水利工程施工课程设计计算书.docVIP

《水利工程施工》课程设计计算说明书 一、基本资料 某工程截流设计流量Q=4150 m3/s,相应下游水位为 39.51m，采用单戗立堵进占，河床底部高程 30m，戗堤顶部高程是 44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度 220m，合龙中戗堤渗透流量Qs0=220m3/s,合龙口的渗流量可近似按如下公式计算，Qs= Qs0 (Z为上下游落差，Z0 为合龙闭气前最终上下游落差)，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流设计。已知上游水位~下泄流量关系如下： Qd(m3/s) 700 1220 1620 1700 2160 2670 3420 3930 △H上（m） 40.85 41.04 41.28 41.45 41.75 42.05 42.35 42.74 截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，一般有多种设计方法，本次设计针对立堵截流。一般设计步骤分为：戗堤设计及截流水力分区设计，本次设计只涉及截流水力计算。 截流的水力计算中龙口流速的确定一般有图解法和三曲线法两种。以下采用三曲线法设计。 截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。 二、计算过程含附图（三曲线法） 无护底时绘制V~Z和V~B曲线 步骤：1、作Q~Z关系曲线，将已知的泄流水位Qd~△H上转化为Qd~Z关系，并做Qd~Z曲线； 其中：Qs= Qs0 =220； Qd可根据Z值在Qd~Z曲线上查得； 由Q0=Q+Qd+Qs绘制龙口流量与下游落差Q~Z关系曲线，曲线由以下表格绘制： Z Q0 Qs Qd Q 1.34 4150 141.70 700 3308.30 1.53 4150 151.41 1220 2778.59 1.77 4150 162.86 1620 2367.14 1.94 4150 170.50 1700 2279.50 2.24 4150 183.21 2160 1806.79 2.54 4150 195.09 2670 1284.91 2.84 4150 206.29 3420 523.71 3.23 4150 220.00 3930 0.00 2、计算ZB和ZC （1）、B点为非淹没流梯形断面与三角形断面分界点。 ZB=（）2/5-hs 其中，α为断面动能修正系数，常取1.0； ψ为流量系数，为0.85—0.95；此时取0.91； n为戗堤端部边坡系数，取n=1; hs=39.51-30=9.51m； g取9.81m/s2； 先假设Q=450m3/s,带入上面公式求得ZB，再分别假设Q值求ZB。 Q(m3/s) 450 500 550 600 650 ZB (m) 1.40 1.87 2.31 2.73 3.13 将以上数据绘成Q~ZB 曲线，与Q~Z曲线交于一点。 交点坐标为（ZB，Q）=（2.73，598.54） 即为所求，则ZB=2.73m。 （2）C点为三角形断面分界点。 ZC=（）2/5 先假设Q=400 m3/s,带入上面公式求得Zc，再分别假设Q值求Zc。 Q(m3/s) 400 450 500 550 600 650 Zc(m) 2.41 2.53 2.64 2.74 2.84 2.93 将以上数据绘成Q~ ZC 曲线，与Q~Z曲线交于一点。 交点坐标为（ZC，Q）=（2.74，548.96） 即为所求，则ZC =2.74m. 由于ZB ZC 综上所述，可知当无护底时，只需计算V1、V3。 3、求V1、V3。 （1），其中，取0.91。假设不同的Z值，求出其相应的V1值，再作V1～Z曲线。计算过程列为下表： Z V1 1.34 1.16 4.43 0.91 4.67 1.53 1.24 4.43 0.91 4.99 1.77 1.33 4.43 0.91 5.36 1.94 1.39 4.43 0.91 5.61 2.24 1.50 4.43 0.91 6.03 2.54 1.59 4.43 0.91 6.42 2.84 1.69 4.43 0.91 6.79 3.23 1.80 4.43 0.91 7.24 (2)求V3：。假设不同的Z值，求出其相应的