3-4溢流重力坝的剖面设计.docVIP

§3-4溢流重力坝的剖面设计 泄水重力坝既时挡水建筑物，又是泄水建筑物 一、溢流重力坝的泄水方式： 坝顶溢流 坝深泄水孔泄水 溢流重力坝的作用：承担泄水、放水、排砂、放空水库和施工导流等任务 二、设计要求： 满足稳定和强度要求外； 还需要按实际要求确定： 位置选择、泄水方式的组合、泄量分配、 堰顶和泄水孔口高程与位置 三、溢流重力坝 （一）溢流重力坝的工作特点 1、足够尺寸，良好体形、较大m； 2、水流平顺、不产生振动或、负压，不免空蚀、空穴； 3、不产生严重的冲刷； 4、主流在河床部位，不产生折冲水流 5、有控制灵活的下泄设备 （二）孔口设计 1、设计步骤： 2、选定泄水方式，拟定泄水布置方案和若干剖面； 3、初定孔口尺寸，按规定进行洪水标准的调洪演算，确定防洪库容、设计和校核水位以及相应的下泄流量； 4、估算淹没损失以及枢纽造价，进行综合比较，确定最优方案。 （三）溢流坝的体形设计 1曲线的组成： 2曲线的设计要求： 顶部曲线 堰顶溢流曲线 下游段：WES曲线： n=1.85； 克奥曲线：给定坐标值和施工非常方便。上游段：三圆弧曲线： 给定方程的曲线： 大孔口泄流 设有胸墙 下游段： φ一般取0.96， 定型设计水头Hd=(0.75～0.95HMAX 上游段同前。 反弧段： 中间直线段 3剖面设计 （四）设计具体步骤： 洪水标准 孔口型式： 开敞溢流式： 大孔口溢流式： 孔口尺寸： 溢流孔口尺寸与堰型、堰顶高程和单宽流量q等有关，由水力计算确定；初拟时，溢流堰净宽，设溢流孔每孔净宽为b，孔数为n个，令闸墩厚度为d,则溢流坝前缘总宽度。1、消能工的设计原则和型式： 2、底流消能： 特点及措施：底流消能工作可靠，但工程量较大，多用于低水头、大流量、地质条件较差的溢流重力坝。 护坦构造与设计： 护坦的稳定计算确定护坦的厚度： 抗滑措施： 稳定措施（锚固后的计算）后的校核： 护坦的分缝以及材料： 3、挑流消能 鼻坎挑流消能设计主要包括：选择合适的鼻坎型式、鼻坎高程和挑射角度、反弧半径、鼻坎构造和尺寸；计算挑射距离和最大冲坑深度；校核挑射水流形成的冲坑是否影响坝体的安全。 设计的主要内容： 挑距计算： 冲刷坑深度计算： 挑流鼻坎体形的设计： 扩上坎 连续坎 差动坎 斜挑坎 扭曲坎 高低坎 窄缝坎 分流墩 4、面流消能与消力戽消能： 其优点是：下游河床可以不设护坦，工程量小；水流表面可以过木、排冰，不会损伤坝面。缺点是：对下游水深有较高要求；波状水跃衰减慢，对电站运行及下游航运不利，且易冲刷两岸。 5、下游折冲水流以及防治措施： 由于下游水流不能迅速在平面上扩散，使在主流两侧容易形成回流，主流受到压缩，使护坦后的单宽流量增加，流速在长距离内不能降低，引起河床的冲刷；当两侧的回流强度不同、水位不同时，还可能将主流压向一侧，形成折冲水流。 §3-6重力坝的深式泄水孔 一、坝身泄水孔的作用及工作条件 作用： 预泄水库，增大水库调蓄能力 放空水库以检修 排放泥沙，减少水库淤积 随时向下游放水，满足航运或灌溉要求 施工导流 工作条件： 二、坝身泄水孔的形式及布置 有压泄水孔 无压泄水孔 双层泄水孔 分类： 1 按作用： 泄洪孔 发电孔 冲沙孔 放水孔 灌溉孔 导流孔 尽量考虑一孔多用 2 按流态 有压泄水孔 无压泄水孔 3 按高程 表孔、中孔和底孔 三、有压泄水孔 见深孔中东风图 1进口曲线 进口曲线应该满足的要求：减少 进水口体形设计局部水头损失，提高泄水能力，控制负压，防止空蚀。 进口曲线：符合流线规律，常采用1/4的椭圆曲线：α取0.30 喇叭进水口 三向圆柱进水口 三向椭圆进水口 推荐垂直轴线椭圆方程：表2-16 小型工程直接才用圆柱和斜圆柱 2闸门和闸门槽 设计目的：防止设计不当引起空蚀 矩形门槽 v10m/s 矩形收缩门槽 v10m/s 闸门：采用平面闸门和弧形闸门 各自的优缺点： 闸门槽、运用、启闭力、空蚀可能性、结构复杂性 3孔身 有压泄水孔多采用矩形断面，泄流能力较小的有压泄水孔则常采用圆形断面。孔身铺设钢筋或者钢板。 无压泄水孔常采用矩形，孔顶预留足够的空间，高度可以是静水位以上加30%～50%的水深。门槽后为自由射流设计的水舌曲线。明流段可以向侧向扩散。 4渐变段 L=(1.5～2.0)D，边壁收缩率控制在1：10～1：5之间。 5竖向连接 有压孔用圆弧连接：R大于5倍孔径 无压孔用抛物线连接： 6平压管和通气孔 平压管设于检修闸门和工作闸门之间；直径由充水时间决定。 平压管作用：静水中启闭检修门