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1、某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書某拱壩設(shè)計計算書一、工程概況某水利樞紐正常水位相應(yīng)庫容982萬m3;設(shè)計水位675.09m;校核洪水位676.01m,相應(yīng)庫容1027萬m3。拱壩以50一遇洪水設(shè)計,500年一遇洪水校核。二、拱壩壩高及體型設(shè)計1.1壩頂高程計算:拱壩中間為溢流壩段,兩端為擋水壩段。溢流壩段為2孔泄流,孔口尺寸為7×4m,采用弧形閘門,堰頂高程為▽671.00m。校核洪水頻率P=0.2%,壩前校核洪水位▽676.01m,壩下校核洪水位▽595.72m。設(shè)計洪水頻率P=2%,壩前校核洪水位
2、▽676.01m,壩下設(shè)計洪水位▽595.31m。壩頂高于靜水位的超高值△h=hl+hz+hchl——波浪高度(m)。hz——波浪中心線至正常或校核洪水位的高差(m)。hc——安全加高(m)。(《混凝土重力壩規(guī)范》P43)壩的安全級別為Ⅲ級,校核洪水位時hc=0.3m,設(shè)計洪水位hc=0.4m。hl=0.0166V05/4D1/3L=10.4(hl)0.8V0——計算風(fēng)速(m/s)第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書D——風(fēng)作用于水域的長度(km),稱為吹程。相應(yīng)季節(jié)50年重現(xiàn)期的最大風(fēng)速為20m
3、/s,相應(yīng)洪水期最大風(fēng)速的多年平均風(fēng)速為9.90m/s。吹程為0.4km。hz=H——壩前水深(m),校核洪水位H=73.41m,設(shè)計洪水位H=72.49m。1.2校核洪水位時:hl=0.0166×9.9×0.4=0.215mL=10.4×(0.215)0.8=3.041mhz==0.048m△h=0.215+0.048+0.3=0.56m校核洪水位壩頂防浪墻高:Z校壩=Z校核水位+△hZ校壩=676.01+0.563=676.57m1.3設(shè)計洪水位時:hl=0.0166×20×0.4=0.517mL=10
4、.4×(0.517)0.8=6.135mhz==0.137m△h=0.517+0.137+0.4=1.054m設(shè)計洪水位壩頂防浪墻高:Z設(shè)壩=Z設(shè)計水位+△hZ設(shè)壩=675.09+1.0555=676.14m壩頂高程取以上結(jié)果較大值676.60m。第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書2、拱壩壩體尺寸的初步擬定2.1壩頂寬度為5.00m,最大壩高H=80.6m,β1=0.65,凸度β2=0.18最大倒懸度S=0.25。Z0=β1H=0.65×80.6=52.39mDA=β2H=0.18×80.6=1
5、4.51m2.2拱冠梁厚度設(shè)計TC=5m,T52.39=21m,TB=24m第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書3、WES溢流堰剖面設(shè)計采用WES實用堰,2表孔溢流,堰頂高程671.00m,空口尺寸為4×7(高×寬)。第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書3.1堰頂O點上游三段圓弧的半徑及其水平坐標值為:Hd=675.09-671.00=4.09mR1=0.50Hd=0.50×4.09=2.045mX1=-0.175Hd=-0.175×4.09=-0.716mR2=0.20Hd=0.20×
6、4.09=0.818mX2=-0.276Hd=-0.276×4.09=-1.129mR2=0.04Hd=0.04×4.09=0.164mX2=-0.282Hd=-0.282×4.09=-1.153m3.2O點下游的曲線方程第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書按上式算得的坐標值如下:X(m)123456789y(m)0.1510.5441.1531.9622.9654.1555.5267.0748.7973.3坡度m=0.7的下游直線段CD與曲線OC相切于C點。C點坐標XC,YC如下求得:對堰面曲線
7、求一階導(dǎo)數(shù)直線CD的坡度為故XC=5.38mYC=3.396m1.4鼻坎挑流的泄洪方式,=14.588m/s挑流鼻坎水深h1=q/v=21.423÷14.588=1.468m為R=(4~10)h1反弧半徑R=6.00m,挑射角=25°二、拱壩水力學(xué)計算1、挑流消能計算1.1.1校核水位工況校核水位工況挑流消能計算,校核水位676.01m,校核水位下游水位605.02,河床高程599.20。溢流堰頂寬度14m,挑流鼻坎寬度15.24m。最大下泄流量326.5m,鼻坎單寬流量q=21.423m3/s.m。L——
8、自挑流鼻坎摸段末端起至下游河床床面的挑流水舌外緣挑距,m第32頁某水利樞紐可行性研究推薦方案拱壩計算書——挑流水舌水面出射角,近視可取用鼻坎挑角,(°)h1——挑流鼻坎末端法向水深,mh2——鼻坎坎頂至下游河床高差,m,v——挑坎坎頂至水面流速,m/s,可按鼻坎處平均流速v的1.1倍計。關(guān)于鼻坎的平均流速。適用范圍,S<s=16.47m18×21.4232/3=138.84m此公式使用v——鼻坎末端斷面平均流速,