1非溢流坝段设计计算1.1设计校核洪水位的确定由堰流公式相应洪水位= 堰顶高程+ H0H0=1.05H dB=Q/qn=B/b式中:Q--流量m3/sB--溢流堰孔口宽mH0--堰顶以上作用水头G--重力加速度9.8m3/sm—流量系数n—孔口数H d—堰面曲线定型设计水头B—溢流孔的净宽b—孔口净宽q—单宽流量--侧收循系数,根据闸墩厚度及墩头形状而定,=1, =0.95,m=0.502,q=60㎡/s,b=5m,堰顶高程=1057.00m计算成果见表：表5.2 堰顶高程1.2坝顶高程的确定坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用以下公式进行计算：波浪要素按官厅公式计算。

公式如下：1/31/121022000.0076gh gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭...............................① 1/3.751/2.15022000.331gL gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭...............................②212z h Hh cthLLππ=...............................③ 库水位以上的超高h ∆：1c z h h h h ∆=++式中1h --波浪高度，mz h --波浪中心线超出静水位的高度，mc h --安全超高，m(查规范得,设计情况取0.3m,校核情况取0.2m)o v --计算风速。

水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速的1.5~2.0倍,取19m/s ，校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，15 m/sD-风区长度；取800m L--波长；M H--坝前水深 1.2.1.1 设计情况下gD/v 02=9.8×800/192=21.72,在20—250之间,故h 的累积频率为5%的波高,带入①中,9.8×h 5%/192=0.0076×19-1/12×(9.81×800/192)1/3 得h 5%=0.55m查《混凝土重力坝设计规范》表B.6.3得 h 5%/hm=1.95 hm=0.55/1.95=0.282m h 1%/hm=2.42 h 1%=0.282×2.42=0.682m将各值带入②得9.81L/192=0.331×19-1/2.15×(9.81×800/192)1/3.75L=6.32m 公式③得H=1064.29-1021.00=43.29mhz=3.14×0.6822/6.32×coth(可知库水位超高 1c z h h h h ∆=++=1.213m 可知坝顶高程=1063.17+1.231=1064.38m1.2.1.2校核情况计算方法同上,可知库水位超高 1c z h h h h ∆=++=0.934m 可知坝顶高程=1067.22+0.934=1068.15m以上两种情况取较大值,所以坝顶高程为1068.15m 则坝高=1068.15-1021.00=47.15m1.3确定下游水深由资料可知,坝址处河道宽取37m,假定下游水位h=5m,m=1.43,i-0.00682,b=37,n=0.050 由水力学公式可得A=(b+mh)h=(37+1.43×5)×5=220.75㎡m h b x ++=12=37+2×5×43.11+=52.59mR=A/X=220.75/52.59=4.20 C=R 1/6/n=1/0.05×4.201/6=25.40m 1/2/sQ=AC Ri =220.75×25.40×0.06822.4⨯=948.97m 3/s依次假定h=4m,得Q=644.28 m 3/s假定h=3m,得Q=393.81 m 3/s假定h=2m,得Q=197.72 m 3/s假定h=1m,得Q=61.76 m 3/s 做图得下图依据图可得:在设计情况下,Q=324 m3/s,对应的h=2.8m在校核情况下,Q=690 m3/s,对应的h=4.4m在消能防冲情况下,Q=268 m3/s,对应的h=2.5m在厂房校核情况下,Q=587 m3/s,对应的h=3.9m在电站引用流量情况下,Q=80 m3/s,对应的h=1.2m1.4坝截面的假定为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。

一般地，坝顶宽度取最大坝高的8%~10%。

，且不小于3m,考虑到交通要求,坝顶宽取7m防浪墙高1.2m,所以坝面高程为1066.95m,所以不含防浪墙的坝高为45.95m坝体上游面采用铅直面,下游坝坡设为1:0.7因为基本三角形的顶点与正常蓄水位齐平，故重力坝剖面的下游坡向上延伸应与正常蓄水位相交，则可以算出下游坡面的起坡点的高程为1055.7m可以计算出来坝底宽度为31.29m,大坝截面尺寸如左图:2进水口的设计2.1孔径D的拟定孔径D的拟定可依据下式:D=(4Q/πv p)1/2式中：Q—每个发电孔引取的流量，m3/svp—孔内的允许流速，m/s，对于发电孔vp=5.0~6.0m/s本工程设置两台发电机组,2个进水口,则每个引水口的流量为37.5 m3/s带入上式得D=3.090~2.821m,取D=3.0m2.2进水口高程的确定本工程采用有压进水口,,有压进水口应保证在上游最低运行水位以下有足够的淹没深度有压进水口最小淹没深度可按戈登公式估算,即S=cvd1/2式中: S——进水口淹没深度v——闸门断面的水流流速d——闸孔高度c——经验系数,取0.73进水口高度d=1.6667D=1.6667×3=5m v=Q/A=75/5×5×2=15m/s 将各值带入得S=2.45m进水口底板高程=死水位-S-d=1033.5-2.45-5=1026.05m2.3进水口体型设计进水口体形应满足水流平顺、水头损失小的要求，进水口形状应尽可能符合流线变化规律。

工程中常采用椭圆曲线活着圆弧形的三向收缩矩形进水口椭圆方程为：22221y xab+=式中 a —椭圆长半轴，顶面曲线a 为孔高h ，侧面曲线a 为孔宽B ； b —椭圆短半轴，顶面曲线b=（1/3~1/4）a, 侧面曲线a=b=a/5 则进口段顶面曲线:x 2/52+y 2/1.52=1 X 2/52+y 2/1=12.4闸门与门槽有压泄水孔一般在进水口设置拦污栅和平面检修门，在出口处设置无门槽的弧形闸门 闸门槽宽取3m,深取2m2.5渐变段有压泄水孔控申断面为圆形，进水口闸门为矩形，在进口闸门之后需设置渐宽段，以保持水流平顺, 根据规范取渐宽段长度为7m 渐变规律一般都是收缩型，采用圆角过渡2.6通气孔和平压管 2.7水力计算进水孔的过流能力可按下式进行计算：gH A Q c 2μ= (8-1)式中：H ——为工作闸门处的水头，m ； c A ——为闸孔的过水段面面积，m 2 ；μ——为流量系数，应随进口段的局部水头损失而定，当短管长度不超过10倍孔高时，有闸门时80.0=μ85.0~；无闸门槽时90.0=μ95.0~。

A c =5×5=25㎡,取μ=0.85,闸门处的水头H=1057-(1026.09+2.5)=28.41m 将上述各值带入公式得Q=501.20m 3/s ﹥75 m 3/s 所以,该有压进水口的过流能力满足要求3 非溢流坝段的荷载分析 3.1计算截面的选择选择坝基面作为计算截面作用在坝基面的荷载有:自重,静水压力,扬压力,泥沙压力,浪压力。

取1m 坝长进行计算3.2坝体自重的计算自重W 在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位完全一样计算步骤如下； 坝体自重()W KN 的计算公式：c W Vr =式中：331c V m m r --坝体体积，，由于取坝长，可以用断面面积替代，通常把它分成如图所示的若干个简单的几何图形分别计算；坝体混凝土的重度，取24KN/m 。

第一部分坝体：面积：S 1=bH=7×44.7=312.9㎡荷载标准值:G k =r c S 1=24×312.9=7509.6KN荷载设计值：G= r g G k =7509.6KN 第二部分坝体：S 2=1/2（B-b ）h=421.43㎡ 其它值计算如上，得G k =10114.32 KNG=10114.32 KN3.3上下游水平静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平压力H P 和垂直压力V P 两种。

H P 的计算公式为：212H w P r H =式中：H ——计算点的作用水头，m ；w r ——水的重度，常取39.81/KN m ； 静水压力作用分项系数γQ1=1，静水压力P 与作用水头H 有关，所以在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时静水压力P 各不相同，应分别计算；3.3.1设计工况上游水深H u =1064.29-1021=43.29m ；下游水深H d =2.8m上游水平静水压力：2112kw u P H γ==1/2×9.81×43.292=9192.09KN 111Q k P P γ==1.0×9192.09=9192.09KN下游水平静水压力：2212k w d P H γ=-=-38.46KN212Q k P P γ==-38.46KN3.3.2校核工况上游水深H u =1067.22-1021=44.22m ；下游水深H d =4.4m 上游水平静水压力：2112k w uP H γ==1/2×9.81×46.222=10478.49KN111Q k P P γ==1.0×10478.49=10478.49KN下游水平静水压力：2212k w d P H γ=-=-94.96KN212Q k P P γ==-94.96KN 3.3.3正常蓄水位工况上游水深H u =1057.0-1021=36.0m ；下游水深H d =1.2m 上游水平静水压力：2112k w uP H γ==1/2×9.81×36.02=6356.88KN 111Q k P P γ==1.0×6356.88=6356.88KN下游水平静水压力：2212k w d P H γ=-=-7.06KN212Q k P P γ==-7.06KN 3.4上下游坝面竖直静水压力 3.4.1设计工况下游水深H d =2.8m面积：S 3=mH d 2/2=0.7×2.82/2=2.74m 荷载标准值：33k w G S γ==9.81×2.47=26.88KN 荷载设计值：33G k G G γ==1.0×26.88=26.88KN3.4.2校核工况下游水深H d =4.4m面积：S 3=mH d 2/2=6.78m荷载标准值：33k w G S γ==66.51KN 荷载设计值：33G k G G γ==66.51KN3.4.3正常蓄水位工况下游水深H d =1.2m面积：S 3=mH d 2/2=0.42m荷载标准值：33k w G S γ==4.12KN 荷载设计值：33G k G G γ==4.12KN3.5浪压力当H u ﹥L/2时,可假定浪顶及水深等于L/2处的浪压力为0,静水位处的浪压力最大,并呈三角形分布.则浪压力P l =1/4r w (L/2+h l +h z )L-1/2r w (L/2)2式中: H u —坝前水深波浪要素L,h l ,h z 按官厅公式计算3.5.1设计工况由前面计算可知，在此工况下，Hu=43.29m,L=6.32m,r l =1.2,h l =0.682m,h z =0.231m,r w =9.81KN/m 3将这些值带入,得 P lk =12.95KN设计值:P l = P lk r l =15.54KN3.5.2校核工况在此工况下，Hu=46.22m,L=5.55m, r l =1.2, h l =0.558m,h z =0.176m,r w =9.81KN/m 3将这些值带入,得 P lk =9.99KN设计值:P l = P lk r l =11.99KN3.5.3正常蓄水位工况在此工况下，Hu=36.00m,L=6.32m, r l =1.2, h l =0.682m,h z =0.231m,r w =9.81KN/m 3将这些值带入,得 P lk =12.95KN设计值:P l = P lk r l =15.54KN3.6淤沙压力由于坝体上游面采用铅直面,所以只有水平泥沙压力,水平泥沙压力()skH P KN 为：220.5tan (45/2)skH sb s s P r h ϕ︒=-式中:3;m sb s s r h ϕ---︒淤沙的浮重度，KN/m 坝前淤沙厚度，;淤沙的内摩擦角，（）。