水工建筑物重力坝课程设计报告书

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浆砌石重力坝课程设计报告书

浆砌石重力坝课程设计报告书

《水工建筑物》系列课程设计--------重力坝电算课程设计指示书一、设计任务:浆砌石重力坝典型剖面设计二、设计内容:根据提供的水文、水利计算成果,在分析研究所提供的资料的基础上,进行水工建筑物的设计工作,设计深度为初步设计。

主要设计内容为:1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准2、通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面尺寸;3、通过坝基水平截面处坝体内部应力分析,定出坝体混凝土分区方案;4、坝体细部构造设计:廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。

三、设计作法分析基本资料,根据课堂所学内容,参照规范[1~3]各相应部分进行设计,对设计参数进行选取、方案进行拟定等。

设计中所需基本资料,除已给定之外,还有自行研究确定的。

四、基本资料(一)、设计标准:某水库位于某河道的上游,库区所在位置属高山峡谷地区。

根据当地的经济发展要求需修建水库,该工程以发电、灌溉、防洪为主。

拟建的水库总库容1.33亿立方米,电站装机容量9600kw。

工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规范规范[4]自行确定。

(二)、坝基地质条件1、开挖标准:本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.20m。

2、力学指标:坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f'=1.05,粘结力系数c'=900kPa。

3、基岩抗压强度:15002kg/cm(三)、特征水位经水库规划计算,坝址上、下游特征水位如下:P=0.1%校核洪水位为909.92m,相应下游水位为861.15m;P=1% 设计洪水位为907.32m,相应下游水位为859.80m;正常挡水位为905.70m;相应下游水位为855.70m;淤沙高程为842.20m;(四)、荷载及荷载组合荷载组合根据实际情况并参照规范[1~3]要求。

具体计算时选取了1种有代表性或估计其为控制性的组合进行设计计算。

有关荷载资料如下:1、筑坝材料:浆砌石容重5.233/m kN 。

水工建筑物重力坝课程设计

水工建筑物重力坝课程设计

1 工程总体布置工程等别及建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》,确定工程规模、工程等别、防洪标准及设计标准。

灌溉农田在50万亩以上,属于Ⅱ等中型工程。

发电在20万千瓦。

根据规范,按各指标中最高等级确定工程等别:综合取水库工程等级为Ⅱ等中型工程。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》中“水库大坝提级指标”表中的规定,混凝土和浆砌石重力坝大坝高度超过了100m,按提高一级的规定,大坝的建筑物级别提高为1 级。

其余永久性水工建筑物中的主要建筑物为2级,次要建筑物和临时建筑物为2 级,而洪水标准不提高。

2 非溢流坝坝体设计2.1 剖面拟定2.1.1 剖面设计原则1、设计断面要满足稳定和强度要求;2、力求剖面较小;3、外形轮廓简单;4、工程量小,运用方便,便于施工。

2.1.2 拟定基本剖面重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面,如图3—1,在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c 和扬压力U 的条件下,根据抗滑稳定和强度要求,可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。

根据工程经验,一般情况下,上游坝坡坡率n=0~0.2,常做成铅直或上铅直下部倾向上游;下游坝坡坡率m=0.6~0.8;底宽约为坝高的0.7~0.9 倍。

图3-1 重力坝的基本剖面图示2.1.3 拟定实用剖面一、确定坝顶高程1、超高值Δh 的计算(1)基本公式坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程,防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh,可由式(3-1)计算。

Δh = h1% + h z + h c(3-1)Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m;H1%—累计频率为1%时的波浪高度,m;h z—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m;h c—安全加高,按表3-1 采用,对于Ⅲ级工程,设计情况h c=0.4m,校核情况h c=0.3m。

07水工建筑物课程设计指导书-龙泉溪重力坝

07水工建筑物课程设计指导书-龙泉溪重力坝

《水工建筑物》课程设计指导书适用专业: 水利水电工程课程代码: 8512100学时: 2周学分: 2.0编写单位: 西华大学能源与环境学院水电系编写人: 张焕敏系(部)主任:分管院长:批准时间: 年月日1、课程设计的目的本课程设计是本科水利水电工程专业最重要的实践教学环节之一,其目的是:(1)、巩固和加深学生已掌握的专业知识。

(2)、培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。

(3)、训练学生计算、绘图等基本技能。

(4)、培养学生严肃认真、实事求是和刻苦钻研的作风。

2、课程设计组织形式由课程设计指导教师给每个学生提供不同的工程参数,每个学生根据课程设计任务书的要求并结合自己的工程参数按时、按质、按量和独立完成设计。

3、课程设计步骤(1)、熟悉资料。

(2)、根据教师提供的水文资料、地质资料、地形资料确定堰高和坝高。

(3)、根据稳定条件和应力条件选择合理的非溢流坝剖面。

(4)、溢流坝剖面设计(孔口布置设计与堰面曲线设计)。

(5)、消能设计与验算。

(6)、细部构造设计(坝顶交通布置、坝内廊道布置、防渗排水措施等)。

(7)、设计说明书的编写。

(8)、设计图纸的绘制。

(9)、成果整理,上交设计全部成果并答辩。

4、课程设计要点(1)、确定工程等级。

(2)、在已知设计洪水位、设计泄洪量、校核洪水位、校核泄洪量的前提下,确定堰顶高程和坝顶高程。

(3)、非溢流坝基本剖面的拟订。

(4)、溢流坝剖面及消能方式的拟订。

(5)、非溢流坝实用剖面和溢流坝实用剖面的设计和静力校核:1)非溢流坝实用剖面设计。

2)确定正常和非常情况的荷载组合及荷载计算。

3)正常和非常工况下分别对非溢流坝和溢流坝进行整体稳定计算,校核其安全性。

要求采用极限状态设计法进行稳定验算。

4)正常和非常工况下分别对非溢流坝和溢流坝的坝趾进行承载能力极限状态计算,坝踵则进行正常使用极限状态验算。

若不满足承载能力极限状态或正常使用极限状态的要求,原则上要修正剖面重新设计!(6)、消能设计:1)选择闸墩型式及尺寸;2)用水力学方法决定消能结构的各部分尺寸;3)估算消能效果及应采取的消能措施。

重力坝课程设计doc

重力坝课程设计doc

重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程,通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成,它的作用是把流过的河水向上压抑,以提高河流的稳定性,防止洪水,并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。

二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究,以确定建造重力坝的最佳位置和材料。

2.重力坝的设计,要考虑重力坝的高度、深度等参数,还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求,确定防洪排污设施等。

3.施工难度较大,要求施工人员具备较强的技术水平,建造时需要按照规划进行,尤
其是对混凝土施工要求严格,大坝结构要求较高。

4.建造完毕后,要经常进行检查和维护,以保证重力坝的安全运行。

三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质,防止水库中的污染,提高
水生态环境等;
2.在水力发电方面,重力坝利用发电厂结构附属设备,从水势中提取能量而产生电能
供人们使用;
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用,它可以改变河流的流向,从而改变其航向,有助于渡河船只的安全航行;
4.此外,重力坝建设也是一种美化环境的手段,它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护,而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观,使河流被点缀成一种美丽的风景。

四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环,在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。

但是,由于重力坝设计施工难度较大,施工需求较高,在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素,以保证重力坝的安全可靠。

水工建筑物课程设计

水工建筑物课程设计

湖南农业大学东方科技学院课程设计说明书课程名称:水工建筑物题目名称:重力坝非溢流坝段基本及实用剖面班级:20 级水利水电专业班姓名:学号:指导教师:评定成绩:教师评语:指导老师签名:20 年月日《水工建筑物》课程设计任务书一、 设计课题名称重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计二、 设计基本条件某重力坝坝底高程为▽835.2米,满库水位高程为▽888.68米,(摩擦系数)。

;,;;0.6f m t 3.2m t 0.10.1K 5.03h 31=====∂γγ 三、 设计内容及要求1. 计算基本剖面坝高h 和坝底宽B ;2. 计算上游边坡和下游边坡系数n 、m ;3. 确定实用剖面坝顶高程和坝顶宽度;4. 分别用1∶500的比例画出基本剖面和实用剖面;5. 验算该重力坝的抗滑稳定性。

四、 完成时间:一周五、 参考资料:自行查阅相关资料命题人:建筑工程教研室20 年 月 日重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计一、基本剖面的拟定(一)基本剖面的形状重力坝承受的主要荷载是自重、静水压力和扬压力。

坝体挡水高度越大,需要用来维持稳定的自重应越大;自重越大,需要用来降低应力的剖面宽度应越大;而三角形剖面最符合这个要求。

三角形剖面的重心低,剖面宽度随着水深的增加而加大,应力小,稳定性最好。

综合各方面因素考虑,重力坝的基本剖面采用三角形。

(二)基本剖面的尺寸取单位宽度的坝体进行研究,以最高水位齐三角形基本剖面顶尖,按下游无水情况设计。

图1中T为坝宽,H为坝高,n、m分别为坝上、下游面的边坡系数,λ为底宽比例系数,γ分别为混凝土及水的重度。

γ、hW为坝体自重,P、W分别为坝上游面的水平水压力和铅直水压力,U 为坝基面扬压力。

因为f=0.6 较小,因此需采用倾斜坝面,利用上游水重帮助坝体稳重;但由于受到应力条件限制,λ不能随意变化。

因此,需按应力控制条件和稳定条件来综合设计。

1、基本剖面坝高HH=888.68-835.2=53.48m2、基本剖面坝底宽B(1)按应力控制条件拟定基本剖面尺寸该坝库满时,如图,计算主要荷载坝体自重: 2TH W h γ=水平水压力:H P 2γ=铅直水压力:2TH W 1γλ=扬压力:2HT U 1γ∂=坝底水平截面形心的作用()1BH W=W+Q U=2h γλγαγ-+-∑ 22h 12B H 23212h H M B γγλγλγαγ⎛⎫=-+-- ⎪⎝⎭∑ 坝底水平截面的边缘垂直正应力:()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∂--+-=221h yu T H 21H γγλλγλγσ ()22h ydT H H γλγγγλσ+--= 0s y σ=根据设计要求,不允许坝基面出现拉应力,则的条件为:B H =即 (a)(2)按稳定条件确定基本剖面根据纯摩公式得:BH ≤[]1hKfγλαγ⎛⎫+-⎪⎝⎭(b)(3)根据设计原则:联立(a)和(b)对λ进行求解,即=[]1hKfγλαγ⎛⎫+-⎪⎝⎭令[]K=1.0,则λ=0.31或-0.852当λ=0.31>0.2时,坝踵会出现拉应力;当λ=-0.852<0时,坝上游坡倒悬太大,出现倒坡情况故取λ=0.2,代入(b)得BH=1/1.2则B= H /1.2=53.48/1.2m=44.57m故该坝底宽为:44.57m3、上下游边坡系数n、m()()67.048.5357.442.01HT1m=⨯-=-=λ17.048.5357.442.0HTn=⨯==λ二、实用剖面的确定拟定基本剖面时,只简单地考虑了坝体自重和与坝顶齐平的水压力和扬压力三项主要荷载,没有考虑对坝在运用上的要求。

水工建筑物设计说明书

水工建筑物设计说明书

《水工建筑物》宁村水库重力坝课程设计说明书班级:水利水电工程131班学生:郭宇轩指导教师:张小飞完成时间:2017.1.8广西大学土木建筑工程学院目录第一章工程概况 (3)1、工程位置 (3)2、工程任务 (3)3、主要建筑物 (3)4、地形资料 (3)5、地质资料 (3)6、水文资料 (4)7、其它资料 (4)第二章枢纽布置 (4)1、确定该工程等级、建筑物的级别和设计洪水标准 (4)2、坝址选择 (5)3、坝线选择 (5)4、坝型选择 (5)5、确定主要建筑物及位置 (6)6、泄水建筑物形式及孔口尺寸拟定 (6)第三章挡水坝设计 (8)1、确定坝顶高程 (8)2、确定建基面高程 (8)3、确定坝顶宽度 (8)4、确定上下游坝坡 (8)5、拟定挡水坝剖面。

见附图所示。

(8)6、坝体强度和稳定承载能力极限状态计算 (8)7、绘制水平截面上正应力分布图,见附图所示。

(8)第四章溢流坝设计 (8)1、溢流坝断面设计 (8)2、泄水能力校核 (10)3、效能防冲设计 (10)4、坝体强度和稳定极限状态设计 (11)第五章坝基处理 (11)1、基础开挖及清理 (11)2、清基工作 (11)3、基础固结灌浆 (11)4、帷幕灌浆 (11)5、坝基排水 (11)6、断层破碎带和软弱夹层处理 (12)第六章细部构造设计 (12)1、坝顶布置 (12)2、坝内廊道 (12)3、坝体分缝及止水 (12)5、坝体混凝土分区 (13)第七章工程量计算 (14)宁村水库重力坝设计第一章工程概况1、工程位置宁村水库位于南宁盆地北缘,高峰山南麓,南宁市明秀乡宁村河上。

宁村河发源于高峰山脉南部燕尾岭,流经安吉河至心圩河后汇入邕江。

水库集雨面积10.93平方公里,坝址以上河长9.4公里,河道平均坡降0.96%,河道平均水深2米左右。

2、工程任务宁村水库的主要任务是保证南宁的环境用水,并兼有灌溉之用。

3、主要建筑物挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物4、地形资料(1)、1:500坝址地形图,另附(2)、1:500坝轴线工程地质剖面图5、地质资料(1)库区工程地质宁村水库库区为砂岩、页岩、泥岩组成的碎屑岩系,库盘出露的岩层以泥岩为主,岩石渗透性微弱,岩层产状稍平缓,交错层理发育。

重力坝课程设计报告doc

重力坝课程设计报告doc

设计内容一、 确定工程等级由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3m ,属于大(2)型,永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级,次要建筑物和临时建筑物为3级。

一、 确定坝顶高程(1)超高值Δh 的计算Δh = h1% + hz + hcΔh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m ; H1% —累计频率为1%时的波浪高度,m ;hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m ; hc —安全加高,按表3-1 采内陆峡谷水库,宜按官厅水库公式计算(适用于0V <20m/s 及 D <20km ) 下面按官厅公式计算h1% , hz 。

11312022000.0076ghgD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 11 3.752.15022000.331mgL gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭22l z h Hh cthLLππ=式中:D ——吹程,km ,按回水长度计。

m L ——波长,mz h ——壅高,mV0 ——计算风速h ——当2020250gDv = 时,为累积频率5%的波高h5%;当202501000gDv = 时, 为累积频率10%的波高h10%。

规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应由累积频率为P (%)的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换超高值Δh 的计算的基本数据设计洪水位 校核洪水位 吹程D (m ) 524.19 965.34 风速0v (m ) 27 18 安全加高c h (m ) 0.4 0.3 断面面积S (2m ) 1890.57 19277.25 断面宽度B (m ) 311.80314.44正常蓄水位和设计洪水位时,采用重现期为50 年的最大风速,本次设计027/v m s =;校核洪水位时,采用多年平均风速,本次设计018/v m s =。

a.设计洪水位时Δh 计算: 18902.5760.62311.80m S H m B ===设设 波浪三要素计算如下: 波高:21131229.819.81524.190.0076272727h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.82m 波长:113.752.15229.819.81524.190.331272727mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =8.95m 壅高:220.823.140.378.95z mh h L π==⨯≈2209.81524.197.0527gD v ⨯=≈,故按累计频率为005计算 0.82060.62m m h H =≈,由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.82 1.02h h m =⨯=⨯≈0.4c h m =1%z c h h h h ∆=++1.020.370.41.89m=++=b.校核洪水位时Δh 计算:19277.2561.31314.44m S H m B ===设设 波高:21131229.819.81965.340.0076181818h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.27m波长:113.752.15229.819.81965.340.331181818mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =7.03m 壅高:220.613.140.257.03z mh h L π==⨯≈2209.81965.3429.2318gD v ⨯=≈,故按频率为005计算 0.61063.31m m h H =≈,由由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.270.34h h m =⨯=⨯≈0.3c h m =1%z c h h h h ∆=++0.340.250.30.89m=++=(2)、坝顶高程:a.设计洪水位的坝顶高程: h ∇=+∆设设设计洪水位 445 1.89446.89m=+=b.校核洪水位的坝顶高程: h ∇=+∆校校校核洪水位446.310.89447.20m=+=为了保证大坝的安全,选取较大值,所以选取坝顶高程为447.2m三、 非溢流坝实用剖面的设计和静力校核(1) 非溢流坝实用剖面的拟定拟定坝体形状为基本三角形。

水工建筑物课程设计(重力坝)

水工建筑物课程设计(重力坝)

水工建筑物课程设计(重力坝)1000字一、前言重力坝是水利工程中广泛应用的水工建筑物之一,具有简单、稳定、可靠等特点。

为了能够更好地学习和理解重力坝的设计与施工,本文将结合实际工程案例,介绍重力坝的基本概念、设计要点、施工过程以及安全措施。

二、概述重力坝是指靠坝体自身的重力抵抗水压力,并使坝体能够保持在平衡状态的坝。

重力坝通常具有比较宽的顶宽、大坝底宽,以及垂直或近垂直的坝面。

三、设计要点1. 坝体稳定性重力坝的稳定性是设计的重点之一,因此坝体的自重和坝前水柱作用所产生的水压力必须能够平衡。

为了保证坝体的稳定性,需要进行相应的坝体截面优化和稳定分析。

2. 溢洪道设计溢洪道是重力坝防洪的主要措施之一,需要根据坝址洪水特征和设计洪水确定相应的溢洪道参数。

一般来说,溢洪道的设计应该充分考虑坝上游的泄洪需求,同时确保洪水能够安全地通过坝址,避免发生洪水冲毁等事故。

3. 切尾设计切尾是指将河床河岸的土质挖出,以便于坝底的施工和加强重力坝的水密性。

在切尾的设计中应该充分考虑河床河岸土质的稳定性,避免在切尾过程中发生坍塌和滑坡等不安全情况。

四、工程案例以南岸水库为例,该水库位于河南省某市,总库容为 3.3亿立方米,控制流域面积为1117.1平方千米,最大蓄水位为265.5米。

该水库为一座重力坝,具体参数如下:1. 坝址基础岩层接触深度: -76米2. 坝顶标高: 277.5米3. 坝顶长度: 534.75米4. 坝顶宽度: 10.5米5. 坝脚标高: 206米6. 坝脚长度: 342米7. 坝脚宽度: 42米8. 坝高: 71.5米五、施工过程1. 剥离坝址土层:将坝址表土和浮石剥离至基岩层,同时进行基岩凿打和清理。

2. 贴面铺垫:在坝址的基础岩层上进行界板定位和方案确认,贴面铺垫,同时进行模板安装。

3. 混凝土浇筑:进行混凝土浇筑之前,需要对混凝土原材料进行检测和质量监控,保证混凝土强度和性能符合设计要求。

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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272.63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,库区无渗漏问题。

3.4、气象资料:最高气温为42℃,最低气温为-8℃,多年平均最大风速为14s m ,水库吹程为1.4km3.5、淤泥:百年后坝前淤沙高程为286.6米,淤积泥沙摩擦角取︒=0ϕ,淤沙浮容重为33108m N ⨯二、坝体剖面拟定1、 工程等级总库容为17.9亿立方米,确定为大(1)型水库,等级为Ⅰ级。

2、确定坝高2.1、超高值Δh 的计算坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程,防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh ,可由式(2-1)计算。

Δh = h1% + hz + hc (2-1) Δh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m ; h1% —累计频率为1%时的波浪高度,m ;hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m ;hc —安全加高,由于该工程的级别为Ⅰ级,故查得设计洪水位情况hc =0.7m ;校核洪水位情况hc =0.5m 。

下面按官厅公式计算h1% , hz 。

V 0 为计算风速,14m/s ;D 为吹程,1.4km ;波高h l :gD/V 02=70∈(20~250),为累计频率5%的波高h5%,规规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应乘以1.24;首先计算波浪高度h l 和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度hz 。

(1) 设计洪水位时:设计洪水位时Δh 计算,风速采用多年平均最大风速 V 0=14m/s ,吹程D=1.4km 。

波浪三要素计算如下:波高h l =0.0166 V 05/4 D 1/3=0.0166×14^(5/4)×1.4^(1/3)=0.50m 波长L=10.4(h l )0.8 =10.4×0.5^0.8=6.00m雍高hz=πhl2/Lcth2πH/L=3.14×0.5^2/6.0×cth(2×3.14×80.9/6.0)=0.13m计算得出h=h 5% =0.50m ,因gD/V 02=70,h 1%=1.24h 5%=0.62m ; hz = 0.13m ; hc = 0.7m Δh = h 1% + hz + hc=0.62+0.13+0.7=1.45m(2) 校核洪水位时:计算方法同上,hc=0.5m ,Δh = h 1% + hz + hc=0.62+0.13+0.5=1.25m 2.2、坝高计算坝顶高程按下式计算,并选用其中较大值 坝顶高程=设计洪水位+Δh 设=349.9+1.45=351.35m 坝顶高程=校核洪水位+Δh 校=350.4+1.25=351.65m 取校核洪水位时的情况351.65m为保证坝体运行安全,需设置防浪墙,取1.2m ,坝顶高程取为▽350.5m 。

坝基面高程为269m,坝顶高程为350.5m,坝高为350.5-269=81.5m 。

3、 拟定坝顶宽度因无特殊要求,根据规的规定,坝顶宽度可采用坝高的8%~10%取值,且不小于2m 并应满足交通和运行管理的需要。

按坝高的10%计算,即为6.52m ~8.15m ,考虑到上游防浪墙、下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等,取坝顶宽为8m ,以满足大坝维修作业通行需要。

4、 拟定剖面尺寸拟定坝体形状为基本三角形。

本次设计采用上游坝面铅直,下游倾斜的形式。

该形式为实际工程中经常采用的一种形式,具有比较丰富的工程经验。

下游坝坡坡率m=0.6~0.8,取m=0.8。

计算得坝底宽度为B=0.8×81.5=65.2m 。

坝体剖面示意图如图二-1。

校核设计正常:图二-1 坝体剖面示意图三、稳定分析1、荷载及其组合重力坝的主要荷载主要有:自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力等,常取1m坝长进行计算。

荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。

基本组合属于设计情况或正常情况,由同时出现的基本荷载组成。

特殊组合属校核情况或非常情况,由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。

设计时应从这两类组合中选择几种最不利的、起控制作用的组合情况进行计算,使之满足规中规定的要求。

本次荷载组合分二种(1)、基本组合为设计洪水位情况,其荷载组合:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力;(2)、特珠组合为校核洪水位情况,其荷载组合:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。

2、设计洪水情况荷载计算:2.1、自重W坝体自重的计算公式: W =Vγc(kN)(3-1)式中 V——坝体体积,m3;由于取1m坝长,可以用断面面积代替,通常把它分成如图三-1 所示的若干个简单的几何图形分别计算重力;γc——坝体混凝土的重度(本设计中混凝土的重度为24kN/ m3)图三-1分解后的两部分自重:W1=24×8×81.5=15648kNW2=1/2×24×71.5×57.2=49077.6kNW= W1+ W2=15648+49077.6=64725.6kN取坝底部中点为力矩作用中心点O,则W1作用点至O点的力臂L1=32.6-4=28.6mW2作用点至O点的力臂L2=32.6-(8+57.2/3)=5.53m;竖向力对O点的弯矩(顺时针为“-”,逆时针为“+”):MOW1= 15648×28.6=447532.8KN·mMOW2=49077.6×5.53=271399.128KN·m∑MOW=447532.8+271399.128=718931.928 KN·m2.2、静水压力P静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载,计算时常分解为水平水压力PH和垂直水压力PV两种,本设计上游坝面只有水平水压力,下游有水平和垂直两种压力。

如图三-2所示。

图三-2根据水力学公式计算公式为:水平水压力PH式中:H—计算点处的作用水头,m;γw —水的重度,常取9.81 kN/m3;按水重计算。

垂直水压力PVH上=349.9-269=80.9mH下=271.90-269=2.9m上游水压力:P上H=1/2×9.81×80.9×80.9=32102.29kN (→)下游水平水压力:P下H=1/2×9.81×2.9×2.9=41.25KN(→)下游垂直水压力:P下v=1/2×9.81×2.32×2.9=33.00KN(↓) 上游水压力力臂L上H=80.9/3=26.97m下游水平水压力力臂L下H=2.9/3=0.97m下游垂直水压力力臂L下V=32.6-2.32/3=31.83m静水压力对O点的弯矩(顺时针为“-”,逆时针为“+”):MoP上H=-32102.29×26.97=-865798.76KN·mMoP下H=41.25×0.97=40.01KN·mMoP下V=-33.00×31.83=1050.39 KN·m水平水压力对O点的弯矩:MoP=-865798.76+40.01-1050.39=-866809.14KN·m2.3 、扬压力U (设帷幕灌浆,设排水孔)根据规,排水处扬压力折减系数:α=0.25,如图三-3 所示,将扬压力分成四部分,U1,U2,U3,U4。

图三-3U4=28.45×65.2=1854.94 kNU3=1/2×(189.50-28.45)×57.2=4606.03kNU2=(189.50-28.45)×8=1288.4kNU1=1/2×(793.63-189.50)×8=2416.52kNU=U1+U2+U3+U4=10165.89kNU4作用点至O点的力臂L4=0U3作用点至O点的力臂L3=32.6-(57.2/3+8)=5.53mU2作用点至O点的力臂L2=32.6-8/2=28.6mU1作用点至O点的力臂L1=32.6-8/3=29.93 m竖向扬压力力对O点的弯矩(顺时针为“-”,逆时针为“+”):Mo1=-2416.52×29.93=-72326.44 KN·mMo2=-1288.4×28.6=-36848.24KN·mMo3=-4606.03×5.53=-25471.35KN·mMo4=0∑MOU=0-72326.44-36848.24-25471.35=-134646.03KN·m2.4、泥沙压力Ps一般计算年限取50~100 年,本设计取100年,水平泥沙压力Ps 为:式中:γsb——泥沙的浮容重,8kN/m3;hs ——坝前淤沙厚度,286.6-269=17.6m;Φs ——淤沙的摩擦角,( 0°)。

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