第5节溢流重力坝.ppt

第五节 溢流重力坝; 溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流,又是泄水建筑物,它主要承担泄洪保坝、输水供水、排沙、放空水库、施工导流等任务。溢流坝除具有非溢流坝相同的工作条件外，同时又要满足泄洪要求，因此，坝体设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足下列要求： 1、要有足够的泄水能力（孔口尺寸、孔口体形、流量系数） 2、除了满足强度稳定条件外，还要满足泄洪要求（要尽量减小高速水流带来的问题：负压、振动；下游流态平瞬，减小局部冲刷；控制水流设备） ; 1.有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较高的流量系数。 2.使水流平顺地流过坝体，不产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象。 3.保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷 4.溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行。 5.有灵活控制水流下泄的设备，如闸门、启闭机等。; 溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流。因此，坝体设计除要稳定和强度计算与非溢流坝相同外，还涉及到泄流的孔口尺寸、溢流堰形态以及消能方式等的合理选定。;溢流坝由顶部溢流面曲线段、中间直线段和下部反弧段组成 。 1-顶部溢流段； 2-直线段； 3-反弧段； 4-基本剖面 5-薄壁堰； 6-薄壁堰溢流水舌;设有胸墙的溢流面曲线; 3.中间直线段中间直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度与非溢流坝的下游坝坡相同。 4、溢流坝下游反弧段 下部反弧段是使沿溢流坝面下泄的高速水流平顺地转向的工程设施，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压力。通常采用圆弧曲线，其反弧段半径应视下游消能设施而定。 ;二、孔口尺寸的拟定;2、单宽流量的确定;(1)单宽流量q确定以后,溢流前缘总宽度L L= Q溢/ q （m） 装有闸门的溢流坝,用闸墩将溢流段分隔为若干个等宽的孔。设孔口总数为n，孔口宽度b=L/n，d为闸墩厚度，则溢流前缘总宽度L0为: L0 =n×b+（n-1）d （m） ;三、溢流坝的结构布置; 2.闸墩厚度 ;四、溢流坝的下游消能措施; 消能方式 底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等。 2.底流消能 底流消能是在坝下设置消力池，消力坎或综合式消力池 和其它辅助消能设施,促使下泄水流在限定的范围内产生水跃。主要通过水流内部的旋滚、摩擦、掺气和撞击达到消 能的目的,以减轻对下游河床的冲刷。底流消能工作可靠，但工程量较大，多用于低水头、大流量的溢流重力坝。;（1）鼻坎挑流消能设计 包括：选择合适的鼻坎型式、鼻坎高程，挑射角度、反弧半径、鼻坎构造和尺寸、计算挑射距离和最大冲坑深度。挑流形成的冲坑应保证不影响坝体及其它建筑物的安全。;连续式鼻坎 优点：构造简单，易于施工，射程远，水流平顺，很 少产生空蚀，水流雾化较轻。 缺点：掺气作用较差。适用于尾水较深，基岩较为均一、坚 硬及溢流前沿较长的泄水建筑物。 鼻坎高程：一般高出下游最高水位1~2m，现有低鼻坎挑流低 于下游最高水位，如浸窝。 鼻坎挑射角一般θ=20～35°，深水河θ=15~20°。(在45 °以内，角度愈大，挑射距离愈远，但入水角度也大，冲刷坑也愈深)，R过小时，水流转向不平顺；过大时，鼻坎向下游延伸太长，增大工程量。 差动式挑流鼻坎 优点：设置高低坎，射流挑离鼻坎时上下分散，加剧了挑射水舌在空气中的掺气和碰??，，加大空中耗能，减小入水的单位面积上的能量，下游波动也小些，可提高消能效果，减小冲刷坑深度 。 型式：矩形和梯形齿坎； 缺点：但冲刷坑最深点距坝底较近，鼻坎上流态复杂，特别在高速水流作用下易于空蚀。矩形侧壁易产生较大负压；梯形施工复杂。 ;4、面流式消能;5、消力戽;6、下游折冲水流及其防止