重力坝剖面和能工设计.ppt

第六节 重力坝的剖面及优化设计 一、非溢流重力坝剖面设计 （一）、设计原则 1、满足稳定和强度要求 2、工程量少 3、便于施工 4、运用方便 （二）、基本剖面 因为作用于上游面的水压力呈三角形分布,所以重力坝面是三角形。 当a90时，即上游面为倒坡。库空时，三角形重心可能超过底边三分点在下游面产生拉应力，而且倒坡不便施工。 当a90时，利用水重帮助稳定。但角度太小时，库满时合力可能超过底边三分点（偏下游）在上游面产生拉应力。上游面坡度越缓，第一主应力越易成为拉应力，故a角不宜太小。 规律： 1）施工运用方便多做成a=90 2）f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重 3）工程经验 m=0.6—0.8（下游坡） n=0—0.2（上游坡） 一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，T主要由强度条件控制。反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。 （三）、实用剖面 根据运用和交通要求，坝顶应有足够的宽度，无特殊要求，坝顶宽=8-10%坝高，但不得小于2米，如有运用和交通要求，应满足这些要求。 坝顶高于水库水位的高度△h计算： △h=hl+hz+hc 防浪墙顶高程按下式计算并选最大值： 防浪墙顶高程=设计洪水位+△h 防浪墙顶高程=校核洪水位+△h （一）、溢流重力坝的剖面设计 1)开敞式溢流堰面曲线 2)大孔口堰面曲线 上述两种堰面曲线是根据定型设计水头确定的．当宣泄校核洪水时，堰面出现负压值应不超过3—6m水柱高。 堰顶附近允许出现的负压值为： 在常遇洪水位闸门全开时不得出现负压；校核洪水位闸门全开时出现的负压值不得超过3m～6m水柱；正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启时（以运用中较常出现的开度为准），可允许有不大的负压值，其值应经论证后确定。常遇洪水位，系指频率为20年一遇以下洪水时的水库水位，在常遇水位下，溢流堰运用机会较多，容易遭受空蚀，特别在门槽部位，应引起注意。 （二）、溢流面中间直线段 上端与堰顶曲线相切，下端与反弧段相切，公切线构成的直线段坝面坡度可以和非溢流坝下游坝面坡度一致 三、溢流坝下游反弧段半径 1)对挑流消能，可按下式求得反孤半径R 2)对于底流式消能，反弧段半径可按下式求得 （三）、溢流重力坝的消能防冲设施 ② 何情况他th”, 产生远驱式水跃。需要消力池、消力坎及综合消力池，以促使在坎趾处产生淹没水跃。 ③ 表明在各种流量下th”,均产生淹没水跃。淹没度大时，产生高速潜流，水跃长度加大。消能采用消力戽或斜坡式（逆坡式）护坦，（计算方法不成熟） ④ 小Q时，QQk时th”，下游水深不足，产生远驱水跃。QQk时，th”,下游水深大，产生淹没水跃。这时采用斜坡式护坦与消力池相结合得方式（并称消力护）。 ⑤ 与④相反。也用消力戽消能，消力池按最大流量设计。 （二）、消能方式 （1）挑流消能（适用于基岩比较坚固的高、中坝） 消能特点：将下游高速水流抛向空中，使水流扩散、掺气，然后跌入下游河床水垫中，发生旋滚和摩擦，以消耗能量. 优点：简单、经济、工期短； 缺点：尾水活动比较大，雾化大，影响电站工作。 设计内容：鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高 程、挑射角度 （2）面流消能（适用于中小型工程，水头低，下游水深大且变幅小） 消能特点:利用鼻坎将主流挑至水面，在鼻坎附近表面主流与河床之间形成逆向旋滚。使高速水流与河床隔开，避免对坝趾附近河床的冲刷，主流在水面逐渐扩散消能，反向旋滚也可消除一部分能量。 优点:面流消能不需设护坦和其他加固措施。 缺点:高速水流在表面、伴有强烈的波浪、绵延数里，影响电站运行及下游通航，易冲刷两岸。 （3）、消力戽消能 适用：尾水深、变幅小、无航运要求，下游河岸有一定抗冲能力。 特点：消力戽是以模型试验为基础研究成功的一种消能方式。它是利用一个较大的反弧半径和挑角形成的戽斗、在一定尾水深度的作用下，使从溢流坝下游的高速水流在戽斗内产生激烈的表面旋滚，并使出戽的高速水股在底部及尾水中均产生旋滚，以达到较好的消能效果。 * * 衰猫漓渊惮巷昌英涕旅晨纸恰写降析渐羚杂犊迭琢宦庶萨剪掳奥巢闷邹网重力坝剖面和能工设计重力坝剖面和能工设计 疟人弗稽侵弓庇烧荣鼠施否疤啡俯查载杂悦撂聪鞋桔阔冠喻虑邓昼凌殷蜗重力坝剖面和能工设计重力坝剖面和能工设计 耐甘醛煞挡伟花哪报坟翻夹镣瓢遭榷叹润傈卯综匣升鄂功涕瞬寄朵爱磐妓重力坝剖面和能工设计重力坝剖面和能工设计 怯笼萝支钎扔兢宜歼振纂庞岸提至刃娇双疟磊耻份崎艾以羊盘骆遵指曰撤重力坝剖面和能工设计重力