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1、混凝土重力壩漿砌石壩與碾壓式土石壩防浪墻頂高程計(jì)算公式研究 摘要:混凝土重力壩、漿砌石壩、碾壓土石壩三種壩型為水工常用的三種壩型,三種壩型防浪墻頂高程計(jì)算公式相似,但仍有不同之處。本文對(duì)三個(gè)公式相同、相異處進(jìn)行分析比較,可供設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞:防浪墻頂高程風(fēng)浪要素安全超高中圖分類號(hào):TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1、前言水庫是水工建筑中常見的建筑物之一,其中大壩防浪墻頂高程的確定是大壩設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。目前水工規(guī)范中最常見的三種壩為混凝土重力壩、漿砌石壩和碾壓式土石壩。三種壩的防浪墻頂高程計(jì)算公式相似,但仍有不同之處。本文對(duì)三個(gè)公式相同、相異處進(jìn)行分析比較,可供設(shè)計(jì)參考。
2、2、三種壩型防浪墻頂高程的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算(1)混凝土重力壩:壩頂高程高于校核水位,壩頂上游防浪墻墻頂?shù)母叱虘?yīng)高于波浪頂高程。防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位高差(式1)式中:表1:混凝土重力壩安全超高h(yuǎn)c值5波浪要素計(jì)算宜根據(jù)擬建水庫的具體條件,按下述三種情況計(jì)算波浪要素。(1)平原、濱海地區(qū)水庫,宜按莆田實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算;丘陵、平原地區(qū)水庫,宜按鶴地水庫公式計(jì)算;內(nèi)陸峽谷水庫宜按官廳水庫公式計(jì)算;(詳見參考文獻(xiàn)[1]附錄B)。風(fēng)速選用,基本荷載:采用重現(xiàn)期50年的年最大風(fēng)速;特殊風(fēng)速:采用多年平均年最大風(fēng)速。(2)砌石壩:壩頂上游防浪墻墻頂?shù)母叱膛c正常蓄水位或校核洪水位的高差,應(yīng)按下
3、式計(jì)算,選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為選下高程。防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差:(式2)式中:表2:砌石壩安全超高h(yuǎn)c值波浪要素計(jì)算采用官廳水庫公式計(jì)算。官廳水庫公式詳見參考文獻(xiàn)[2]附錄C。(3)碾壓土石壩:5設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高;正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高;校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高;正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高再規(guī)范規(guī)定加地震安全加高;壩頂在靜水位以上的超高應(yīng)按下式確定,且壩頂應(yīng)高出靜水位0.5m。壩頂超高:(式3)式中:計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍高度:(式4)表3:碾壓式土石壩安全超高A值波浪要素計(jì)算宜根據(jù)擬建水庫的具體條件,按下述三
4、種情況計(jì)算波浪要素。(1)平原、濱海地區(qū)水庫,宜按莆田實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算;丘陵、平原地區(qū)水庫,宜按鶴地水庫公式計(jì)算;內(nèi)陸峽谷水庫宜按官廳水庫公式計(jì)算;(詳見參考文獻(xiàn)[3]附錄A)。正常運(yùn)用條件下的1級(jí)、2級(jí)壩,采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5~2.0倍;正常運(yùn)用條件下的3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)壩,采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5倍;非常運(yùn)用條件下,采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5倍。設(shè)計(jì)波浪爬高根據(jù)工程等級(jí)確定,1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)壩采用累積頻率為1%的爬高值R1%,4級(jí)、5級(jí)壩采用累積頻率為5%的爬高值R5%。3、計(jì)算公式同、異處5表4:三種壩型防浪墻頂高程計(jì)算公式比較表混凝土重力壩漿砌石壩碾壓式
5、土石壩頂高程取正常蓄水位或校核洪水位的高差兩者高者取4種工況計(jì)算結(jié)果高者,且壩頂應(yīng)高出靜水位0.5m。風(fēng)浪要素公式波浪要素計(jì)算宜根據(jù)擬建水庫的具體條件,按三種公式。官廳公式波浪要素計(jì)算宜根據(jù)擬建水庫的具體條件,按三種公式。風(fēng)速基本工況用重現(xiàn)期50年的年最大風(fēng)速;特殊工況用多年平均年最大風(fēng)速。正常工況下1級(jí)、2級(jí)壩,用多年平均年最大風(fēng)速的1.5~2.0倍;3級(jí)~5級(jí)壩其1.5倍;非常運(yùn)用條件下,其的1.5倍。風(fēng)浪爬高h(yuǎn)1%h5%或h10%h1%或h5%安全超高1級(jí)~3級(jí)壩2、3級(jí)壩1級(jí)~5級(jí)壩其它項(xiàng)波浪中心線至正常蓄水位或校核水位高差風(fēng)雍高度4、結(jié)論本文對(duì)混凝土重力壩、漿砌石壩
6、和碾壓式土石壩三種壩的防浪墻頂高程,主要從風(fēng)速、波高、風(fēng)浪爬高、安全超高幾個(gè)方面的區(qū)別作了比較。這和壩型、壩身材料及其穩(wěn)定原理相關(guān)。其中碾壓工土石壩的計(jì)算公式差異最大。55、參考文獻(xiàn):[1]《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL319-2005);[2]《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006);[3]《碾壓工土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001);5