水利水电工程施工课程设计计算说明书三峡大学版Word格式.docx
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954.00
955.87
r—系列1
图3上游水位~泄流量关系曲线
表2上游水位~泄流量关系
泄流流量(m3/s)
150
300
800
1400
上游水位(m)
953.00
955.40
957.03
958.00
960.66
964.12
每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算,并确定相应的截流设计方
案。
按以下公式确定截流设计流量Q=(300+2X学号的最后两位)m3/s,计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。
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,目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流,本次设计按立堵截流设计,有多种设计方法。
其设计分为:
截流水
力计算、截流水力分区和备料量设计。
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,多采用截流时段5%〜10%的月平均
或者旬平均流量作为设计标准。
截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法(详细见《水利工程施工》P39~42),
以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。
、截流的水力计算
1、计算下游水位H下、戗堤高度Hb、戗堤水深H°
H下=945.624m;
由Q0=308m3/s,根据戗堤处水位~流量关系曲线,由内插法可知,
由Q0=Q,H上=957.08m,HB=H上1m-H底=7.08m;
H0=ZH下-H底=1.62m+Z.
2、根据已知的泄流量Qd与上游水位H上关系绘制Qd~Z曲线
|泄流量firX划
0.00
150.00
300.00
410.00
800.00
1400.00
j上游水位盅(m)
|上、下游蓿差贾同
0.38
2.78
4.41
5.38
8.04
11.50
3、绘制龙口泄水曲线Q~Z
由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算:
Q=mBT2gH0.5
式中m――流量系数
当—:
:
0.3,为淹没流,m=1-Ho
当—-0.3,为非淹没流,m二0.385
H0
B——龙口平均过水宽度
梯形断面:
B=B-2nHBnH0
三角形断面:
B二nH0
H0——龙口上游水头
H0二z上-Z底
H。
二Z上-Z底-nHb-0.5B,n
Hb――戗堤高度
n——戗堤端部边坡系数,取n=1.0
Z上――龙口上游水位
z底一一河道底板高程
淹没流时:
h二hs,hs――龙口底板以上的下游水深
由连续方程可得龙口流速计算公式为
u
Q
Bh
非淹没流时:
h-hc,hc龙口断面的临界水深
即淹没出流时:
对于梯形断面:
h二hs
对三角形断面:
hhnHb-0.5B
h二hs・
n
非淹没出流时:
11
h=hc
对三角形断面:
以下以假设戗堤顶部B=40m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程,河床底部无护底。
l"
l
5(™)|
曲2
40.000
0.500
2.120
0.236
0.371
27.960
141.796
40.0001
1.000
2.620
P0.382
0.385
28.460
205.720
1.500
3.120
0.481
28.960
272.032
2.000
3.620
P0.552
29.460
345.847
2.500
4.120
0.607
29.960
427.048
I-*~Q辽]
假设戗堤顶部B=35m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程
抵)
码(T
歸⑷
35.000
22.960
116.439
35.0001
23.460
169.578
23.960
225.065
24.460
287.150
24.960
355.778
假设戗堤顶部B=30m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程
昨0
细)
1"
1
丽
30.000
17.960
91.082
30.000:
0.382
18.460
133.436
30.000「
P0.481
18.960
178.098
0.552
19.460
228.452
P0.607
19.960
284.508
3.000
4.620
0.649
20.460
346.304
假设戗堤顶部B二25m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程
HE
亦)
负卅3
25.000
13.460
97.294
25.000:
14.460
「169.754
15.460
261.674
4.000
5.620
r0.712
16.460
373.786
5.000
6.620
0.755
17.460
506.897
假设戗堤顶部B二20m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程
丽1
M3
R
20.000
8.460
61.152
20.000:
9.460
111.056
10.460
177.045
P0.712
11.460
260.242
12.460
361.738
假设戗堤顶部B=14.16m时为例,演算B~Q~Z曲线的过程
咻)
茗厲
和
0^)
14.160
18.938
42.497
78.198
0.712
127.623
192.191
4、绘制B、Q、Qd曲线簇
、水位H
(m)
W7
914.他
P0
/
.■■■■■*35-
伽
$#
B4Oi
/Z
\(/〃
/f
泄流量0日(m3/s)
iff
1F
龙口流量Q(m3/s)
<
wn'
'
■4®
3MQ
200440
tfKI
5、由CAD图,可知交点处相应的Q、Z,并判断流态和求水深h、流速v,并作Z~V、B~V图,列表如下:
0O«
如
z("
O
*<
"
•)
说明
40
250.99
1.344
28.804
1.976
4.4
梯形非淹没
35
236.03
1.5941
24.0541
2.143
4.6
梯形非淹没:
30
217.18
1.894
19.3541
2.3431
4.8
25
192.78
2.269
14.729
2.593
5.0
20
158.7:
2.745:
10.2051
2.9111
5.3
梯形非淹没「
14.16
99.12
3.462
5.082
4.578
4.3
三角非淹没
b'
v
fy—苇、
6、由V=k:
2g——*d,确定块体粒径d;
VY
式中v――石块的极限抗冲流速;
d――石块化引为球形时的粒径;
K综合稳定系数,取1.2;
——水容重,取10.
s——石块容重,取26.
具体计算如下表:
巩期)
Z(«
!
)
心)
40.00
1.34
4.40
0.42
35.00
1.59
4.60
0.46
30.00
1.89
4.80
0.50
25.00
2.27
5.00
0.54
20.00
2.75
5.30
0.61
3.46
4.30
0.40
7、选择截流材料
当B>
35m时,选用4.5t重混凝土六面体,为I区;
当15m<
B<
35m时,选用5t重大块石、大石串或钢筋石笼,为II区;
当B<
15m时,选用0.8m6m装石竹笼,为山区。
8、截流设计方案图。
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