰顶型式关

于；

g为重力加速度，m/so

设讣洪水位减去H（）既为堰顶高程。

4•闸门和启闭机

闸门分为工作闸门、检修闸门、事故闸门。

工作闸门普通设在溢流堰顶，有时为了使溢流面更陡某些，可将闸门设在接近堰顶不远下游处。

检修闸门和工作闸门之间应留有广3米净距，以便进行检修。

所有溢流孔普通备有广2个检修闸门，交替使用。

⑴工作闸门选取

1平面闸门；

重要长处构造简朴，闸墩受力条件好，各孔口可共用一种活动式启闭机；

缺陷是启闭力较大，闸墩较厚，设有门槽，水流条件差。

2弧形闸门；

重要长处是启闭力较小，闸墩较薄，无门槽，水流平顺；

缺陷是闸墩较长，且受力条件差。

依照工程状况结合实际选取平面闸门。

⑵检修闸门

检修闸门采用平面闸门，可跟工作闸门共用启闭机。

⑶启闭机

⑴活动式启闭机；

多用于平面闸门，可以兼用与启吊工作闸门和检修闸门。

⑵固定式启闭机；

固定在工作桥上多用于弧形闸门。

依照前面选取应选用活动式启闭机。

5.闸墩

闸墩承受闸门传来水压力，也是坝顶桥梁支承。

（1）闸墩平面形状，在上游端应使水流平顺，减小孔口水流收缩：

下游端应减小墩后水流水冠和冲击波。

上游端普通采用半圆形或椭圆形；

下游端普通用流线型或圆弧曲线，也有用半圆形。

常用闸墩形状如图3-8所示。

近年来，溢流坝下游端也常采用方形，使墩后形成一定范畴空腔，有助于过坝水流底部掺气，防止溢流坝面发生空蚀。

图3-48泊见的闸墩形状

I-半圆曲线；

2—椭圆曲线$3—抛物曲线'

4一三圆弧曲线；

5—圆弧曲线，6—方形

（2）闸墩厚度;

与闸门型式关于。

平面闸门需设闸门槽，槽深0.5~2.0m,宽l~4m,

门槽处厚度不得不大于1〜l・5m,以保证有足够强度。

弧形闸门闸墩最小厚度为

1.5〜2.0mo

（3）闸墩长度和高度；

应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械规定。

（4）边墩；

溢流坝两侧设边墩，也叫边墙，一方面起闸墩作用，同步也起分隔溢流坝段和非溢流坝段作用。

边墩从坝顶延伸到坝趾，边墩高度山溢流水深决定,并应考虑溢流面上由水流冲击和掺气所引起水深增长值，边墩顶高出水面l~1.5m。

此外，为防止温度裂缝，在导墙上每隔13m做一道伸缩缝，缝内做简朴止水，以防工作时漏水。

6.横缝布置

溢流坝段横缝，有如下两种布置方式；

⑴缝设在闸墩中间，当坝段间产生不均匀沉降时，不致影响闸门启闭，工作可鼎,缺陷是闸墩厚度大。

⑵缝设在溢流孔跨中，闸墩成为整体墩，可使大跨度弧形闸门支狡构造得到加强,但易受到地基不均匀沉降影响。

本设计缝设在闸墩中间。

4.2溢流面体形设汁

溢流面III顶部曲线、中间直线和底部反弧三某些构成。

设讣规定；

①有较高流量系数，泄流能力大；

②水流平顺，不产生不利负压和空蚀破坏；

③体形简朴、造价低、便于施工等。

1.顶部曲线段

山于WES坝面曲线流量系数较大且剖面较瘦，工程量较省，坝面曲线用方程控制,设计施工以便，因此今年来国内多采用WES曲线。

本设计结合课本与规范，采用WES剖面曲线。

上游段采用三圆弧及下列型式曲线

音=0.413（#严5_o・81（#严

HdHdHd

Hd为定型设计水头，普通为校核洪水位时堰顶水头75%、95%。

WES型堰顶下游段曲线，当坝体上游面为铅直时，可按下式计•算；

%1,85=2.0H°

f5y

坐标原点在堰顶，如图3-55所示。

图3-55WES型堰面曲线

2.反弧线

溢流坝面反弧线段是使沿溢流面下泄水流平顺转向工程办法，普通采用圆弧曲线，反弧线半径应结合下游消能设施来拟定。

依照DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》规定；

对于挑流消能，R=（4〜10）h,h为校核洪水闸门全开时反

弧线段最低点处水深。

反弧线流速愈大，规定反弧半径愈大。

当流速不大于Mm/s时，取下限值。

流速大时，宜采用较大值。

当采用底流消能，反弧段与护坦相连时，宜采用上限值。

依照国内外工程资料，提出反弧半径经验公式为

R=|Fr3/2h

Fr=E/<

gh

式中Fr为反弧最低点处佛劳德数。

3.中间直线段

中间直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度与非溢流坝段下游坡相似。

4.剖面设计

剖面设计有如图3-57三种形式

（1）对于有鼻坎溢流坝，鼻坎超过基本三角形以外，当l/h>

0.50,经核算

B-B'

截面拉应力较大时，可设缝将鼻坎与坝体分开，如图3-57（a）所示。

（2）当溢流重力坝剖面不不大于基本三角形剖面时，为节约坝体工程量，但乂不影响泄流能力，可将堰顶突向上游，如图3-57（b）所示，其突出某些高度山应不不大于0,5Hinaxo

（3）

如溢流重力坝较低，其坝面顶部曲线段可直接与反弧段连接，而无中间直线段，如图3-57（c）o

4.3消能防冲设计

1•消能防冲设计原则

1尽量使下泄水流大某些动能消耗在水流内部絮动中，以及水流和空腔摩擦

上;

2不产生危及坝体安全河床或岸坡局部冲刷

3下泄水流平稳

4构造简朴，工作可靠；

5工程量小

2.挑流消能设计

4.4坝身泄水孔设计

1.泄水孔类型

在水利枢纽中为满足泄洪、发电、排沙、放空水库及施工导流等规定，

需要在重力坝体内设立不同高程泄水孔口，进口普通布置在库水位如下较深处。

泄水孔按其孔口流态分为有压泄水孔和无压泄水孔；

按其进口高程可分为中孔和底孔。

其中无压孔工作闸门布置在深孔进口，为使工作闸门后形成无压流，需将门后孔道顶部抬高。

检修闸门普通设在工作闸门前部。

泄流时工作闸门迈进口段为有压流，门后为无压流。

运用时明流段水压力小，孔壁可不用钢板衬砌，施工较简便。

与有压孔相比，其流速相对较小，对坝体应力和防渗影响不大。

2.进口曲线

3.孔身

4.渐变段

5.竖向连接

6.平圧管和通气孔