充氣式橡膠壩工程初步設計報告

充氣式橡膠壩工程初步設計報告第一章緒論橡膠壩是用高強合成纖維織物做受力骨架，內外涂形成擋水壩。不需要擋水時，泄空壩內的水或氣，恢閘、分水閘、節(jié)制閘，能夠方便地蓄水和調節(jié)水位和堤或擋潮閘，由于不受海水浸蝕和海生生物的影響，跨度較大的孔口船閘的上、下游閘門；用于施工圍堰或堰高度可升可降，并且可從堰頂溢流，不需取土筑堰可第二章工程設計區(qū)農田的灌溉保證率由60%提高到95%。xx河發(fā)源于山西省xx縣境內，從xx縣入境，匯支xx、xx后橫穿xx縣全境，向東入保定市xx。是xx河南支主要來水支流之一。干流在xx縣建有大型屬于xx河水系。xx河水系位于海河流域中部，發(fā)源于西部xx區(qū)，經獨流減河壩址車為堅硬粉質黏土，各項參數(shù)指標為：凝聚力=60.0kpa區(qū)內地層中粗砂巖產狀為：走向0～25o。傾向W或N大可達2～3m。根據中華人民共和國行業(yè)標準SL252-2000《水利水電工程等別劃分及洪水橡膠壩壩址的選擇應根據橡膠壩的特點及運用方式要求處理地基時，其堅硬密實程度也應達到設計要求（3）對于多泥沙河流，壩址不應選在縱坡突然變緩的河段，以減少淤積。和漩渦將卵石和泥沙等雜物帶到下游側錨固線外的底一定長度的平直，河床4—6米以下均為基巖。橡膠壩與常規(guī)水閘比較，橡膠壩的優(yōu)點是:①壩袋制造工廠化、安裝簡單、水流寬度為4.6米，而充氣橡膠壩僅要求為3.7米，節(jié)約基礎投資20%；壩高為a.設計壩高.壩高H=75.8-78.7=2.9米壩高5m及其以下的袋式橡膠壩工程，壩高超過5m或特殊用途時應進行專門的則壩長L=92米河段，單跨在20-30m為宜。本工程所處地區(qū)壩壩高行國家統(tǒng)一標準外，允許根據不同地區(qū)不同情據中華人民共和國行業(yè)標準SL252-2000《水利水電工程等別劃分及洪水標準》SL265-2001《水閘設計規(guī)范》。本橡膠壩定為四等工程，橡膠壩控制室為4級建筑物。xx橡膠壩是建于平原河道上的橡膠壩。水流較平穩(wěn)，河流斷面一種不論建筑物等級而采用的單一安全系數(shù)法。在制定SL227-98<<橡膠壩技術S1=1.3110×2.9=3.8019mS=1.5708×2.9=4.55532mD=0.5991×2.9=1.7374mL0=S+S1=10.083m3、V=0.8927×2.92=7.51m3VΛ壩袋橫斷面曲線坐標，坐標選取如圖.VΛS1 y1H1 x1H1 y1H1 x1H1三 y1H1 x1H1把H1=2.9m代入表格可得下游壩面曲線點坐標一YX二YX三YX壩袋膠布的主要材料是橡膠和帆布.橡膠在壩袋中起作用。對橡膠材料的基本要求是:耐大氣老化，足夠的抗拉強度.抗撕裂性能.柔性好.耐撓曲.耐久性由壩袋拉力T=42.05×8.0=336.4KN/m和壩高H=2.9m，選用壩袋型號壩袋強度安全系數(shù)K=360/42.05×(1-20%)=10.7>8.0故滿足設計要求。根據橡膠壩的多跨布置，在岸邊采用直墻邊墩，在即a1=0.35mlA單錨固線布置時，錨固線的位置是在離上游0.5-1.0m處，是為了安裝壩袋檢查維修所=168.2KNT—壩袋環(huán)向拉力，按設計時徑向拉力計算=22.773mm螺栓材質選用Q235鋼，則其值[σ]=23.5KN/cm2選用直徑φ=25mm的鋼栓，其規(guī)格型號為M27，適用于壩高2.5-3.0m按經驗螺栓長度可取為20d--25d，本設計取ld=20d=500mmK2---安全系數(shù)，一般取為3.0=126.36KN/cm<[σ]=129KN/cm垂直Fy=rV=10×0.7=7.0KN/m=37.4KN/m換算成壓強為37.4Kp管道直徑：:=92.16mmQ---管段內的最大計算流量，m3/s設置壓力表，以監(jiān)測壩袋內壓力，總管與支管均設閥門控觀測系統(tǒng)由壓力表、內壓檢測、上下游水位觀測單跨橡膠壩，除不設中墩外，其它設施均與的堅固性、整體性、抗?jié)B性和耐久性。壩底板常度和剛度的條件下來確定。SL227-98《橡膠壩技術規(guī)范》建議，壩底厚度常采R__45__50R__45__50混凝土和鋼筋混凝土?；炷恋闹囟瓤刹捎?3.5-24.0KN/m3，鋼筋混凝土的重度采用24.5-25.0KN/m3，壩袋膠布的重度可采用12.0KN/m3垂直Fy=rV=10×0.83=8.3KN/m水平分力：Fx=YhcAx=10×1.3垂直分力：Fy=YV=10×0.5858=5.858KN/m式中hc壩袋上游水體形心點位置及水體體積由CAD圖形得出。式中：hm----平均波高VHm----風區(qū)內平均水深，為2.9mT代入上式：=0.13×0.224×0.35=1.668求得hp=0.325mV(V02,V(V02,因為H>Hk，并且H<P§Т§Тcos2(φ+ε)P=1YHK0=1×20.3×42×0.48壩基內未設水泥帷幕灌漿和排水孔，最不利工況擋可能出現(xiàn)的工作狀態(tài)，并選出其中起控制作用的完建期壩基壓力計算圖壩袋重：W1=1.03KN/m氣體壓力：F=37.4KN/mΣG=W1+F+W2=168.93KN/mM1=W1L1=1.03×[3.5-(0.5+1.5766)]=1.466KN.mb壩基應力計算基底面積A=B×Ld=7m2σminx23746。2P WFP WFPFWiFPFWiFW靜水壓力：Fp=36.45KN/mF=70.03KN/mz浪壓力：Pw=6.05KN/mWM1=38.4×(3.50.51.5766)=54.27Khs----計算水位，取2.9mΣMy=Mw+Mp+MF=104.424KN.mb基底應力的計算=10.810.961740.4σminf0----比例系數(shù)查《橡膠壩工程技術指南》表4-7φ—土壤摩擦角19o，φoo，則f0=tanφ0=tan17.9o=0.308ΣWi----作用于底板上的垂直荷載C0----地基土的粘著力，查《橡膠壩工程技術指南》C0取0.2C~0.3C，本設ΣPi----所有水平作用力之和水平力之和：ΣP=Mw+Mp=36.45+6.05=lWWPlWWP55P2B2b.邊墩自重：Wt(2,t(2,022L022L\cos(ε-φ0)cos(ε-α)」P2截面慣性矩:BL2=3.375m3R=4R=4底板上游反弧形翼墻下游八字形翼墻L=CΔHΔH----上下游水位差，2.9m布計算。底板下面上游端的滲透壓力作用水頭為H1，下游端水頭為h2。H1L----壩底板面的水平長度，7米L0、S0------地下輪廓線分別在水平及垂直面上的投影長度，m(2)分區(qū)并計算各區(qū)阻力系數(shù)ξi進出口段：ξ0=1.5(+0.4413=1.5(6)2+0.4413內部垂直段lnctg=0.176=2ln1.33兀=0.186[J]=0.40~0.50Σξi----阻力系數(shù)，S'---底板與板樁在粘性土內的埋深。取S'=1m。β----阻力修正系數(shù)，當β>1時，取β=1式中S'底板與板樁在粘性土內的埋深即出口滲徑長度代入得：滿足安全要求，故可以不設鋪蓋。 3Q=εσmB·2gHm---流量系數(shù)，視為寬頂堰m=0.33~0.35，取0.35σ----淹沒系數(shù)，寬頂堰淹沒條件hs>0.8H0,則=0.8，查《水力學上》表8.2得σ=1.00ε----堰流側收縮系數(shù)，與邊界條件無關，取1=688.7m3/s橡膠壩泄流一般有以下三種流態(tài)：①橡膠壩全部坍游護坦與底板高程齊平時，下游壩腳處易產生局部負壓落與原河床水流條件近似，故只進行全部沖起和逐漸增大，此時壩袋外形逐漸接近寬頂堰；當壩袋內壓比ZHHHH0svshctdhctdLsj消力池計算示意圖按照橡膠壩壩頂溢流高度為0.3米，h0=0=26.2m3/s查橡膠壩Qht關系曲線，查得下游水深ht<0.5m---流量系數(shù)，對于堰頂進口為圓角的按如下式中：h0----堰頂水頭P0----考慮墩頭及堰頂入口的形狀系數(shù)，邊墩頭部為矩形，則堰H0(m)系數(shù)mε1(m3/s)單q(m2/s))878193596qε0εc"εc設計流量為qd=0.727m3/s.估算池深:d=σjh-ht=1.05×0.905-0.54=0.41m設池深d=0.40m.查水力學下冊附錄1可得ε=2.53，則可計算出h=0.95m則d=σjh-(ht+ΔZ)=1.05×0.95-(0.54+0.076)=0.38m接近與d=0.4m，所以消力池深度定為0.4m。由表中數(shù)據可知，池長設計流量q=2.909m3/s時，水躍長度最長。水躍長度：Lj=6.9(h-hc)=6.9×1.1234=7.75mLsj=Ls+βLj=7.8mLs----消力池斜坡段水平投影β----水躍校正系數(shù)，根據規(guī)范取值0.7~0.8，本設計取0.8式中ΔH'----泄水時的上下游水位差，m；k1----消力池底板計算系數(shù)，可采用0.15~求得：=0.45m式中U----作用在消力池底板的揚壓力，kpa；L1----排水孔中心線與底板底面上游端的水α----滲透壓力強度系數(shù)，采用0.25；L----消力池底板的水平長度。W----作用在消力池底板頂面的水重，KW=10×8.0×2.93=234.4KPaP斷面流速水頭值的5%；Pyb----消力池底板的飽和容重，kN/m3。(2)消力池與基礎底板，翼墻及海漫間均用縫