重力坝坝顶超高计算书实用标准格式
重力坝计算书
MOW3 = －111.9×5.376 = －601.6 KN·m ∑MOW = 6986.7 KN·m ② 静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = 9.81×(1105.67－1090)2 /2 = －1204.4 KN P2 =γH22 /2 =9.81×(1095.18－1090)2 /2 = 131.6 KN (←) ∑P = －1072.8 KN (→) P1 作用点至 O 点的力臂为： (1105.67－1090)/3 = 5.223m P2 作用点至 O 点的力臂为： (1095.18－1090)/3 = 1.727 m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为“－” ，逆时针为“+” ） ： MOP1 = 1204.4×5.223 = －6290.6 KN·m MOP2 = 131.6×1.727 = 227.3 KN·m ∑MOP = －6063.3 KN·m ③ 扬压力 扬压力示意图请见下图： (→)
由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m
平均波长 Lm 波高 h1% 7.644 0.83
坝前水深 H 15.5
波浪中心线至计算水位的高度 hZ
0.283
使波浪破碎的临界水深计算如下：
H cr Lm Lm 2h1% ln 4 Lm 2h1%
将数据代入上式中得到：
H cr 7.644 7.644 2 0.83 ln 1.013 4 7.644 2 0.83
单位： KN、 KN· m
正常使用极限状态 持久状态 1868.6准值
均采用荷载设计值
⑵．由规范 8.结构计算基本规定中可知大坝坝体抗滑稳定和坝基岩 体进行强度和抗滑稳定计算属于 1）承载能力极限状态，在计算时， 其作用和材料性能均应以设计值代入。基本组合，以正常蓄水位对 应的上、下游水位代入，偶然组合以校核洪水位时上、下游水位代 入。 而坝体上、下游面混凝土拉应力验算属于 2）正常使用极限状 态，其各设计状态及各分项系数 = 1.0，即采用标准值输入计算。 此时结构功能限值 C = 0。 荷载各项标准值和设计值请见附表 1。 ① 坝体混凝土与基岩接触面抗滑稳定极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数 γd1=1.2，结构重要性系数γ0 =0.9。 基本组合的极限状态设计表达式
坝顶高程计算
5.1.1坝顶高程的确定
砼重力坝为3级建筑物，按100年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋∆h，其中∆h为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，∆h由下式确定：
∆h ＝h1%＋h z＋h C
式中：h1%──波浪高（m）；
h Z──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
h C──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.4m和0.3m。
h c和h Z按照《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
5.1.1.1坝顶高程的确定
均质土坝为3级建筑物，按50年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋y，其中y为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，y 由下式确定：
y＝R ＋e＋A
式中：R──波浪高（m）；
e ──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
A──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.7m和0.4m。
R和e按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
2。
水库坝顶超高计算程序范本
h2%= 1.181510373
h2%= 2.170573154λ0.1%= 5.915535138λ1%=
莆田公式
鹤地公式
0.071115347
0.37497026
水库超高计算
计算安全超高y=e+R+A
鹤地公式
h 2%=0.00625W 1/6
(D 1/3g 1/3
/W 2/3
)*W 2
/g λp %=0.0386(gD/W 2)1/2*W 2
/g 1、本次计算的工况：设计洪量685m3/s，相应洪水位的平均水深（由水力计算求得2.55），风浪要素采用渭南地区暨铜川水文手册统计表中
汛期（6-10）最大平均风速的1.5倍（风速依次是20、18、16、20、22），风向采用对本工程最不利的西北风，吹程由1:1000平面图中量取，取最远吹程187m。
2波浪爬高R 的计算
1/221/2波浪爬高R 的计算
1/2
21/2
莆田公式计算结果：
鹤地公式计算结果：
1.71（m）校核情况：
y=e+R+A= 2.55（m）2.14（m）设计情况：y=e+R+A= 3.18（m）2.42（m）
地震情况：y=e+R+A= 1.31（m）校核水位540.24535.36 6.32设计水位540.46535.36 5.10地震水位538.40535.36 3.04
校核情况：y=e+R+A=设计情况：y=e+R+A=地震情况：y=e+R+A=
计表中的数字，风速采用
面图中量取，取最远吹程为
96
28.8
8.87330270637.5。
重力坝坝顶超高计算书实用标准格式
标准文档混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式工程设计分院坝工室2006.3.核定：审查：校核：编写：——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程）混凝土重力坝坝顶高程计算书1 计算说明1.1 适用范围（设计阶段）本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。
1.2 工程概况工程位于省市（县）的江（河）上。
该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。
本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。
水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。
选定坝址为，选定坝型为。
根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。
（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。
）1.3 计算目的和要求通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。
1.4 计算原则和方法1.4.1 计算原则(1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。
(2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。
(3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。
1.4.2 计算方法因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即：∆h=h1%+h z+h c式中，∆h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m；h1%—浪高，m；h z−波浪中心线至水库静水位的高度，m；h c−安全超高，m。
重力坝设计计算书
水利水电工程专业专项设计说明书水工建筑物课程设计题目：重力坝设计（西山水利枢纽）班级：水电1141姓名韩磊指导教师：**长春工程学院水利与环境工程学院水工教研室2013 年3月3日目录1 挡水坝段 (1)1.1 剖面轮廓及尺寸 (1)1.1.1 坝顶高程的确定 (1)1.2 坝体稳定应力分析 (4)1.2.1 挡水坝段荷载计算 (4)1.2.2 稳定验算 (18)1.2.3 坝基面应力计算 (19)1.2.4 坝体内部应力的计算 (25)2 溢流坝段 (34)2.1 孔口尺寸和泄流能力 (34)2.1.1 确定孔口尺寸和孔口数量 (34)2.1.1.2溢流坝最大高度和坡度的拟定。
(35)2.1.2 泄洪能力的验算 (35)2.2 检修门槽空蚀性能验算 (37)2.2.1校核洪水位时堰顶压力验算 (37)2.2.2 平板门门槽空蚀验算 (37)2.3 溢流坝曲面设计 (37)2.3.1 上游前缘段计算 (37)2.3.2顶部曲线段 (38)2.3.3 中间直线段 (38)2.3.4 反弧段 (38)2.3.5 桥面布置 (39)2.4 堰面水深的校和计算 (40)2.4.1堰面水深计算 (40)2.4.2 直线段水深计算 (41)2.4.3 反弧段水深计算 (41)2.4.4 渗气后水深计算 (42)2.5 消力池的计算 (42)2.5.1判断消能方式 (42)2.5.2 判断是否要修消力池 (42)2.5.3 消力池尺寸的计算 (43)2.5.4 基本组合(2) (44)2.6 溢流坝算段的稳定、应力计 (48)2.6.1 荷载计算 (48)2.6.2 稳定验算 (52)2.6.3 坝基面应力计算 (53)2.6.4 坝体内部应力的计算 (54)3、设计参考资料 (55)谢辞 (55)1 挡水坝段1.1 剖面轮廓及尺寸1.1.1 坝顶高程的确定由于设计洪水位低于正常洪水位，故取正常洪水位和校核洪水位作为控制情况。
坝顶超高计算
1正常2校核
坝顶超高
计算风速
——风区长度
——计算波高
频遇判别
————DL5077-1997附录G2.1(3)平均波高
查表——DL5077-1997表G2设计波高
查表——DL5077-1997表G2平均波长
重力加速度——坝前迎水面（平均）水深 （ ）
——中间辅助参数一
————中间辅助参数二
————波浪中心线至计算水位高度
安全超高查表——DL5108-1999表11.1.1说明：
1.依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000中关于建筑物超高的规定；
2.计算方法源自《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999和《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997；
3.波浪的波高和平均波长采用官厅水库公式计算。
工况
符号单位公式或说明D m h m m L m m m m m m
m h β
m H m 0v s m /h ∆g 2
/s m c z h h h h ++=∆%13/13/24/500076.0D g v h -=2667.07333.000155.10331.0D g v L m -=H %1h z h c h m m z L L H cth h h /)/2(2%1ππ=m L H /2π)/2(m L H cth π
-1997；。
重力坝坝高计算
x=2πH/Lm
69.57079652
双曲余切函数cth(x)的值 波浪中心至水面高差hz(m) 防浪墙顶与水面高差△h(m) 正常蓄水位情况下的防浪墙顶高程(m)
cth(x)=（ex+e-x）/（ex-e-x）
hz=(πh1%2/Lm)cth(2πH/Lm) △h=h1%+hz+hc 正常蓄水位+△h
1 0.26663666 1.549717204 1411.549717 取两位小数：1411.55
某水库重力坝坝顶高程的计算
( 《砼重力坝设计规范》DL5108-1999“11.1 坝顶”及 《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997“附录G”)
项
目
计算公式及参数
计算结果
备注
正常蓄水位(m)
1410
有效吹程D(m)
900
50年一遇的年最大风速V0(m/s) 大坝迎水面前水深H(m)
18.9
当gD/V02=20～250时波高h=h5%
h/H
0.630994653 7.225083528 0.630994653 0.007887433
gD/V02 24.71655329
累积频率为1%的波高h1%(m)
据h/H及h5%查《荷载设计规范》“附录G”表G2得
0.783080544
双曲余切函数cth(x)的x值
1410-1330
80
水库Ⅲ等
按3级建筑物设计
安全超高hc(m)
查《砼重力坝设计规范》表11.1.1
0.5
官厅水库公式(内陆狭谷水库) 波高h(m) 平均波长Lm(m) 累积频率为5%的波高h5%(m) 波高h/坝前水深H
#重力坝计算参考
目录第一章调洪演算错误！未定义书签。
第二章非溢流坝设计计算12.1坝高的计算12.2坝挡水坝段的稳定及应力分析2第三章溢流坝设计计算93.1堰面曲线93.2中部直线段设计93.3下游消能设计103.4水力校核113.5WES堰面水面线计算13第四章放空坝段设计计算174.1放空计算174.2下游消能防冲计算184.3水力校核194.4水面线计算21第五章电站坝段设计计算235.1基本尺寸拟订23第六章施工导流计算266.1河床束窄度266.2一期围堰计算266.2二期围堰高程的确定27附录一经济剖面选择输入及输出数据30附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据34附录三调洪演算源程序及输入数据44第二章 非溢流坝设计计算2.1 坝高的计算坝顶高出静水面Δh=2h 1+h 0+h c 2h 1——波浪高度校核时，V=16m/s 2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×165/4×0.51/3=0.42m 设计时，V=24m/s2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×245/4×0.51/3=0.70m h0——波浪中心线高出静水位高度校核时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.420.8=5.21mm L h 11.024h 1210==π设计时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.700.8=7.81mm L h 20.024h 1210==πh c ——安全超高，等知：校核时，h c =0.3m ；设计时，h c =0.4m 。
由以上可得坝顶超高为： 校核时Δh=2h 1+h 0+h c =0.42+0.11+0.3=0.83m设计时Δh=2h 1+h 0+h c =0.70+0.20+0. 4=1.30m 则 确定坝顶高程为： 校核时 Z 坝顶=324.7+0.83=325.53m 设计时 Z 坝顶=324.5+1.30=325.80m取其中大者即325.80m,作为坝顶高程<如图2-1所示）。
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实用标准文档
混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式
工程设计分院坝工室
2006.3.
核定：审查：校核：编写：
——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程）
混凝土重力坝坝顶高程计算书
1计算说明
1.1适用范围（设计阶段）
本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。
1.2工程概况
工程位于省市（县）的江（河）上。
该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。
本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。
水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。
选定坝址为，选定坝型为。
根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。
（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。
）
1.3计算目的和要求
通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。
1.4计算原则和方法
1.4.1计算原则
(1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括
最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。
(2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。
(3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空)
对坝顶高程的要求。
1.4.2计算方法
因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即：
h=h1%+h z+h c
式中，h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m；
—浪高，m；
h
1%
波浪中心线至水库静水位的高度，m；
h
z
安全超高，m。
h
c
1.5计算工况
(1)正常蓄水位+相应的墙顶高差；
(2)设计洪水位+相应的墙顶高差；
(3)校核洪水位+相应的墙顶高差。
2计算依据
2.1规程规范和相关的技术文件
(1)规程规范
《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。
《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999。
《水工建筑物抗震设计规范》DL 5073-1997。
《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077-1997。
(2)设计大纲
《—工程—阶段—设计大纲（工作计划）》（年.月）
(3)任务书
《—工程—阶段—计算任务书》（年.月）
(4)相关的技术文件
《—工程—阶段—（设计报告）》（年.月）。
《—工程—阶段—（设计报告）审查意见》（年.月）。
2.2原始资料和数据
依据—审查意见（或—报告或—接口单），原始资料和数据为：
(1)水库特征水位
正常蓄水位：m；
汛期限制水位：m；
死水位：m；
设计洪水位：m；
校核洪水位：m；
防洪最高水位：m。
(2)风速、风向
年最大风速：m／s；
重现期为50年的年最大风速： m／s；
多年平均年最大风速： m ／s ； 多年平均年最大风速相对应的风向： 。
(3) 坝轴线方位角： 。
(4) 上游坝坡： ；大坝建基面高程： m ；坝前库底最低高程： m （见
附图1）。
(5) 工程场地地震基本烈度： 度，设计烈度： 度。
2.3 重要设计参数和系数
依据《水工建筑物荷载设计规范DL 5077-1997》14.1.3条、G.1.2条的规定及坝前库区工程地形图（附图2），设计风速和风区长度等取值见表2.1。
表2.1 设计风速和风区长度
2.4 引用定理及公式 2.4.1 波浪要素计算
波浪要素主要包括波浪的平均波高、平均周期和平均波长。
根据拟建水库条件，宜按 公式计算：
(1) 平原、滨海地区水库，按照莆田试验站公式计算：
[]
⎪⎩
⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=7
.02045.0207
.02
020)/(7.013.0)/(0018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m m m
5.020
0)(9.13v gh v gT m m = 或5
.0438.4m m h T = 式中：h m —平均波高（m ）； T m —平均波周期(s)； v 0—计算风速（m/s ）； D —风区长度（m ）； H m —水域平均水深（m ）； g —重力加速度，9.81m/s 2。
平均波长按下式计算：
m
m
m m L H th
gT L ππ222
= 对于深水波，即H ＞0.5Lm 时，π
22
m m gT
L =
式中：Lm —平均波长（m ）
(2) 丘陵、平原地区水库，宜按鹤地水库公式计算（适用范围：水库较深、v 0
＜26.5m/s 及D ＜7.5km ）：
3/12
6
/10
2
%2)(
00625.0v gD v v gh =
2
/12
2
)(
0386.0v gD v gL m = 式中 h 2%—累积频率为2%的波高(m)；
L m —平均波长（m ）。
(3) 内陆峡谷水库，可采用官厅水库公式计算（适用范围：v 0＜20m/s 及D ＜20km ）：
3
/120
12/1020)(0076.0v gD v v gh -= 75.3/12
15
.2/10
2
)(
331.0v gD v v gL m -=
式中 h —当gD/ v 02 =20~250时，为累积频率5%的波高h 5%，m ；当gD/ v 02
=250~1000时，为累积频率10%的波高h 10%，m 。
(4) 累积频率p%的波高h p 与平均波高h m 的比值按表2.2确定：
表2.2 累积频率为P%的波高与平均波高比值（m P h h /）
2.4.2 波浪中心线至水库静水位的高度h z (m)
m
m
z L H
cth
L h h ππ2%
12=
式中：h z —波浪中心线至水库静水位的高度（m ）； h 1%—累积频率为1%的波高 (m)； L m —平均波长（m ）； H —坝迎水面前水深（m ）。
2.4.3 安全超高h c
依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003和 《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999，安全超高h c 按表2.3确定。
表2.3 安全超高h c 值
当库区有可能发生大体积塌岸或滑坡并在壅水建筑物形成涌浪时，坝顶超高应进行专门研究后确定。
3计算过程与结果分析
3.1防浪墙顶在水库静水位以上的高差及墙顶高程计算
见Excel计算过程表3.1~3.3。
3.2成果汇总
不同工况的计算成果汇总见表3.4。
表3.4 防浪墙顶在水库静水位以上的高差及墙顶高程计算成果表
4计算结论和建议
(1)混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶高程按以上运用条件计算后，取表3.4中
的最大值，即为 m。
(2)因防浪墙高 m，最终确定坝顶高程 m，高于水库正常蓄水位及设计洪
水位 m，满足规范要求，可作为坝体标准剖面设计的依据。
(3)下阶段可根据新的水文、地形和地质条件再复核。
5计算附表及附图
附图1：坝体计算标准剖面图
附图2：坝前水库区工程地形图
10。