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1、进水口整体稳定及基底应力计算1. 计算总说明1.1 计算目的及要求*水电站进水口根据电站枢纽布置、地形、地质条件设为岸塔式进水口，“镶嵌在L型根底中，塔背有基岩对其起支撑作用，靠自重和岸坡岩体支撑维持稳定，加之该进水口置于土质地基上，因建基面不允许出现拉应力，因此可不进展抗倾覆稳定计算。通过对进水口整体抗浮稳定与基底应力计算，以复核其是否满足规*要求。1.2 根本资料进水口纵横剖面构造尺寸见附图。水容重： 钢筋混凝土容重： 根底与混凝土之间值为：，。地基承受能力： 校核洪水位： 设计洪水位： 正常蓄水位： 死水位： 多年平均最大风速： 吹程： 拦污栅及对应启闭机重： 、事故检修门及对应启闭机重
2、： 、计算采用规*及参考书： a.水电站进水口设计规*DL/T5398-2007 b.水工建筑物荷载设计规*DL5077-1997c.水工建筑物荷载设计规*d.水电站厂房设计规*SL266-2001e公路桥涵设计通用规*JTJ021-89f.水闸设计规*SL265-2001；g.土力学河海大学出版,卢廷浩主编；h.*水电站首部枢纽平面布置图及主要建筑物剖面图；i.孔隙比与压力关系曲线表；1.3 计算原理及假定岸塔式进水口根据自身的构造特点，只要基底应力在允许应力或允许抗力*围内，塔体就不会发生整体失稳，根据规*要求及进水口的布置情况，对塔体做以下假定：1将塔体视为刚体，在荷载作用下，岩体变形产
3、生抗力；2抗力或反力强度值采用材料力学法和刚体极限平衡法求得。3计算地基沉降量时，不考虑周边构造对进水口塔体的影响。此算稿按荷载组合根本组合、特殊组合计算。工况1：正常运行期，正常蓄水位；工况2：正常运行期，设计洪水位；工况3：非常运行期，校核洪水位；工况4：检修期，正常蓄水位；工况5：施工完建未挡水期。工况6：正常蓄水位+度地震工况1、2为根本组合，工况3、4、5、6为特殊组合。2. 计算过程2.1 截面计算取进水口底板进展计算，进水口底板顺水流方向为*轴，垂直水流方向为y轴，截面尺寸如图2.1-1所示。图2.1-1 建基面示意图基底面积： 荷载作用正方向取为，垂直荷载作用：铅直向下为正；水
4、平荷载作用：沿水流方向为正；弯矩作用：逆时针方向为正。2.2 力矩计算下面计算各截面形心对*、y轴的力矩，因为进水口左、右侧对称布置，所以只需计算进水口上下游基底应力，即可只算截面计算点对y轴的力矩即可。力矩计算简图见附图。2.2.1 底板重量为：2.2.2 左、右边墙截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.3 拦污栅中墩截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.4 胸墙胸墙指的是进水口拦污栅之后的那局部实体混凝土，由于喇叭口上侧混凝土是一不规则的构造，在取其截面计算点时分两局部计算。、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.5 通气孔四周实体混凝土由于通气孔四周混凝土在计算边墙时已
5、经计算了一局部，因此在此只计算流道上方混凝土包括扣除局部。 扣除通气孔体积：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.6 进水口板梁顶部板梁、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.7 进水口启闭机排架将启闭机排架分为两局部计算，即拦污栅局部和闸门局部。拦污栅排架事故检修门排架、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩 2.2.8 拦污栅及启闭机截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.9 事故检修门及启闭机截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.10 人群荷载按公路桥涵设计通用规*，人群荷载一般取。截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.11 静水压力根据岸塔式进水口的特点，各种
6、工况时，其上下游水位一样，故上下游静水压力相互抵消，产生的弯矩和也为0，可不予计算。2.2.12 扬压力根据水电站厂房设计规*，扬压力分浮托力和渗透压力，进水口上下游水位相等，故渗透压力为0。浮托力计算：工况一：浮托力沿底板成对称分布，故产生的弯矩为0。工况二：浮托力沿底板成对称分布，故产生的弯矩为0。工况三：浮托力沿底板成对称分布，故产生的弯矩为0。工况四：浮托力沿底板成对称分布，故产生的弯矩为0。工况五：施工完建未挡水期，此时浮托力为0。2.2.13 风荷载垂直于建筑物外表上的风荷载标准值按下式计算：式中：风荷载标准值，z高程的风振系数，取1.0风荷载体型系数，查水工建筑物荷载设计规*：风
7、压高度变化系数。根本风压，查全国风压根本分布图可确定为风荷载的作用分项系数采用1.3。工况一：风压高度变化系数，按水工建筑物荷载设计规*DL50771997表12.1.6查得：。风压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况二：风压高度变化系数，按水工建筑物荷载设计规*DL50771997表12.1.6查得：风压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况三：风压高度变化系数，按水工建筑物荷载设计规*DL5077查得：风压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况四：风压高度变化系数，按水工建筑物荷载设计规*DL5077查得：风压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况五：风压高度变化
8、系数，按水工建筑物荷载设计规*DL5077查得：风压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩2.2.14 浪压力官厅公式：式中：h当时，为累计频率5的波高；h当时，为累计频率10的波高；平均波长,m;D吹程，m；多年平均最大风速，按水工建筑物荷载设计规*DL50771997附录G表G1查得，正常蓄水位时取风速系数由内插法求得，设计洪水位时取，校核洪水位时取。临界水深的计算：式中：使波浪破碎的临界水深。累积频率为1时的波高，由水工建筑物荷载设计规*DL5077-1997附录G表G2用插入法可以求得。波浪中心线至计算水位的高度，m。浪压力标准值计算：当，时，单位长度上的浪压力标准值计算公式为：当，
9、时，单位长度上的浪压力标准值计算公式为：式中：单位长度迎水面上的浪压力标准值波浪中心线至计算水位的高度，m。水的重度,建筑物底面处的剩余浪压力强度值，按下式计算：浪压力的作用分项系数采用1.2。工况一：临界水深的计算由，比值在之间，为累计频率5的波高；令，则，根据， 查水工建筑物荷载设计规*DL5077-1997附录G表G2用插入法可以求得，单位长度上的浪压力标准值计算公式为： 浪压力：计算点至形心的距离截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况二：临界水深的计算由，比值在之间，为累计频率5的波高；令，则，根据， 查水工建筑物荷载设计规*DL5077-1997附录G表G2用插入法可以求得，单位长
10、度上的浪压力标准值计算公式为： 浪压力：计算点至形心的距离截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况三：临界水深的计算由，比值在之间，为累计频率5的波高；令，则，根据， 查水工建筑物荷载设计规*DL5077-1997附录G表G2用插入法可以求得，单位长度上的浪压力标准值计算公式为： 浪压力：计算点至形心的距离截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况四： 该工况时的浪压力等于工况一时的浪压力，截面计算点至形心的轴Y的距离产生的弯矩也与工况一的相等。 浪压力：截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况五：施工完建未挡水期，浪压力为0，截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩也为0。2.2.15 胸墙及检修
11、门槽中的内水压力工况一：计算点至形心的距离、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况二：设计洪水位时，胸墙和门槽内无水，故内水压力为0。工况三：校核洪水位时，胸墙和门槽内无水，故内水压力为0。工况四:该工况上游水位与工况一时一样，故内水压力和其对形心轴产生的弯矩均一样。计算点至形心的距离、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况五： 施工完建未挡水期，此时进水口中的内水压力为0。2.2.16 进水口中的内水压力式中： Q可变作用的分项系数；拦污栅槽(包括栏污栅槽前)中的水体积；喇叭口中的水体积；检修闸门槽中的水体积；边墩两侧的水体积。工况一：截面计算点至形心轴Y的距离为、截面计算点至形心轴Y的
12、距离产生的弯矩工况二：截面计算点至形心轴Y的距离为：、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况三：截面计算点至形心轴Y的距离为：、截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况四：该工况上游水位与工况一的一样，其内水压力和对形心Y轴产生的弯矩一样。截面计算点至形心轴Y的距离产生的弯矩工况五： 该工况为施工完建未挡水期，此时进水口中的内水压力为0。2.2.18 地震惯性力 在此计算两个方向的地震惯性力，即顺水流方向和逆水流方向。 地震惯性力按下式计算：式中：作用在质点i的水平方向地震惯性力代表值；水平向设计地震加速度代表值，根据*省地震局工程地震研究院*赛思特科技*公司东义河*水电站坝址区设计地震反响
13、谱参数表2009年11月，取；地震作用的效应折减系数，根据DL5073-2000水工建筑物抗震设计规*，取；集中在质点i的重力作用标准值；质点i的动态分布系数，根据DL 50732000水工建筑物抗震设计规*表10.1.5来确定。 根据2.2.12.2.9计算结果,查据DL 50732000水工建筑物抗震设计规*表10.1.5可得:地震惯性力顺水流方向力矩计算:地震惯性力逆水流方向力矩计算:地震动水压力按拟静力法和动力法两种方法计算，计算公式分别为：拟静力法： 其作用点位于水面以下0.42H0处式中：单位高度塔面动水压力合力代表值；水平向设计地震加速度根据*省地震局工程地震研究院*赛思特科技*公司古城水电站工程地震平安性评价复核表2008年8月，取；地震作用的效应折减系数，取； 水体质量密度标准值，；塔体形状系数，根据水工建筑物抗震设计规*DL5073-2000表10.1
