重力壩剖面和消能工設(shè)計ppt課件

1、第六節(jié) 重力壩的剖面及優(yōu)化設(shè)計一、非溢流重力壩剖面設(shè)計一、設(shè)計原那么1、滿足穩(wěn)定和強度要求2、工程量少3、便于施工4、運用方便二、根本剖面 由于作用于上游面的水壓力呈三角形分布,所以重力壩面是三角形。 當a90時，即上游面為倒坡。庫空時，三角形重心能夠超越底邊三分點在下游面產(chǎn)生拉應(yīng)力，而且倒坡不便施工。 當a90時，利用水重協(xié)助穩(wěn)定。但角度太小時，庫滿時合力能夠超越底邊三分點偏下游在上游面產(chǎn)生拉應(yīng)力。上游面坡度越緩，第一主應(yīng)力越易成為拉應(yīng)力，故a角不宜太小。規(guī)律：1施工運用方便多做成a=90 2f較低時，為滿足穩(wěn)定，減小a角，利用水重 3工程閱歷m=0.60.8下游坡n=00.2上游坡 普通情

2、況,壩體與壩基接觸面之間摩擦系數(shù)及粘結(jié)強度越大、滲壓折減系數(shù)越大，根本剖面底寬就越小，T主要由強度條件控制。反之，摩擦系數(shù)和粘結(jié)強度越小，滲壓折減系數(shù)越小，壩底寬度就越大，且主要由抗滑穩(wěn)定條件控制。三、適用剖面 根據(jù)運用和交通要求，壩頂應(yīng)有足夠的寬度，無特殊要求，壩頂寬=8-10%壩高，但不得小于2米，如有運用和交通要求，應(yīng)滿足這些要求。 壩頂高于水庫水位的高度h計算： h=hl+hz+hc 防浪墻頂高程按下式計算并選最大值： 防浪墻頂高程=設(shè)計洪水位+h 防浪墻頂高程=校核洪水位+h 剖面選擇：對中、低重力壩可以采用工程類比法，參照類似的已建工程，擬定壩體剖面尺寸，然后對壩體控制截面進展強度

3、和穩(wěn)定驗算，并根據(jù)計算結(jié)果進展調(diào)整，直到滿足設(shè)計要求為止 二、溢流重力壩斷面設(shè)計 溢流重力壩既能擋水又能經(jīng)過壩頂溢流。因此，壩體設(shè)計除要滿足穩(wěn)定和強度要求外，還要滿足泄水要求。在溢流壩段位置確定以后，應(yīng)合理選擇泄水方式，并根據(jù)洪水規(guī)范和運用要求確定孔口尺寸。 溢流重力壩的孔口型式有開敞式壩頂溢流和大孔口溢流式兩種。其中大孔口溢流式可降低溢流堰頂高程，增大單寬流量，減小溢流壩段長度。溢流面由頂部溢流面曲線段、中間直線段和下部反弧段組成 。一、溢流堰面曲線 常采用非真空剖面曲線。 1)開敞式溢流堰面曲線 2)大孔口堰面曲線 上述兩種堰面曲線是根據(jù)定型設(shè)計水頭確定的當宣泄校核洪水時，堰面出現(xiàn)負壓值應(yīng)

4、不超越36m水柱高。 dHxy224yKHxndn) 1( 堰頂附近允許出現(xiàn)的負壓值為： 在常遇洪水位閘門全開時不得出現(xiàn)負壓；校核洪水位閘門全開時出現(xiàn)的負壓值不得超越3m6m水柱；正常蓄水位或常遇洪水位閘門部分開啟時以運用中較常出現(xiàn)的開度為準，可允許有不大的負壓值，其值應(yīng)經(jīng)論證后確定。常遇洪水位，系指頻率為20年一遇以下洪水時的水庫水位，在常遇水位下，溢流堰運用時機較多，容易蒙受空蝕，特別在門槽部位，應(yīng)引起留意。 上端與堰頂曲線相切，下端與反弧段相切，公切線構(gòu)成的直線段壩面坡度可以和非溢流壩下游壩面坡度一致 三、溢流壩下游反弧段半徑 1)對挑流消能，可按下式求得反孤半徑R 2)對于底流式消能，

5、反弧段半徑可按下式求得hR)104( 28. 310 xR 648 .11162128. 3HHvx 選擇消能工的根據(jù)：地形、地質(zhì)、樞紐布置、水頭、流量、下游水深及其變幅等進展技術(shù)經(jīng)濟比較。重要工程應(yīng)作模型實驗。一 水流條件及消能措施。 在壩趾下游設(shè)消力池，消力坎等。底流消能任務(wù)可靠，但是工程量大。下泄不同流量產(chǎn)生的躍后水深h與下游實踐水深t的關(guān)系，有以下五種情況： Qh和Qt重合。闡明任何情況下均產(chǎn)生臨界水躍，無須修消力池，只須在水躍范圍內(nèi)修護坦即可。 這是最理想情況，實踐很少見。hchth tQh-Qt-Qt-Qh th-QQt-Qh th-QQt-Qh th-QQQQkQQkh tt-QQ 何情況他th,均產(chǎn)生淹沒水躍。淹沒度大時，產(chǎn)生高速潛流，水躍長度加大。消能采用消力戽或斜坡式逆坡式護坦，計算方法不成熟 小Q時，QQk時tQk時，th,下游水深大，產(chǎn)生淹沒水躍。這時采用斜坡式護坦與消力池相結(jié)合得方式并稱消力護。 與相反。也用消力戽消能，消力池按最大流量設(shè)計。 適用：尾水深、變幅小、無航運要求，下游河岸有一定抗沖才干。 特點：消力戽是以模型實驗為根底研討勝利的一種消能方式。它是利用一個較大的反弧半徑和挑角構(gòu)成的戽斗、在一定尾水深度的作用下，使從溢流壩下游的高速水流在戽斗內(nèi)產(chǎn)生猛烈的外表旋滾，并使出戽的高速水股