水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997前言1 范围2 引用标准3 总则4 主要符号5 作用分类和作用效应组合6 建筑物自重及永久设备自重7 静水压力8 扬压力9 动水压力10 地应力及围岩压力11 土压力和淤沙压力12 风荷载和雪荷载13 冰压力和冻胀力14 浪压力15 楼面及平台活荷载16 桥机和门机荷载17 温度作用18 地震作用19 灌浆压力附录 A(标准的附录)水工结构主要作用按随时间变异的分类附录 B(标准的附录)水工建筑物的材料重度附录 C(标准的附录)混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数附录 D(标准的附录)改进阻力系数法

2、附录 E(标准的附录)简单管路水锤压力计算公式附录 F(标准的附录)主动土压力系数Ka和静止土压力系数K0的计算附录 G(标准的附录)波浪要素和爬高计算附录 H(标准的附录)水库坝前水温计算附录 J(标准的附录)拱坝运行期温度作用的标准值附录 K(标准的附录) 本规范用词说明条文说明打印刷新水工建筑物荷载设计规范Specifications for load design ofhydraulic structureDL 50771997 主编单位：电力工业部中南勘测设计研究院 批准部门：中华人民共和国电力工业部 批准文号：电综1997567号 施行日期：1998年2月1日前 言 本规范是根据1

3、990年原能源部、水利部水利水电规划设计总院“(90)水规字11号”文件的安排组织制订的。其目的在于统一水利水电工程结构设计的作用(荷载)取值标准，以利于按照GB5019994水利水电工程可靠度设计统一标准的原则和方法进行水工结构设计。 本规范必须与按照GB5019994水利水电工程结构可靠度设计统一标准制订的其他水工结构设计规范配套使用。 本规范中所列全部附录都是标准的附录。 本规范由电力工业部水电水利规划设计总院提出、归口并负责解释。 本规范的主编单位：电力工业部中南勘测设计研究院。参编单位有：电力工业部北京勘测设计研究院、西北勘测设计研究院、成都勘测设计研究院、华东勘测设计研究院，水利部

4、上海勘测设计研究院、东北勘测设计研究院，中国水利水电科学研究院，南京水利科学研究院。 本规范的主要起草人：梁文浩 宋常春 苗琴生 张学易 段乐斋 周 芸 黄东军 范明桥 刘文灏 陈厚群 席与光 卢兴良 薛瑞宝 赵在望 岳耀真 吕祖珩 潘玉华 刘蕴琪 吴孝仁 侯顺载 谯常忻 王鉴义 汤书明 聂广明 徐伯孟 潘玉喜 唐政生 郦能惠 李启雄 黄淑萍1 范 围 本规范适用于各类水工建筑物的结构设计。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB5019994水利水电

5、工程结构可靠度设计统一标准 GBJ987建筑物结构荷载规范 GBJ14590土的分类标准 DL50731997水工建筑物抗震设计规范 DLT50581996水电站调压室设计规范3 总 则3.0.1 为了统一水工结构设计的作用取值标准，使设计符合安全适用、经济合理、技术先进的要求，特制订本规范。3.0.2 本规范是根据GB5019994水利水电工程结构可靠度设计统一标准规定的原则制定的。3.0.3 本规范未予规定的其他作用，应按照各类水工结构设计规范的规定确定。3.0.4 当水工结构设计引用与公路、航运及港口工程等有关的作用时，应根据各部门设计规范的规定经具体分析后确定。4 主要符号4.0.1

6、分项系数极限状态设计式 0结构重要性系数； 设计状况系数； S()作用效应函数； R()结构抗力函数； Gk永久作用的标准值； Qk可变作用的标准值； Ak偶然作用的代表值； ak几何参数的标准值； fk材料性能的标准值； G永久作用的分项系数； Q可变作用的分项系数； m材料性能的分项系数； d1承载能力极限状态基本组合的结构系数； d2承载能力极限状态偶然组合的结构系数； d3正常使用极限状态短期组合的结构系数； d4正常使用极限状态长期组合的结构系数； C1正常使用极限状态短期组合的结构功能限值； C2正常使用极限状态长期组合的结构功能限值； 可变作用的长期组合系数。4.0.2 作用代表

7、值 pwr静水压强； pek外水压强标准值； ptr时均压强代表值； pfr脉动压强代表值； pcr水流离心力压强代表值； pfr脉动压力代表值； pir水流冲击力代表值； Hr水锤压力(水头)代表值； Vk垂直地应力标准值； hk水平地应力标准值； QVk围岩垂直压力标准值； Qhk围岩水平压力标准值； Fak主动土压力标准值； F0k静止土压力标准值； FSk埋管垂直土压力标准值； Ftk埋管侧向土压力标准值； pSk水平淤沙压力标准值； Fdk静冰压力标准值； Fbk动冰压力标准值； t单位切向冻胀力标准值； ht单位水平冻胀力标准值； Vt单位竖向冻胀力标准值； wk风荷载标准值； s

8、k雪荷载标准值； pwk浪压力标准值； pmax作用在桥机一边轨道上的最大轮压； Tmk截面平均温度变化标准值； Tdk截面等效线性温差变化标准值； Tck施工期温度作用标准值。4.0.3 材料性能 w水的密度； w水的重度； fic冰的抗压强度； fib冰的抗挤压强度； Sd淤沙的干重度； Sb淤沙的浮重度； S淤沙的内摩擦角； 填土的重度； R岩石的重度； c混凝土的重度； c填土的凝聚力； 填土的内摩擦角； 填土的有效内摩擦角； cc混凝土的比热； c混凝土的导热系数； ac混凝土的导温系数； c混凝土的表面放热系数。5 作用分类和作用效应组合5.1 作用分类及作用代表值5.1.1 结构

9、上的作用，可按作用随时间的变异分为下列三类： (1)永久作用； (2)可变作用； (3)偶然作用。 水工结构主要作用按随时间变异的分类可按附录A采用。5.1.2 水工结构设计时，对不同作用应采用不同的代表值。永久作用和可变作用的代表值采用作用的标准值；偶然作用的代表值，除本规范已有规定者外，可按有关标准的规定，或根据观测资料结合工程经验综合分析确定。5.1.3 本规范所列永久作用、可变作用的标准值和偶然作用的代表值以及作用的分项系数，均应按各章中的规定采用。5.2 作用效应组合5.2.1 水工结构设计时，应根据不同设计状况下可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用效

10、应组合，并采用各自最不利的组合进行设计。5.2.2 当结构按承载能力极限状态设计时，对应于持久设计状况和短暂设计状况应采用基本组合；偶然设计状况应采用偶然组合。偶然组合中应只考虑一种偶然作用。5.2.3 承载能力极限状态的基本组合应采用下列设计表达式： (5.2.3-1)式中：S()作用效应函数； R()结构抗力函数； 0结构重要性系数，对于结构安全级别为、和级的结构或构件，可分别采用1.1、1.0、0.9； 设计状况系数； d1承载能力极限状态基本组合的结构系数； ak几何参数的标准值； fk材料性能的标准值； m材料性能的分项系数； Gk永久作用的标准值； G永久作用的分项系数； Qk可变

11、作用的标准值； Q可变作用的分项系数。 承载能力极限状态的偶然组合应采用下列设计表达式： (5.2.3-2)式中：Ak偶然作用的代表值； d2承载能力极限状态偶然组合的结构系数。 在偶然组合中，偶然作用的分项系数应采用1.0；与偶然作用同时出现的某些可变作用，可对其标准值作适当折减。5.2.4 当结构按正常使用极限状态设计时，应根据结构设计要求分别采用作用的短期效应组合和长期效应组合，并可采用下列设计表达式： (1)短期效应组合： (5.2.4-1) (2)长期效应组合： (5.2.4-2)式中：c1、c2结构的功能限值； d3、d4正常使用极限状态短期组合、长期组合的结构系数； 可变作用长期

12、组合系数，按各类水工结构设计规范的规定采用。6 建筑物自重及永久设备自重6.1 建筑物自重6.1.1 水工建筑物(结构)的自重标准值，可按结构设计尺寸与其材料重度计算确定。水工建筑物常用材料的重度可参照附录B中表B1采用。6.1.2 大体积混凝土结构的材料重度，应根据选定的混凝土配合比通过试验确定。当无试验资料时，可采用23.5kN/m324.0kN/m3，或根据骨料重度、粒径按附录B中表B2采用。6.1.3 土坝(含土坝和堆石坝的防渗土体)的材料重度，应根据设计计算内容和土体部位的不同，分别采用湿重度、饱和重度或浮重度，其数值可根据压实干重度、含水量和孔隙率换算得出。堆石坝的材料重度应根据堆

13、石部位的不同，分别采用压实干重度或浮重度。 土石坝土体和堆石体的压实干重度应由压实试验确定。中、小型土石坝在初步计算缺乏资料时，其压实干重度可按附录B表B3采用，但最终应根据试验资料予以修正。6.1.4 建筑物(结构)自重的作用分项系数应按表6.1.4采用。表 6.1.4 建筑物(结构)自重的作用分项系数建筑物(结构)类型作用分项系数 大体积混凝土结构、土石坝1.0 普通水工混凝土结构、金属结构1.05(0.95) 地下工程混凝土衬砌1.1(0.9) 注： 1.括号内的数值在自重作用效应对结构有利时采用； 2.大体积混凝土结构系指依靠其重量抵抗倾覆、滑移的结构，如混凝土重力坝、厂房下部结构、重

14、力式挡土墙等； 3.除大体积混凝土结构以外的其他混凝土结构(如厂房上部结构、进水口的构架等)均作为普通水工混凝土结构6.2 永久设备自重6.2.1 永久设备的自重标准值采用设备的铭牌重量。6.2.2 永久设备自重的作用分项系数，当其作用效应对结构不利时应采用1.05，有利时应采用0.95。7 静 水 压 力7.1 一 般 规 定7.1.1 垂直作用于建筑物(结构)表面某点处的静水压强应按下式计算：pwrwH (7.1.1)式中：pwr计算点处的静水压强(kN/m2)； H计算点处的作用水头(m)，按计算水位与计算点之间的高差确定； w水的重度(kN/m3)，一般采用9.81kN/m3，对于多泥

15、沙河流应根据实际情况确定。7.1.2 应区分水工建筑物不同的设计状况，分别按持久设计状况、短暂设计状况和偶然设计状况下的计算水位确定相应的静水压力代表值。7.1.3 静水压力(包括外水压力)的作用分项系数应采用1.0。7.2 枢纽建筑物的静水压力7.2.1 坝、水闸等挡水建筑物和河床式水电站厂房在运用期静水压力代表值的计算水位应按下列规定确定： (1)持久设计状况，上游采用水库的正常蓄水位(或防洪高水位)，下游采用可能出现的不利水位； (2)偶然设计状况，上游采用水库的校核洪水位，下游采用水库在该水位泄洪时的水位； (3)短暂设计状况，采用设计预定该建筑物在检修期的上、下游水位。 注：与地震作

16、用组合时的静水压力代表值，其计算水位应按18.3的有关规定确定。7.2.2 对于泄水建筑物的首部挡水结构，其静水压力代表值的计算水位可按7.2.1所规定的上游计算水位采用。7.2.3 坝后式和岸边式水电站厂房静水压力代表值的下游计算水位，可按下列规定确定； (1)持久设计状况，采用厂房的设计洪水位； (2)偶然设计状况，采用厂房的校核洪水位； (3)厂房在施工、机组检修等短暂设计状况下的计算水位，按SD33589水电站厂房设计规范的有关规定确定。7.2.4 水工隧洞、压力管道及调压室等建筑物在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位，应根据水库特征水位结合建筑物具体运用条件，按照各类水工结构设计

17、规范的规定确定。7.2.5 临时性水工建筑物以及坝体在施工期渡汛时静水压力代表值的计算水位，应根据有关设计规范所规定的洪水标准计算确定。7.3 水工闸门的静水压力7.3.1 水工闸门在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位，应根据闸门的不同运用条件确定。7.3.2 设置在发电、供水、泄水和排沙等建筑物进水口(或泄水道内)的工作闸门或事故闸门，其持久设计状况和偶然设计状况下静水压力代表值的计算水位，应按7.2.1所规定的上游计算水位采用。对于溢洪道露顶式工作闸门，可不考虑偶然设计状况。7.3.3 设置在船闸上闸首的工作闸门，持久设计状况下静水压力代表值的计算水位应采用正常蓄水位或最高通航水位；偶

18、然设计状况应采用校核洪水位或最高挡水位。7.3.4 设置在泄水道、船闸等建筑物以及水电站引水道的进水口、尾水管出口等处的上、下游检修闸门，其短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位，应采用设计预定该建筑物检修时的上、下游水位。7.3.5 导流底孔和其他临时性挡水建筑物的闸门，应根据其临时挡水的洪水标准以及闸门的运用条件，确定相应短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位。7.4 管道及地下结构的外水压力7.4.1 混凝土坝坝内钢管放空时各计算断面的外水压力标准值可按以下规定确定： (1)钢管起始断面的外水压力为WH，钢管与下游坝面相接处的外水压力为零，其间压力沿管轴线按直线规律分布； (2)起始断面

19、作用水头H的计算水位宜采用正常蓄水位，折减系数可根据钢管外围的防渗、排水及接触灌浆等情况采用1.00.5。7.4.2 计算地下结构外水压力标准值时所采用的设计地下水位线，应根据实测资料，结合水文地质条件和防渗排水效果，并考虑工程投入运用后可能引起的地下水位变化等因素，经综合分析确定。7.4.3 作用于混凝土衬砌有压隧洞的外水压强标准值可按下式计算：pekewe (7.4.3)式中：pek作用于衬砌上的外水压强标准值(kN/m2)； e外水压力折减系数，按附录C采用； He作用水头(m)，按设计采用的地下水位线与隧洞中心线之间的高差确定。7.4.4 当无压隧洞和地下洞室设置排水措施时，可根据排水

20、效果和排水设施的可靠性对计算外水压力标准值的作用水头作适当折减，其折减值可采用工程类比或渗流计算分析确定。7.4.5 对于有钢板衬砌的压力隧洞，可按下列情况确定作用于钢管的外水压力标准值的作用水头： (1)对于埋深较浅且未设排水措施的压力隧洞，其外水压力作用水头宜按设计地下水位与管道中心线之间的高差确定； (2)当压力隧洞的顶部或外侧设置排水洞时，可在考虑岩层性能及排水效果的基础上，根据工程类比或渗流计算分析，对排水洞以上的外水压力作用水头作适当折减； (3)当钢衬外围设置排水管时，可根据排水措施的长期有效性，采用工程类比法或渗流计算，综合分析确定外水压力作用水头。8 扬压力8.1 一般规定8

21、.1.1 混凝土坝、水闸和水电站厂房等建筑物的扬压力，应按垂直作用于计算截面全部截面积上的分布力计算。8.1.2 作用于建筑物计算截面上的扬压力分布图形，应根据不同的水工结构型式，上、下游计算水位，地基地质条件及防渗、排水措施等情况确定。 确定扬压力分布图形时的上、下游计算水位，应与计算静水压力代表值的上、下游计算水位一致。8.1.3 计算截面上的扬压力代表值，应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定。其中，矩形部分的合力为浮托力代表值，其余部分的合力为渗透压力代表值。对于在坝基设置抽排系统的情况，主排水孔之前的合力为扬压力代表值；主排水孔之后的合力为残余扬压力代表值。8.2 混凝土坝的扬压力8

22、.2.1 岩基上各类混凝土坝坝底面的扬压力分布图形可按下列三种情况分别确定： (1)当坝基设有防渗帷幕和排水孔时，坝底面上游(坝踵)处的扬压力作用水头为H1，排水孔中心线处为H2(H1-H2)，下游(坝趾)处为H2，其间各段依次以直线连接见图8.2.1(a)、(b)、(c)、(d)；1排水孔中心线；2主排水孔；3副排水孔图8.2.1 坝底面扬压力分布(a)实体重力坝；(b)宽缝重力坝及大头支墩坝；(c)拱坝；(d)空腹重力坝；(e)坝基设有抽排系统；(f)未设帷幕及排水孔 (2)当坝基设有防渗帷幕和上游主排水孔，并设有下游副排水孔及抽排系统时，坝底面上游处的扬压力作用水头为H1，主、副排水孔中

23、心线处分别为11、22，下游处为H2，其间各段依次以直线连接见图8.2.1(e)； (3)当坝基未设防渗帷幕和上游排水孔时，坝底面上游处的扬压力作用水头为H1，下游处为H2，其间以直线连接见图8.2.1(f)。 上述情况中，渗透压力强度系数、扬压力强度系数1及残余扬压力强度系数2可按表8.2.1采用。8.2.2 坝体内部计算截面上的扬压力分布图形，当设有坝体排水管时，可按图8.2.2确定。其中排水管处的坝体内部渗透压力强度系数3可按下列情况采用： (1)实体重力坝、拱坝及空腹重力坝的实体部位采用0.2；表8.2.1 坝底面的渗透压力、扬压力强度系数坝型及部位坝 基 处 理 情 况(A)设置防渗

24、帷幕及排水孔(B)设置防渗帷幕及主、副排水孔并抽排HJ部位坝 型渗透压力强度系数主排水孔前的扬压力强度系数1残余扬压力强度系数2河床坝段实体重力坝0.250.200.50宽缝重力坝0.200.150.50大头支墩坝0.200.150.50空腹重力坝0.25拱 坝0.250.200.50岸坡坝段实体重力坝0.35宽缝重力坝0.30大头支墩坝0.30空腹重力坝0.35拱 坝0.35注： 1.当坝基仅设排水孔而未设防渗帷幕时，渗透压力强度系数可按表中(A)项适当提高。 2.拱坝拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数可按表中“岸坡坝段”采用0.35，但对于地质条件复杂的高拱坝，则应经三向渗流计算或试验验证

25、 (2)宽缝重力坝、大头支墩坝的无宽缝部位采用0.2，有宽缝部位采用0.15。 当未设坝体排水管时，上游坝面处扬压力作用水头为H1，下游坝面处为H2，其间以直线连接。8.2.3 坝底面和坝体内部扬压力的作用分项系数应按下列情况采用：1坝内排水管；2排水管中心线图8.2.2 坝体计算截面上扬压力分布(a)实体重力坝；(b)宽缝重力坝；(c)拱坝；(d)空腹重力坝 (1)浮托力的作用分项系数均采用1.0； (2)渗透压力的作用分项系数，对实体重力坝采用1.2；对宽缝重力坝、大头支墩坝、空腹重力坝以及拱坝采用1.1； (3)对于坝基下游设置抽排系统的情况，主排水孔之前扬压力的作用分项系数采用1.1，

26、主排水孔之后残余扬压力的作用分项系数采用1.2。8.2.4 当坝前地基面设有粘土铺盖，或多泥沙河流的坝前地基面上能形成淤沙铺盖时，可依据工程经验对坝踵及排水孔处的扬压力作用水头作适当折减。8.2.5 作用于护坦底面的扬压力分布图形，可根据相应设计状况下坝趾与护坦首部连接处的扬压力作用水头，以及护坦下游水位确定。若底部设置妥善的排水系统并具备检修条件且接缝间止水可靠时，可考虑排水对降低扬压力的影响。8.3 水闸的扬压力8.3.1 岩基上水闸底面的扬压力分布图形，可按8.2中实体重力坝情况确定。8.3.2 软基上水闸底面的扬压力分布图形，宜根据上、下游计算水位，闸底板地下轮廓线的布置情况，地基土质

27、分布及其渗透特性等条件分析确定。一般情况下，渗透压力可采用改进阻力系数法或流网法计算。改进阻力系数法见附录D。8.3.3 软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压力的分布图形可按下列情况确定： (1)当墙后土层的渗透系数小于地基渗透系数时，可近似地采用相应部位的闸底渗透压力分布图形； (2)当墙后土层的渗透系数大于地基渗透系数时，应按侧向绕流计算确定； (3)对于大型水闸，应经三向电拟试验或数值计算验证。8.3.4 水闸扬压力的作用分项系数，对于浮托力应采用1.0，渗透压力可采用1.2。8.4 水电站厂房和泵站厂房的扬压力8.4.1 岩基上河床式水电站厂房、泵站厂房底面的扬压力分布图形，可按8.2中岩基上

28、的实体重力坝情况确定；对于坝后式、岸边式水电站厂房，则参照岩基上实体重力坝情况具体分析确定。8.4.2 对于厂、坝为整体连接，或所设置的永久性变形缝已经止水封闭的岩基上的坝后式水电站厂房，厂房底面的扬压力分布图形应与坝体共同考虑。8.4.3 软基上河床式、岸边式水电站厂房以及泵站厂房底面的扬压力分布图形，可参照8.3中软基上的水闸情况确定。8.4.4 水电站厂房和泵站厂房扬压力的作用分项系数，对于浮托力应采用1.0，渗透压力可采用1.2。9 动 水 压 力9.1 一 般 规 定9.1.1 作用在水工建筑物过流面一定面积上的动水压力(包括时均压力和脉动压力)，应按该面积上各点动水压强的合力计算。

29、 动水压力一般可只计及时均压力，但当水流脉动影响结构的安全或引起结构振动时，应计及脉动压力的影响。9.1.2 计算动水压力时，应区分恒定流和非恒定流两种水流状态。对于恒定流，尚应区别渐变流或急变流等不同流态，并采用相应的方法计算。水电站压力水道系统内产生的水锤压力，应按有压管道的非恒定流计算。9.1.3 对于重要的或体形复杂的水工建筑物，其动水压力宜通过模型试验测定并经综合分析确定。9.2 渐变流时均压力9.2.1 渐变流时均压强的代表值，可根据相应设计状况下的水流条件，通过计算或试验求得水面线后按下式计算(见图7.2.1)：图9.2.1 时均压强计算示意ptrwghcos (9.2.1)式中

30、：ptr过流面上计算点A的时均压强代表值 (N/m2)； W水的密度(kg/m3)； g重力加速度(m/s2)； h计算点A的水深(m)； 结构物底面与水平面的夹角。9.2.2 渐变流时均压力的作用分项系数应采用1.05。9.3 反弧段水流离心力9.3.1 溢流坝等泄水建筑物反弧段底面上的动水压强近似取均匀分布，其代表值可按下式计算：pcrqwv (9.3.1)式中：pcr水流离心力压强代表值(N/m2)； q相应设计状况下反弧段上的单宽流量m3(sm)； v反弧段最低点处的断面平均流速(m/s)； R反弧半径(m)。9.3.2 溢流坝等泄水建筑物反弧段上离心力合力的水平及垂直分力代表值可按下

31、式计算：Pxrqwv(cos2cos1) (9.3.2-1)Pyrqwv(sin2sin1) (9.3.2-2)式中：P单位宽度上离心力合力的水平分力代表值(N/m)； Pyr单位宽度上离心力合力的垂直分力代表值(Nm）；1、2图9.3.2中所示的角度，取其绝对值。图 9.3.2 反弧段水流离心力示意9.3.3 作用于反弧段边墙上的水流离心力压强，沿径向剖面在水面处为零，在墙底处为Pcr，其间近似采用线性分布。Pcr可按式(9.3.1)计算，并垂直作用于墙面。9.3.4 反弧段水流离心力的作用分项系数可采用1.1。9.4 水流对尾槛的冲击力9.4.1 水流对消力池尾槛的冲击力代表值可按下式计算

32、： (9.4.1)式中：Pir作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值(N)； A0尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积(m2)； v水跃收缩断面的流速(m/s)； Kd阻力系数。对于消力池中未形成水跃、水流直接冲击尾槛的情况，可取Kd0.6；对于消力池中已形成水跃且3Fr10的情况，可取Kd0.10.5(弗氏数Fr大者Kd取小值，反之取大值)。9.4.2 水流冲击力的作用分项系数应采用1.1。9.5 脉动压力9.5.1 作用于一定面积上的脉动压力代表值可按下式计算：Pfrmpfr (9.5.1)式中：Pfr脉动压力代表值(n)； Pfr脉动压强代表值(Nm2)； A作用面积(m2)； m面积均化

33、系数，可按表9.5.1选用。 其中正、负号应按不利设计条件选定。9.5.2 脉动压强代表值可按下式计算： (9.5.2)式中：Kp脉动压强系数； v相应设计状况下水流计算断面的平均流速(m/s)，可根据水流条件确定。对于消力池水流，可取收缩断面的平均流速；对于泄槽水流，可取计算断面的平均流速；对于反弧鼻坎挑流，可取反弧最低处的断面平均流速。表9.5.1 面积均化系数结构部位溢流式厂房顶部、溢洪道泄槽、鼻坎平 底 消 力 池 底 板结构分块尺寸Lm5mLm5mLm/h20.51.01.5b/h20.51.01.50.51.01.50.51.01.5m0.100.140.550.460.400.4

34、40.370.320.370.310.27 注：Lm结构块顺流向的长度(m)；b结构块垂直流向的长度(m)；h2第二共轭水深(m)9.5.3 泄水建筑物不同部位的脉动压强系数可按表9.5.3-1及表9.5.3-2选用。对于重要工程，宜根据专门试验确定。表9.5.3-1 溢流厂房顶部、溢洪道泄槽及鼻坎的脉动压强系数Kp结 构 部 位溢流式厂房顶部溢洪道泄槽鼻 坎Kp0.0100.0150.0100.0250.0100.020表9.5.3-2 平底消力池底板的脉动压强系数Kp结 构 部 位Fr13.5Fr13.5所在位置0.0x/L0.20.030.030.2x/L0.60.050.070.6x/

35、L1.00.020.04 注：Fr1收缩断面的弗氏数；x计算断面离消力池起点的距离(m)；L消力池长度(m)9.5.4 脉动压力的作用分项系数应采用1.3。9.6 水 锤 压 力9.6.1 当水电站水轮发电机组的负荷突然变化时，相应设计状况下压力水道(包括蜗壳、尾水管及压力尾水道)内产生的水锤压力代表值可按下式计算：rKy0 (9.6.1)式中：Hr水锤压力(水头)代表值(m)； 水锤压力相对值，可用解析法或数值积分法求得；对于简单管路发生间接水锤时，可用附录E所列解析公式计算； H0静水头，即相应设计状况下上、下游计算水位之差(m)； Ky修正系数，根据计算方法与水轮机型式而定。当采用数值积

36、分等方法时，采用1.0；当采用附录E中的解析公式计算时，对于冲击式水轮机可采用1.0；对于反击式水轮机，应根据其转速经试验确定，当无试验数据时，混流式水轮机可采用1.2，轴流式水轮机可采用1.4。9.6.2 压力水道不同部位在持久设计状况(或偶然设计状况)下的水锤压力代表值，应按下列静水头和机组运行工况计算确定： (1)上游压力水道(包括抽水蓄能电站上游压力水道)，采用水库正常蓄水位(或校核洪水位)与厂房下游相应发电(或泄洪)尾水位之差，共一条压力水道的全部机组突然丢弃全部负荷； (2)下游压力水道，采用厂房下游设计洪水位(或校核洪水位)与相应上游水库水位之差，共一条下游压力水道的全部n台机组

37、由(n-1)台增至n台，或全部机组由三分之二负荷突然增至满载； (3)抽水蓄能电站的下游压力水道，按下游水库设计洪水位(或校核洪水位)在水泵工况扬程最小抽水量最大时，共一条下游压力水道的全部机组突然断电，导叶全部拒动； (4)经分析论证后，认为不存在全部丢弃负荷、全部导叶拒动的情况，亦可按机组部分丢弃负荷或部分导叶拒动考虑。9.6.3 上、下游压力管道中各计算截面的水锤压力水头值可按下列公式计算： (9.6.3-1) (9.6.3-2)式中：i上游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m)； Hj下游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m)； livi自上游进水口(调压室)至计算截面处各段压力水

38、道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和； ljvj自下游出口至计算截面处各段压力水道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和； Lvm自上游进水口(调压室)至下游出口的压力管道长度L(m)与流速vm（ms)的乘积。管道平均流速vm可按下式计算：式中：lv压力管道的各段长度(m)与其流速(m/s)的乘积之和。9.6.4 上游压力水道末端采用的水锤压力升高值，应不小于正常蓄水位下压力水道静水头的10%。对于设置调压室的压力水道，应根据具体情况考虑调压室涌波对水锤压力的影响。9.6.5 水锤压力的作用分项系数可采用1.1。10 地应力及围岩压力10.1 一 般 规 定10.1.1 地下结构是由围岩及其加

39、固措施构成的统一体，设计时应充分考虑围岩的自稳能力和承载能力。10.1.2 地下结构设计中所涉及的围岩作用，可根据岩体结构类型及其特征按下列情况分别考虑： (1)对于整体状、块状、中厚层至厚层状结构的围岩，岩体初始地应力及局部块体滑移为其主要作用； (2)对于薄层状及碎裂、散体结构的围岩，围岩压力为其主要作用。10.1.3 围岩岩体的结构类型及其特征，应按国家标准水利水电工程地质勘察规范的有关规定确定。10.1.4 岩体初始地应力及围岩压力的作用分项系数可采用1.0。10.2 岩体初始地应力(场)10.2.1 对于重要的地下工程，岩体初始地应力(场)宜根据现场实测资料，结合区域地质构造、地形地貌、地表剥蚀程度及岩体的力学性质等因素综合分析确定；当具有少量可用资料时，也可通过模拟计算或反演分析成果经综合分析确定。10.2.2 当无实测资料时，但符合下列条件之一者，可将岩体初始地应力场视为重力场，并按式(10.2.2-1)、式(10.2.2-2)计算岩体地应力标准值： (1)工程区域内地震基本烈度小于6度； (2)岩体纵波波速小于2500m/s； (3)工程区域