水工建筑物荷载设计规范DL 5077-1997.pdf

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:(1)当坝基设有防渗帷幕和排水孔时,坝底面上游(坝踵)处的扬压力作用水头为H,排水孔中心线处为1H+(H-H),下游(坝趾)处为H,其间各段依次以直线连接[(a)、(b)、(c)、(d)];2122:..12—主排水孔;3—(a)实体重力坝;(b)宽缝重力坝及大头支墩坝;(c)拱坝;(d)空腹重力坝;(e)坝基设有抽排系统;(f)未设帷幕及排水孔(2)当坝基设有防渗帷幕和上游主排水孔,并设有下游副排水孔及抽排系统时,坝底面上游处的扬压力作用水头为,主、副排水孔中心线处分别为H、αH,下游处为H,其间各段依次以直线连接[(e)];(3)当坝基未设防渗帷幕和上游排水孔时,坝底面上游处的扬压力作用水头为H,下游处为H,其间12以直线连接[(f)]。上述情况中,渗透压力强度系数、。,当设有坝体排水管时,。其中排水管处的坝体内部渗透压力强度系数α可按下列情况采用:3(1)实体重力坝、;、扬压力强度系数坝基处理情况(B)坝型及部位(A)设置防渗帷幕设置防渗帷幕及排水孔及主、副排水孔并抽排[HJ]部位坝型渗透压力强度系数主排水孔前的扬压残余扬压力强度:..———————————注:,渗透压力强度系数α可按表中(A)项适当提高。“岸坡坝段”,但对于地质条件复杂的高拱坝,则应经三向渗流计算或试验验证(2)宽缝重力坝、,。当未设坝体排水管时,上游坝面处扬压力作用水头为,下游坝面处为H,其间以直线连接。::..12—(a)实体重力坝;(b)宽缝重力坝;(c)拱坝;(d)空腹重力坝(1);(2)渗透压力的作用分项系数,;对宽缝重力坝、大头支墩坝、;(3)对于坝基下游设置抽排系统的情况,,。,或多泥沙河流的坝前地基面上能形成淤沙铺盖时,可依据工程经验对坝踵及排水孔处的扬压力作用水头作适当折减。,可根据相应设计状况下坝趾与护坦首部连接处的扬压力作用水头,以及护坦下游水位确定。若底部设置妥善的排水系统并具备检修条件且接缝间止水可靠时,可考虑排水对降低扬压力的影响。,。,宜根据上、下游计算水位,闸底板地下轮廓线的布置情况,地基土质分布及其渗透特性等条件分析确定。一般情况下,渗透压力可采用改进阻力系数法或流网法计算。改进阻力系数法见附录D。:..(1)当墙后土层的渗透系数小于地基渗透系数时,可近似地采用相应部位的闸底渗透压力分布图形;(2)当墙后土层的渗透系数大于地基渗透系数时,应按侧向绕流计算确定;(3)对于大型水闸,应经三向电拟试验或数值计算验证。,,。、泵站厂房底面的扬压力分布图形,;对于坝后式、岸边式水电站厂房,则参照岩基上实体重力坝情况具体分析确定。、坝为整体连接,或所设置的永久性变形缝已经止水封闭的岩基上的坝后式水电站厂房,厂房底面的扬压力分布图形应与坝体共同考虑。、岸边式水电站厂房以及泵站厂房底面的扬压力分布图形,。,,。(包括时均压力和脉动压力),应按该面积上各点动水压强的合力计算。动水压力一般可只计及时均压力,但当水流脉动影响结构的安全或引起结构振动时,应计及脉动压力的影响。,应区分恒定流和非恒定流两种水流状态。对于恒定流,尚应区别渐变流或急变流等不同流态,并采用相应的方法计算。水电站压力水道系统内产生的水锤压力,应按有压管道的非恒定流计算。,其动水压力宜通过模型试验测定并经综合分析确定。,可根据相应设计状况下的水流条件,通过计算或试验求得水面线后按下式计算():=ghcosθtrw()式中:p——过流面上计算点A的时均压强代表值tr(N/m2)ρ——水的密度(kg/m3);Wg——重力加速度(m/s2);h——计算点A的水深(m);θ——结构物底面与水平面的夹角。:..。,其代表值可按下式计算:=qv/R()crw式中:p——水流离心力压强代表值(N/m2);crq——相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m3/(s·m)];v——反弧段最低点处的断面平均流速(m/s);R——反弧半径(m)。:P=qρv(cosφ-cosφ)(-1)xrw21P=qρv(sinφ+sinφ)(-2)yrw21式中:P——单位宽度上离心力合力的水平分力代表值(N/m);Pyr——单位宽度上离心力合力的垂直分力代表值(N/m);φ、φ——,取其绝对值。,沿径向剖面在水面处为零,在墙底处为P,其间近似采用cr线性分布。P可按式()计算,并垂直作用于墙面。。:()式中:P——作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值(N);irA——尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积(m2);0v——水跃收缩断面的流速(m/s);K——阻力系数。对于消力池中未形成水跃、水流直接冲击尾槛的情况,可取K=;对于消力dd池中已形成水跃且3≤Fr≤10的情况,可取K=~(弗氏数Fr大者K取小值,反之取大值)。。:P=±βpA()frmfr式中:P——脉动压力代表值(n);frP——脉动压强代表值(N/m2);fr:..2)——面积均化系数,。m其中正、负号应按不利设计条件选定。:()式中:K——脉动压强系数;pv——相应设计状况下水流计算断面的平均流速(m/s),可根据水流条件确定。对于消力池水流,可取收缩断面的平均流速;对于泄槽水流,可取计算断面的平均流速;对于反弧鼻坎挑流,可取反弧最低处的断面平均流速。、平底消力池底板位溢洪道泄槽、鼻坎结构分L≤L/>5mmm2块尺寸m5mb/:L—结构块顺流向的长度(m);b—结构块垂直流向的长度(m);h—第二共轭水深(m)--2选用。对于重要工程,宜根据专门试验确定。-1溢流厂房顶部、~~~-2平底消力池底板的脉动压强系数Kp结构部位Fr>≤<x/L≤<x/L≤<x/L≤:Fr—收缩断面的弗氏数;x—计算断面离消力池起点的距离(m);L—消力池长度(m)。,相应设计状况下压力水道(包括蜗壳、尾水管及压力尾水道)内产生的水锤压力代表值可按下式计算:ΔH=KζH()ry0式中:ΔH——水锤压力(水头)代表值(m);rζ——水锤压力相对值,可用解析法或数值积分法求得;对于简单管路发生间接水锤时,可用附录E所列解析公式计算;H——静水头,即相应设计状况下上、下游计算水位之差(m);0K——修正系数,根据计算方法与水轮机型式而定。当采用数值积分等方法时,;当采y用附录E中的解析公式计算时,;对于反击式水轮机,应根据其转速经试验:..,。(或偶然设计状况)下的水锤压力代表值,应按下列静水头和机组运行工况计算确定:(1)上游压力水道(包括抽水蓄能电站上游压力水道),采用水库正常蓄水位(或校核洪水位)与厂房下游相应发电(或泄洪)尾水位之差,共一条压力水道的全部机组突然丢弃全部负荷;(2)下游压力水道,采用厂房下游设计洪水位(或校核洪水位)与相应上游水库水位之差,共一条下游压力水道的全部台机组由(n-1)台增至n台,或全部机组由三分之二负荷突然增至满载;(3)抽水蓄能电站的下游压力水道,按下游水库设计洪水位(或校核洪水位)在水泵工况扬程最小抽水量最大时,共一条下游压力水道的全部机组突然断电,导叶全部拒动;(4)经分析论证后,认为不存在全部丢弃负荷、全部导叶拒动的情况,亦可按机组部分丢弃负荷或部分导叶拒动考虑。、下游压力管道中各计算截面的水锤压力水头值可按下列公式计算:(-1)(-2)式中:H——上游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m);iΔH——下游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m);jΣlv——自上游进水口(调压室)至计算截面处各段压力水道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和;iiΣlv——自下游出口至计算截面处各段压力水道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和;jjLv——自上游进水口(调压室)至下游出口的压力管道长度L(m)与流速v(m/s)的乘积。管道平mm均流速v可按下式计算:m式中:Σlv——压力管道的各段长度(m)与其流速(m/s)的乘积之和。,应不小于正常蓄水位下压力水道静水头的10%设置调压室的压力水道,应根据具体情况考虑调压室涌波对水锤压力的影响。。,设计时应充分考虑围岩的自稳能力和承载能力。,可根据岩体结构类型及其特征按下列情况分别考虑:(1)对于整体状、块状、中厚层至厚层状结构的围岩,岩体初始地应力及局部块体滑移为其主要作用;(2)对于薄层状及碎裂、散体结构的围岩,围岩压力为其主要作用。,应按国家标准《水利水电工程地质勘察规范》的有关规定确定。。(场),岩体初始地应力(场)宜根据现场实测资料,结合区域地质构造、地形地貌、地表剥蚀程度及岩体的力学性质等因素综合分析确定;当具有少量可用资料时,也可通过模拟计算或反演分析成果经综合分析确定。,但符合下列条件