水工建筑物——重力坝

重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物，是世界坝工史上最古老、也是采用最多的坝型之一。

混凝土重力坝示意图

世界上最高的重力坝是瑞士的大狄克逊（Grand Dixence）整体式重力坝（1962年建成），坝高285m。我国已建的重力坝有刘家峡（148m）、新安江（105m）、三门峡（106m）、丹江口（110m）、丰满、潘家口等，其中，高坝有20余座。三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175m和216.5m。

早在公元前2900年，埃及人就已经开始在尼罗河上修建浆砌石重力坝。到19世纪，水泥问世后才出现了混凝土重力坝。20世纪60年代后，由于施工技术的发展和机械化水平的提高，重力坝的坝高、坝型、结构、施工方法

等均产生了很大的变化。

重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和因温度变化而引起坝体开裂。为了防止漏水，在缝内设多道止水。垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。坝基要求布置防渗排水设施。

一、重力坝的特点

重力坝的优点

1、工作安全，运行可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高，耐久性好。因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战争等破坏的能力都比较强。据统计，在各种坝型中，重力坝失事率相对较低。

2、对地形、地质条件适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上；当坝高不大时，也可修建在土基上。

3、泄洪方便，导流容易。可采用坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置紧凑。在施工期可以利用坝体导流，不需另设导流隧洞。

4、施工方便，维护简单。大体积混凝土，可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较方便。在后期维护、扩建、补强、修复等方面也比较简单。

5、受力明确，结构简单。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构简单，受力明确，稳定和应力计算都比较简单。

重力坝的缺点

1、坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。

2、坝体与坝基接触面积大，坝底扬压力大，对坝体稳定不利。

3、坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩，将引起不利的温度应力和收缩应力。因此，在浇筑混凝土时，需要有较严格的温度控制措施。

二、重力坝的分类

1、按坝的高度分类。坝高低于30m的为低坝，高于70m的为高坝，坝高为30～70m的为中坝。坝高是指坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面的高度。

2、按泄水条件分类。按泄水条件分为溢流重力坝和非溢流重力坝。溢流坝段和坝内设有泄水孔的坝段统称为泄水坝段，非溢流坝段也叫挡水坝段。

3、按筑坝材料分类。按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。

4、按坝体结构型式分类。

①实体重力坝

②宽缝重力坝

③空腹（腹孔）重力坝

④预应力锚固重力坝

⑤支墩坝（平板坝、连拱坝、大头坝）

重力坝和支墩坝的型式见下图：

重力坝的型式

（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝；（c）空腹重力坝；（d）预应力锚固重力

坝

支墩坝的型式

（a）平板坝；（b）连拱坝；（c）大头坝

水工建筑物重力坝课程设计报告书

水工建筑物课程设计 ——重力坝：武亮学号： 2011101812 班级： 11水利水电工程（本）04 指导老师：洁

目录一、原始资料(数据) (2) 二、坝体剖面拟定 (3) 三、稳定分析 (5) 四、应力分析 (13) 五、溢流坝面设计 (15) 六、细部构造设计 (17) 七、地基处理设计 (19) 附录1：参考资料 (21) 附录2：坝体剖面图 (21)

一、原始资料(数据) 某枢纽以发电为主，兼顾防洪灌溉。水库建成后，还可以提高下游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。 1、水库特征： 1.1、水库水位： ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米 1.2、下泄流量及相应下游水位：①千年一遇洪水的下泄流量13770s m 3，相应下游水位271.90米；②五千年一遇洪水的下泄流量15110m 3，相应下游水位27 2.63米 1.3、库容：总库容为17.9亿立方米考虑开挖后，坝基面高程269m 2、综合利用效益： 2.1、装机容量20万千瓦，年发电量7.4亿度。 2.2、防洪：可将千年一遇洪峰流量以18200s m 3削减至13770s m 3；可将五千年一遇洪峰流量从21200s m 3削减至15110m 3；可灌溉农田30万亩；此外还可改善航运条件，库区可从事养殖。 3、自然条件： 3.1、地形：坝址位于峡谷出口段，左岸地势较低，山坡较缓；右岸地势较高，山坡较陡。 3.2、地质：坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩。岩性坚硬完整，新鲜岩石饱和极限抗压强度在60-80Mpa 以上，坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩, 饱和极限抗压强度为30-40 Mpa 。坝基坑剪断摩擦系数f 经野外试验及分析研究确定为1.0-1.1；坝基坑抗剪断凝聚力为0.6-0.8 Mpa 。 3.3、水文地质：坝址水文地质较简单。相对不透水层埋藏深度一般在35米以，

水工建筑物及其答案

一,填空题(每题1分,共26分) 1,碾压土石坝按坝体的防渗材料及其结构分为( ),( ),( )三类. 2,重力坝的基本剖面是( )土石坝的基本剖面是( ). 3,重力坝的泄洪和( )比较容易解决. 4,重力坝按照缝的作用分有( ),( ),( )三种缝. 5,水库枢纽组成的三大主件有( ),( ),( ). 6,波浪的三要素是( ),波浪高,波浪长. 7,土石坝是散粒体结构,坝体必须采取( )措施. 8,发电孔是有压泄水孔它的工作闸门设在( )口. 9,水闸必须具有适当的( ),以减小基底压力. 10,闸门按其工作性质分为( ),工作闸门,检修闸门三种闸门. 11,隧洞进口建筑物的形式有( ),( ),塔式,岸塔式四种形式. 12,水闸两端与堤,坝或河岸连接处需设置连接建筑物.它们包括上,下游翼墙,边墩或( )和( )等. 13,取水枢纽按其有无拦河闸(坝)可分为( )和( )两种类型. 14,水工隧洞有( ),( ),( )三部分组成. 得分评分人二,判断题(每题2分,共10分) 对的划+,错的划— 1,溢流面上的混凝土必须具有足够的耐久性.( ) 2,重力坝裂缝会影响坝的整体性和抗渗性.( )

3,平压管是埋于重力坝内部的充气管.( ) 4,土石坝的垂直防渗措施是铺盖. ( ) 5,水闸的辅助消能工有消力墩和消力齿.( ) 得分评分人三,选择题:(每题2分,共20分) 1. 重力坝横向贯穿性裂缝会导致( ) A.漏水和渗透侵蚀性破坏 B.坝的整体性下降 C.大坝的抗剪强度下降 D.局部应力集中 2. 在重力坝温度控制措施中,哪一项是不易控制的( ) A.稳定温度 B.水化热温升 C. 混凝土入仓温度 D.最高温度 3.设计的坝顶高程是针对( )情况而言的 (A) 坝刚建好时的(B) 坝体沉降稳定后以后(C) 坝施工中的(D) 坝体还未沉降时 4.我国土石坝设计规范要求中坝的最小顶宽为( )米. (A) 10～15(B) 5～10(C) 10～20(D) 15～20 5. 下面的哪一个材料不宜作为板桩的材料( ) A . 木材 B . 混凝土 C . 钢筋混凝土 D . 钢材 6. 下面的哪一选项不是连接建筑物( ) A . 边墩和岸墙 B . 翼墙 C . 底板 D . 齿墙 7.在较好的岩基上宜采用( )消能

水工建筑物作业答案

《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一.平时作业 (一)绪论 1、我国的水资源丰富不？开发程度如何？解决能源问题就是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富,但人均拥有量少,所以应选不丰富。我国水资源开发利用程度接近25%,从全国而言,不完全一样,呈现“北高南低”,南方特别就是西南,水资源丰富而利用量少,利用程度低,而北方尤其就是西北干旱地区与华北地区利用程度高。解决能源问题应优先开发水电,因为水能在可再生能源中就是开发技术最成熟,开发经验最丰富,发电成本最经济。 2、什么就是水利枢纽？什么就是水工建筑物？与土木工程其她建筑物相比,水工建筑物有些什么特点？水利枢纽就是修建在同一河段或地点,共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。水工建筑物就是控制与调节水流,防治水害,开发利用水资源的建筑物。水工建筑物特点:工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。 3、水工建筑物有哪几类？各自功用就是什么？挡水建筑物:用以拦截江河,形成水库或壅高水位。如拦河坝、拦

河闸。泄水建筑物:用以宣泄多余水量,排放泥沙与冰凌,或为人防、检修而放空水库等,以保证坝与其她建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、隧洞。输水建筑物:为灌溉、发电与供水的需要,从上游向下游输水用的建筑物。如:引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。取(进)水建筑物:就是输水建筑物的首部建筑物,如引水隧洞的进口段、进水闸等。整治建筑物、专门建筑物。整治建筑物(改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道与保护河岸)。专门性水工建筑物(为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物)。 4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。上游水库水深加大,流速降低,河流带入水库的泥沙会淤积下来,逐渐减少水库库容,这实际上最终决定水库的寿命。较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼,对渔业有利,但坝对原河鱼的回游成为障碍,任何过鱼设施也难以维持原状,某些鱼类品种因此消失了。水库调蓄的水量增加农作物灌溉的机会;但水温可能不如原来情况更适应作物生长。此外,库水化学成分的改变,营养物质浓集导致水的异味或缺氧等,也会对生物带来影响。人们应该充分考虑生态等因素及影响,合理开发河流。

(完整版)水工建筑物2重力坝

第二章重力坝学习要求目的： 1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国内外发展概况和趋势。 2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。 3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。 4.掌握重力坝应力分析的目的和内容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。 5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。 6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。 7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。重点： 1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。 2.重力坝的荷载及其计算方法。 3.重力坝的稳定分析方法。 4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。 5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。 6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。 7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。难点： 1.混凝土重力坝的设计要求和类型。 2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。 3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。 4.坝体边缘应力的计算。 5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。 6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。 7.固结灌浆、帷幕灌浆。学习要点章节学习内容： 1.混凝土坝的类型，国内外发展概况和趋势。 2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。 3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。 4.重力坝的稳定分析。稳定的概念及影响因素，稳定分析方法、安全系数指标的选用及评

重力坝稳定及应力计算书..

5.1重力坝剖面设计及原则 5.1.1剖面尺寸的确定重力坝坝顶高程1152.00m，坝高H=40.00m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度m B10 。考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～0.2，下游边坡坡率m=0～0.8。故上游边坡坡率初步拟定为0.2，下游边坡坡率初步拟定为0.8。上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为1138.20m。下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为1148.50m。 5.1.2剖面设计原则重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 5.2重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1基本原理与荷载组合重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表4.5。表4.5 荷载组合表组合情况相关工况自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力冰压力地震荷载动水压力土压力基本正常√√√√√√

东农第三学期水工建筑物作业全部答案样本

水工建筑物网上作业题参照答案绪论参照答案一、填空题 1、等、级 2、五等，5级 3、防洪工程、灌溉排水工程或称农田水利工程、水力发电工程、供水和排水工程、航道及港口工程、环境水利工程 4、单一安全系数法，分项系数极限状态法二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的 1、√ 2、Χ 三、名词解释水工建筑物：为了满足防洪规定，获得发电、航运等方面效益，需要在河流适本地段修建不同类型建筑物，用来控制和分派水流，这些建筑物统称为水工建筑物水利枢纽：是由不同类型水工建筑物构成综合体称。水利工程：是指对自然界地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目而修建工程。四、问答题 1、答：挡水建筑物（拦河坝）、泄水建筑物（溢流坝）、输水建筑物（渠道）、取(引)水建筑物（进水闸）、整治建筑物（丁坝）、专门建筑物（船闸） 2、答：水利工程按其对水作用分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水解决工程等。 3、答：（1）工作条件复条；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境影响也大；（4）失事后果严重重力坝参照答案一、填空题 1、挡水、泄水 2、波高、波长、波浪中心线超过静水位高度 3、剩余推力法、被动抗力法、等安全系数法 4、沉降缝、温度缝、施工缝 5、实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝 6、挡水重力坝和泄水重力坝

7、混凝土重力坝和浆砌石重力坝 8、顶部曲线段，中间直线段和下部反弧段 9 底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消力 10升温期、降温期、稳定期二、判断并改错，对画√，错画×，并改对的 1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、× 10 √ 11、√ 三、名词解释重力坝：是依托坝体自重满足稳定和强度规定大体积混凝土挡水建筑物。扬压力：在上下游水位差作用下，地基里产生渗入水流对建筑物基底面产生垂直向上渗入水压力称为扬压力，涉及浮托力和渗入压力两某些。重力坝基本剖面：重力坝在坝体自重、静水压力和扬压力三项荷载作用下，满足稳定和强度规定并使工程量最小三角形剖面。重力坝实用剖面：在重力坝基本剖面基本上，依照交通和运营管理等需要，修订完善重力坝剖面。四、问答题 1、答：重力坝在水压力及其他荷载作用下必须满足稳定和强度规定：稳定规定：重要依托坝体自重产生抗滑力来抵抗水平水压力等荷载产生滑动力。强度规定：依托坝体自重产生压应力来抵消由于水压力等荷载所产生拉应力来满足。 2、答：（1）将坝上游面做成倾向上游，运用坝面上水重来提高坝抗滑稳定性。（2）采用有利开挖轮廓线：开挖坝基时，将坝踵高程减少，使坝基面倾向上游；当岩基比较结实时，可开挖成锯齿状，形成局部倾向上游斜面，（3)设立齿墙：可在坝踵部位设立齿墙，切断较浅软弱面（4）抽水办法：当下游水位较高，坝体承受浮托力较大时，可考虑在坝基面设立排水系统，定期抽水以减少坝底浮托力。（5）加固地基：涉及帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层解决等将某些坝段或整个坝体横缝进行局部或所有灌浆，以增强坝整体性和稳定性。（6）预加应力办法：在接近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力。 3、答：廊道作用有：帷幕灌浆、排水、观测、检查和交通。 4、答：重力坝特点有：（1）安全可靠；（2）对地形、地质条件适应能力强；（3）枢纽泄洪问题容易解决；（4）便于施工导流；（5）施工以便；（6）构造作用明确；（7）坝体剖面尺寸大，材料用量多；（8）坝体应力较低，材料强

讲解重力坝设计例题

讲解重力坝设计例题：一．基本资料某高山峡谷地区规划的水利枢纽，拟定坝型为混凝土重力坝，其任务以防洪为主、兼顾灌溉、发电，为3级建筑物，试根据提供的资料设计非溢流坝剖面。 1．水电规划成果上游设计洪水位为355.0 m，相应的下游水位为331.0 m；上游校核洪水位356.3 m ，相应的下游水位为332.0 m；正常高水位354.0 m；死水位339.5 m。 2．地质资料河床高程328.0 m，约有1~2 m覆盖层，清基后新鲜岩石表面最低高程为326.0m。岩基为石炭岩，节理裂隙少，地质构造良好。抗剪断强度取其分布的0.2分位值为标准值，则摩擦系数 ' ck f=0.82，凝聚力' ck c =0.6MPa。 3．其它有关资料河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程337.1 m。泥沙浮重度为6.5kN/ m3 ，内摩擦角φ=18°。枢纽所在地区洪水期的多年平均最大风速为15m/s，水库最大风区长度由库区地形图上量得D=0.9km。坝体混凝土重度γc =24kN/m3，地震设计烈度为6度。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，80%保证率，fckd强度标准值为10MPa，坝基岩石允许压应力设计值为4000kPa。二．设计要求：（1）拟定坝体剖面尺寸确定坝顶高程和坝顶宽度，拟定折坡点的高程、上下游坡度，坝底防渗排水幕位置等相关尺寸。（2）荷载计算及作用组合该例题只计算一种作用组合，选设计洪水位情况计算，取

常用的五种荷载：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力。列表计算其作用标准值和设计值。（3）抗滑稳定验算可用极限状态设计法进行可靠度计算。（4）坝基面上下游处垂直正应力的计算，以便验算地基的承载能力和混凝土的极限抗压强度。重力坝剖面设计图（单位：m）三．非溢流坝剖面的设计 ●资料分析该水利枢纽位于高山峡谷地区，波浪要素的计算可选用官厅公式。因地震设计烈度为6度，故不计地震影响。大坝以防洪为主，3级建筑物，对应可靠度设计中的结构安全级别为Ⅱ级，相应结构重要性系数γ0=1.0。坝体上的荷载分两种组合，基本组合（设计洪水位）取持久状况对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd =1.2；偶然组合（校核洪水位）取偶然状况对应的设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd =1.2。坝趾抗压强度极限状态的设计状况系数同前，结构系数γd =1.3。可靠度设计要求均采用作用（荷载）设计值和材料强度设计值。作用（荷载）标准值乘以作用（荷载）分项系数后的值为作用（荷载）设计值；材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值为材料强度设计值。本设计有关（荷载）作用的分项系数查表2-10得：自重为1.0；静水压力为1.0；渗透压力为1.2；浮托力为1.0；淤沙压力为1.2；浪压力为1.2。混凝土材料的强度分项系数为1.35；因大坝混凝土用90 d龄期，大坝混凝土抗压强度材料分项系数取2.0；热扎Ⅰ级钢筋强度分项系数为1.15；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级为1.10。材料性能分项系数中，对于混凝土与岩基间抗剪强度摩擦系数 ' ck f为1.3，凝聚力' ck c为3.0。

水工建筑物重力坝设计计算书样本

一、非溢流坝设计 ( 一) 、初步拟定坝型的轮廓尺寸 (1)坝顶高程的确定 ①校核洪水位情况下: 波浪高度 2h l=0.0166V5/4D1/3=0.0166×185/4×41/3=0.98m 波浪长度 2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×0.980.8=10.23m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×0.982/10.23=0.30m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值 h c=0.3m 坝顶高出水库静水位的高度△h校=2h l+ h0+ h c=0.98+0.30+0.3=1.58m ②设计洪水位情况下: 波浪高度2h l=0.0166(1.5V)5/4D1/3=0.0166×(1.5×18)5/4×41/3=1.62m 波浪长度 2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×1.620.8=15.3m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×1.622/15.3=0.54m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值 h c=0.4m 坝顶高出水库静水位的高度△h设=2h l+ h0+ h c=1.62+0.54+0.4=2.56m ③两种情况下的坝顶高程分别如下: 校核洪水位时: 225.3+1.58=226.9m 设计洪水位时: 224.0+2.56=226.56m 坝顶高程选两种情况最大值226.9 m, 可按227.00m设计, 则坝高227.00-174.5=52.5m。

(2)坝顶宽度的确定本工程按人行行道要求并设置有发电进水口, 布置闸门设备, 应适当加宽以满足闸门设备的布置, 运行和工作交通要求, 故取8米。 (3)坝坡的确定考虑到利用部分水重增加稳定, 根据工程经验, 上游坡采用1: 0.2, 下游坡按坝底宽度约为坝高的0.7～0.9倍, 挡水坝段和厂房坝段均采用1: 0.7。 (4)上下游折坡点高程的确定理论分析和工程实验证明, 混凝土重力坝上游面可做成折坡, 折坡点一般位于1/3~2/3坝高处, 以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。根据坝高确定为52.5m, 则1/3H=1/3×52.5=17.5m, 折坡点高程=174.5+17.5=192m; 2/3H=2/3×52.5=35m, 折坡点高程=174.5+35=209.5m, 因此折坡点高程适合位于192m~209.5m之间, 则取折坡点高程为203.00m。挡水坝段和厂房坝段的下游折坡点在统一高程216.5m处。 (5)坝底宽度的确定由几何关系可得坝底宽度为T=( 203-174.5) ×0.2+8+(216.5-174.5) ×0.7=43.1m (6)廊道的确定坝内设有基础灌浆排水廊道, 距上游坝面6.1m, 廊道底距基岩面4m, 尺寸 2.5× 3.0m( 宽×高) 。 (7)非溢流坝段纵剖面示意图

水工建筑物重力坝设计计算书

一、非溢流坝设计（一）、初步拟定坝型的轮廓尺寸 (1)坝顶高程的确定 ①校核洪水位情况下：波浪高度2h l=0.0166V5/4D1/3=0.0166×185/4×41/3=0.98m 波浪长度2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×0.980.8=10.23m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×0.982/10.23=0.30m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值h c=0.3m 坝顶高出水库静水位的高度△h =2h l+ h0+ h c=0.98+0.30+0.3=1.58m 校 ②设计洪水位情况下：波浪高度2h l=0.0166(1.5V)5/4D1/3=0.0166×(1.5×18)5/4×41/3=1.62m 波浪长度2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×1.620.8=15.3m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×1.622/15.3=0.54m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值h c=0.4m =2h l+ h0+ h c=1.62+0.54+0.4=2.56m 坝顶高出水库静水位的高度△h 设 ③两种情况下的坝顶高程分别如下：校核洪水位时：225.3+1.58=226.9m 设计洪水位时：224.0+2.56=226.56m 坝顶高程选两种情况最大值226.9 m，可按227.00m设计，则坝高227.00-174.5=52.5m。 (2)坝顶宽度的确定本工程按人行行道要求并设置有发电进水口，布置闸门设备，应适当加宽以满足闸门设备的布置，运行和工作交通要求，故取8米。 (3)坝坡的确定考虑到利用部分水重增加稳定，根据工程经验，上游坡采用1：0.2，下游坡按坝底宽度约为坝高的0.7～0.9倍，挡水坝段和厂房坝段均采用1：0.7。 (4)上下游折坡点高程的确定理论分析和工程实验证明，混凝土重力坝上游面可做成折坡，折坡点一般位于1/3~2/3坝高处，以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。根据坝高确定为52.5m，则1/3H=1/3×52.5=17.5m，折坡点高程=174.5+17.5=192m；2/3H=2/3×52.5=35m，折坡点高程=174.5+35=209.5m，所以折坡点高程适合位于192m~209.5m之间，则取折坡点高程为203.00m。挡水坝段和厂房坝段的下游折坡点在统一高程216.5m处。 (5)坝底宽度的确定由几何关系可得坝底宽度为T=（203-174.5）×0.2+8+(216.5-174.5)×0.7=43.1m

(2014版)水工建筑物作业参考答案

东北农业大学网络教育学院水工建筑物网上作业题绪论一、填空题 1、为了将工程安全和工程造价合理地统一起来，首先应对水利枢纽分_______，然后对枢纽中的建筑物分_______。 2、根据水利水电工程的分等分级指标，将水利水电工程分为等，工程中的水工建筑物分为级， 3、水利工程按其承担的任务可以分为、、、、、等 4、我国水工设计规范规定，设计时一定要保持有安全储备，设计方法有和。二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确 1、二等水利枢纽中只能含2级以下主要建筑物和次要建筑物。 2、水利水电枢纽工程的等级按其在国民经济中的作用划分。三、名词解释水工建筑物水利枢纽水利工程四、问答题 1、水工建筑物按其作用分类可分为哪几种？各举1例？ 2、水利工程按其对水的作用可分哪几种？ 3、水工建筑物的特点（也是水利工程的特点）有哪些？重力坝一、填空题 1、溢流重力坝既是_ __ _ 建筑物又是 _ _建筑物。 2、波浪三要素是指_ _、_ _ 和_ _。 3、刚体极限平衡法分析重力坝深层抗滑稳定的三种方法分别是 _ _、_ _和 _ _。 4、重力坝的缝按作用分有_ _缝、 _缝和 _ _缝三种。 5、重力坝按构造不同可分为、、三种。 6、重力坝按作用分可分和两种。 7、重力坝按筑坝材料分可分为和两种。 8、泄水重力坝的溢流面由、和三部分组成。 9溢流重力坝的消能方式有_ _、_ _、_ _和 __ _四种。 10重力坝坝体温度变化过程分 _期、_ _期和_ _期三个阶段。二、判断并改错，对的画√，错的画×，并改正确 1、浪压力在静水位处强度最大。 2、对混凝土重力坝的坝体混凝土进行分区是为了施工方便。 3、扬压力会减小重力坝对坝基面的有效重量，对坝体稳定有利。 4、地基约束引起的应力常引起表面裂缝，故对重力坝而言危害不大。 5、检修闸门的工作条件是在静水中启闭。 6、为了避免坝体开裂重力坝沿坝轴线方向每隔一定距离设置一道横缝。 7、单宽流量越大，溢流孔口净宽愈小，溢流坝长度和配套工程量也愈小，因此选择单宽流量愈大愈好。 8、工作闸门是用来控制下泄流量的，要求能在动水中启闭。 9、重力坝的分缝内均应设键槽，槽面尽量与主应力方向平行或垂直，以减小缝面剪力。 10当下游尾水深低于跃后水深时，应降低护坦高程或采用组合式消力池。 11、重力坝表面裂缝主要是坝体内外温差引起的。三、名词解释第1页

重力坝计算..

********************************************************************** 重力坝计算 ---------------------------------------------------------------------- [计算简图] ---------------------------------------------------------------------- [用户输入信息] 1.坝体基本信息重力坝级别: 5级结构安全级别: III 级结构重要性系数: 0.90 重力坝类型: 实体重力坝坝体高度: 9.500m 坝顶标高: 82.500m 坝顶宽度: 3.000m 2.坝体分层信息分层编号分层厚度(m) 上游坡度下游坡度 1 1.000 0.00 0.00 2 5.000 0.00 -0.70 3 3.500 0.20 -0.70

3.水位信息水位状态上游水位(m) 下游水位(m) 水的容重(kN/m3) 正常蓄水位 81.500 74.200 10.000 设计洪水位 81.990 74.700 10.000 校核洪水位 82.200 75.100 10.000 冬季库水位 81.500 74.200 10.000 4.永久设备没有永久设备! 5.附加荷载没有附加荷载! 6.扬压力坝内设防水帷幕和排水系统坝内没有设抽排系统主排水孔位置: 1.000m 渗透压力强度系数: 0.75 坝内没有设排水管其中排水管及排水孔的位置均为距离坝顶面上游端点的水平距离 7.淤沙压力坝体上游没有淤沙 8.浪压力坝体位置类型: 内陆峡谷地区计算风速(50年一遇): 50.000m/s 计算风速(多年平均最大): 50.000m/s 底坡: 18.50 正常蓄水位--风区长度: 300.000m 设计洪水位--风区长度: 300.000m 校核洪水位--风区长度: 350.000m 正常蓄水位--风区内平均水深: 4.500m 设计洪水位--风区内平均水深: 4.800m 校核洪水位--风区内平均水深: 5.000m 9.冰压力用户不考虑冰作用 10.土压力上游没有填土下游没有填土

水工建筑物

第一部分：工程绪论名词解释：土木工程：是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制、治理、调配、保护，开发利用，以达到除害兴利的目的而修建的工程。水利枢纽：为实现一项或多项水利任务，在一个相对集中的场所修建若干不同类型的水工建筑物组合体，以控制调节水流。水工建筑物：为控制调节水流防治水患和开发利用水资源而兴建的承受水作用的建筑物。降雨量：从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，称为降雨量洪水三要素：洪峰、洪量、峰现时间水位：河流，湖泊，海洋及水库等水体的自由水面离固定基面的高程，以m计流量：单位时间内通过某一过水断面的水量含沙量：单位体积水中所含泥沙的重量。是研究河床演变的重要物理量。流速：在某一特定方向上，水流在某点的运动速率。设计水位：是指水利工程设计时所设计的水位，一般要考虑工程运行的抗洪能力及枯水季的可运行能力。校核水位：是指历年高低水位统计计算得到的水位。死水位：也叫枯水位，不能正常发挥甚至完全不能发挥功能的低水位。一般为泄洪洞或引水洞、发电洞三者中的底口的最低高程。兴利水位：能够在设计期内正常发挥功能的高水位和低水位范围；总库容：水库某一水位以下或两水位之间的蓄水容积表征水库规模的主要指标。通常均指坝前水位水平面以下的静库容。校核洪水位（关系水库安全的水位）以下的水库容积称总库容防洪库容：为了削减洪峰、防止下游洪水灾害而进行水库径流调节所需的库容。一般是指汛期坝前限制水位以上到设计洪水位之间的库容。兴利库容：正常蓄水位至死水位之间的水库容积。死库容：水库死水位以下的水库容积。除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不动用这部分库容内的水量。问题简答： 1.水工建筑物的分类、特点。答：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物、为灌溉、发电、过坝需要而兴建的专门建筑物。特点：①受自然条件制约多，地形、地质、水文、气象等对工程选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资影响很大。②工作条件复杂，如挡水建筑物要承受相当大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床和岸坡具有强烈的冲刷作用等。③施工难度大，在江河中兴建水利工程，需要妥善解决施工导流、截流和施工期度汛，此外，复杂地基的处理以及地下工程、水下工程等的施工技术都较复杂。④大型水利工程的挡水建筑物失事，将会给下游带来巨大损失和灾难。 2.水利工程的分类、分类：按目的或服务对象可分为：防止洪水灾害的防洪工程；防止旱、涝、渍灾为农业生产服务的农田水利工程,或称灌溉和排水工程;将水能转化为电能的水力发电工程；改善和创建航运条件的航道和港口工程；为工业和生活用水服务，并处理和排除污水和雨水的城镇供水和排水工程；防止水土流失和水质污染，维护生态平衡的水土保持工程和环境水利工程；保

水工建筑物——重力坝习题及答案

第二章复习思考题 1.结合重力坝的工作条件，分析其优缺点 2.重力坝设计必须包括哪些主要内容？ 3.为什么扬压力对重力坝的应力及稳定均不利？ 4.画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置了封闭的灌浆帷幕、排水孔幕的布置和抽排水设施时的扬压力图形。 5.为什么要进行荷载组合？什么是基本荷载和基本荷载组合，什么是特殊荷载和特殊荷载组合？ 6.重力坝抗滑稳定计算公式有哪几种？试比较各公式的基本理论、优缺点和适用条件。 7.提高重力坝抗滑稳定性有哪些措施？ 8.重力坝应力分析的目的是什么？ 9.重力坝应力分析的材料力学有哪几条基本假定？ 10.用材料力学法计算重力坝应力，其强度标准是什么？ 11.重力坝为什么要分缝？需要分哪些缝？ 12.纵缝有哪几种？各有什么优缺点？ 13.廊道有哪些作用？如何确定各种用途廊道的形式、尺寸和位置？布置廊道系统的原则是什么？ 14.坝身排水孔的作用是什么？距上游坝面的距离、孔距如何确定？ 15.重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？这些要求与天然地基的条件之间有哪些矛盾？ 16.试述重力坝固结灌浆的目的、设计内容、原则和方法。 17.试述重力坝防渗帷幕灌浆的目的、设计内容、原则和方法。综合测试 1.扬压力即为：（A）渗透压力；（B）浮压力；（C）渗透压力和浮压力之和；（D）渗透压力减去浮压力。 2.基本荷载是：（A）出现机会较多的荷载；（B）出现机会较少的荷载；（C）出现机会较多的荷载和出现机会较少的荷载之和；（D）基本荷载和一种或几种特殊荷载。 3.摩擦公式认为：（A）坝体与坝基为胶结状态；（B）坝体与坝基为接触状态；（C）坝体与坝基为连接状态；（D）坝体与坝基为作用状态。 4.材料力学法假定（A）水平截面上的垂直正应力呈曲线分布；（B）水平截面上的垂直正应力呈均匀分布；（C）水平截面上的垂直正应力呈不均匀分布；

重力坝设计例题

水工建筑物课后作业20104011-16

《水工建筑物》课程课后作业 §1绪论 1.1、兴建水利工程有哪些利弊？ 1.2、简述防洪工程的措施？ 1.3、试列举雅砻江、金沙江及大渡河流域上已建和在建的水电站有哪些？ §2水工建筑物设计综述 2.1、水利工程为什么要分等分级？要考虑哪些因素指标？ 2.2、不同级别水工建筑物在设计上的具体区别有哪些？ §3岩基上的重力坝 3.1、在网上查找一重力坝失稳实例，并分析说明原因？ 3.2、试从重力坝的设计角度，列举几种降低其造价的措施。 3.3、坝底扬压力由哪几部分组成？在上、下游水位不变的前提下，试列举几个降低扬压力的措施？ 3.4、重力坝相关设计题目一道。某水库位于某地区主河道的上游，属高山峡谷地区。现根据当地的经济发展要求修建一水利枢纽，其功用以发电、灌溉、防洪为主。拟建的水库总库容1200万立方米；电站装机容量8000kw，灌溉农田83.6万亩。现经论证，本工程拟采用砼重力坝作为挡水建筑物。经有关部门初步计算，水库校核洪水位91.5m，建基面高程为30m，下游最高尾水位为34m，相应计算波高1.1m,壅高0.15m。坝顶需设1.2m高防浪墙。工程指定闸门采用移动式启闭机，轨距10m，坝顶无交通要求。要求完成以下作业内容: (1)依据已知资料确定该工程的工程等别及重力坝的级别。 (2)按步骤有理有据的初步拟定该重力坝的坝顶高程、坝顶宽及上、下游坝坡。 (3)要求在坐标纸上按比例及线条要求，根据以上数据绘出该重力坝的剖面图。 3.5、简述水工建筑物中防止空蚀发生的措施。 3.6、对于题目3.4，若堰顶高程取80m，试以挑流消能为例，设计出开敞溢流式重力坝的剖面尺寸，并于坐标纸上绘出（严格按照比例）。 3.7、简述溢流重力坝过坝水流消能的原理、四种基本消能方式的消能原理？ 3.8、简述重力坝地基处理的基本流程。 3.9、试绘出重力坝横缝、纵缝、水平缝的示意图，标明尺寸范围，且要注意局部细节处理？ 3.10、重力坝与两岸山体连接的接缝如何处理？ 3.11、画出重力坝砼的分区示意图，并简单说明各部分对砼耐久性能的要求。 3.12、碾压混凝土坝的防渗措施有哪些？ §4拱坝 4.1、在网上查找一拱坝失稳实例，并分析说明原因。 4.2、拱坝的中心角的取值对坝体的稳定和强度有何影响？ 4.3、拱坝的温度荷载及封拱温度如何定义？拱坝封拱时应满足什么条件？ 4.4、温升及温降的定义如何？其对坝体的稳定性及强度有何影响？ §5土石坝

《港口水工建筑物》课后思考题习题答案.doc

第一章一、试叙述码头按不同方式分类的主要形式、工作特点及其适用范I 一、按平面布置分类: 1、顺岸式：可分为满堂式和引桥式。满堂式装卸作业、堆货管理、运输运营由前向后连成一片，具有快速量多的特点、联系方便；引桥式装卸作业在顺岸码头完成，堆货、运输需通过引桥运载到后方的岸上进行。适用于建设场地有充足的码头岸线。 2、突堤式：可分为窄突堤和宽突堤主要运用于海港前者沿宽度方向是一个整体结构，后者沿宽度方向的两侧为码头结构，码头结构中通过填料筑成码头面。主要运用于海港。 3、墩式码头：非连续性结构，墩台与岸用引桥链接，墩台之间用人行桥链接、船舶的系靠山系船墩和靠船墩承担，装卸作业在另设的工作平台上进行。在开敞式码头建设中应用较多。二、按断面形式分类： 1、直立式：便于船舶的停靠和机械直接开到码头前沿，有较好的装卸效率。适用于水位变化不大的港口。 2、斜坡式：斜坡道前方没有泵船作码头使用机械难以靠近码头前沿，装卸效率低。运用于水位变化大的上、中游河港或海港。 3、半斜坡式：用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流 4、半直立式用于高水位时间较长，而低水位时间较短的水库港三、按结构形式分类： 1、重力式：分布较广，使用较多，依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定，其自重力大。地基承受的压力大。适用于地基条件较好的地基。 2、板桩式：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。除特别坚硬会哦过于软弱的地基外，一般均可采用。 3、高桩码头：在软弱地基上修建的，工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基 4、透空的重力式结构：混合结构二、码头由哪几部分组成？各部分的作用是什么? 一、码头可分为：主体结构、码头附属结构。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。二、各部分作用：上部结构：1、将上部结构的构件连成整体2、直接承受船舶荷载和地面使用荷载并将这些荷载传给下部结构3、作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础下部结构和基础：1、支承上部结构，形成直立岸壁2、将作用在上部结构的和本身荷载传给地基。玛头附属设施用于船舶系靠和装卸作业。三、码头结构上的作用如何分类？其作用代表值如何取值？ A作用分类: 一、按时间的变异分类: 1、永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的，其作用代表取值仅有标准值 2、可变作用：在设计基准期内，其量值随时间变化与平均值相比不可忽略的作用，如堆货荷载、流动荷载，其作用代表取值有标准值、频遇值和准永久值 3、偶然荷载：在设计基准期内不一定出现其量值很大而且持续时间很短的作用其作用代表取值一般根据观测和试验综合分析确定。二、按空间位置分类： 1、固定作用：在结构上具有固定分布的作用，如结构自重力。 2、自由作用：在结构的的一定范围内可以任意分布的作用，如堆货、流动起重运输机械荷载等。三、按结构反应分类： 1、静态作用：加载过程中结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重力。 2、加载过程中产生的不可忽略的加速度的作用如船舶撞击力。 B作用代表值的取值：一、承载能力极限状态： 1、持久组合：主导可变作用取标准值，非主导可变作用取组合值（标准值乘以组合系数中） 2、短暂组合：对由环境条件引起的可变作用，按有关结构规范的规定确定，其他作用取可能出现的最大值为标准值。3. 偶然组合：均按现行业标准中的有关规定执行。

水工建筑物重力坝实例

重力坝设计例题：一．基本资料某高山峡谷地区规划的水利枢纽，拟定坝型为混凝土重力坝，其任务以防洪为主、兼顾灌溉、发电，为3级建筑物，试根据提供的资料设计非溢流坝剖面。 1．水电规划成果上游设计洪水位为355.0 m，相应的下游水位为331.0 m；上游校核洪水位356.3 m ，相应的下游水位为332.0 m；正常高水位354.0 m；死水位339.5 m。 2．地质资料河床高程328.0 m，约有1～2 m覆盖层，清基后新鲜岩石表面最低高程为326.0m。岩基为石炭岩，节理裂隙少，地质构造良好。抗剪断强度取其分布的0.2分位值为标准值，则摩擦系数 ' ck f =0.82，凝聚力 ' ck c =0.6MPa。 3．其它有关资料河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程337.1 m。泥沙浮重度为6.5kN/ m3，内摩擦角φ=18°。枢纽所在地区洪水期的多年平均最大风速为15m/s，水库最大风区长度由库区地形图上量得D=0.9km。坝体混凝土重度γ c =24kN/m3，地震设计烈度为6度。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，80%保证率，fckd强度标准值为10MPa，坝基岩石允许压应力设计值为4000kPa。二．设计要求：（1）拟定坝体剖面尺寸确定坝顶高程和坝顶宽度，拟定折坡点的高程、上下游坡度，坝底防渗排水幕位置等相关尺寸。（2）荷载计算及作用组合该例题只计算一种作用组合，选设计洪水位情况计算，取常用的五种荷载：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力。列表计算其作用标准值和设计值。（3）抗滑稳定验算可用极限状态设计法进行可靠度计算。