TL水库混凝土重力坝枢纽设计毕业论文

公路桥、排水设施等。

3.2.2 坝顶宽度的设计

为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般坝顶宽度取最大坝高的1/8～1/10，且不小于3m。因坝顶有交通要求，根据有关规定确定坝顶宽度为8米[即（157.24-75）*1/10=8.2米，取8米]，以满足各项要求。

3.2.3 坝坡的设计

坝体上游面建议取为铅直面，下游坝坡根据稳定和应力要求确定，一般在1:0.6～1:0.8之间，即：下游坝坡取1:0.7。同时，为满足稳定和强度的要求，坝体上游面布置为折面，折坡终点高程确定为95m，边坡初步设计为1：0.2。

3.2.4 下游起坡点位置的确定

下游起坡点位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处）。下游边坡系数宜m=0.6～0.8。本设计取0.7。常态混凝土重力坝非溢流坝段的上游面可为铅直面、斜面或折面。根据工程实践，上游边坡系数宜采用1:0～1:0.2，即上游面为折面，折坡终点高程确定为95m。

3.2.5 坝段长度

坝段长度主要取决于地基特性、河谷地形、温度变化、结构布置和浇筑能力等。坝段长度一般为15～2Om，这里设计取20m。

3.2.6 防浪墙

坝顶设立防浪墙可以降低坝顶路面高程，防浪墙的高度一般可取1.2m。本工程坝顶防浪墙设计为墙高1.2米，墙宽0.3米，采用与坝体连成整体的钢筋混凝土墙体结构。

3.2.7 坝顶道路

坝顶道路设计为：两侧各设宽1米行人道，中间为坝顶公路，并且在坝顶道路两侧布置集水沟，汇集的雨水经坝面排水沟排至下游。排水沟的设计尺寸为30*30cm。

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第三节 溢流坝剖面设计

溢流坝剖面设计分4个方面的内容:泄水方式的选择，断面尺寸的拟定，水力计算和闸墩尺寸的拟定。

3.3.1 泄水方式的选择

溢流坝的泄水方式有开敞溢流式和孔口溢流式。

(1)开敞溢流式 也称坝顶溢流式，堰顶可以设闸门，也可不设。不设闸门的溢流孔，堰顶高程与正常水位齐平，泄洪时，库水位垄高，加大了淹没损失，非溢流坝顶高程也相应提高；但结构简单，管理方便。适用于洪水量较小、淹没损失不大的中、小型工程。设置闸门的溢流孔，闸门顶大致与正常蓄水位齐平，堰项高程较低，可以调节水库水位和下泄流量，减少上游淹没损失和非溢流坝的工程量。通常大中型工程的溢流坝均装设有闸门。

(2)孔口溢流式 可根据洪水预报提前放水，以腾出库容储蓄洪水，从而提高了调洪能力。当库水位低于胸墙时，下泄水流和坝顶溢流式相同;当库水位高出孔口一定高度时，为大孔口泄流。

根据本工程的实际情况，建议采用开敞溢流式，即：坝顶溢流式，堰顶设闸门。 3.3.2 断面尺寸的设计

(1)单宽流量的确定 一般首先考虑下游河床的地质条件，在冲坑不危及坝体安全的前提下选择合理的单宽流量。根据国内外工程实践和本工程情况，建议在设计水位下单宽流量取80～90m3/(s.m)，校核洪水位下取105～1l5m3/(s.m)。本设计以设计水位下单宽流量取q=90m3/(s.m)，校核洪水位下取q校 =110m3/(s.m)。

(2)孔口尺寸 当采用开敞式溢流时，设计洪水下泄流量Ｑ=18276 m3/s，校核洪水下泄流量Ｑ校=24527 m3/s。即，确定溢流段净宽：L=Q/q

L设=Q/q=18276/90=203.07 L校=Q/q=24527/110=222.97

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取上面数字中较大的222.97m为溢流段净宽，孔口宽度取15m。则溢流段分段数为：222.97/15=14.86。取整数为15段，即，溢流段总宽度为15*15=225m。

3.3.3 堰顶高程

堰顶水头H0由开敞式溢流堰泄流能力计算公式反算得出。 Q=CmεζSL（2g）1/2H03/2 即:

H0 ={ Q/ [CmεζSL（2g）]}={18276/[1*0.494*0.9*1.0*222.97*（2*9.8）]} =12.01m

(注:上游溢流坝面设为铅直，则C=1.0；ε取0.9；ζS取1.0。先假定P/D0≥1.33,H0/HD=0.9查表的流量系数=0.494)

所以，堰顶高程H=H设-H0=153.7-12.01=141.7m 上游堰顶高程P=H-河床底高程=141.7-68=73.7m 3.3.4、闸门尺寸的设计

包括闸门形式选择，工作桥、交通桥的布置及闸墩的形式、长度、高度、厚度等尺寸的拟定。

3.3.4.1 设置工作闸门和检修闸门

工作闸门设在溢流堰的顶部，为了使溢流面水流平顺，将闸门设在堰顶稍下游一些。检修闸门和工作闸门之间应留有2米的净距，以便进行检修。全部溢流孔通常备有1～2个检修闸门，交替使用。

考虑闸孔较宽，工作闸门选为为弧形闸门，其主要优点是启门力小，闸墩较薄，且无门槽。水流平顺，局门开启时水流条件较好；缺点是闸墩较长，且受力条件差。检修闸门采用平面闸门。

启闭机选用固定式启闭机，固定在工作桥上。

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3.3.4.2 闸墩和工作桥

闸墩的作用是将溢流坝前缘分隔为若干个孔口，并承受闸门传来的水压力，也是坝顶桥梁和启闭设备的支撑结构。

为了使水流平顺，减小孔口水流的侧收缩，闸墩上游端常采用半圆形，下游端逐渐收缩，形成流线型，以使水流平顺扩散。

考虑到分缝，闸墩厚度为3.26m。由于闸墩较薄，为避免产生拉应力，需要配置受力钢筋和构造钢筋，由闸墩结构计算确定。

考虑到满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求，闸墩的长度为3.3米，高度上游交通桥顶部高程确定为157.24 m，下游工作桥高程为164.84m。

工作桥采用钢筋混凝土结构。工作桥的平面布置满足启闭机械的安装和运行条件的要求。溢流坝两侧设边墩，也称边墙或导水墙，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。

3.3.5 溢流面设计

溢流面曲线有顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段三部分组成。设计要求是：①有较高的流量系数；②水流平顺，不产生空蚀。为减少顶部曲线段的形状对泄流能力和流态的影响，坝顶溢流式孔口采用WES曲线。

3.3.5.1 溢流面顶部曲线可采用WES曲线

曲线的具体形式见图（2-2）。其中的Hd为定形设计水头，按堰顶最大作用水头Hmah的75%～95%计算。Hmah为校核流量下的堰上水头，

即:Hmah= H校-H堰顶=156.3-141.7=14.6 m

由于H0/HD=0.9，得出 HD=H0/0.9=12.01/0.9=13.344

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