溢流堰设计说明书.doc

溢流堰设计说明书.DOC:..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,、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,但下泄水流动能人,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=200m3/s,据此可假定溢流坝段长度。(1)设计洪水位工况下:Q=23540m3/s贝0可彳段定L二2二匹巴=117・7加q200(2)校核洪水位工况下:Q=35260m3/s贝9可彳段定L=—= =?q200选取二者中的最大值,,因其结构简单,而且闸墩受力条件良好。取孔口净宽为b二8米。a、 计算孔口数:(1)设计洪水位工况下:h=H1Z=(2)校核洪水位工况下:斤二竺1=。据此计算Q溢二22X8X200=35300m3/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,对其经济性产牛影响。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二L/b。,令闸墩厚度为d。闸门段长L=22X8+(22-1)X13=449m因为采用跨缝布置,考虑深孔的交错布置(深孔为23孑L,由下章可知),故其溢流坝段前缘总长为:Lo=L+2d+b二483m.。,可求的堰顶设计总水头H()。利用堰流公式计算H():Q•戶b£qm压H晋 (4-1)式中:Q溢一表孔下泄洪水的流量,有设计资料Q溢=23540n?/s;n—孔口数,22;b一表孔净宽,8m;£—闸墩侧收缩系数,与墩头形式有关,-,;6—淹没系数,因其为自由出流,故取1・0;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】/,可以不计行近流速,取m=—垠顶设计总水头。将各参数代入上式,得堰顶设计水头:H()=:堰顶高程=设计水位一堰顶水头=175—=:结合本设计结果,L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。,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。,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,堰顶附近岀现的负压不得超过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=校核洪水位一堰顶高程=-,堰顶附近将出现负压,Hz超出Hs愈大,负压值愈大,显然,遇到校核洪水位,即Hz二忠吨时,堰顶附近将出现最大负压值。选用不同定型设计水头时垠顶附近可能出现的最大负压值见下表:Hs/