溢流坝闸墩设计大纲范本
重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书
重力坝具体布置计算溢流荷载项目设计书1 基本资料及枢纽布置1.1 基本资料1.1.1 地形地质地形情况见附图。
河床高程325m。
约有2—3m复盖层,岩石为磷状灰岩,较完整,节理不发育,风化层厚l~2m,无特殊不利地质构造。
1.1.2 水文本枢纽属中型水库三等工程。
永久性重要建筑物为三级,按规要求,采用50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。
经水文水利计算,有关数据如下表多年平均最大风速15m/s;水库吹程D=2.5公里;混凝土重度24kN/m3;淤沙浮重度9.5KN/m3;摩擦角120度;地震波计烈度6度;基岩允许抗压强度3×103kpa;混凝土与基岩之间抗剪断参数f’=0.9;c’=700kpa;岩石冲坑系数a=1.31.1.4 本枢纽选用混凝土重力坝由非溢流重力坝段和溢流坝段组成。
1.2 枢纽布置1.2.1 坝址和坝型选择坝址、坝型的选择是水利枢纽布置的重要容,二者相互联系。
不同的坝址可选择不同的坝型。
本设计中河谷宽阔,地址条件好,所以选择为重力坝。
1.2.1.1 地质条件地质条件是坝址、坝型选择的重要条件,重力坝需建在岩基上,其重力坝枢纽布置关键因素是地质条件,所以在考虑地质条件时应注意,断层破碎带、软弱夹层,垂直水流的陡倾斜角断层,应尽量避开岩溶地区查明潜伏溶洞、暗河、溶沟和沟槽等对建筑物的影响,应对不利影响作出研究和论证。
1.2.1.2 地形条件不同的坝对地形的要求也不一样,在山谷地区布置水利枢纽时,应尽量少高边坡开挖,坝址选在河谷段,坝轴线断减小坝体工程量,但对泄水和发电不利。
在坝址选择时,要注意坝址位置是否对取水防沙及漂木有利。
1.2.1.3 建筑材料坝址附近有足够数量符合要求的建筑材料。
采用混凝土时,要求可作骨料用的沙卵石或碎石料厂。
1.2.1.4 施工要求要便于施工导流,坝址附近应有开阔的地形,便于布置施工场地,应从长远利益出发,正确对待施工条件问题。
1.2.1.5 综合效益对不同的坝址要综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游等部门的经济效益对环境的影响。
电站溢流坝段设计
4 溢流坝段设计4.1 孔口设计⑴ 泄水方式的选择:为使水库有较好的超泄能力,结合本工程实际情况,采用开敞式孔口溢流。
⑵ 洪水标准的确定:本次设计的主要建筑物级别为3级,根据规范《水利水电枢纽等级划分及洪水标准》查山区、丘陵区水利工程建筑物洪水标准,采用50年一遇的洪水标准设计,500年一遇的洪水校核。
⑶ 流量的确定:由基本资料可知,设计洪水情况下,溢流坝的下泄流量为86403/m s ;校核洪水情况下,溢流坝的下泄流量为118403/m s 。
⑷ 单宽流量的选择:坝址处基岩比较坚硬完整,综合枢纽的布置及下游的消能防冲要求,单宽流量取120()3/m s m ⋅。
⑸ 孔口净宽的拟定:分别计算设计和校核情况下溢洪道所需孔口宽度,计算成果如下:根据公式B=Q/q B=8640/120=72m根据以上计算,取每孔净宽b=16m ,孔数=5,则实际溢流坝孔口净宽为80m , ⑹ 溢流坝段总长度(溢流孔口的总宽度)的确定:根据工程经验拟定闸墩的厚度为:中墩厚4m ,边墩厚3m ;则溢流坝段的总长度0L 为:m t d n nb L 98323)15(1652)1(0=⨯+⨯-+⨯=+-+=⑺ 堰顶高程的确定:由堰流公式: 232Hg mb c Q S εσ=式中:Q —流量s σ—淹没系数。
不淹没时取1.0 m —流量系数。
ε—侧搜索系数。
n —孔数 b —单孔净宽拟定侧收缩系数ε=0.92,流量系数m =0.502,因为过堰水流为自由出流,故s σ=1,c=1.0,由堰流公式:3/20S Q σε=,计算堰上水头0H ,再计算堰顶高程,如表4-1所示。
表4-1 堰顶高程计算表格所以,堰顶高程取117.73m 。
⑻ 闸门高度的确定,计算如下:门高=正常蓄水位-堰顶高程+(0.1~0.2)=130-117.73+0.1=12.37m ,查规范取门高为13m 。
⑼ 定型设计水头d H 的确定:堰上最大水头max H =校核洪水位-堰顶高程=135.82-117.73=18.09,定型设计水头d H =(75%~95%)max H =13.57~17.19m取d H =16.3m, dH /max H =16.3/18.09=0.91经查表4-2可知,坝面最大负压0.18d H =2.9m ,小于《混凝土重力坝设计规范》最大负压不超过3~6m水柱高度,符合要求。
河岸开敞式溢洪道设计大纲
32010水利水电工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年8月_____________ 工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:_______ 勘测设计研究院______ 年—月目次1. 引言. (4)2. 设计依据文件和规范. (4)3. 基本资料. (5)4 设计原则与假定. (6)5. 水力设计. (7)6. 结构设计. (10)7. 地基及边坡处理. (13)8. 观测设计. (16)9. 专题研究. (19)10. 工程量计算. (20)11. 应提供的设计成果. (20)(1) 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定(山区、丘陵区部分)(试行);(2) 217—87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试行);⑶ 50201-94⑷ 341-89防洪标准;溢洪道设计规范;⑸20-78 ①水工钢筋混凝土结构设计规范(试行);⑹ 47-94水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范;②(7) 10-78水工建筑物抗震设计规范(试行);(8) 62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范;(9) 57-85水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范;(10) 46-94水工预应力锚固施工规范;水利水电工程设计工程量计算规定(试行)。
①范本是按SDJ20-78编写的,如用新规范②范本是按SDJ 10-78编写的,如用新规范SL/T191-96(或DL/T5057-1996),则有关内容需作相应修改。
DL 5073-1997,则有关内容需作相应修改。
1引言____ 工程位于 ,是以为主,等综合利用的水利水电枢纽工程。
正常蓄水位m ,最大坝高m ,总库容亿m 3,电站总装机容量,保证出力 : 年发电量• h。
本工程可行性研究报告于年月审查通过,选定坝址为,坝线为 , 枢纽布置为 ,坝型为 ,泄洪建筑物有、、 ,其尺寸分别为_m_、m,相应进口高程m 、m 、m 。
闸墩、溢流面混凝土工程施工方案word资料23页
目录第1章砼系统工艺流程 (1)1.1系统布置 (1)1.2砼生产流程 (1)1.3砼运输 (2)第2章闸墩、溢流面钢筋砼施工 (2)2.1闸墩、导墙 (2)2.2溢流面施工 (7)2.3伸缩缝、止水设施施工 (8)2.4插筋和预埋件施工 (9)2.5二期砼浇筑方法 (9)2.6砼浇筑时要注意的问题及施工缝处理 (9)2.7砼缺陷修补、修饰、养护和成品保护 (10)2.8裂缝防止措施 (12)2.9季节性施工 (12)2.10砼及钢筋砼施工质量控制 (14)第1章砼系统工艺流程1.1系统布置砼拌和系统布置于水泥仓库旁,现碎石料场对面,拌和站采用4台JZC-500型拌和机拌和,配两台四仓自动配料机;配一台ZL-40装载机装运骨料。
砼由3辆5t罐车运至现场吊斗塔机起吊位置,然后主要由塔机吊运水平、垂直运输至工作仓面。
1.2砼生产流程先由经质检认证的合格试验单位对现场砂、碎石和水泥进行品质鉴定设计配合比,配合比经工程师签证认可后交付现场施工。
施工时,各种骨料用装载机从料仓装运卸至配料机料斗;水泥经人工拆包后由螺旋输送机送入搅拌机;骨料经配料机自动计量配料后由皮带输送机输送至搅拌机料斗;自动计量加水搅拌,经溜槽卸至砼罐车;由罐车至浇筑仓面。
生产流程框图如下:水 皮带输送机砼熟料从集料斗卸至运输车上的吊罐内,经施工路运至塔机工作位置,由塔机垂直、水平运输至工作面。
第2章 闸墩、溢流面钢筋砼施工本分部工程共有4个闸墩,1个导墙,溢流面砼所有结构砼及钢筋砼总计工程量10000m3。
2.1闸墩、导墙2.1.1闸墩、导墙工艺流程(1)钢筋砼分项工程施工流程:工作面清理、冲洗、排水、验收——施工放样——施工脚手架搭设——模板(或钢筋)安装——钢筋(或模板)安装——预埋件安装——砼浇筑——砼养护及拆模。
(2)砼浇筑工艺流程:原材料按配合比要求自动称重下料——拌和站搅拌砼——汽车罐车运砼——塔式起重机吊罐直接入仓——平仓振捣——砼养护。
第四章溢流坝段设计
第四章溢流坝段设计4.1孔口设计1.确定工程等级本工程基本资料防洪要求减轻洪水对A市和A平原的威胁,在遇到5000年一遇和1000年一遇的洪水时,经水库调洪后,洪峰流量由原来的12100立方米/秒、10900立方米/秒分别削减为6350立方米/秒、5750立方米/秒。
要求设计洪水时最大下泄流量限制为6550立方米/秒。
其他参数见表4。
由此可以确定水工建筑物工程等级为Ⅰ级。
2.孔口形式选择溢流重力坝既要挡水又要泄水,不仅要满足稳定和强度要求,还要满足泄水要求。
因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型,以满足泄水的要求;且使水流平顺,不产生空蚀破坏。
溢流坝的泄水方式主要有以下两种:(1)开敞溢流式除泄洪外,它还可排除冰凌或其它漂浮物,如图1 所示。
堰顶可设置闸门,也可不设。
不设闸门时,堰顶高程等于水库的正常高水位,泄洪时库水位雍高,从而加大了淹没损失,但结构简单,管理方便,适用于泄洪量不大、淹没损失小的中小型工程;设置闸门的溢流坝,闸门顶高程大致与正常高水位齐平,堰顶高程较低,可利用闸门的开启高度调节库水位和下泄流量,适用于大型工程及重要的中型工程。
闸门在顶部,操作方便,易于检修,工作安全可靠,所以,开敞溢流式得到广泛采用。
(2)大孔口溢流式为了降低堰顶闸门的高度,增大泄流可采用带有胸墙的溢流堰,如图2 所示。
这种型式的溢流孔可按洪水预报提前放水,从而腾出较大库容蓄纳洪水,提高水库的调洪能力。
为使水库具有较大的泄洪潜力,宜优先考虑开敞式溢流孔。
(3)综合上面所述,本设计采用开敞式溢流设闸门。
图1开敞溢流式堰图2孔口溢流式堰3.孔口尺寸确定从基本资料中得知,本电站4台5万千瓦机组。
正常蓄水位为2184.5米,汛期限制水位为2182米,死水位2163米,4台机满载流量332立方米/秒,相应尾水位2103.5米。
(1)单宽流量的确定。
通过调洪演算,可得出枢纽的总下泄流量Q总(坝顶溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的总和),通过溢流孔口的下泄流量应为Q 溢=Q总−αQ0式中;Q0为经过电站和泄水孔等下泄的流量,α为系数,正常运用时取0.75~0.9,校核运用时取1.0。
闸室段闸底板、闸墩砼施工方案电子教案
闸室段闸底板、闸墩砼施工方案河南省鸭河口水库除险加固工程施工Ⅱ标1#溢洪道闸底板、闸墩砼施工方案一、施工内容1#溢洪道闸室共4孔,每孔净宽12m,闸室顺水流方向长22m、总宽63.2m;底板顶高程170.5m,底高程156.5m,中墩厚2.4m,边墩厚1.5m。
闸墩、底板采用独立式,孔中分缝,共5块底板、5个闸墩(中墩3个、边墩2个)。
主要内容施工内容包括:底板锚筋安装,底板模板安装、钢筋制作安装、砼浇筑,闸墩模板安装、钢筋制作安装、砼浇筑,止水安装,伸缩缝泡沫板安装等。
主要工程量为:锚筋88根、砼2.7万m3、钢筋480t、止水417m、伸缩缝泡沫板1714m2。
二、施工总体安排闸室段闸墩、底板砼施工总体安排:五联底板及闸墩砼组织流水施工,分层跳仓浇筑,每联底板和闸墩砼浇筑分七层(见砼浇筑分层示意图)。
三、施工方案及方法一)测量放线1、将砼垫层表面浮尘、浮渣、积水、杂物清理干净。
2、根据施工现场的测量控制网、溢洪道中心线坐标值,采用全站仪精确测放出0+57.7、0.79.7中心线位置。
3、利用已测放的0+57.7、0.79.7两中心点,采用J2经纬仪和钢尺,根据设计图纸尺寸,测放出各联底板的边线和控制线控制点。
4、根据边线和控制线的控制点,利用墨斗在垫层上弹出边线和控制线。
5、放线完成待检验合格后,及时上报监理校核,审验合格后方可利用该成果进行施工。
二)钢筋锚固工程根据设计图纸,左边联底板与基础岩石需要进行钢筋锚固,锚筋直径为Ф28,长6m,锚入基础深度4.5m,间距1m,梅花形布置。
1、材料选择与质量控制锚杆:根据设计图纸选用Ф28钢筋;水泥:注浆锚杆的水泥砂浆采用强度等级42.5级的普通硅酸盐水泥;砂:采用最大粒径小于2.5mm的中细砂;水泥砂浆:砂浆标号为M30水泥砂浆,有实验室出具的配合比;外加剂:在注浆锚杆水泥砂浆中添加的膨胀剂,其品质符合规范规定。
2、锚杆施工程序3、锚杆钻孔首先由测量人员按照设计位置放样定出孔位,做出标记。
溢洪道设计书
目录1 设计目的和要求 (1)2设计资料 (1)2.1 工程概况 (1)2.2 基本资料 (1)2.2.1 气象 (1)2.2.2 洪水 (1)2.2.3 地质 (1)2.2.4 其他 (2)3 工程设计 (2)3.1 工程布置 (2)3.1.1枢纽的等别、溢洪道级别及洪水设计标准 (2)3.1.2溢洪道的位置、型式及组成 (3)3.2 溢洪道的型式及尺寸 (5)3.2.1进口段 (5)3.2.2控制段 (5)3.2.3 泄槽段 (6)3.2.4消能段 (6)3.2.5 尾水渠 (6)4 设计计算 (6)4.1水力计算 (6)4.1.1过流能力的计算 (6)4.1.2泄槽水面线计算 (6)4.1.3消能防冲计算 (11)4.1.4渗流计算 (11)4.2 控制段稳定计算 (12)4.2.1计算公式: (12)4.2.2荷载组合: (13)4.2.3列表计算: (13)4.2.4计算结果 (16)1 设计目的和要求通过课程设计培养学生了解并掌握实际水利工程的设计内容、方法和步骤,巩固专业课、技术基础课及基础课所学的知识,培养运用所学知识解决实际工程问题的能力,训练学生编写设计书、绘图的能力和技巧,培养查阅文献及规范的能力。
要求每个学生对设计内容中的各个环节做出系统的个人成果。
每个人必须编写完整的课程设计成果。
说明书简明扼要、条理清楚,计算方法得当、结果准确,设计方案合理可行,水工图纸布局合理、线条标注规范、图面整洁,能正确反应设计意图。
2设计资料2.1 工程概况吴岭水库枢纽工程位于汉北河支流东河上,坝址在湖北省某县境内,距县城22km。
水库控制东河上流余家嘴、斋婆店两条主要河流,河道平均坡度为3‰。
水库坝址以上乘雨面积102km²。
流域多年平均降雨量1020.9mm。
水库总库容7220万m³,是一座以灌溉为主、兼有防洪、水产养殖、城镇供水等综合利用的中型水利工程。
吴岭水库枢纽工程主要由大坝、副坝1、副坝2、正常溢洪道、东输水管、西输水管及灌区工程等组成。
(完整word版)溢流坝段设计1
溢流坝段设计一、孔口设计1、孔口形式本设计溢流坝段采用开敞式溢流坝,孔口形式采用坝顶溢流式,堰顶不设闸门,所以溢流堰堰顶高程即为正常蓄水位605m。
2、孔口尺寸本设计溢流堰净宽51m,每孔净宽17m。
二、溢流坝剖面设计溢流坝曲线由顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段三部分组成,溢流面曲线采用WES曲线。
1、设计依据《溢洪道设计规范》(SL 253-2002)2、基本资料有上述资料可得出H max=5.97m。
3、溢流曲线设计溢流曲线具体尺寸要求如下图一所示,其中H d为堰面曲线定型设计水头设计水头,规范要求按最大作用水头H max的75%到95%计算,本设计采用80%倍的H max,所以H d=4.78m。
上游堰高P1=42m>1.33H d=6.35m,所以本设计为高堰流量系数m d=0.502。
1)曲线参数计算表2)、下游曲线段下游曲线段计算公式为:1n n d x kH y-=式中:H d 为堰面曲线定型设计水头;x ,y 为原点下游堰面曲线横纵坐标; n 与上游堰坡有关; k 当P 1/H d >1.0时,k 值由规范查取,当P 1/H d ≦1.0时,k 取2.0到2.2。
上游堰坡垂直,所以由规范查的n=1.85;P 1/H d =8.8>1.0,所以由规范查的k=2.0。
综上所述,本设计溢流堰堰面曲线段公式为:()()1.850.5ddy x H H =经excel 计算可得堰面曲线计算表如下表所示:3)、中间直线段直线段与曲线段的切点计算如下所示:0.850.851.85120.7yx d d x d H =-=-代入数据计算可得:7.97t x m = 6.154t y m =4)、下游反弧段本设计采用挑流消能,由规范查的反弧段半径R=(4~10)h 0,式中h 0为校核水位闸门全开时挑流鼻坎反弧段最低点处的水深。
挑流鼻坎高程取579.00m (下游最高水位577.54m )。
溢流堰设计说明书
溢流堰设计说明书Revised at 16:25 am on June 10, 2019第4章 溢流坝段表孔设计溢流坝段既是挡水建筑物,又是重力坝枢纽中最重要的泄水建筑物;设计时,除了应满足稳定和强度要求外,还要满足因泄水带来的一系列要求,包括:1具有足够的孔口体形尺寸和较高的流量系数,,以使之具有足够的溢流能力;2应具有良好的孔口体形,以使水流平顺地过坝,不产生有害的负压、震动和空蚀等; 3保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷;4溢流坝段在枢纽中的位置,应使下游水流流态平顺,不产生折冲水流,不影响枢纽中的其他建筑物的正常运行;(1) 又灵活可靠的下泄水流控制设备,如闸门启闭机等确定溢流断面长度4.1.1 设计单宽流量溢流重力坝的单宽流量q 需综合考虑地质条件、枢纽布置、下游河道水深和消能工设计等因素,通过技术经济比较后选定;单宽流量愈大,所需的溢流前缘愈短,对枢纽布置有利,但下泄水流动能大,对下游消能防冲不利,;近年来随着消能工技术的进步,选定的单宽流量也不断增大;本设计中,三峡坝之下游段地质条件优良,故可假定单宽流量q=200m 3/s,据此可假定溢流坝段长度;1设计洪水位工况下:Q = 23540 m 3/s则可假定 m q Q L 7.11720023540===2校核洪水位工况下:Q = 35260 m 3/s 则可假定 m q Q L 3.17620035260===选取二者中的最大值,确定溢流段长度为176.3m本设计选用平面钢闸门形式,因其结构简单,而且闸墩受力条件良好;取孔口净宽为b = 8 米;a 、计算孔口数:(1) 设计洪水位工况下:71.1487.117==n2校核洪水位工况下:94.2183.176==n由此可确定孔口数为22孔;据此计算Q 溢 = 22×8×200 = 35300 m 3/s,满足设计洪水位和校核洪水位工况下所需的下泄流量;b 、闸门布置:溢流坝段表孔采用平面钢闸门,常用的布置有跨缝布置和跨墩布置,其中跨缝布置可以减少闸墩长度,但对地基要求较严格,若产生地基不均匀沉降则对闸门启闭运行极为不利,而跨墩布置可以适当放松对地基的要求,然而却增加了闸门的长度,使整个溢流坝段长度增大,对其经济性产生影响;综合各方面因素,鉴于三峡工程所在地地基条件优良,故选用跨缝布置;经考虑论证后选取闸墩厚度为13m,则每段坝长为13+8=21m;c 、溢流坝段前缘总长:溢流坝顶装设闸门时,用坝墩将溢流坝段分割成若干个等宽的孔口;设孔口宽度为b,则孔口数n = L/b;,令闸墩厚度为d;闸门段长L = 22×8+22-1×13 = 449m因为采用跨缝布置,考虑深孔的交错布置深孔为23孔,由下章可知,故其溢流坝段前缘总长为:L 0 = L + 2d + b = 483 m.;4.1.2 堰顶总水头的确定由调洪演算求出的设计洪水位及相应的溢流坝下泄流量Q 溢,可求的堰顶设计总水头H 0;利用堰流公式计算H 0:3/20s Q nb εσ溢= 4·1式中:Q 溢 — 表孔下泄洪水的流量,有设计资料Q 溢=23540m 3/s ;n — 孔口数,22;b — 表孔净宽,8m ;ε — 闸墩侧收缩系数,与墩头形式有关,初拟时可取, 本计设计取;s σ — 淹没系数,因其为自由出流,故取;m — 流量系数,以三峡工程为高坝,初拟时根据水工建筑物经验可预定P 1/H d ≥ ,可以不计行近流速,取m = ; H 0-堰顶设计总水头;将各参数代入上式,得堰顶设计水头:H 0=16.23m则:堰顶高程=设计水位-堰顶水头=175-=158.53 m 本设计取158 m; 检验: 结合本设计结果,0.31≥dH P ;故可以不计行近流速,满足假设条件; 综上所述:本设计溢流表孔坝段分成23个坝段,分缝布置故有22个孔口;选用平面钢闸门,闸门宽8米,堰顶高程为158米;溢流面曲线设计溢流重力坝的溢流面由顶部曲线段,中间直线段和下游反弧段三部分组成;设计要求为:①有较高的流量系数;②水流平顺,不产生有害的负压和空蚀破坏;③体形简单,造价低,施工方便;4.2.1 定型设计水头的确定Hs 定型设计水头即坝剖面设计时采用的堰顶水头,一般取校核水位时堰顶 水头Hzmax 的75%-95%,并满足下列要求:①遇校核水位闸门全开时,堰顶附近出现的负压不得超过3-6m 水柱;②遇常遇洪水位等于或低于20年一遇的洪水闸门全开时,坝顶附近不得出现负压;Hzmax =校核洪水位-堰顶高程 = = 22.4m当实际来水的堰顶水头H Z 高出H S 时,堰顶附近将出现负压,H Z 超出H S 愈大,负压值愈大,显然,遇到校核洪水位,即H Z =H Zmax 时,堰顶附近将出现最大负压值;S 减少,减少溢流段下泄量,所以要考虑有一定的负压值,但负压值不宜过大,不能超过规范规定的3~6米水柱,本设计取用H S =,即最大负压值为Hs =90%Hzmax=90%×=20.16m4.2.2 堰面曲线的设计重力坝溢流面曲线由顶部曲线段AB 、中间段BC 和下部反弧段CD 三 部分组成;设计要求是:①有较高的流速系数;②水流平顺,不产生有害的 负压和空蚀破坏;③体形简单,造价低,施工方便;如图4—1图4—1A 、顶部曲线段开敞式坝顶溢流的顶部曲线,其合理形式应与薄壁堰的水合下缘曲线相吻合;本设计采用WES 型曲线,此曲线又以堰顶O 为界分为上游段AO 和下游段OB; 图4·2a 、上游段AO 应有利于改善堰面压力和流速分布,提高流量系数,宜用1/4 椭圆曲线,其方程为2222()1()()x bHs y aHs bHs -+= 4·2式中:aHs 、bHs -椭圆的长、短半轴,因上游坝面铅直,可取a=3a 本设计取a=、b=,即:aHs=× = 5.85mbHs=× = 3.43m 方程简化为:()()143.385.52222=+y xx n =KHs n-1 4·3 式中:K 、n -与上游坝面坡率△y/△x 有关的系数,按水工建筑物 表2-10采用;由上游面铅直即△y/△x=3:0,查得K=,n=;按WES 曲线与中间直线段相切,中间直线段坡率取为与挡水坝段相同为1:,令dy/dx=1:得切点B 的坐标为,同样以堰顶为原点,坐标轴y 轴向下为正向对方程列表计算,故OB 段各点坐标见下B 、中间直线段其上部与坝顶曲线相切,下部与反弧段曲线相切,坡率与挡水坝段的下游坝面坡率相同,取为1:;C 、下部反弧段为使下泄水流平顺地与下游水面衔接,常采用反弧曲线; a 、效能方式的选择溢流坝消能防冲设计的任务是在尽可能短的距离内使下泻水流的动能消耗在水流内部的紊动和水流与空气的摩擦中,并与下泻水流平顺地连接起来,不产生危机大坝安全的河床或河岸的局部冲刷;常用的消能方式有:底流消能,挑流消能,面流消能和戽流消能;各种消能方式适用的条件不同;底流消能适用与坝体下游基岩软弱没有排冰或过漂浮物要求的中低水头坝,多用于中小型工程;挑流消能适用于基岩教完整,抗冲能力较强的高中水头溢流坝;面流消能适用于尾水较深而水位流量变幅不大,河床与两岸抗冲能力较强的中低水头坝,而戽流消能适用于尾水较深,无航运或排漂要求,下游河床及两岸抗冲能力较强情况;考虑到三峡坝基基岩完整坚硬,水头较高且有排冰排漂要求,经过比较选用挑流消能; 挑流消能的设计要求是:尽量使水股在空中扩散和掺气的程度大,挑射距离远,水舌入水角β小;b 、 鼻坎型式的选择常用的鼻坎型式有连续式和差动式两种;连续式鼻坎构造简单,坎上水流平顺,不易空蚀,水流挑距远;差动式鼻坎消能效果较连续式好,但挑距较小,坎壁易空蚀,施工复杂,故选用连续式鼻坎;c 、鼻坎高程的确定假设鼻坎高程为H ,由水工设计手册可查得以下一组公式:VbQh = 4·4本设计选用校核洪水位工况作为计算工况式中:q — 校核洪水位时的单宽流量,s m q /34.200822352603=⨯=;代入可得鼻坎处的平均流速为: d 、反弧半径和挑角的确定图4·2211[sin cos cos L v v gθθ=+ 4·5 式中:L —水舌距离,m ;1v —坎顶水面流速,约为鼻坎处平均流速,m ;θ—鼻坎挑角;1h —坎顶平均水深h 在铅直方向的投影,m ;2h —坎顶至下游河床面的高差,m ;g —重力加速度,9.8m/s 2反弧半径R 可按4-10h 选用,h 为校核水位闸门全开时反弧段 最低点处的水深;本设计取用R=6h; 将鼻坎处的平均水深代入得: 选取坝基高程为5m,则:52-=H h 溢流坝段的简化图如图4·3由上图根据几何知识得:根据三角形基本剖面知:7.0tan =α,得992.34=αo 则得:θsin R BD =,θcos R OB =C 点高程为:R R H AB H H C 573.0cos -+=+=θ 鼻坎到上游的距离为: 反弧段半径:则:()θθsin cos 7.022.14.18042.2677.028.1261+--+-=HH L综上所述:用Excel 进行试算,过程见附表4·1;本设计综合考虑,表孔和深孔的泄流不发生冲突,同时也不与深孔的冲坑相复合,以及工程量的实际施工关系图4. 4故而取m H 90=,10=θo ; 从而得:为使水流转向平顺,本设计取30=R ; C 点高程为:e 、计算最大冲坑深度冲坑深度取决于水流的冲刷能力和河流的抗冲能力;开始泄流时,前者大于后者;河床被冲刷形成冲刷坑;随着冲刷加深,水垫高度加大,入射水流得以缓冲,动能和冲刷能力减小,直至二者平衡时,冲坑深度趋于稳定;本设计按溢流坝段右端进行计算;规范SDJ22-78推荐采用以下经验公式估算最大冲坑水垫厚度:25.05.0H q t k α= 4·6式中:t k — 水垫厚度,自水面算至坑底,m ;q — 单宽流量,校核洪水位工况下q =()335260200.34/228m s m =⋅⨯,设计洪水位工况下75.13382223540=⨯=qH —上下游水位差,校核洪水工况下:H==97.4m ; 设计洪水工况下:H = 175-62 = 113m ;α — 冲坑系数,对坚硬完整的岩石,α=~,取α=; 将各参数代入式中,得:校核洪水工况下:()()m t k 92.484.97341.2001.125.05.0=⨯⨯=下游水深: 79483=-=t h >k t 故河床不形成冲刷坑,满足条件;设计洪水工况下:()()m t k 472.4111375.1331.125.05.0=⨯⨯=下游水深:58462=-=t h >k t故河床不形成冲刷坑,满足条件;导墙设计4.3.1 不掺气水面线的确定a 、 W ES 型溢流坝面的与下游直线段的切点坐标X t ,Y t 可按下是求得dt d t H Y H X 177.2177.1592.0096.1--==αα 4·7式中:m H H d d 16.20=定型设计水头,—有前设计得,切点坐标为, b 、曲线段长度L C根据水工设计手册卷六,对于WES 曲线L C 由X/H d 查算,其中X 从堰顶开始向下游计算;查表得: mL H L C dC80.4916.205.247.2=⨯==则:上游堰面长度为m H L d 35.616.20315.0315.01=⨯==下游堰面长度为m L L L C 45.4335.68.4912=-=-=c 、直线段长度S L从切点到直线上任意一点X i ,Y i 的距离 αsin tsi y Y L -=4·8 式中:α— 直线段坝面与水平方向的夹角,本设计为 d 、从堰面顶曲线起点到X i ,Y i 的坝面距离si st L L L += 4·9到反弧段起点的距离: e 、边界层厚度1.002.0-⎪⎭⎫⎝⎛=K L L δ4·10式中:K — 坝面粗糙系数,对于混凝土坝面,一般取~㎜,本设计取㎜.则反弧段起点的边界层厚度为 f 、计算单宽流量232H g m q = 4·11 式中:H — 堰上水头,本设计取校核洪水时的水头H = 22.4m ; m — 水头H 时的流量系数,本设计考虑到施工放样时误差和堰面平整,按水工建筑规范取m = ;g — 重力加速度;校核洪水位时的单宽流量: g 、试算法推求势流水深h p 选用公式为:222cos pp i gh q h Y H +=+α 4·12用Excel 试算,过程见附表4—1 采用校核水深H=,α=h 、正交与坝面的坝面水深δ18.0+=p h h 4·134.3.2 掺气水面线确定a 、 自然掺气开始发生点的位置L k 选用经验公式:718.02.12q L K = 4·14式中:q — 单宽流量,本设计取校核洪水位工况下s m q /937.2293=校 b 、掺气水深 选用公式:h v h b ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1001ζ 4·15式中:h — 不计入波动及掺气的水深m ;h b — 计入波动及掺气的水深m ;v — 不计入波动及掺气的计算断面上平均流速m/s ;ζ— 修正系数,一般取~,是流速和断面收缩情况而定,本设计取为结合势流水深的试算,本设计h 的计算也进行试算,过程见附表4—14.3.4导墙的确定综上所述,WES 曲线的导墙的顶高程于坝顶同高程为185m;直线段的导墙比其掺气水面高2m,坡率与坝体坡率相同位1:,反弧段导墙为直线段与反弧段的切点水平连接到鼻坎处,其高程为110m;。
溢洪道露顶式平面钢闸门设计模板
溢洪道露顶式平面钢闸门设计一:基本资料及设计计算说明书的内容1、基本资料如下①闸门形式:溢洪道露顶式平面钢闸门。
②孔口净宽:8.00m;③设计水头:5.00m;④结构材料:平炉热轧碳素钢Q235A-F;⑤焊条:E43;⑥止水橡皮:侧止水用P型橡皮,底止水用条形橡皮。
⑦行走支承:采用胶木滑道,压合木为MCS-2.⑧混凝土强度等级:C30.2、设计计算说明书的内容包括:①闸门结构的形式及其布置(包括闸门尺寸确定、主梁的形式、数目及位置、梁格的布置和形式、联接系的布置和形式面板设计);②水平次梁、顶梁和底梁设计;③主梁设计;④横隔板设计;⑤纵向联接系设计;⑥边梁设计;⑦行走支承设计;⑧闸门启闭力和吊座计算;二:闸门结构的形式及其布置1.闸门尺寸的确定。
闸门高度:考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度H闸= H设+H超=5+0.2=5.2(m);闸门的荷载跨度为两侧止水的间距:L1=8m;闸门的计算跨度:L=L0+2d=8+2×0.2=8.40(m);2.主梁的形式主梁的形式根据水头合跨度大小而定,本闸门属中等跨度为了便于制造和维护,决定采用实腹式组合梁。
3.主梁(数目与位置)布置根据闸门的高跨比,决定采用双主梁。
为使两个主梁在设计水位时所承受的水压力相等,两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y=H设/3=1.67m,如图一所示。
并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45 H设,今取,a=0.57m≈0.12 H设=0.6m主梁间距:2b=2(y-a)=2*(1.67-0.57)=2.2m.则c= H设-2b-a=5-2.2-0.57=2.23m<0.45 H设(满足要求)。
4.梁格的布置和形式梁格采用复式布置和等高连接,水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。
水平次梁为连续梁,其间应上疏下密,使面板各区格所需要的厚度大致相等,梁布置的具体尺寸如图二。
溢流坝的上部结构 (1)
溢流坝的上部结构1.闸墩和工作桥闸墩的作用是用来分隔闸孔、承受闸门传来的水压力,支撑工作桥和交通桥等,如图1所示。
图1 溢流坝顶布置图1-公路桥;2-门机;3-启闭机;4-工作桥;5-便桥;6-工作闸门槽;7-检修闸门槽;8-弧形闸门闸墩的断面形状应使水流平顺,减小孔口的侧收缩,其上游墩头断面常采用半圆形、椭圆形或流线型,下游断面则多采用逐渐收缩的流线型,有时也采用宽尾墩。
闸墩上游墩头可与坝体上游面齐平,也可外悬于坝顶,以满足上部结构布置的要求。
闸墩厚度与闸门形式有关。
采用平面闸门时需设闸门槽,工作闸门槽深~,宽1 ~4m,门槽处的闸墩厚度不得小于1 ~,以保证有足够的强度。
弧形闸门闸墩的最小厚度为~。
如果是缝墩,墩厚要增加~。
由于闸墩较薄,需要配置受力钢筋和温度钢筋。
闸墩的长度和高度,应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求。
平面闸门多用活动式启闭机,轨距一般在10m左右。
当交通要求不高时,工作桥可兼做交通桥使用,否则需另设交通桥。
门机高度应能将闸门吊出门槽。
在正常运用中,闸门提起后可用锁定装置挂在闸墩上。
弧形闸门一般采用固定式启门机,要求闸门吊至溢流水面以上,工作桥应有相应的高度。
交通桥则要求与非溢流坝坝顶齐平。
为了改善水流条件,闸墩需向上游伸出一定长度,并将这部分做到溢流坝顶以下约一半堰顶水深处。
溢流坝两侧设边墩,一方面起闸墩的作用,同时也起分隔溢流段和非溢流段的作用,见图2。
边墩从坝顶延伸到坝址,边墩高度由溢流水深决定,导墙应考虑溢流面上由水流冲击波和掺气所引起的水深增高,一般高出水面1 ~。
当采用底流式消能时,导墙需延长到消力池末端。
当溢流坝与水电站并列时,导墙长度要延伸到厂房后一定的范围,以减少尾水对电站运行的影响。
为防止温度裂缝,在导墙上每隔15m左右做一道伸缩缝。
图2 边墩和导墙1.溢流坝;2-水电站;3-边墩;4-护坦。
水利水电工程技术设计阶段水闸设计大纲范本
⽔利⽔电⼯程技术设计阶段⽔闸设计⼤纲范本FJD31140 FJD⽔利⽔电⼯程技术设计阶段⽔闸设计⼤纲范本⽔利⽔电勘测设计标准化信息⽹1997年11⽉1⽔电站技术设计阶段⽔闸设计⼤纲主编单位:主编单位总⼯程师:参编单位:主要编写⼈员:软件开发单位:软件编写⼈员:勘测设计研究院年⽉2⽬次1. 引⾔ (4)2. 设计依据⽂件和规范 (4)3. 基本资料 (5)4.⼯程布置 (10)5.⽔⼒设计 (11)6.闸室稳定计算 (12)7.结构设计 (14)8.地基设计 (20)9.观测设计 (24)10.专题研究 (24)11.应提供的设计成果 (24)31 引⾔⽔闸⼯程位于省市(县)以km处。
在河的游。
本⼯程是以为主,兼以等综合利⽤的⽔利⼯程。
本⼯程初步设计已于年⽉经审查通过。
确定设计流量m3/s,校核流量m3/s。
闸共孔,闸孔宽度m,闸底板⾼程m。
选⽤(宽×⾼)m×m的闸门及型启闭机。
⼯程共需完成⼟⽯⽅⼯程万m3,砌⽯⼯程万m3,混凝⼟及钢筋混凝⼟⼯程万m3。
共需钢筋t,⾦属结构钢材t,⽊材m3,⽔泥t。
永久占地亩。
需⼯程投资万元。
⼯程建成以后,可使防洪标准从提⾼到,可增加灌溉⾯积万亩,极⼤地促进地区的农业发展和国民经济的建设。
2 编制依据⽂件和规范2.1 有关本⼯程的主要⽂件(1) ⽔闸⼯程初步设计报告;(2) ⽔闸⼯程初步设计报告审批⽂件;(3) ⽔闸⼯程技术设计任务书;(4) ⽔闸⼯程⽂件;(5) ⽔闸⼯程纪要。
2.2 主要设计规范(1) SDJ217-87 ⽔利⽔电枢纽⼯程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试⾏);(2) SD133-84 ⽔闸设计规范;(3) SDJ214-87 ⽔利⽔电⼯程⽔⽂计算规范;(4) SL44-93 ⽔利⽔电⼯程设计洪⽔计算规范;(5) SDJ20-78 ⽔⼯钢筋混凝⼟结构设计规范(试⾏);(6) SDJ10-78 ⽔⼯建筑物抗震设计规范(试⾏);(7) GBJ9-87 建筑结构荷载规范。
完整word版溢流坝段设计
4、溢流坝设计孔口设计泄水方式的选择重力坝的泄水主要方式有开敞式溢流和孔口式溢流,前者除泄洪外还能够清除冰凌或其余飘荡物。
设置闸门时,闸门顶高程大概与正常高水位齐平,堰顶高程较低,可利用闸门的开启高度调理水位和下泄流量,合用于大中型工程,因此为是水库有较大的泄洪能力,本设计采纳开敞式溢流。
洪水标准确实定本次设计的重力坝是 2 级建筑物,依据《水利工程水工建筑物洪水标准》采用500 年一遇的洪水标准设计, 2000 年一遇的洪水标准校核。
4.1.3 流量确实定经水文、水利调洪演算确立:设计状况下,溢流坝的下泄流量为3 /s ;校核状况下,溢流坝的下泄流量为3/s 。
4.1.4 单宽流量的选择坝址处基岩比较完好,依据综合枢纽的部署及下游的消能防冲要求,单宽流量取 100~ 150 m3/ ()。
孔口净宽制定分别计算设计和校核状况下溢洪道所需的孔口宽度。
计算成就见表2-5表 2-5 孔口净宽计算成就表计算状况33孔口净宽 B(m)流量 Q( m/s )单宽流量 q[m /() ]设计状况100~15053.28 ~校核状况100~15061.20 ~依据以上计算,溢流坝孔口净宽取45m,设每孔宽度为15m,则孔数为 3。
溢流坝段总长度确立初步制定闸墩厚度,中墩厚,边墩厚 t=3m,则溢流坝段的总长度B0为:B0=nb+(n-1 ) d+2t=45+9+6=60m堰顶高程确实定初拟侧缩短系数ε =0.95 ,流量系数。
因过堰水流为自由出流,故σ s=1,由堰流公式Q=σsεmnb(2g)H0 计算堰上水头H0,计算水位分别减去相应的堰上水头即为堰顶高程。
计算成就见表2-6表 2-6 堰顶高程计算成就表计算状况流量 m3/s侧缩短数流量系数孔口净宽 m堰上水头 m堰顶高程 m 设计状况45校核状况45依据以上计算,取堰顶高程为。
4.1.8 闸门高度确实定门高 =正常高水位 - 堰顶高程 +(~)=215.5-201.07+ ( 0.1 ~0.2 )取 15m定型设计水头确实定堰上最大水头 H max=校核洪水位 - 堰顶高程即: H max=217.14-201.07=16.07m 定型设计水头 H s为 H s=( 75%~ 95%) H max=12.05 ~,取 H s,由查表知s小于规定的同意值(3~6m水柱)。
合面狮水电站溢流坝闸墩加固工程设计
红水河 2 1 年第 4期 01
到坝体的约束 , 致使闸墩内部产生拉应力 , 闸墩配置
的承担温度应力 的钢筋 不足 , 在早期产生的温度应 力作用下容易使闸墩产生裂缝 。 综上所述 , 闸墩裂缝的产生是建筑物老化 、 混凝
土 温 度应力 场 的变化 、 凝 土 质 量差 、 昆 闸墩 局部 配 置
的钢筋不足等综合原因所致。
要: 针对合面狮水电站溢流坝边墩混凝 土出现 的裂缝进行 分析 , 采用贴钢板结合粘 贴碳 纤维布技 术加 固处理 。
成功地解 决了溢流坝边墩除 险加 固问题 , 同类工程设计借鉴和参考 。 可供
关键 词 : 钢板 ; 纤维布 ; 碳 粘贴技 术 ; 闸墩加 固; 面狮水 电站 合 中图分类 号: V 9 . 3 T 682 1 文献标识码 : B 文章编号 :0 1 0 X 2 1 )4 0 1 6 1 0 —4 8 ( 0 10 —0 0 ~0
收 稿 日期 :0 1 5—2 2 1 —0 3
()由于相对较单薄的闸墩锚固在大体积的溢 3
流堰体上 , 相对较单薄 的闸墩对气温变化相对较敏
感, 因此, 在温降时 闸墩收缩与溢流堰体不 同步 , 受
作者简介 : 7# ( 9 4 , , 周 ) . 1 5 一) 男 广西舍浦人 , -- 高级工程师, 工学士, 主要从 事水利水 电工程设计工作 , —m i zw 0 1  ̄ 13 ∞ E a : w 9 4 6 . m。 lh 1
1 工 程 概 况
合面狮水电站位于广西贺州市信都镇境 内的西 江支流贺江中游 , 是一 座以发电为主 , 结合灌溉 、 航
运 等 综 合 利 用 的 工 程 。 坝 址 以 上 控 制 集 雨 面 积
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FJD31110 FJD水利水电工程技术设计阶段溢流坝闸墩设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1997年4月1水电站技术设计阶段溢流坝闸墩设计大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 闸墩布置 (9)5.设计荷载及组合 (10)6.墩身结构设计 (13)7.结构要求 (17)8.观测设计 (18)9.专题研究(含试验) (19)10.工程量计算 (19)11.应提供的设计成果 (19)31 引言1.1 工程概况工程位于省市(县)以(指方向)km的河上。
是以为主,兼顾等综合利用的水利水电枢纽工程。
工程初步设计报告于年月经审查通过。
选定坝址为,最大坝高m,总库容km3,灌溉面积km2,水电站装机容量MW,多年平均发电量kW·h。
1.2 设计任务简述初设报告中确定主坝采用式重力(拱)坝。
布置溢流表孔共孔。
由×m 型闸门控制。
为支承闸门承受闸门传来的水压力、支承坝顶公路桥和工作桥,于溢流坝上设置闸墩,并已于初步设计阶段确定其布置型式(详见基本资料)。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件(1) 工程初步设计报告;(2) 工程初步设计报告审批的文件;(3) 工程技术设计任务书。
2.2 主要设计规范(1) SDJ12—78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(试行);(2) SDJ20—78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行);(3) SDJ10—78 水工建筑物抗震设计规范(试行);(4) SDJ21—78 混凝土重力坝设计规范(试行)及补充规定;(5) SDJ336—89 混凝土大坝安全监测技术规范(试行);(6) JTJ020—89 公路桥涵设计通用规范;(7) SD133—84 水闸设计规范。
2.3 参考资料水工钢筋混凝土结构华东水利学院等编。
3 基本资料43.1 工程等别与建筑物级别(1) 工程等别为等;(2) 建筑物级别为级。
3.2 地震烈度(1) 基本地震烈度为度;(2) 设计地震烈度为度。
3.3 洪水标准(1) 设计洪水重现期:T= a;(2) 校核洪水重现期:T= a。
3.4 水位和流量,见表1。
表1 水位和流量表3.5 气象3.5.1 气温(1) 多年平均气温℃;(2) 绝对最高气温℃;(3) 绝对最低气温℃;(4) 最低月平均气温℃;(5) 最高月平均气温℃;(6) 多年月平均气温,见表2。
表2 多年月平均气温表单位:℃3.5.2 风速和吹程(1) 多年平均最大风速m/s;(2) 多年实用最大风速m/s;(3) 设计采用风速m/s;5(4) 吹程km。
3.6 材料特性及安全系数3.6.1 混凝土(1) 容重:混凝土容重kN/m3;钢筋混凝土容重kN/m3;(2) 设计强度及弹性模量,见表3;表3 设计强度及弹性模量表单位:MPa(3) 泊桑比;(4) 抗剪强度指标:抗剪参数:f= ;抗剪断参数:f'= ,c'= MPa。
3.6.2 钢筋设计强度和弹性模量见表4。
表4 钢筋设计强度和弹性模量表单位:MPa3.6.3 钢材及焊缝容许应力,见表5。
单位:MPa钢材及焊缝容许应力表表33.6.4 安全系数(1) 混凝土结构构件的强度安全系数,见表6;表6 混凝土结构构件的强度安全系数表6(2) 钢筋混凝土结构构件的强度安全系数,见表7;表7 钢筋混凝土结构构件的强度安全系数表(3) 钢筋混凝土结构构件的抗裂安全系数,见表8;表8 钢筋混凝土结构构件的抗裂安全系数表(4) 最大裂缝宽度允许值mm;(5) 抗滑稳定安全系数,见表9。
表9 抗滑稳定安全系数表3.7 初设阶段闸墩布置图(1) 闸孔平面布置图;(2) 闸墩结构布置图。
3.8 水工模型试验成果74 闸墩布置4.1 最终确定闸墩平面位置4.2 闸墩高度和长度复核4.3 闸墩厚度复核4.4 闸墩型式优化4.5 弧门支承型式85 设计荷载及组合5.1 荷载5.1.1 自重(A1):取混凝土容重γ= kN/m35.1.2 上部结构荷载(A2)(1) 坝顶工作桥荷载:坝顶工作桥自重:kN;启闭机重(固定式启闭机或门机):kN;启闭力:kN;支座摩阻力F=V·f(式中:V—恒载竖向应力;f—支座摩阻系数)。
支座摩阻系数,见表10。
表10 摩阻系数表(2) 坝顶交通桥荷载:坝顶交通桥自重:kN;支座摩阻力(同工作桥计算);车辆荷载。
(3) 闸墩上部其它设备荷载。
5.1.3 静水压力(A3)5.1.4 浪压力(A4)95.1.5 动水压力(A5)5.1.6 闸门推力(A6)5.1.8 地震荷载(A8)5.2 荷载组合5.2.1 中墩荷载组合5.2.1.1 基本荷载组合10(1) 正常挡水情况:A1+A2+A3+A4+A6+A7(2) 闸墩一侧挡水,另一侧渲泄设计洪水情况:A1+A2+A3+A4+A5+A6+A75.2.1.2 特殊荷载组合(1) 正常挡水情况遇地震:A1+A2+A3+A4+A6+A7+A8(2) 闸墩一侧挡水,另一侧泄流情况遇地震:A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8(3) 闸墩一侧挡水,另一侧检修情况:A1+A2+A3+A4+A6+A75.2.2 边墩(缝墩)荷载组合5.2.2.1 基本荷载组合(1) 正常挡水情况:A1+A2+A3+A4+A6+A7(2) 渲泄设计洪水情况:A1+A2+A3+A4+A5+A7 5.2.2.2 特殊荷载组合(1) 正常挡水情况地震:A1+A2+A3+A4+A6+A7+A8(2) 泄流情况遇地震:A1+A2+A3+A4+A5+A7+A86.1 闸墩对称受力情况下结构分析6.1.1 整体稳定分析11(1) 计算原则:闸墩整体稳定分析主要是核算闸墩底部平面上的滑动条件。
闸墩在对称受力情况下,上下游方向的荷载最大。
一般要求闸墩能在此受力条件下依靠自重维持稳定。
稳定分析可采用抗剪强度公式及抗剪断强度公式计算,抗剪参数取混凝土层面之间的参数值。
(2) 截面选取:一般在闸墩底部截一水平面为计算截面。
(3) 计算公式:抗剪强度公式:K=f WQ⋅∑∑(1)式中:K—抗剪强度安全系数;∑W—计算截面以上闸墩所受全部垂直力的合力;∑Q—计算截面以上闸墩所受全部水平力的合力;f—混凝土层面之间的抗剪参数。
抗剪断强度公式:K'='⋅+'f W c AQ∑∑(2)式中:K'—抗剪断强度安全系数;∑W、∑Q—同抗剪强度公式;f'、c'—混凝土层面之间的抗剪断参数;A—计算截面的面积。
6.1.2 材料力学法整体应力分析(1) 计算原则:此种受力情况下,荷载的合力位于闸墩的中面内。
计算中选取不同高程的水平截面,求出形心,计算外荷载作用于形心的合力后,用材料力学公式计算闸墩应力。
(2) 水平截面选取:由闸墩底部高程向上取2~4个截面。
(3) 内力计算:将截面以上全部外荷载向截面形心转化,即可求出此截面W、Q x、M z 三个内力分量。
(4) 应力计算:用材料力学偏心受压公式计算σy;用梁的剪力公式计算τxy。
6.1.3 平面有限元计算此种受力情况下,荷载对于闸墩中面对称,可以将全部外荷载移至闸墩中面,将闸墩按平面问题处理,采用有限元结构分析程序中的平面单元计算。
6.2 闸墩非对称受力情况下结构分析6.2.1 材料力学法整体应力分析(1) 计算原则:闸墩在非对称受力情况下,可视为固结在坝体上的承受双向弯曲和扭转的构件,近似地按材料力学法进行整体应力分析。
计算中分层切取闸墩水平截面,确定12形心,计算全部外荷载对于形心的合力,而后用材料力学公式计算闸墩应力。
(2) 水平截面选取:由闸墩底部高程向上取2~4个截面。
(3) 内力计算。
(4) 应力计算:将内力分组,分别计算应力后迭加。
6.2.2 悬臂梁法结构分析(1) 计算原则及假定:将闸墩沿垂直方向切取单宽条带,各条带均视为固结于堰顶的悬臂梁,相互间互不联系,每个条带承受其本身范围内的各种荷载。
如条带上有集中侧向力作用,则承受集中力的宽度可取为闸墩厚度的倍,弧门支铰侧向推力的扩散宽度取为m。
(2) 单宽条带位置选取。
(3) 内力计算:仅需计算轴力及弯矩。
(4) 应力计算:按混凝土偏心受压构件计算。
6.2.3 试载法结构分析分割面内尚存在着剪应力及弯矩、扭矩。
如闸墩较薄,弯矩和扭矩影响较次要,可以假定分割面上仅存在剪应力,根据分割面上变位连续的条件,求解分割面上的剪应力,进而求解各条悬臂梁的应力和变位。
6.2.4 有限元法应力分析1314(1) 计算原则和假定:将闸墩视为固结于堰体的平板结构,将其在非对称受力情况下的全部外荷载分为两部分——作用在闸墩中面内的荷载及垂直于板面的荷载,第一部分采用平面单元计算,第二部分可视为薄板弯曲问题,采用板壳单元计算。
两部分计算成果可予迭加;(2) 荷载使用;(3) 软件使用;(4)成果整理。
6.3 墩身配筋计算6.3.1 配筋计算原则及方法(1) 对于按混凝土构件进行强度计算不满足要求的部位,按钢筋混凝土构件进行配筋计算;(2) 如采用结构分析中内力成果进行配筋计算,则按单一安全系数极限状态法进行;(3) 如采用结构分析中应力成果进行配筋计算,则可采用按应力图形配筋的方法;(4) 混凝土构件强度校核及钢筋混凝土构件配筋计算均参照SDJ20—78进行。
6.3.2 内力(应力)计算成果的选用采用 法内力(应力)计算成果进行墩身配筋计算。
6.4 闸墩变位、抗裂及裂缝宽度验算6.5 闸墩局部应力问题设计6.5.1 平板门槽局部应力问题设计(1) 设计原则及假定:假定闸门传来的水压力所产生的拉力完全由钢筋承担,计算并布置门槽水平向受拉加强钢筋。
此外,由于门槽承受滚轮或滑块传来的集中力作用,尚应验算混凝土局部承压强度并配以足够数量的构造钢筋。
(2) 门槽水平受拉加强钢筋计算A g =kPRg(3)式中:k—钢筋混凝土轴心受拉构件强度安全系数;R g—钢筋抗拉设计强度;A g—水平受拉加强钢筋总面积;P—平板闸门传至门槽的水推力。
(3) 门槽局部承压强度验算6.5.2 弧门支铰拉锚结构设计(1) 设计原则和假定:假定弧门推力在闸墩内产生的总拉力值(或总拉力值的大部分)由扇形筋承担来计算扇形筋总量;以试验成果或有限元计算成果确定扇形筋分布。
(2) 扇形筋总量计算15(3)扇形筋布置6.5.3 弧门牛腿结构设计(1) 设计原则和假定:将牛腿视为一短悬臂,承受弧门支铰推力这一巨大集中力作用,参照钢筋混凝土吊车梁牛腿设计。
(2) 牛腿与闸墩相结合处截面尺寸验算。