溢流堰设计说明书.docx

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
流量系数减少，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HS=，即最大负压值为
Hs=90%Hzmax=9O%=
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B5口下部反弧段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
」B"一■
I
图4—1
A、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WE期曲线，此曲线又以堰顶。为界分为上游段AO和下游段OB
图4•2
a、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，具方程为
(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=x==x=：
以堰顶为原点，各点坐标见下表：
Y
X
b、下游段曲线OB采用WESS线，方程为
xn=KHS-1（4-3）
式中：K、n—与上游坝面坡率（△y/Ax）有关的系数，按《水工建筑物》表2—10采用。由上游面铅直即（△y/Ax）=3:0,查得K=,n=。
按WES6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OBK各点坐标见下表：
Y
X
Y
X
R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：。
G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，面流消能和母流消能。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，而母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B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