河岸式水电站设计及进水口拦污栅结构计算的设计计算书.docx

1、目录1.2.2坝底宽度31.2.3 坝顶宽度32.1.1溢流坝孔口尺寸的确定132.1.1.1 溢流坝下泄流量的确定132.1.2 溢流孔口尺寸确定和布置132.1.3 堰顶高程的确定132.3.1.2反弧段设计143.1.1 的确定193.1.2设计低水位的确定213.1.3 的确定213.2 水轮机型号选择：213.2.1 HL240型水轮机方案的主要参数选择224.1 主要尺寸估算2842 外形尺寸估算294.2.1平面尺寸估算294.2.2 轴向尺寸计算305.2.2.1闸门断面365.2.2.2进口具体形式365.2.2.3隧洞进口顶部高程375.4水头损失计算395.4.1引水隧洞

2、的水头损失395.4.2 压力钢管的水头损失415.4.2.1沿程水头损失（糙率取最大值0.013）415.4.2.2局部水头损失415.5断面计算425.6 调压室设计比较：425.6.1 阻抗式调压室42第一章 混凝土非溢流重力坝1.1枢纽主要建筑物的等级确定按黄坛口水库水位容积关系曲线算出校核洪水位121米是的V=1.02108m31108m3. 所以工程类型为大（2）型，工程等别为二，主要建筑物2，次要建筑物为3级。1.2混凝土非溢流坝1.2.1剖面设计1.2.1.1坝顶高程 坝顶高程=静水位+h 式中：h=h1%+hz+hc 式中：h1%=累计频率为1%的破浪高度 hz=波浪中心线高

3、出静水位的高度。 hc=取决于坝的级别和计算情况的安全超高 gh2%/v0=0.0065v1/6(gD/V0)1/3; glm/v0=0.386(gD/v02)1/2(a) 设计洪水位计算风速度vt取15m/s,设计洪水位下吹成D=5B,B=197m,风速v0=(1.52)vt v0取25m/s.h2%=0.00625v01/6(gD/v02)1/3 v02/g =1.696查表2-12得出h2%/hm=2.23 hm=0.761 ; h1%/ hm=2.42h1%=1.84lm=0.386(gD/v02)1/2 v02/g = 9.7hz=3.14h1%2 /( lmcth23.14h/lm

4、)hz=3.141.842 /9.71=1.1hc=0.5 根据水库水位容积曲线V（1 10）108m3.大（2)型工程 所以hc=0.5。h=h1%+hz+hc =1.84+1.1+0.5=3.44m（b）校核水位计算风速度vt取15m/s,设计洪水位下吹成D=5B,B=197m,风速v0=(1.52)vt v0取23m/s.h2%=0.00625v01/6(gD/v02)1/3 v02/g =2.43查表2-12得出h2%/hm=2.23 hm=1.043m ; h1%/ hm=2.42h1%=2.524mlm=0.386(gD/v02)1/2 v02/g=8.896mhz=3.14h1%

5、2 / (lmcth23.14h/lm)hz=3.142.5242 /8.8961=2.248hc=0.5h=h1%+hz+hc =2.524+2.248+0.5=5.272坝高取126.5m1.2.2坝底宽度 由于电站形式为引水式，故坝上游侧无有压进水口，上游坝坡坡度不受限制，取上游面坡度，同时用应力条件和稳定条件公式确定坝底的最小宽度。 H=126.5-70=56.5m 取0.25； 采用0.68；上游折射坡点高程70+（+）51.5=8795.5m，取91坡度为1：0.15 ，即增加3.15m考虑一定的裕度，下游坡m=0.72,坝底宽度最终定位43.78m。1.2.3 坝顶宽度 坝顶宽度

6、b=（8%10%）H，且不小于2m。本设计取5m1.3 廊道布置廊道断面一般为城门洞形 宽2.53.0，高3.03.5取23.0m坝体纵向排水检查廊道，距上游侧每隔1530m 取15m。基础排水廊道（1.52.5）（2.22.5）取22.5混凝土非溢流坝剖面图混凝土非溢流坝剖面图图中设计水位119.5m,对应的下游水位88.72m。1.4坝体剖面验算1.4.1基本验算a设计工况坝体自重G1=RCA =23.5213.151/2=777.3KNG2=RCA= 23.5549.5=5816.25KNG3=RCA=23.535.6349.51/2=20723.3KN水压力PY上=R0A=9.81(4

7、9.5+28.5)/23.15=1968.97KNPy上的形心：Py上=（28.53.152/2+1/2213.1522/3）/(28.53.15+213.15/2)=1.46mPX上=1/2Pgh12=1/29.8149.52=12018.48KN下游：h2=18.72mPX下=1/2R0h22=9.8118.7221/2=1718.91KNPY下=R0A=9.8113.4918.721/2=1238.KN下游受水压力图扬压力（为降低扬压力设副排系统及抽排系统）查表2-5（p49）得a1=0.2,a2=0.5a1H1=0.249.5=9.9ma2H2=0.518.72=9.36m扬压力受力图

8、U1= a2H243.789.81=4251.87KNU2=( a1H1- a2H2) 9.815=26.49KNU3=( a1H1- a2H2) 9.8191/2=23.84KNU4=(H2- a2H2) 9.8181/2=367.29KNU5=(H1- a1H2) 9.8151/2=(49.5-9.9) 9.8151/2=971.19KN浪压力：（LM=9.7m,h1%=1.84m,hz=h0=1.1m）坝前水深H=49.5 LM./2=4.85m 则选用公式：PWK=1/4 LM(h1%+ hz)PWK=1/4 9.819.7(1.84+1.1)=69.94KNe=1/44.85(4.8

9、5+2.94)21/3-1/24.8521/34.85/(1/24.85(4.85+2.94)-1/24.854.85=1.32非溢流坝浪压力作用图浪压力1-1表编号荷载垂直水平力臂力矩m正向逆向1自重G1777.319.7915382.77G25816.2516.2494455.9G3207231.86338606.952水压力PX上12018.4816.5198304.92PY上1969.97120.239793.4Px下1718.96.2410725Py下1238.6712.915978.8433扬压力U14251.87000U226.4919.89513.64U323.8413.893

10、31.14U4367.2918.566815.68U5971.1920.2219637.464浪压力Pwt69.94115.978110.94总30525.495640.6812088.421718.9242876.94205780.64W=30525.49-5640.68=24884.81KNP=12088.42-1718.9=10508.02KNM=3.71104MPa(1) 稳定验算 （f=0.68）K=f（W-U）/P=0.6824884.8/10508.02=1.61k=1.1 满足稳定要求。(2)应力验算 （T=43.78）y=WT+MT2=24884.843.78+6(3.711

11、04) 43.782 =0.05 Mp-0.1Mp 未出现拉应力y=WT-MT2=24884.843.78-6(3.71104 ） 43.782 =0.07 Mp 远远小于岩石的抗滑应力（123.287 Mp）b.校核工况坝体荷载（H1=121-70=51m ,H2 =88.78-70=18.78m）G1=RCA =23.5213.151/2=777.3KNG2=RCA= 23.5551=5992.5KNG3=RCA=23.535.68511/2=21351.3KN 水压力上游：PX上=1/2Pgh12=1/29.81512=12757.02KN PY上=R0A=9.81(49.5+28.5)

12、/23.15=1968.97KN PY上的形心：y=(303.152/2+21213.1522/6)/(303.15+213.15/2)=2.26m下游：PX下=1/2R0h22=9.8118.7821/2=1628.31KNPY下=R0A=9.8113.4818.781/2=1237.76KN扬压力（为降低扬压力设副排系统及抽排系统）查表2-5（p49）得a1=0.2,a2=0.5a1H1=0.251=10.2ma2H2=0.518.78=9.39mU1= a2H243.789.81=2894.71KNU2=( a1H1- a2H2) 9.815=169.713KNU3=( a1H1- a2

13、H2) 9.8191/2=152.74KNU4=(H2- a2H2) 9.8181/2=587.62KNU5=(H1- a1H1) 9.8151/2=(51-10.2) 9.8151/2=1000.62KN浪压力 （LM=8.89m,h1%=2.524m,hz=h0=2.281m）h0+ h1%=4.805坝前水深H=51 LM./2=4.448m 则选用公式：PWK=1/4 LM(h1%+ hz)=1/49.818.8964.805=104.83KN=164.448(4.4484.805)2-16 4.4483124.4484.448+4.805-124.4482 =4.23 (120.78-70=50.78m) 校核水位下非溢流坝浪压力作用图 表2-1编号荷载垂直水平力臂力矩