湖南镇水电站进水口设计及配筋计算毕设专题.doc

第一章 进水口设计 坝址处河床较宽，右岸岸坡较，质条件较好，属于比较坚固的岩层，采用深水竖井式进水口。如下图所示； 图7-1竖井式进水口示意图 7.2.1 进口底高程的计算 设计水头下三台机全发电时，每台机组按照HL180最大引用流量，隧洞总流量为249.3m3/s. 式中: v——有压遂洞经济流速，取为 4m/s。 以死水位 191m 为计算条件： ? ? 式中： v ——闸门断面平均流速， 4m/s； Scr——闸门低于最低水位的临界淹灭深度； C ——经验系数，估计为对称进水，故取 C＝0.6； D ——闸门孔口高度。 即得隧洞进口底高程 H＝172m。 隧洞进口顶高程为 H=182m 7.2.2 进水口轮廓尺寸设计 (1)深式进水口轮廓尺寸的选定 隧洞进口顶部采用椭圆曲线连接，俯视时成直线型喇叭口，内部断面为矩形,即喇叭口三面收缩进水口。目前广泛采用四分之一椭圆曲线 根据国内外实践经验，喇叭口顶端的椭圆曲线方程为： 式中 a =1~1.5D 通常取1.1D ， b=0.3~0.5D 通常取1/3 D 则 进水口的长度没有一定的标准，以满足工程结构布置需要以及进水可能允许的尺寸与流水顺畅条件下为原则。 图7-2 引水系统进水口示意图 7.2.3拦污栅设计 (1)进口段 拦污栅包括栅框与栅条两部分，一般的进水口拦污栅用圆铁，圆铁直径一般为8~10毫米，栅条净距一般为HL：b=D1/30，ZL: b=d1/20， CJ: b=d/5，拦污栅框是崁在进水室的栅槽里，倾角一般为60~70o,过水断面大,易于清污。此次设计业使用圆铁，直径为10毫米，栅条净距取0.1米，倾角为60o。初步估计进水口宽度 B 为 18m。设置一个中墩宽2m，两个栅框，每个栅框后设置四个横隔板厚35cm，长7.65m,宽0.75m 。拦污栅轮廓尺寸按下公式计算： 拦污栅宽 = 进水口室宽 + 0.2（米） 拦污栅高 = 1.25倍进水口入口斜断面高 （米） 则得到 单个进水口拦污栅宽 = 8+ 0.2 =8.2（米 单个进水口拦污栅长 =14/sin60o×1.25=20（米） 由净距确定栅条数目为73条。进水口过水净面积：6×7.29×4.84=212m2。断面平均流速 v=1.17m/s,规范要求过栅流速v=0.8-1.2m/s,则1.17m/s1.2m/s，满足要求。定拦污栅断面尺寸8.2×20m。 闸门段 闸门段是引水道与进口段的链接段，其孔口常用矩形，其宽度一般等于或稍小于压力管道直径D，高度一般等于或稍大于压力管道直径D。闸门段的长度长取决于闸门的及启闭设备的需要，并考虑引水道检修通道的要求，从椭圆弧段衔接至渐变段总长度初取8m。 通气孔面积根据经验公式 式中： Qa ——空气进气量，采用引水道的最大引水流量，m3/s； Va　——允许进气流速m/s。 露天式管道进水口，Va一般取30~50m/s，坝内管道和隧洞：Va取70~80m/s。 根据工程实践经验，建议发电引水道工作闸门或事故闸门后的通气孔面积可取管道面积的5%左右通气孔顶端应高出上游最高水位，以防水流溢出。 取通气孔面积取3.5m2。 (3)渐变段 渐变段是闸门段（通常为矩形，此处设计也为矩形）到压力管道的过渡段，其断面面积与流速应逐渐变化，使水流不长生漩涡并尽可能的减少水头损失。由矩形变化到圆形过渡通常采用四角加圆角。如图2——2 所示。圆弧的中心位置与圆角半径r均按直线规律变化。. 渐变段的长度根据经验，一般为压力隧道直径的1.0~1.5倍，收缩角6-8o以为宜，故前段 L 取为 10m，侧面扩散角取6o。 则闸门高度h=11m米，满足闸门段高度设计要求（大于或稍大于压力管道的直径），宽度取8.7m（等于或稍小于压力管道直径D）。则闸门段的断面面积A1=8.7×11=95.7m。 第二章 进水口结构计算及配筋 8.1计算原则 按照《DL进水口设计规范》，本次设计选取进水口单宽截面，按照弹性地基上的框架结构计算，选择典型截面最不利荷载组合进行内力计算和配筋。 8.2计算原理 截面选择：分别在进口段前端和闸室段各选取一个截面，截面形状尺寸如图。 图8-1 进口及闸室段截面图 计