溢流坝段设计1.doc
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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Hmax=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Hd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Hmax的75%到95%计算,本设计采用80%倍的Hmax,所以Hd
2、=4.78m。上游堰高P1=42m1.33Hd=6.35m,所以本设计为高堰流量系数md=0.502。1)、曲线上游圆弧段参数计算如下表所示:曲线参数计算表2) 、下游曲线段 下游曲线段计算公式为:式中:Hd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P1/Hd1.0时,k值由规范查取,当P1/Hd1.0时,k取2.0到2.2。上游堰坡垂直,所以由规范查的n=1.85;P1/Hd=8.81.0,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: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
3、所示:代入数据计算可得: 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=(410)h0,式中h0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)。反弧段最低点流速:式中:为堰面流速系数,由长江流域规划办公室提供的公式初步确定为: 反弧段半径R=(410)h0,本设计反弧段流速为23.29m/s16m/s,但流速也不是很大,同时考虑反弧段要与中间直线段相切,所以取R=6.42h0=9.95m。综上所述,溢流面初步拟定的剖面如下图所示:4、 消能防冲设计 本设计采用挑流消能,挑流鼻坎采用连续式鼻坎;挑射角规范要求在20到3
4、5之间,本设计取挑射角=30;反弧段半径R规范要求取(410)h0,h0为校核水位闸门全开时挑流鼻坎反弧段最低点处的水深;鼻坎高程规范要求高于下游最高水位12m,本设计下游最高水位577.54m,鼻坎高程取为579.00m。1) 、挑射距离计算由于冲坑最深点大致落在水舌外缘的延长线上,故跳射距离可按下式估算:式中:L为水舌挑射距离; V1为坎顶水面流速,按鼻坎处平均流速v的1.1倍计,即:式中:H0为库水位至坎顶的落差,为堰面流速系数; h1为坎顶平均水深在铅直方向的投影,即h1=hcos; h2为坎顶至河床面高差。由上面计算可得v=23.29m/s,所以v1=1.123.29=25.62m/
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