充气式橡胶坝工程初步设计报告

充气式橡胶坝工程初步设计报告第一章绪论橡胶坝是用高强合成纤维织物做受力骨架，内外涂形成挡水坝。不需要挡水时，泄空坝内的水或气，恢闸、分水闸、节制闸，能够方便地蓄水和调节水位和堤或挡潮闸，由于不受海水浸蚀和海生生物的影响，跨度较大的孔口船闸的上、下游闸门；用于施工围堰或堰高度可升可降，并且可从堰顶溢流，不需取土筑堰可第二章工程设计区农田的灌溉保证率由60%提高到95%。xx河发源于山西省xx县境内，从xx县入境，汇支xx、xx后横穿xx县全境，向东入保定市xx。是xx河南支主要来水支流之一。干流在xx县建有大型属于xx河水系。xx河水系位于海河流域中部，发源于西部xx区，经独流减河坝址车为坚硬粉质黏土，各项参数指标为：凝聚力=60.0kpa区内地层中粗砂岩产状为：走向0～25º。倾向W或N大可达2～3m。根据中华人民共和国行业标准SL252-2000《水利水电工程等别划分及洪水橡胶坝坝址的选择应根据橡胶坝的特点及运用方式要求处理地基时，其坚硬密实程度也应达到设计要求（3）对于多泥沙河流，坝址不应选在纵坡突然变缓的河段，以减少淤积。和漩涡将卵石和泥沙等杂物带到下游侧锚固线外的底一定长度的平直，河床4—6米以下均为基岩。橡胶坝与常规水闸比较，橡胶坝的优点是:①坝袋制造工厂化、安装简单、水流宽度为4.6米，而充气橡胶坝仅要求为3.7米，节约基础投资20%；坝高为a.设计坝高.坝高H=75.8-78.7=2.9米坝高5m及其以下的袋式橡胶坝工程，坝高超过5m或特殊用途时应进行专门的则坝长L=92米河段，单跨在20-30m为宜。本工程所处地区坝坝高行国家统一标准外，允许根据不同地区不同情据中华人民共和国行业标准SL252-2000《水利水电工程等别划分及洪水标准》SL265-2001《水闸设计规范》。本橡胶坝定为四等工程，橡胶坝控制室为4级建筑物。xx橡胶坝是建于平原河道上的橡胶坝。水流较平稳，河流断面一种不论建筑物等级而采用的单一安全系数法。在制定SL227-98<<橡胶坝技术S1=1.3110×2.9=3.8019mS=1.5708×2.9=4.55532mD=0.5991×2.9=1.7374mL0=S+S1=10.083m3、V=0.8927×2.92=7.51m3VΛ坝袋横断面曲线坐标，坐标选取如图.VΛS1 y1H1 x1H1 y1H1 x1H1三 y1H1 x1H1把H1=2.9m代入表格可得下游坝面曲线点坐标一YX二YX三YX坝袋胶布的主要材料是橡胶和帆布.橡胶在坝袋中起作用。对橡胶材料的基本要求是:耐大气老化，足够的抗拉强度.抗撕裂性能.柔性好.耐挠曲.耐久性由坝袋拉力T=42.05×8.0=336.4KN/m和坝高H=2.9m，选用坝袋型号坝袋强度安全系数K=360/42.05×(1-20%)=10.7>8.0故满足设计要求。根据橡胶坝的多跨布置，在岸边采用直墙边墩，在即a1=0.35mlA单锚固线布置时，锚固线的位置是在离上游0.5-1.0m处，是为了安装坝袋检查维修所=168.2KNT—坝袋环向拉力，按设计时径向拉力计算=22.773mm螺栓材质选用Q235钢，则其值[σ]=23.5KN/cm2选用直径φ=25mm的钢栓，其规格型号为M27，适用于坝高2.5-3.0m按经验螺栓长度可取为20d--25d，本设计取ld=20d=500mmK2---安全系数，一般取为3.0=126.36KN/cm<[σ]=129KN/cm垂直Fy=rV=10×0.7=7.0KN/m=37.4KN/m换算成压强为37.4Kp管道直径：:=92.16mmQ---管段内的最大计算流量，m3/s设置压力表，以监测坝袋内压力，总管与支管均设阀门控观测系统由压力表、内压检测、上下游水位观测单跨橡胶坝，除不设中墩外，其它设施均与的坚固性、整体性、抗渗性和耐久性。坝底板常度和刚度的条件下来确定。SL227-98《橡胶坝技术规范》建议，坝底厚度常采R__45__50R__45__50混凝土和钢筋混凝土。混凝土的重度可采用23.5-24.0KN/m3，钢筋混凝土的重度采用24.5-25.0KN/m3，坝袋胶布的重度可采用12.0KN/m3垂直Fy=rV=10×0.83=8.3KN/m水平分力：Fx=YhcAx=10×1.3垂直分力：Fy=YV=10×0.5858=5.858KN/m式中hc坝袋上游水体形心点位置及水体体积由CAD图形得出。式中：hm----平均波高VHm----风区内平均水深，为2.9mT代入上式：=0.13×0.224×0.35=1.668求得hp=0.325mV(V02,V(V02,因为H>Hk，并且H<P§Т§Тcos2(φ+ε)P=1YHK0=1×20.3×42×0.48坝基内未设水泥帷幕灌浆和排水孔，最不利工况挡可能出现的工作状态，并选出其中起控制作用的完建期坝基压力计算图坝袋重：W1=1.03KN/m气体压力：F=37.4KN/mΣG=W1+F+W2=168.93KN/mM1=W1L1=1.03×[3.5-(0.5+1.5766)]=1.466KN.mb坝基应力计算基底面积A=B×Ld=7m2σminx23746。2P WFP WFPFWiFPFWiFW静水压力：Fp=36.45KN/mF=70.03KN/mz浪压力：Pw=6.05KN/mWM1=38.4×(3.50.51.5766)=54.27Khs----计算水位，取2.9mΣMy=Mw+Mp+MF=104.424KN.mb基底应力的计算=10.810.961740.4σminf0----比例系数查《橡胶坝工程技术指南》表4-7φ—土壤摩擦角19o，φoo，则f0=tanφ0=tan17.9o=0.308ΣWi----作用于底板上的垂直荷载C0----地基土的粘着力，查《橡胶坝工程技术指南》C0取0.2C~0.3C，本设ΣPi----所有水平作用力之和水平力之和：ΣP=Mw+Mp=36.45+6.05=lWWPlWWP55P2B2b.边墩自重：Wt(2,t(2,022L022L\cos(ε-φ0)cos(ε-α)」P2截面惯性矩:BL2=3.375m3R=4R=4底板上游反弧形翼墙下游八字形翼墙L=CΔHΔH----上下游水位差，2.9m布计算。底板下面上游端的渗透压力作用水头为H1，下游端水头为h2。H1L----坝底板面的水平长度，7米L0、S0------地下轮廓线分别在水平及垂直面上的投影长度，m(2)分区并计算各区阻力系数ξi进出口段：ξ0=1.5(+0.4413=1.5(6)2+0.4413内部垂直段lnctg=0.176=2ln1.33兀=0.186[J]=0.40~0.50Σξi----阻力系数，S'---底板与板桩在粘性土内的埋深。取S'=1m。β----阻力修正系数，当β>1时，取β=1式中S'底板与板桩在粘性土内的埋深即出口渗径长度代入得：满足安全要求，故可以不设铺盖。 3Q=εσmB·2gHm---流量系数，视为宽顶堰m=0.33~0.35，取0.35σ----淹没系数，宽顶堰淹没条件hs>0.8H0,则=0.8，查《水力学上》表8.2得σ=1.00ε----堰流侧收缩系数，与边界条件无关，取1=688.7m3/s橡胶坝泄流一般有以下三种流态：①橡胶坝全部坍游护坦与底板高程齐平时，下游坝脚处易产生局部负压落与原河床水流条件近似，故只进行全部冲起和逐渐增大，此时坝袋外形逐渐接近宽顶堰；当坝袋内压比ZHHHH0svshctdhctdLsj消力池计算示意图按照橡胶坝坝顶溢流高度为0.3米，h0=0=26.2m3/s查橡胶坝Qht关系曲线，查得下游水深ht<0.5m---流量系数，对于堰顶进口为圆角的按如下式中：h0----堰顶水头P0----考虑墩头及堰顶入口的形状系数，边墩头部为矩形，则堰H0(m)系数mε1(m3/s)单q(m2/s))878193596qε0εc"εc设计流量为qd=0.727m3/s.估算池深:d=σjh-ht=1.05×0.905-0.54=0.41m设池深d=0.40m.查水力学下册附录1可得ε=2.53，则可计算出h=0.95m则d=σjh-(ht+ΔZ)=1.05×0.95-(0.54+0.076)=0.38m接近与d=0.4m，所以消力池深度定为0.4m。由表中数据可知，池长设计流量q=2.909m3/s时，水跃长度最长。水跃长度：Lj=6.9(h-hc)=6.9×1.1234=7.75mLsj=Ls+βLj=7.8mLs----消力池斜坡段水平投影β----水跃校正系数，根据规范取值0.7~0.8，本设计取0.8式中ΔH'----泄水时的上下游水位差，m；k1----消力池底板计算系数，可采用0.15~求得：=0.45m式中U----作用在消力池底板的扬压力，kpa；L1----排水孔中心线与底板底面上游端的水α----渗透压力强度系数，采用0.25；L----消力池底板的水平长度。W----作用在消力池底板顶面的水重，KW=10×8.0×2.93=234.4KPaP断面流速水头值的5%；Pyb----消力池底板的饱和容重，kN/m3。(2)消力池与基础底板，翼墙及海漫间均用缝