白鹤滩拱坝溢流表孔结构设计及三维有限元静动力分析
2021-10-10王建新
王 毅,彭 育,王建新
(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州,311122)
1 表孔结构布置
白鹤滩双曲拱坝坝顶高程834 m,最大坝高289 m。坝身6 个泄洪表孔主要承担宣泄洪水、控制水库水位的作用,设计和校核洪水位时总泄量分别为12 529 m3/s 和17 991 m3/s。表孔堰顶高程810 m,孔口尺寸14.0 m×15.0 m(宽×高)。溢流表孔流道沿拱坝径向布置,6 个表孔均跨缝布置。表孔平面上呈圆弧形布置,表孔堰顶控制点轨迹线圆弧半径为496 m,相邻表孔中心线夹角为2.89°。堰顶与拱坝坝顶轴线的水平距离为14.79~24.77 m(1~6号表孔),表孔堰顶宽度14 m,堰顶处闸墩厚度11.02 m,溢流前沿总宽度139.10 m。表孔平面布置见图1。

图1 表孔平面布置Fig.1 Layout of surface orifices
表孔为开敞式,溢流堰面采用WES 溢流曲线。堰面曲线方程y=0.041 87x1.85,堰顶上游面为椭圆曲线,上游面铅直。各表孔自堰顶下游6 m开始沿纵向随中墩的收缩而扩散,以达到水舌入水时横向扩散、分散冲击能量的目的。1 号与6 号表孔内侧边墙扩散6°,外侧不扩散,以防水舌砸向水垫塘边坡。1 号出口宽度为17.258 m,6 号出口宽度为18.13 m;3 号与4 号表孔外侧扩散6°,内侧扩散2°,出口宽度为18.34 m;2号与5号表孔两侧均扩散4°,出口宽度为18.34 m。
为了使水流在横向和纵向两个方向扩散,6 个表孔出口采用分层大差动连续鼻坎和舌形坎形式,使水舌分层错落进入水垫塘内。1 号、4 号表孔堰面俯角35°,采用连续鼻坎,出口高程788.38 m。2号、5号表孔堰面俯角30°,反弧半径22 m,挑角5°,采用舌形鼻坎,出口高程799.63 m。3 号表孔堰面俯角15°,采用连续鼻坎,出口高程800.614 m。6号表孔堰面俯角25°,采用斜切连续鼻坎,出口高程791.72~794.21 m。
考虑右岸侧深孔启闭机房较表孔伸出较多,为防止表孔泄洪时水流砸至表孔启闭机房屋面,导致启闭机房损坏,在4~6 号表孔下部高程784 m 处设置牛腿阻隔表孔水下砸。……
