非溢流坝段剖面设计
重力坝——§5非溢流坝剖面设计
◎三、实用剖面
考虑到施工、交通、运行管理、承担其他荷载要求 ，重力坝实用剖面：坝顶应有足够宽度，坝顶高程 在库静水位以上应有一定波浪超高
• 1、坝顶宽度
一般取b为坝高的8%-10%，即b=（8-10）%H,且 b≥2m
当有交通要求or布置启闭机轨道时，应满足之。
◎三、实用剖面
• 2、坝顶高程
坝顶or放浪墙顶高程按下列二情况计算取大者： ▽坝顶1=▽设计洪水+Δh设计 ▽坝顶2=▽校核洪水+Δh校核 超高：Δh=h+h0+hc h——波浪超高，h0——波浪中心线在水面以上超高 hc——安全超高，根据坝级别差表1-11. 设墙时，坝顶不得低于最高洪水位，强顶不得低于
第二章 重力坝
◎.
• §1 概述 • §2重力坝荷载及其组合 • §3重力坝抗滑稳定分析 • §4重力坝应力分析 • §5非溢流坝剖面设计 • §6溢流坝设计 • §7重力坝坝身泄水孔 • §8重力坝材料与构造 • §9重力坝地基处理 • §10其他型式重力坝
§5 非溢流坝的剖面设计
◎一、设计原则、步骤
是工程中常用形式 上游起坡点高度一般在距坝底1/3-2/3坝高处。
◎三、实用剖面
3）上游面倾斜，起坡点设在基本剖面顶点
可更多利用水重增加坝体稳定，但不利于布置泄水管 孔进口设备
适用于基岩面f、c值较低情况。
◎四、坝顶构造
• 1、一般坝顶构造
坝顶上游设置与坝体连为一体的钢筋砼放浪墙，墙 高约1.2m，厚0.4-0.6m，与坝体有相同横缝，内设 止水。坝顶下游侧边石or栏杆。
设计原则： 满足稳定、强度要求、，并工程量最少 、运用方便、外形简单、便于施工。
设计要求：承受所有荷载条件下，满足上述要求 设计步骤：
非溢流坝段分部工程施工方案
非溢流坝段分部工程施工方案一、工程概况1、工程范围：本分部工程包括1#、2#、10#、11#重力坝和中导墙、左右边导墙砼现浇、上下游抛石护坡。
2、设计工程量：本分部工程工程量为：C15砼5500 m3；C25砼1350 m3；钢筋制安25T；浆砌石3512 m3. 抛石固脚5000 m3.二、施工措施1、施工布置右岸1#、2#重力坝砼现浇运输采用皮带运输机，由于在右岸砼搅拌机出料口至仓面仅有将近30米的水平运输距离，所以在砼搅拌机出料口架设皮带运输机运输砼至右岸边坡处，然后由设置于右岸边坡处的储料仓下口串筒导引砼垂直运输至与搭设于仓面上方的通仓脚手架平行的储料仓，然后由人力斗车进行砼水平运输至下一储料仓，再由此储料仓下口的串筒导引砼至仓底进行现浇。
右岸中导墙砼浇筑运输采用拖拉机和人力斗车运输至右岸下游围堰中间，然后由搭设于围堰内坡侧和围堰保持水平位置的脚手架上的储料仓中，再由储料仓下方的串筒口导引砼进入人力斗车进行砼二次转运。
人力斗车运输砼至搭设于仓面上方的满堂脚手架上的储料仓，再由此储料仓经串筒导引砼至浇筑面。
右边导墙砼浇筑铺设满堂脚手架施工。
右边导墙和中导墙结构钢筋在施工前先分别在3#、6#坝体和消力池内部插入钢筋，以增强结构稳定性。
左岸砼浇筑从砼搅拌机出口至仓底将近20米高差，但水平运输距离较右岸短，采用溜槽运输砼至浇筑仓面上方的储料仓。
再由人力斗车水平运输至搭设于仓面上方的浇筑口，由串筒导引至仓底进行浇筑。
左岸砼浇筑运输需搭设通仓满堂脚手架。
10#、11#重力坝和左边导墙依此法施工浇筑砼。
抛石顺序由上游至下游，由深泓至近岸，按施工网格分区段定量进行抛投。
在施工过程中，施工单位在做好一切抛石前的施工准备后，先按设计进行了测量，定出了施工控制导线，安排1台1 m3挖掘机定位在施工断面堤顶边坡上。
石料由自卸汽车运至施工现场，施工单位与现场监理工程师先对块石质量进行检查，再对石料装载车厢长、宽、高多次丈量进行收方，并根据装载空隙率及不合格岩石的数量进行扣减，确定实收方量。
授课题目：第二章 重力坝 第一节 概述 第二节 非溢流坝的剖面...
授课题目：第二章重力坝第一节概述第二节非溢流坝的剖面设计教学目的：掌握重力坝的特点、重力坝的分类、非溢流坝剖面设计的基本原则、基本剖面及实用剖面。
教学重点：重力坝的特点、重力坝的分类。
非溢流坝基本剖面及实用剖面。
教学难点：非溢流坝剖面设计的基本原则、基本剖面及实用剖面。
教学过程：组织教学：师生问好，清查人数。
复习提问：什么是水利枢纽？水利工程管理的内容是什么？导入新课：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。
在世界坝工史上是最古老，也是采用最多的坝型之一。
非溢流坝剖面形式、尺寸的确定，将影响到荷载的计算、稳定和应力分析，因此，非溢流坝剖面的设计以及其它相关结构的布置，是重力坝设计的关键步骤。
讲授新课：第一节概述混凝土重力坝示意图一、世界上最高的重力坝我国已建的重力坝：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。
其中三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175米和216.5米。
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。
二、重力坝的特点（一）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。
非溢流重力坝设计知识
非溢流重力坝设计知识重力坝的基本断面一般是指在水压力(水位与坝顶齐平)、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳定、强度要求的最小三角形断面。
★一、设计原则：（一）满足稳定和强度要求；（二）工程量少；（三）便于施工；（四）运用方便。
二、基本剖面（一）因为作用于上游面的水压力呈三角形分布,所以重力坝面是三角形。
1.规律：①施工运用方便多做成a=90；②f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重；③工程经验：m=0.6—0.8（下游坡）n=0—0.2（上游坡）； 2.一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，T主要由强度条件控制。
反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。
★三、实用剖面（一）坝顶宽度（课本49页）；（二）坝顶高程（课本49页）；（三）剖面选择（课本51页）（四）溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流。
因此，坝体设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足泄水要求。
在溢流坝段位置确定以后，应合理选择泄水方式，并根据洪水标准和运用要求确定孔口尺寸。
四、溢流重力坝的剖面设计溢流重力坝的孔口型式有开敞式坝顶溢流和大孔口溢流式两种。
（一）溢流面由顶部溢流面曲线段、中间直线段和下部反弧段组成。
1.溢流堰面曲线★常采用非真空剖面曲线。
①开敞式溢流堰面曲线②大孔口堰面曲线★③堰顶附近允许出现的负压值为：在常遇洪水位闸门全开时不得出现负压；校核洪水位闸门全开时出现的负压值不得超过3m～6m水柱；正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启时（以运用中较常出现的开度为准），可允许有不大的负压值，其值应经论证后确定。
★常遇洪水位，系指频率为20年一遇以下洪水时的水库水位，在常遇水位下，溢流堰运用机会较多，容易遭受空蚀，特别在门槽部位，应引起注意。
2.溢流面中间直线段；3.溢流坝下游反弧段半径；4.溢流坝剖面布置五、溢流坝孔口设计（一）孔口设计涉及因素 （二）设计步骤（三）孔口型式1.坝顶溢流式优点：①闸门承受的水头较小，孔口尺寸可以较大； ②闸门全开时，下泄流量与堰顶水头H 03/2成正比，超泄能力强； ③闸门在顶部，操作方便，易于维修，安全可靠； ④能排水及其他漂浮物。
非溢流重力坝设计
第三章 非溢流重力坝设计3.1基本剖面设计3.1.1剖面设计原则重力坝的设计断面应由基本荷载组合控制，并以特殊荷载组合复合。
设计断面要满足强度和强度要求。
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工程量最小；③优选体形，运用方便；④便于施工，避免出现不利的应力状态。
3.1.2基本剖面拟定图3.1重力坝的基本剖面是指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，可以求的工程量最小的三角形剖面尺寸。
3.1.3实用剖面的拟定一、坝顶高程的拟定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。
坝顶高程由静水位+相应情况下的风浪涌高和安全超高定出。
即∇＝静+h ∆式中：h ∆＝l z c h h h ++。
式中：l h ----为波浪高度；z h ----为波浪中心线超出静水位的高度；c h ----为安全超高。
1、超高值h ∆的计算（1）基本公式坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，h ∆可由式计算，应选择三者中防浪墙较高者作为选定高程。
c z h h h h ++=∆%1 （2.1）式中h ∆—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差m ；%1h —累计频率为1%的波浪高度m ；z h —波浪中心线至设计洪水位或校和洪水位的高差m ；c h ——安全超高 ；c h 的取值，根据下表3.1表3.1故本设计坝的级别为2级，所以设计安全超高为0.5m ，校核安全超高为0.4m 。
对于h l%和h z 的计算采用官厅公式计算：3/14/500166.0D V h l =，0.810.4()c L h = 22l z h H h cth L Lππ= 式中： 0V ----计算风速，m/s, 在计算%1h 和z h 时，设计洪水位和校核洪水位采用不同的计算风速值。
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。
非溢流坝段剖面设计
浮托力 U1 10×24.95×5×1
1247.5
0
0
扬压力
渗 透
U2 10×0.25×25×5×1 U3 10×0.25×25×19.95/2×1
压 U4 10×（25-0.25×25）×﹙5/2﹚×1
1247.5 312.5 623.44
12.48-5/2=9.98 12.48-5-（1/3）×19.95=0.83 12.48-5-（1/3）×5=5.81
208.75
垂直 压力
PV1 10×3.114×9.24×1 PV2 10×20.76×﹙3.114/2﹚×1 PV3 10×3.5×﹙5/2﹚×1
287.73 323.23
87.5
20.76+9.24/2=25.38 （2/3）×20.76=13.84 （2/3）×5=3.33
7302.587 4473.503
坝踵不能出现拉力 满足要求
校核工况
荷载计算及组合
作用
计算公式
作用标准值
垂直力
水平力
↓
↑
→
←
对截面的力臂 L(m)
力矩标准值M(K ↙+
自 重
W1 3.114×20.76×（1/2）×24×1 W2 3×31.14×24×1 W3 24×18.8×﹙26.85/2﹚×1
775.76 2242.08 6057.36
3
m
v2 0
v 2
0
1
gL
v02
1
0.331v0 2.15
gD v02
3.75
m
hz
πhl2 L
cth
2πH L
m
式中:△h—防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；
重力坝计算书
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I 欢迎下载 目录摘 要 ............................................................... Ⅳ ABSTRACT (Ⅴ)第一章非溢流坝设计计算 .............................. 错误！未定义书签。
1.1堤顶及防浪墙高程确定 (1)1.1.1堤顶高程计算公式 (1)1.1.2安全加高 (1)1.1.3波高及雍高计算公式 (1)1.1.4坝顶超高计算 (2)1.2重力坝剖面设计 (5)1.3重力坝挡水坝段荷载计 (6)1.3.1基本原理与荷载组合 (6)1.3.2坝体自重计算 (6)1.3.2.1坝体自重计算公式 (6)1.3.3.2按实体重力坝计算坝体自重及力矩 (6)1.4静水压力计算 (8)1.4.1静水压力计算公式 (8)1.4.2设计工况 (8)1.4.3校核工况 (10)1.4.4正常使用工况 (12)1.5扬压力计算 (14)1.5.1扬压力 (14)1.5.2设计工况 (14)1.5.3校核工况 (15)1.5.4正常使用工况 (16)1.6淤沙压力 (17)1.6.1水平淤沙压力公式 (17)1.6.2淤沙浮容重计算 (17)1.6.3淤沙高程 (18)1.6.4淤沙压力及其力矩计算 (18)1.7波浪压力及其力矩 (19)1.7.1波浪压力公式 (19)1.7.2设计工况 (19)1.7.3校核工况 (19)1.7基本作用荷载各种工况下的W ∑、∑P 和M ∑ (20)1.8极限状态设计法分析挡水坝段稳定 (21)1.8.1承载能力极限状态设计式 (21)1.8.2正常使用极限状态设计式 (23)1.8.3坝段抗滑稳定验算 (24)1.8.3.1基本组合工况 (24)1.8.3.2偶然组合工况 (24)1.8.4坝段坝趾抗压强度验算 (24)1.8.4.1计入扬压力时的基本组合工况 (24)1.8.4.2计入扬压力时的偶然组合工况 (25)1.8.4.3不计入扬压力时的基本组合工况 (25)1.8.4.4不计入扬压力时的偶然组合工况 (25)1.8.4.5坝段坝蹱不出现拉应力计算 (25)1.9挡水坝段应力分析 (26)1.9.1基本假定 (26)1.9.2不考虑扬压力时的边缘应力计算 (26)1.9.2.1边缘应力计算公式 (26)1.9.2.2设计工况边缘应力计算 (27)1.9.2.3校核工况边缘应力计算 (28)1.9.3考虑扬压力时的边缘应力计算 (29)1.9.3.1边缘应力计算公式 (29)1.9.3.2设计工况边缘应力计算 (30)1.9.3.3校核工况边缘应力计算 (31)第二章 溢流坝设计计算 (33)2.1溢洪堰堰型选择 (33)2.2溢洪道水力计算 (33)2.3溢流堰堰面曲线 (34)2.3.1溢流堰堰顶高程 (34)精品文档。