《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计

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水工建筑课程课程设计-混凝土重力坝设计

水工建筑课程课程设计-混凝土重力坝设计
2、防浪墙顶高程的确定
设计防浪墙顶高程H设=70.8+3.25=74.05m,校核防浪墙顶高程H校=72.1+1.90=74m。
防浪墙顶高程取以上两者中的最大值,故四舍五入取大值,将防浪墙顶高程取为74.10m,完全符合“高出静水位最小超高1m”的要求。在现场条件允许的情况下,为了安全起见,本坝的坝基考虑下到微风化层顶部,故本坝的最大坝高为50.1m。
微风化岩顶面:150—160Mpa
3、坝体混凝土与岩基的摩擦系数
坝体混凝土与弱风化岩的抗剪断摩擦系数:0.85;抗剪断粘聚力1.0Mpa。
坝体混凝土与微风化岩的抗剪断摩擦系数:1.05;抗剪断粘聚力1.3Mpa。
二、水库特征
表1水库特征值
正常高水位
死水位
淤积高程
总库容
正常设计吹程
校核水位吹程
70.0m
为防止波浪漫过坝顶,防浪墙顶在各种水位以上还应有相应的超高
1、安全超高:
Δh正=hl+hz+hc(m)
式中:
hL——波浪高度,坝顶部上游面多为竖直方向,垂直方向传来的波浪在此坝面产生的驻波,浪顶高出波浪中心线的高度是其余波浪的两倍。
hz——波浪中心线至静水位的高度。
hc——安全加高,参照《水工建筑物》坝顶安全加高选取表,选坝的设计安全加高为0.5m,校核安全加高为0.4m。
47.0m
42.0m
9.21×108m3
4km
4.5km
表2各种频率下的水位和流量
频率(%)
5
1
0.1
0.05
上游水位(m)
70.0
70.8
72.1
72.8
下游水位(m)
35.0

重力坝课程设计

重力坝课程设计

1. 课程设计目的混凝土坝电算课程设计是水工建筑物教学计划中一个重要的实践性教学环节,对培养和提高学生的水工结构设计基本技能,启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。

课程设计包括重力坝设计的主要理论与计算问题,通过课程设计可以达到综合训练的目的。

1).学会融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识,完成重力坝较完整的设计计算过程,以加深对所学理论的理解与应用。

培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能,全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。

2).培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力。

提高查阅和应用参考文献和资料的能力。

2. 课程设计题目描述和要求1).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SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准可得,本设计的工程规模为大(2)型,工程等级为Ⅱ级,永久建筑物的主要建筑物级别为2级。

2).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827.7m 。

②力学指标:坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f '=0.9~1.1,粘结力系数c '=700~800kPa 。

本设计抗剪断摩擦系数f '=1.07,粘结力系数c '=850kPa③基岩抗压强度:15002/cm kg 3).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842.70m ;4).荷载及荷载组合荷载应按实际情况进行分析,决定计算内容。

水工建筑物重力坝设计计算书

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=2h l+ h0+ h c=0.98+0.30+0.3=1.58m 坝顶高出水库静水位的高度△h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。

水工建筑物重力坝毕业设计模板

水工建筑物重力坝毕业设计模板

水工建筑物重力坝毕业设计模板××水力发电枢纽工程重力坝设计一、前言1、流域概况及枢纽任务××是罗江上的一条南北向大支流,河流全长295公里,流域面积850平方公里。

流域形状略呈菱形,上下游狭窄,中游宽大,河道坡陡流急,具有暴涨暴落的特性。

本枢纽工程以发电为主,兼顾防洪、灌溉,对航运和木材筏运也适当加以解决。

水库总库容22.6亿立方米,装机容量24.8万千瓦,灌溉上游农田130万亩,确保减免昌州市(福州市)及附近50万亩农田和南江县(南平县)的洪灾。

2、经水文、水利调洪演算确定:死水位200.15m;发电正常水位215.5m,相应下游水位163.88m;设计洪水位216.22m,相应下游水位169.02m,通过河床式溢洪道下泄流量5327.70m3/s;校核洪水位217.14m,相应下游水位169.52m,通过河床式溢洪道下泄流量6120.37 m3/s;泥沙淤积高程174.6m,淤沙干容重14.1KN/m3(浮容重=8.71 KN/m3),孔隙率n=0.45内摩擦角为φ=15o;电站进水口底板高程为186.20m(坝式进水口)。

3、气象资料相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为17.3m/s,相应设计洪水位时吹程2.54km,相应校核洪水位时吹程2.66km。

4、地质勘测资料坝址处河床地面高程为146.10m,河床可利用基岩高程为140m,坝与基岩之间摩擦系数为0.7,基岩允许抗压强度为6.3Mpa ,坝基渗透系数(扬压力折减系数或剩余水头系数)α1α2可分别取0.25,0.34。

5、建筑材料有关数据5.1 龄期为90天,强度等级C15标号的混凝土允许抗压强度为4.3Mpa。

5.2 砂石料有3个主要料场:5.2.1 房村料场位于坝上游右岸22公里处,与公路边小山丘相连,附近河岸地形开阔,可供加工堆存之用,分布呈长方形,长1350m,宽234m,表土层3~4m,露出水面0~7m。

混凝土重力坝(课设)

混凝土重力坝(课设)

《混凝土重力坝电算》课程设计学生:学号:专业班级:2010级水利(2)班指导教师:二○一三年六月二十一日目录1 课程设计目的 (2)2 课程设计的任务和容 (2)3 课程设计的要求成果 (2)4 基本资料 (3)5 课程设计报告容 (4)6 课程设计总结 (24)7 结论 (24)参考文献 (24)附录I 主要电算成果原始文件 (25)1. 课程设计的目的1、巩固和加强学生对《水工建筑物》这门课程知识的理解;借助课设这一环节,培养学生综合运用已所学的理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能。

2、学会初步设计重力坝基本剖面,通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面;计算坝体应力,并满足规要求;培养设计计算、绘图、编写设计文件和应用计算机的能力。

3、在课设中查阅和应用相关参考文献和资料,培养按规设计的良好习惯。

2. 课程设计的任务和容1、设计任务:碧流河水库混凝土挡水段第28号坝段剖面设计。

2、设计容:1)通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面尺寸;2) 通过坝基水平截面处坝体部应力分析,定出坝体混凝土分区方案;3) 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。

3. 课程设计的要求成果1) 设计计算说明书一份;2) A3设计图纸二。

4. 基本资料1、 流域概况及枢纽任务碧流河水库位于碧流河中游干流上,坐落在新金县双塔镇与庄河县荷花山镇的交界处沙河口,距170公里。

总库容9.21亿3m 。

是一座以供水为主,兼顾防洪、灌溉、发电、养鱼等综合利用的大II 型水库,是城市用水的主要水源。

2、地形地质坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、微风化及覆盖层。

河槽高程为25.0m ,河槽处为半风化的花岗岩,风化层厚度为 2 m ,基岩具有足够的抗压强度,岩体较完整,无特殊不利地质构造。

两岸风化较深呈带状,覆盖层较少,坝址两岸均为花岗岩,岩石坚硬,裂隙不发育。

河床可利用基岩高程定为20.50m 。

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。

重力坝课程设计任务书

重力坝课程设计任务书

水工建筑物课程设计(重力坝枢纽任务书及指导书)水工教研室2015.01一、课程设计目的与要求通过设计,使学生初步掌握重力坝设计的一般原则、方法和步骤,加深和巩固基础理论知识,培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能,全面分析考虑问题的思想方法以及查阅参考文献、计算、绘图和编写设计文件的能力。

设计过程中,学生必须发挥独立思考能力,在老师的指导下按时独立完成设计任务。

设计时应采用最新设计技术规范。

二、设计任务1、根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用,进行枢纽布置方案比较,通过定性分析确定最优枢纽布置方案。

并绘制下游立视图。

2、进行挡水坝的剖面设计,内容包括:拟定挡水坝剖面尺寸,然后进行稳定及应力校核,确定安全合理的剖面。

并绘制挡水坝断面图。

3、进行细部构造设计,包括:标号分区、分缝、止水、廊道、排水等。

4、成果包括:设计计算说明书1份,图纸2张。

三、基本资料德山水库位于河北省唐山、承德两地区交界处,坝址位于迁西县扬岔子村的滦河干流上,控制流域面积33700km2,总库容25.5亿m3。

水库枢纽为混凝土重力坝,由主坝、电站及泄水底孔等组成,水库主要任务是调节水量,供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水,结合引水发电,并兼顾防洪要求。

根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用,枢纽定为一等工程,主坝为I级建筑物,其它建筑物按II级建筑物考虑。

1、工程地质资料(1)地貌坝址为低谷丘陵地区,两岸相对高差不大,河谷开阔,宽约600m,上下游两公里范围内河道顺直,主河槽位于右岸。

河床高程137m左右。

枯水期河床宽约100m,由于受河流侧向的侵蚀,两岸地形不对称。

右岸坡度较陡约60°左右,左岸较缓约20°,河床中除漫滩外,左岸还有三级阶地发育,一、二级阶地高程自140m~160m,三级阶地与缓坡相接直达山顶。

覆盖层为7~12m厚的砂砾卵石冲积层。

(2)岩性坝基主要岩性为太古界拉马沟片麻岩,第四大岩层(Ar,Ⅰ4)为角闪斜长片麻岩,具有粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构,主要矿物为斜长石、石英及角闪石,本层岩体呈厚层块状,质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好,总厚度185m左右。

水工建筑设计任务书

水工建筑设计任务书

《水工建筑物》课程设计指导书任务书指导教师:潘起来、康倍铭2018年6月重力坝课程设计指导书一、课程设计的目的及要求:课程设计是重要的教学环节,要求每位学生在教师的指导下,独立、系统、全面、深入地完成规定的设计任务,提交高质量的设计成果。

其目的及要求:1.巩固和加强学生已学的基本内容和专业知识;2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力;3.培养学生计算、绘图等的基本技能;4.培养学生严肃负责、实事求是和刻苦钻研的工作作风。

二、设计内容:1.非溢流剖面设计剖面尺寸的拟定、荷载计算及荷载组合、抗滑稳定分析、应力分析。

2.溢流重力坝设计溢流重力坝孔口形式、溢流重力坝孔口尺寸、溢流面体形设计、消能防冲设计。

3.坝身泄水孔设计4.重力坝构造设计坝顶构造、坝体分缝、坝体排水、廊道系统、坝体混凝土分区。

5.重力坝地基处理坝基开挖与清理、坝基的固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。

三、设计成果:1.设计计算说明书一份。

设计计算说明书是课程设计的主要成果,要充分表达设计者的设计思想、方法和分析能力。

其要求是:①设计主要成果的说明;②对采用的设计参数、公式等理论依据的说明;③章节分明,简明扼要,条理通顺,字迹工整。

既有计算成果又有分析论证和明确的结论。

必要时,使用附表和插图(应按比例绘)。

2.绘图一张工程设计图是工程师的语言,是设计成果的主要表达方式。

应严格按照“水利水电工程制图”的标准绘制。

其要求是:①制图正确,布局合理,主次分明,比例适当,线条清晰,尺寸齐全,必要时应有简要注释;②采用2#图纸,CAD制图。

四、时间安排:某重力坝设计任务书1.设计基本资料1.1 工程概况本工程流域属典型的大陆性气候,流域内大部分属于中高山地形,地势北高南低,由东北向西南倾斜,海拔3500m以上为冰川和永久积雪覆盖区,海拔2500~3600m区间为径流形成区,海拔1300~2500m属中低山区,河流全长42km,坝址以上集水面积481km2,径流来源于高山冰雪融水,夏委的直接降水和季节性积雪融水,河道纵坡25‰~30‰。

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《水工建筑物课程设计》题目:混凝土重力坝设计学习中心:江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学习中心[11]VIP1 项目基本资料1.1 气候特征根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14 m/s,重现期为50年的年最大风速23m/s,吹程:设计洪水位 2.6 km,校核洪水位3.0 km 。

最大冻土深度为1.25m。

河流结冰期平均为150天左右,最大冰厚1.05m。

1.2 工程地质与水文地质1.2.1坝址地形地质条件(1)左岸:覆盖层2~3m,全风化带厚3~5m,强风化加弱风化带厚3m,微风化厚4m。

(2)河床:岩面较平整。

冲积沙砾层厚约0~1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3~6m。

坝址处河床岩面高程约在38m左右,整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。

(3)右岸:覆盖层3~5m,全风化带厚5~7m,强风化带厚1~3m,弱风化带厚1~3m,微风化厚1~4m。

1.2.2天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采,储量足,质量好。

粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。

砂石料满足砼重力坝要求。

1.2.3水库水位及规模①死水位:初步确定死库容0.30亿m3,死水位51m。

②正常蓄水位:80.0m。

注:本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。

表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况:基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。

特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。

1.3大坝设计概况1.3.1工程等级本水库死库容0.3亿m3,最大库容未知,估算约为5亿m3左右。

根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003),按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型水库。

枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物,施工导流建筑物为3级建筑物。

1.3.2坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。

确定本水库大坝为混凝土重力坝。

1.3.3基本剖面的拟定重力坝承受的主要荷载是水压和自重,控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。

由于作用于上游面的水压力呈三角形分部,所以重力坝的基本剖面是三角形,根据提供的资料,确定坝底宽度为43.29m(约为坝高的0.8倍),下游边坡m=0.8,上游面为铅直。

2 设计及计算内容2.1 坝高计算据大坝特性表资料,坝高H=坝顶高程-坝底高程=84.90-31.00=53.90m,为中坝。

2.2 挡水坝段剖面设计2.2.1 坝顶构造设计坝顶宽度取8%~10%坝高,且不小于3m,设计坝顶宽度取4.80m。

坝顶上游设置防浪墙,墙身采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构,高度取1.35m(按设计洪水位计算),宽度取0.50m, 坝顶下游侧设拦杆。

2.2.2 坝底宽度计算根据大坝特性表资料,坝底宽度T=(84.90-31.00)×0.8=43.12m。

2.2.3 坝体检查排水廊道、排水管幕设计为了便于检查、观测和排除坝体渗水,在坝体高程65.00处设一检查兼作排水用的廊道,廊道断面采用城门洞形,宽度取1.5m,高度取2.5m,其上游侧至上游坝面的距离取0.05~0.07倍作用水头,且不小于3m,设计取4.00m。

为了减小坝体的渗透压力,靠近上游坝面设置排水管幕,排水管幕至上游坝面的距离取1/15~1/25倍作用水头,且不小于2m,设计取3.00m,间距取2.50m,管径取200mm,排水管幕做成铅直,与纵向排水检修廊道相通,渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道,排水管幕上端通至坝顶。

2.2.4 坝基灌浆排水廊道设计坝基灌浆排水设置在上游坝踵处,廊道上游侧距上游坝面的距离取0.05~0.1倍作用水头,且不小于4~5m,设计取4.0m,廊道断面采用城门洞形,宽度取3.00m,高度取3.50m,廊道上游侧设排水沟,下游侧设排水孔及扬压力观测孔,廊道底面距离基岩面不小于1.5倍廊道宽度,设计取4.00m。

为减少坝基渗漏,防止较大渗流对坝基产生渗透破坏,减小坝基底面的防渗扬压力,提高坝体的抗滑稳定性,在廊道上游侧布置一排帷幕灌浆,帷幕灌浆深度取0.05~0.07倍作用水头,帷幕灌浆深度设计取20.00m。

灌浆帷幕中心线距上游坝面4.50m。

帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土后进行,灌浆压力表层不宜小于1.0~1.5倍坝前静水头,取60m*10KN/m3=600KPa;在孔低不宜小于2~3倍坝前静水头,取130m*10KN/m3=1300KPa。

为了充分降低坝底扬压力和排除基岩渗水,在廊道下游侧布置一排排水孔幕,排水孔深度为帷幕灌浆深度的0.4~0.6倍,且坝高50m以上的深度不小于10m,排水孔深度设计取10.00m,孔距取2.50m,孔径取200mm,排水孔略向下游倾斜,与帷幕灌浆成10°交角。

排水孔中心线距帷幕中心线2.00m。

2.2.5 地基处理基岩开挖的边坡必须保持稳定,两岸岸坡尽量开挖成有足够宽度的台阶状,以确保坝体的侧向稳定。

对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层,埋藏不深的溶洞、溶浊面应尽量挖除。

开挖至距利用岩面0.5~1.0m时,应采用手风钻钻孔,小药量爆破,以免产生裂隙或增大裂隙。

遇到易风化的页岩、黏土岩时,应留0.2~0.3m 的保护层,待浇筑混凝土前再挖除。

坝基应清到比较坚硬完整的完整的岩面,基面平整、水平即可,地基开挖后,在浇筑混凝土前,必须彻底清理、冲洗和修凿,风化、松动、软弱破碎的岩块都要清除干净,突出的尖角要打掉,光滑的岩面要凿毛,并用水冲洗干净,基岩表面不得残留有泥土、石渣、油渍等其它污物,排除基岩面上全部积水,基坑内原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。

2.2.6 坝体材料分区(1)上、下游最高水位以上坝体表层采用C15、W4、F100厚3.00m的混凝土。

(2)下游水位变化区的坝体表层采用C15、W8、F200厚3.00m的混凝土。

(3)上、下游最低水位以下坝体表层采用C20、W10、F100厚3.00m的混凝土。

(4)坝体靠近基础的底部采用C20、W10、F200厚8.00m的混凝土,满足强度要求。

(5)坝体内部采用C10、W2低热混凝土。

2.3 挡水坝段荷载计算本设计荷载仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况。

2.3.1 荷载基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。

设计洪水位坝体尺寸与荷载(m)(1)自重。

坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算,混凝土容重采用24KN/m3,因廊道尺寸较小,计算自重时不考虑。

(2)静水压力。

静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。

(3)扬压力。

坝踵处的扬压力强度为γωH1,排水孔线上为γωH2+αγω△H,H2,其间均以直线连接,扬压力折减系数α=0.25。

坝址处为γω(4)泥沙压力。

大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m,大坝迎水面前泥沙的淤积高度h s=51.0-31.0=20.0m,水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布,泥沙干重度γsd取13.5KN/m3,孔隙率n取0.42,内摩擦角φs取18°,泥沙的浮重度γsb=γsd-(1-n) γω=13.5-(1-0.42)×10=7.7 KN/m3。

单位长度大坝迎水面上的水平泥沙压力值按公式P sk=1/2γsb h s2tan2(45°-φs/2)。

坝址处河床岩面高程约在38m左右,大坝背水面前泥沙的淤积高度h s=38.00-31.00=7.00m,除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力,其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。

(5)浪压力。

计算风速取重现期为50年的年最大风速23m/s,风区长度取2600m,按鹤地水库试验公式gh2%/v02=0.00625v0(1/6)(gD/v02)(1/3)和gL m/v02=0.0386(gD/v02)(1/2)计算得累积频率为2%的波高h2%=2.07m,平均波长L m=14.45m,经查表求得h1%=2.25m。

=L m/(4π)ln[(L m+2πh1%)/(L m-2πh1%)]=5.19m。

使波浪破碎的临界水Hcr和H>L m/2,发生深水波,单位因为坝前水深H=82.50-31.00=51.50m,H>Hcr长度大坝迎水面上的浪压力值按公式P wk=1/4γωL m(h1%+h z)计算。

波浪中心至计算静水位的高度h z=πh1%2/L m cth(πH/L m)=1.10m。

防浪墙顶高程为:82.50+h1%+h z+h c=82.5+2.25+1.10+0.40=86.25m。

上述荷载计算见计算表。

重力坝基本荷载组合计算表2.3.2荷载特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。

校核洪水位坝体尺寸与荷载(m)(1)自重。

坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算,混凝土容重采用24KN/m3,因廊道尺寸较小,计算自重时不考虑。

(2)静水压力。

静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。

(3)扬压力。

坝踵处的扬压力强度为γωH1,排水孔线上为γωH2+αγω△H,H2,其间均以直线连接,扬压力折减系数α=0.25。

坝址处为γω(4)泥沙压力。

大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m,大坝迎水面前泥沙的淤积高度h s=51.00-31.00=20.00m,水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布,泥沙干重度γsd取13.5KN/m3,孔隙率n取0.42,内摩擦角φs取18°,泥沙的浮重度γsb=γsd-(1-n) γω=13.5-(1-0.42)×10=7.7 KN/m3。

单位长度大坝迎水面上的水平泥沙压力值按公式P sk=1/2γsb h s2tan2(45°-φs/2)。

坝址处河床岩面高程约在38m左右,大坝背水面前泥沙的淤积高度h s=38.00-31.00=7.00m,除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力,其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。

(5)浪压力。

计算风速取多年平均最大风速14m/s,风区长度取3000m,按鹤地水库试验公式gh2%/v02=0.00625v0(1/6)(gD/v02)(1/3)和gL m/v02=0.0386(gD/v02)(1/2)计算得累积频率为2%的波高h2%=1.03m,平均波长L m=9.45m,经查表求得h1%=1.12m。

=L m/(4π)ln[(L m+2πh1%)/(L m-2πh1%)]=1.45m。

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