重力坝毕业设计(6)

故，计算可得椭圆曲线的方程为：

x2/(3×13.43)+(0.17×13.43-y2)/ (0.17×13.43)2=1

x2/40.29+(2.28-y2)/ 5.2=1

2、下部反弧段

下部反弧段的作用是使经过溢流坝面下泄的高速水流平顺的与下游消能设施相衔接，要求沿程压力分布均匀，不产生负压和不致引起有害的脉动。故通常采用圆弧曲线。

本设计采用挑流消能，挑流鼻坎通常高出下游水位一般为1～2m，拟定鼻坎高程为：42m。而挑射角θ一般取20°～35°，取θ=20°。其半径R通常取6～10倍的水深（此水深为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深即3m），则可得：R=18-30m，故最终选取半径为：R=24m。

综上所述，可得重力坝溢流坝段的剖面图为：

溢流坝剖面图

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二、 溢流坝段的应力及稳定分析 （一）、设计情况 1、静力计算：

溢流坝坝基面设计状况静力计算表

荷载 竖向力(kN) ↓ ↑ 11520 7260 60516 2016 6440 1161 4374.75 5103.88 6421.75 水平力(kN) → ← 304.2 力臂 力矩(kN·m) m ↓+ -↓ 15 172800 0.75 5445 3.29 192186.7 43.25 87192 0.00 0.00 27.12 31590.81 32.25 141085.7 29.58 150972.8 40.25 258475.43 28.16 8566.27 2.57 30 65221.18 310968 1 自 2 重 3 4 扬 1 压 2 力 3 4 静1 水 2 压 3 力 动1 水 2 压力 4559.44 25377.89 10365.6 42.25 192636.34

2、稳定分析：

利用两种方法进行稳定分析，以确保大坝安全。

（1）、抗剪强度公式：

f（ΣW-U）

K=

ΣP - 22 -

K——抗滑稳定安全系数

f——坝体与坝基间接触面上的抗剪断摩擦系数 f=0.7

ΣP ——作用于滑动面以上的所有总水平力 ΣW——作用于滑动面以上的所有总铅直力 U——作用于滑动面上的扬压力

经计算得：K=1.48＞[K]=1.10，故满足稳定条件。

（2）、抗剪断强度公式：

f1（ΣW-U）+C1A

K1=

ΣP f1、C1——坝体与坝基间接触面上的抗剪断摩擦系数和抗剪断粘聚力f1=0.7、C1=500

A——坝体与坝基间接触面的面积

经计算得：K1=3.34＞[K1]=3.0，故满足稳定条件。

3、应力计算：

（1）、水平截面上的边缘正应力

水平截面上的边缘正应力，通常采用材料力学偏心受压公式进行计算：

（P23）

- 23 -- 23 -

式中： ——作用在计算截面以上全部荷载的铅直分力总和，kN；

——作用在计算截面以上全部荷载对截面形心的力矩总和，

kN；

——计算截面沿上下游方向的宽度，m

经计算得：

δyu=75213.56/80.5+6×497828.39/80.52=1395.22KN δyd=75213.56/80.5-6×497828.39/80.52=473.43KN

（2）、边缘剪应力

边缘剪应力的计算可取一个三角形微元体，根据力的平衡条件进行求解。具体计算公式为：

（P23）

式中： ——计算截面处上下游坝面的水压力强度，kPa；

——上下游面坡率 经计算得： τu=6869.65kpa τd=126.92kpa

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（3）、边缘正应力

边缘正应力的计算方法同边缘剪应力。具体计算公式为：

式中： ——计算截面处上下游坝面的水压力强度，——上下游面坡率 经计算得： δxu=34369.56kpa δxd=399.39kpa

（4）、边缘主应力 上游坝址处： δ1u=（1+n2）δyu -n2pu=21.29kpa δ1d=（1+m2）δyd -m2pd=568.62kpa

下游坝址处： δ2u=pu=35743.49kpa δ2d=pd=304.2kpa

（二）、校核状况：

- 25 -- 25 -

（P24）

kPa；

（P24）