键槽式底板物模试验研究.pdf

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1、第8期(总第113期)中国水能及电气化No．8(TOTALNol13)20l4年8月ChinaW砒erPower&Electritication键槽式底板物模试验研究许翔(上海勘测设计研究院，上海200434)摘要：本文以某实际工程为背景，通过物理模型试验，分析研究了在水垫塘底板板块间设置键槽后，对不同位置板块所受上举力的影响以及各自的变化情况，旨在为应用这一结构提供参考。关键词：水垫塘；底板；键槽；物理模型试验中图分类号：TV315文献标识码：A文章编号：1673-8241(2014)08-0043-04StudyofGroovedFloorPhysicalMode

2、lTestXUXiang(ShanghaiInvestigation&DesignInstitute，Shanghai200434，China)Abstract：Inthepaper，apracticalprojectisadoptedasbackground．Aftergroovesaresetamongfloorblocksincushionpool，influenceofupwardliftingforceandrespectivechangeconditiononblocksindifferentpositionsareanalyzedandstudied，t

3、herebyprovidingreferenceforapplyingthestructure．Keywords：cushionpool；floor；groove；physicalmodeltest随着我国水电工程的不断发展，在高坝设计及建内河段上，距离重庆市奉节县城90kin。工程为Ⅲ等造上不断取得新成就，但这也带来了一个严重的问题中型，采用混合式引水。总装机容量12．9万kW。最——消能防冲。国内外诸多专家学者如彭彬、练继大坝高108．7m。挡水建筑物为一座变厚双曲混凝土建等对此进行了比较深入的研究。目前为了能较好拱坝。泄水建筑物由3个溢流表孔组成，设计洪水标地解

4、决这一工程问题，通常在大坝的下游侧修建一个准为100年一遇(P=1．0％)，校核洪水为1000年一具有一定水深的消力池，即通常所说的水垫塘。同时水垫塘的底板有两种形式，一种是平底板，一种是反遇(P=0．1％)，消能防冲设计流量为30年一遇拱底板。本文通过具体工程模型试验，结合已有的研(P=3．33％)。该工程消能采用水垫塘形式。水垫塘究成果，通过在平底板间增加键槽这一特殊结构，分长176．8m，底部平均宽42．9m，由于呈凹形设计，析了其对板块上举力的影响。因此底高程分别为480．OOm、474．OOm、479．OOm。底1工程概况板厚3m，水垫塘末端设高度为9m的二

5、道坝，顶重庆市梅溪河渡口坝水电站位于梅溪河奉节县境宽3m。4,3科学研究及工程设计ScientificResearch＆EngineeringDesign按重力相似准则制作。模型几何比尺拟定为A=50。2模型设计水垫塘模型设计采用灰塑料板衬底，同时在衬底塑料由于重力是流经堰孔水流的主导性作用力，因板上放置加重橡胶块模拟水垫塘底板，其他要素比尺此，根据水工模型设计的相似原理要求，该工程模型见下表。模型比尺表几何比尺流速比尺流量比尺压强比尺时间比尺重力比尺Az=5oA=7．07AQ=17678AP=50^=7．07Ac=125000水垫塘断面见图1。图1水垫塘示意图在试验

6、中采用上游表孔全部开启的泄洪方式，并且设置570．25～572．25m的不同上游水位三组，水位呈十字交叉状的不同位置的5间隔1m。每固定一个上游水位的同时对应不同的八究。键槽结构及板块布置如图个水垫塘水位，将研究板块按布置方向的不同，归为不同的两组分别进行研究。一类为顺下泄水流方向，水流方向包括编号为1、2、3的板块，对应的桩号为0+49～0+71，板块中心距为11m；一类为垂直下泄水流方向，包括编号为4、2、5的板块，此时三个板块桩号相同。试验后将顺下泄水流方向各组次结果绘制成图3～图4：(a)键槽断面形式(b)研究板块位置通过分析实验数据发现，在不同的三个图2键槽

7、结构及研究板块位置上游水位工况下，增加键槽后底板上举力各科学研究及工程设计ScientificResearch&EngineeringDesign个相邻板块的联系，并且将原来由单一板块承受上举力作用，在设置键槽后变成多板块共同承受。正因如蓦此，键槽的存在，也有效地减小或者避免了当下泄水流作用力较大而导致某一块底板失稳破坏的可能性。同时由于该桩号位于水垫塘淹没冲击射流的冲击区，正是整个水垫塘底板最容易发生失稳破坏的区域，当该区域的止水发生破坏时，在没有键槽作用的情况下，上举力作用由该区域的底板各自承担。而通过设置键槽，单一板块与周围相邻板块通过键槽而衔