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√√√√√√
组合 水位 设计水位
√
√ √ √ √ √ 冰冻 √ √ √ √ √ √ 特殊组合
校核
水位 √
√
√
√
√
√
地震情况 √ √ √ √ √ √ √
5.2.2坝体自重计算
5.3.2.1坝体自重计算公式
坝体自重W （KN ）的计算公式：
V
w c ?=γ （4.5）
式中：V -坝体体积(m 3
)，以单位长度的坝段为单位，通常把其断面分成若干个简
单的几何图形分别计算；
c γ-坝体砌石的重度，一般取23kN/m 3。
力矩作以下规定：以坝底中心为力矩，逆时针为正，顺时针为负。 5.3.2.2按实体重力坝计算坝体自重及力矩
图4.1 实体重力坝自重计算图
一区：
KN W 53.9852170.2014.4231=???=
m L 03.1665.1414.4311=+?=
m KN L W M .05.15798
03.1653.985111=?== （逆时针） 二区：
KN W 793550.340.10232=??= m L 5.95.40.10212=+?=
m
KN L W M .50.753825.97935222=?== （逆时针）
三区：
KN W 89.3112182.566.4233=???=
m L 11.366.4323=?=
m KN L W M .98.96911.389.311333=?== （逆时针）
四区：
KN W 79.269818.2566.4234=??=
m L 33.266.4214
=?=
m KN L W M .18.628833.279.2698444=?== （逆时针）
五区：
KN W 84.58342115.2018.25235=???= m L 72.615.20315=?=
m KN L W M .12.3921072.684.58345
55=?== （顺时针） 六区：
KN W 44.1162150.425.2236=???=
m L 30.1755.1625.2316=+?=
m KN L W M .41.201430.1744.116666=?== （逆时针） 七区：
KN W 93.171255.1650.4237=??= m L 28.855.16217=?=
m KN L W M .06.1418328.893.1712
777=?== （逆时针） 八区：
KN W 93.171255.1650.4238=??= m L 28.855.16218=?=
m KN L W M .06.1418328.893.1712888=?== （顺时针） 九区：
KN W 30.1862/160.350.4239=???=
m L 75.1755.166.3319=+?=
m KN L W M .83.330675.1730.186999=?== （顺时针）
表4.6 实体坝计算汇总表
分区 自重(kN) 力臂(m) 力矩(kN ?m) 顺时针
逆时针 一区 985.53 16.03 15798.05 二区 7935 9.5 75382.50 三区 311.89 3.11 969.98 四区 2698.79 2.33 6288.18
五区 5834.84 6.72 39210.12
六区 116.44 17.30 2014.41 七区 1712.93 8.28 14183.06
八区 1712.93 8.28 14183.06 九区
186.30 17.75 3306.83 ∑
21494.65
56700.01
114636.18
5.2.3静水压力计算
5.3.3.1静水压力计算公式
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P 和垂直水压力W 两种。静水压力按照3种工况进行计算，分别是设计工况、校核工况、正常使用工况。
1、水平水压力P 的计算公式：
2)2/1(H P w γ=
（4.6）
式中： H -计算点处的作用水头(m)； w γ-水的重度取9.81kN/m 3。 2、垂直水压力W 按水重计算 a.设计工况
在设计工况下，上游坝前水位1149.76m 由水位流量关系知，下游水位为1123.15m 。 上游水位1149.76m ，上游水深1149.76-1117.50=32.26m
下游水位1123.15m ，下游水深1123.15-1117.50=5.65m
图4.2 设计工况静水压力计算图
水平向： 一区：
KN P 67.510426.3281.95.021=??=
m L 26.1550.43/26.321=+=
M KN M ?=?=26.7789726.1567.51041（顺时针）
五区：
KN P 58.15665.581.95.025=??=
m L 38.650.43/65.55=+=
M KN M ?=?=98.99838.658.1565（逆时针）
垂直向： 二区：
KN W 49.46956.1114.481.92=??=
m L 73.1614.6614.45.02=+?=
M KN L P M ?=?=?=57.785473.1649.469222（逆时针） 三区：
KN W 35.4207.2014.481.95.03=???=
m L 42.1766.143/14.423=+?=
M KN L P M ?=?=?=50.732242.1735.420333（逆时针）
四区：
KN W 26.12565.552.481.95.04=???=
m L 64.1863.153/252.44=+?=
M KN L P M ?=?=?=85.233464.1826.125444（顺时针）
表4.7 设计工况下静水压力汇总表
分区
水平力(kN)
垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m) 顺时针 逆时针 一区 5104.67 15.26 77897.26
二区
469.49 16.73 7854.57 三区
420.35
17.42
7322.50
四区 125.26 18.64 2334.85
五区
-156.58 6.38
998.98 ∑
4948.09
1015.10
80232.11
16176.05
b.校核工况
在校核工况下，上游坝前水位1150.55m 由水位流量关系知，下游水位为1123.95m 。 上游水位1150.55m ，上游水深1150.55-1117.50=33.05m 下游水位1123.95m ，下游水深1123.95-1117.50=6.45m
图4.2 校核工况静水压力计算图
水平向： 一区：
KN P 74.5357
05.3381.95.02
1=??= m L 52.1550.43/05.331=+=
M KN M ?=?=12.8315252.1574.53571（顺时针）
五区：
KN P 06.20445.681.95.025=??=
m L 65.650.43/45.65=+=
M KN M ?=?=00.135765.606.2045（逆时针）
垂直向：
二区：
KN W 58.50135.1214.481.92=??=
m L 73.1614.6614.45.02=+?=
M KN L P M ?=?=?=43.839173.1658.501222（逆时针） 三区：
KN W 35.4207.2014.481.95.03=???=
m L 42.1766.143/14.423=+?=
M KN L P M ?=?=?=50.732242.1735.420333（逆时针）
四区：
KN W 25.16345.616.581.95.04=???= m L 43.1899.143/216.54=+?=
M KN L P M ?=?=?=70.300843.1825.163444（顺时针）
表4.7 校核工况下静水压力汇总表
分区
水平力(kN)
垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m) 顺时针 逆时针 一区 5357.74 15.52 83152.12
二区
501.58 16.73 8391.43 三区
420.35
17.42
7322.50
四区 163.25 18.43 3008.70
五区
-204.06 6.65
1357.00 ∑
5153.68
1085.18
86160.82
17070.93
c.正常使用工况
在正常使用工况下，上游坝前水位1148.00m 由水位流量关系知，下游水位为1121.50m 。
上游水位1148.00m ，上游水深1148.00-1117.50=30.50m 下游水位1121.50m ，下游水深1121.50-1117.50=4.00m
图4.2 正常工况静水压力计算图
水平向： 一区：
KN P 88.4562
50.3081.95.02
1=??= m L 67.1450.43/5.301=+=
M KN M ?=?=45.6693767.1488.45621（顺时针）
五区：
KN P 48.780.481.95.025=??=
m L 83.550.43/45=+=
M KN M ?=?=54.45783.548.785（逆时针）
垂直向：
二区：
KN W 01.39880.914.481.92=??=
m L 73.1614.6614.45.02=+?=
M KN L P M ?=?=?=71.665873.1601.398222（逆时针） 三区：
KN W 35.4207.2014.481.95.03=???=
m L 42.1766.143/14.423=+?=
M KN L P M ?=?=?=50.732242.1735.420333（逆时针）
四区：
KN W 78.620.42.381.95.04=???= m L 08.1995.163/22.34=+?=
M KN L P M ?=?=?=96.119508.1978.62444（顺时针）
表4.7 正常工况下静水压力汇总表
分区
水平力(kN)
垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m) 顺时针 逆时针 一区 4562.88 14.67 66937.45
二区
398.01 16.73 6658.71 三区
420.35
17.42
7322.50
四区 62.78 19.08 1195.96
五区
-78.48 5.83
457.54 ∑
4484.40
881.14
68133.41
14438.75
5.2.4扬压力计算
扬压力包括渗透压力和托浮力两部分。渗透压力是由上、下游水位差H 产生的渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；托浮力是由下游水面淹没计算截面而产生向上的水压力。
扬压力分三种工况进行计算，分别是设计工况、校核工况，正常使用工况。
图4.6 扬压力分区示意图
1.设计工况
设计工况下，上游水深为32.26m ，下游水深为5.65m 。查得渗透压力强度系数取0.30，渗透压力分项系数为1.2，浮托力分项系数为1.0，则设计值为0.3。
21/47.31626.3281.9m KN H =?=γ
22/43.5565.581.9m KN H =?=γ
221/04.261m KN H H H =-=γγγ 2/31.7804.2613.0m KN H =?=αγ
KN U 37.91755.1643.551=?= KN W 82.759528.837.9171=?=(顺时针)
KN U 45.72020.931.782=?= KN W 38.860995.1145.7202=?=(顺时针)
KN U 74.39835.725.543=?= KN W 36.146768.374.3983=?=(顺时针)
KN U 56.84020.973.1825.04=??= KN W 75.1133048.1356.8404=?=(顺时针)
KN U 42.8835.706.245.05=??= KN W 26.43390.442.885=?=(顺时针)
KN U 37.91755.1643.556=?= KN W 82.759528.837.9176=?=(逆时针) KN U 92.44855.1625.545.07=??= KN W 04.247852.592.4487=?=(逆时针) 表4.8 设计工况下扬压力汇总表
分区 垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m)
顺时针 逆时针
一区 917.37 8.28 7595.82
二区 720.45 11.95 8609.38 三区
398.74 3.68 1467.36 四区 840.56 13.48 11330.75
五区 88.42 4.90 433.26 六区 917.37 8.28 7595.82 七区
448.92 5.52
2478.04 ∑
-4331.83
29436.57
10073.86
2.校核工况
校核工况下，上游水深为33.05m ，下游水深为6.45m 。查得渗透压力强度系数取0.30，渗透压力分项系数为1.2，浮托力分项系数为1.0，则设计值为0.3。
21/22.32405.3381.9m KN H =?=γ
22/27.6345.681.9m KN H =?=γ
221/95.260m KN H H H =-=γγγ 2/29.7895.2603.0m KN H =?=αγ
KN U 12.104755.1627.631=?= KN W 15.867028.812.10471=?=(顺时针)
KN U 27.72020.929.782=?=
KN W 23.860795.1127.7202=?=(顺时针)
KN U 66.39835.724.543=?= KN W 07.146768.366.3983=?=(顺时针)
KN U 24.84020.966.1825.04=??= KN W 44.1132648.1324.8404=?=(顺时针)
KN U 38.8835.705.245.05=??= KN W 06.43390.438.885=?=(顺时针)
KN U 12.104755.1627.636=?= KN W 15.867028.812.10476=?=(逆时针) KN U 84.44855.1624.545.07=??= KN W 60.247752.584.4487=?=(逆时针) 表4.8 校核工况下扬压力汇总表
分区 垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m)
顺时针
逆时针
一区 1047.12 8.28 8670.15
二区 720.27 11.95 8607.23 三区
398.66 3.68 1467.07 四区 840.24 13.48 11326.44
五区 88.38 4.90 433.06 六区 1047.12 8.28 8670.15 七区
448.84 5.52
2477.60 ∑
-4590.63
30503.95
11147.75
3.正常使用工况
正常使用工况下，上游水深为30.50m ，下游水深为4.00m 。查得渗透压力强度系数取0.30，渗透压力分项系数为1.2，浮托力分项系数为1.0，则设计值为0.3。
21/21.29950.3081.9m KN H =?=γ 22/24.390.481.9m KN H =?=γ
221/97.259m KN H H H =-=γγγ
2/99.7797.2593.0m KN H =?=αγ
KN U 42.64955.1624.391=?= KN W 20.537728.842.6491=?=(顺时针)
KN U 51.71720.999.772=?= KN W 24.857495.1151.7172=?=(顺时针)
KN U 12.39735.703.543=?= KN W 40.146168.312.3973=?=(顺时针)
KN U 11.83720.998.1815.04=??=
KN W 24.1128448.1311.8374=?=(顺时针)
KN U 05.8835.796.235.05=??= KN W 45.43190.405.885=?=(顺时针)
KN U 42.64955.1624.396=?= KN W 20.537728.842.6496=?=(逆时针) KN U 10.44755.1603.545.07=??= KN W 99.246752.510.4477=?=(逆时针) 表4.8 正常工况下扬压力汇总表
分区 垂直力(kN) 力臂(m)) 力矩(kN ?m)
顺时针 逆时针
一区 649.42 8.28 5377.20
二区 717.51 11.95 8574.24 三区
397.12 3.68 1461.40 四区 837.11 13.48 11284.24
五区 88.05 4.90 431.45 六区 649.42 8.28 5377.20 七区
447.10 5.52
2467.99 ∑
-3785.73
27128.53
7845.19
5.2.5淤沙压力
水平淤沙压力公式
??? ?
?-
=245tan 2102
s sb sk h P ?γ （ 4.7）
()γγγn sd
sb --'=1
（4.8）
式中：sb γ-淤沙浮容重； s h -淤沙高度；
s
?-淤沙内摩擦角。
本工程主要挡水建筑物设计基准期为50年，坝前淤积高程计算年限也取50年，根据预测年淤积量和库容曲线，坝前泥沙淤积高度取1132.85m ，参考有关资料及本区情况，泥沙浮容重v s 取9.0KN/m 3，内摩擦角φs 取15°
泥沙淤积高度：m h s 35.1550.111785.1132=-= 泥沙的浮容重：3/0.9m kN sb =γ 水平泥沙压力：
kN h P s s sb S 20.6245.37tan 35.150.92
1
)245(tan 212222=???=-=
?γ 垂直泥沙压力：kN V P sb
V 06.21207.335.152
1
0.9=???==γ 其他荷载
根据基本资料可知，土压力、冰压力等其他荷载在重力坝荷载中所占比例很小，可以忽略不计。
5.2.6波浪压力
波浪压力公式
波浪压力及其力矩也分二种工况考虑，分别为设计工况、校核工况，其作用分项系数为1.2，力矩规定同前。由“4.1坝顶高程的确定”可知，H >L /2均成立，故波浪为深水波。
深水波浪压力计算公式：
()z m
l h h L P +=
%14
γ （4.9）
1. 设计工况
82.101850240166.00166.03
/14/53/14/5l =??=??=D v h
578.0%1=h ，426.0=z h
()KN P l 64.26426.0578.04
82
.1081.9=+??=
2.校核工况
52.61850160166.00166.03
/14/53/14/5l =??=??=D v h
309.0%1=h ，257.0=z h
()KN P l 05.9257.0309.04
52
.681.9=+??=
5.3抗滑稳定计算
本次设计采用分项系数极限状态设计法进行抗滑稳定计算。根据基本资料85.0'=f ，
7.0'=c 。
自重的分项系数取为 1.0，静水压力的分项系数取为 1.0，淤沙压力分项系数取为1.2，浪压力的分项系数取为1.2，扬压力（主排水孔之前）分项系数取为1.1。
摩擦系数,R f 的分项系数取为1.3，黏聚力的分项系数取为3.0
5.3.1承载能力极限状态设计式
()()k d d
k d a f R a F S ,1
,0γψγ≤
（4.10）
式中：()?S ——作用效应系数
()?R ——抗力函数
0γ——结构重要性系数
ψ——设计状况系数
d F ——作用的设计值
0γ——结构重要性系数
k a ——几何参数
d f ——材料性能的设计值
d γ——结构系数
1.作用效应函数
∑=?P S )( （4.11）
2.抗滑稳定极限状态抗力函数
A c W f R ∑+=?'')( （4.12）
其中，∑P —坝基面水平作用力之和
'f —坝基面抗剪断摩擦系数
'c —坝基面抗剪断凝聚力
a 设计洪水位情况：
设计水位荷载计算汇总表
作用 重度（3
/m KN ）
力（kN ） 水平 垂直 自重 23.00 21494.65 静水压力 9.81 4948.09
1015.10 扬压力 9.81 -4331.83 淤沙压力 9.00 624.20 212.06 浪压力 9.81 26.64 合计
5598.93
18389.98
1.10=γ 0.1=?
2.11
=d γ
10.57292.164.262.120.6240.109.4948=?+?+?=∑P
21.179991.183.43312.106.2120.110.10150.165.21494
=?-?+?+?=∑W
81.1254009.330
.370
21.179993.185.0)(''
=?+?=
+=?∑A c W f
R 67.1045081.125402
.11
)(1
01.630210.572911.1)(0=?=
?<
=??=?R S d
d
γ?γ
故满足抗滑稳定验算 b 校核水位情况：
校核水位荷载计算汇总表
作用 重度（3
/m KN ）
力（kN ） 水平 垂直 自重 23.00 21494.65 静水压力 9.81 5153.68
1085.18 扬压力 9.81 -4590.63 淤沙压力 9.00 624.20 212.06 浪压力 9.81 9.05 合计
5786.93
18201.26
1.10=γ 0.1=?
2.11
=d γ
58.59132.105.92.120.6240.168.5153=?+?+?=∑P
61.177841.163.45902.106.2120.118.10850.165.21494
=?-?+?+?=∑W
50.1240009.330
.370
61.177843.185.0)(''
=?+?=
+=?∑A c W f
R 75.1033350.124002
.11
)(1
94.650458.591311.1)(0=?=
?<
=??=?R S d
d
γ?γ 故满足抗滑稳定验算
c 正常水位情况：
正常水位荷载计算汇总表
作用 重度（3/m KN ）
力（kN ）
水平 垂直 自重 23.00 21494.65 静水压力 9.81 4484.40
881.14 扬压力 9.81 -3785.73 淤沙压力 9.00 624.20 212.06 浪压力 9.81 26.64 合计
5135.24
18802.12
1.10=γ 0.1=?
2.11
=d γ
41.52652.164.262.120.6240.140.4484=?+?+?=∑P
96.184651.173.37852.106.2120.114.8810.165.21494
=?-?+?+?=∑W
1284609.330
.370
96.184653.185.0)(''
=?+?=
+=?∑A c W f
R 10705128462
.11
)(1
95.579141.526511.1)(0=?=
?<
=??=?R S d
d
γ?γ 故满足抗滑稳定验算 故满足抗滑稳定分析
综上所述，重力坝在基本组合和特殊组合情况下均满足承载能力极限状态下的抗滑稳定要求。
六、坝体强度承载能力极限状态 计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料 坝顶高程：m 校核洪水位（P = %）上游：m 下游：m 正常蓄水位上游：m 下游：m 死水位：m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= c `= Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= m/s 吹程D = 1000 m
（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位，下游水位） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×× /2 = KN W 3 = ×（）2× /2 = KN ∑W = KN W 1作用点至O 点的力臂为： /2 = m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?-
竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OW1 = 2040×= 8772 KN·m M OW2 = －×= －KN·m M OW3 = －×= －445 KN·m ∑M OW = KN·m ②静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = ×－1090)2 /2= －KN P2 =γH22 /2 =×2 /2 = ∑P = －KN P1作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = P2作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = 静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OP1 = ×= －6089 KN·m M OP2 = ×= KN·m ∑M OP = －KN·m ③扬压力 扬压力示意图请见下页附图： H1 = －1090 = m H2 = －1090 = m (H1 －H1) = －= m 计算扬压力如下： U1 = ××= KN U2 = ××/2 = KN ∑U = KN
1 目录 目录 (1) 第1章非溢流坝设计 (4) 1.1坝基面高程的确定 (4) 1.2坝顶高程计算 (4) 1.2.1基本组合情况下： (4) 1.2.2特殊组合情况下： (5) 1.3坝宽计算 (6) 1.4 坝面坡度 (6) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (7) 第二章非溢流坝段荷载计算 (8) 2.1 计算情况的选择 (8) 2.2 荷载计算 (8) 2.2.1 自重 (8) 2.2.2 静水压力及其推力 (8) 2.2.3 扬压力的计算 (10) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (12) 2.2.5 波浪压力 (13) 2.2.6 土压力 (14) 第3章坝体抗滑稳定性分析 (16) 3.2 抗滑稳定计算 (17) 3.3 抗剪断强度计算 (18) 第4章应力分析 (20) 4.1 总则 (20) 4.1.1大坝垂直应力分析 (20) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (21) 4.2计算截面为建基面的情况 (21) 4.2.1 荷载计算 (22) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (23) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (23)
4.2.4 施工期 (23) 第5章溢流坝段设计 (25) 5.1 泄流方式选择 (25) 5.2 洪水标准的确定 (25) 5.3 流量的确定 (25) 5.4 单宽流量的选择 (25) 5.5 孔口净宽的拟定 (26) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (26) 5.7 堰顶高程的确定 (27) 5.8 闸门高度的确定 (27) 5.9 定型水头的确定 (28) 5.10 泄流能力的校核 (28) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (29) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (29) （1）正常蓄水情况 (29) （2）设计洪水情况 (30) （3）校核洪水情况 (30) 第6章消能防冲设计 (31) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (31) 6.2 反弧半径的确定 (31) 6.3 坎顶水深的确定 (32) 6.4 水舌抛距计算 (33) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (34) 第7章泄水孔的设计 (36) 7.1有压泄水孔的设计 (36) 7.11孔径D的拟定 (36) 7.12 进水口体形设计 (36) 7.13 闸门与门槽 (37) 7.14 渐宽段 (37) 7.15 出水口 (37) 7.15 通气孔和平压管 (38) 参考文献 (39)
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√√√√√√
目录 第一章调洪演算 ........................ - 3 - 1.1 调洪演算的原理.......................................... - 3 - 1.2 调洪方案的选择.......................................... - 3 - 1.2.1对以下四种方案进行调洪演算......................... - 3 - 1.2.2方案比较........................................... - 7 - 1.2.3 2浅孔+2中孔方案选定后坝顶高程的计算 .............. - 8 -第二章大坝工程量比较 .................. - 10 - 2.1 大坝剖面设计计算....................................... - 10 - 2.1.1混凝土重力坝设计.................................. - 10 - 2.2 大坝工程量比较......................................... - 17 - 2.2.1重力坝工程量...................................... - 17 - 2.2.2拱坝工程量........................................ - 18 - 2.2.3重力坝与拱坝工程量比较............................ - 19 -第三章第一主要建筑物的设计 ............ - 19 - 3.1 拱坝的型式尺寸及布置................................... - 19 - 3.1.1坝型选择.......................................... - 19 - 3.1.2拱坝的尺寸........................................ - 19 - 3.2 荷载组合............................................... - 23 - 3.2.1 正常水位+温降 .................................... - 23 - 3.2.2 设计水位+温升 .................................... - 23 - 3.2.3 校核水位+温升 .................................... - 23 - 3.2.4 正常水位+温降+地震 ............................... - 23 - 3.3 拱坝的应力计算......................................... - 23 - 3.3.1对荷载组合1，2，3使用FORTRAN程序进行电算........ - 23 - 3.3.2对荷载组合4进行手算.............................. - 24 - 3.4 坝肩稳定验算........................................... - 37 - 3.4.1计算原理.......................................... - 37 - 3.4.2验算工况.......................................... - 38 - 3.4.3验算步骤.......................................... - 38 - 4.1泄水建筑物的型式尺寸 ................................... - 42 - 4.2坝身进水口设计 ......................................... - 42 - 4.2.1管径的计算........................................ - 42 - 4.2.2进水口的高程...................................... - 42 - 4.3泄槽设计计算 ........................................... - 43 - 4.3.1坎顶高程.......................................... - 43 - 4.3.2坎上水深h ........................................ - 43 - c 4.3.3反弧半径R ........................................ - 44 -
重力坝的稳定性 汪祥胜3008205112（46）前言： 重力坝是世界出现最早的一种坝型，早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。随着我国重力坝建设的繁荣，数量的增多和高度的不断提升，使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关，而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作，通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题，包括什么是重力坝，重力坝稳定的意义，其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。 一．什么是重力坝 1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。 重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 2.优缺点： 重力坝优点：重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。 重力坝缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。 3.工作原理；重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足： A、稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。 B、强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。 4.重力坝类型： 重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝；③空腹重力坝。 重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。 实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。①悬臂式重力坝：横缝不设键槽，不灌浆；②铰接式重力坝：横缝设键槽，但不灌浆；③整体 式重力坝：横缝设键槽，并进行灌浆 二．稳定性分析方法： 1.抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。当岸坡坝段地形陡峻时，还需核算这些坝段在三向荷载作用下的抗滑稳定。
项目名称：几内亚凯勒塔（KALETA）水电站工程项目阶段：复核阶段 计算书名称：重力坝抗滑稳定及应力计算 审查： 校核： 计算： 黄河勘测规划设计有限公司 Yellow River Engineering Consulting Co. ,Ltd. 二〇一二年四月
目录 1.计算说明..................................................................................... 错误!未定义书签。 目的与要求 ......................................................................... 错误!未定义书签。 基本数据 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.计算参数和研究方法................................................................. 错误!未定义书签。 荷载组合 ............................................................................. 错误!未定义书签。 计算参数及控制标准 ......................................................... 错误!未定义书签。 计算理论和方法 ................................................................. 错误!未定义书签。 3.计算过程..................................................................................... 错误!未定义书签。 荷载计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。 自重 ............................................................................. 错误!未定义书签。 水压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 扬压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 地震荷载 ..................................................................... 错误!未定义书签。 安全系数及应力计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 4.结果汇总..................................................................................... 错误!未定义书签。
坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算 （一）、基本资料 坝顶高程：1107.0 m 校核洪水位（P = 0.5 %）上游：1105.67 m 下游：1095.18 m 正常蓄水位上游：1105.5 m 下游：1094.89 m 死水位：1100.0 m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：1098.3 m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.5 c `= 0.2 Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = 19.44 m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= 12.9 m/s 吹程D = 1000 m （二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面
荷载作用的 标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位1105.5m ，下游水位1094.89m ） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×10.75×8.6 /2 = 1109.4 KN W 3 = 9.81×（1094.5-1090）2×0.8 /2 = 79.46 KN ∑W = 3228.86 KN W 1作用点至O 点的力臂为： (13.6-5) /2 = 4.3 m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?- 竖向力对O 点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）： M OW1 = 2040×4.3 = 8772 KN ·m M OW2 = －1109.4×1.067 = －1183.7 KN ·m
第一章设计基本资料及任务 第一节设计基本资料 一、枢纽任务 本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。水电站装机容量为21.75万kW，装3台机组。正常蓄水位为110.5m，死水位为86.5m，三台机满载时的流量为405m3/s。采用坝后式厂房。工程建成后，可增加保灌面积90万亩，减轻洪水对下游城市和平原的威胁。在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量可由原来的18200m3/s、14100 m3/s分别削减为6800 m3/s和6350 m3/s；水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。 二、基本资料 1、规划数据 本重力坝坝高86.9m，坝全长368m，溢流坝位于大坝中段长度73米，非溢流坝分别接溢流坝两侧各147.5m，坝顶宽度8m，坝底宽度80.5m，坝底高程28m，坝顶高程114.9m，正常蓄水位110.5m，死水位86.5m。 坝址处的河床宽约120m，水深约1.5～4m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡取约35o。 2、工程地质 坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200MPa，风化花岗岩为50～80Mpa。坝址处无大的地质构造。 3、其他资料 - 1 -
（1）风向吹力：实测最大风速为24m/s，多年平均最大风速为20m/s，风向基本垂直坝轴线，吹程为4km。 （2）本坝址地震烈度为7度。 （3）坝址附近卵砾石、碎石及砂料供应充足，质量符合规范要求。 三、表格 表1比选数据 - 2 -
表2岩石物理力学性质 四、参考文献 1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编 2．水工建筑物任德林河海大学出版社 3．水工设计手册泄水与过坝建筑物水利电力出版社 4．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编 第二节设计任务 一、枢纽布置 （1）拟定坝址位置 - 3 -
坝体强度承载能力极限状态 计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料 坝顶高程： m 校核洪水位（P = %）上游： m 下游： m 正常蓄水位上游： m 下游： m 死水位： m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程： m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值： f `= c `= Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= m/s 吹程 D = 1000 m
（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位，下游水位） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×× /2 = KN W 3 = ×（）2× /2 = KN ∑W = KN W 1作用点至O 点的力臂为： /2 = m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?-
竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）： M OW1 = 2040× = 8772 KN·m M OW2 = －× = － KN·m M OW3 = －× = －445 KN·m ∑M OW = KN·m ②静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = ×－1090)2 /2= － KN P2 =γH22 /2 =×2 /2 = ∑P = － KN P1作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = P2作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = 静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）： M OP1 = × = －6089 KN·m M OP2 = × = KN·m ∑M OP = － KN·m ③扬压力 扬压力示意图请见下页附图： H1 = －1090 = m H2 = －1090 = m (H1 － H1) = － = m 计算扬压力如下： U1 = ×× = KN U2 = ×× /2 = KN ∑U = KN
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
目录 第一章工程规模的确定......................................................... - 3 - 1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分..................................... - 3 - 1.2 永久建筑物洪水标准................................................. - 3 -第二章调洪演算 .............................................................. - 4 - 2.1洪水调节计算....................................................... - 4 - 2.1.1 洪水调节计算方法........................................................ - 4 - 2.1.2 洪水调节具体计算........................................................ - 4 - 2.1.3 计算结果统计：.......................................................... - 8 -第三章大坝设计 .............................................................. - 9 - 3.1 坝顶高确定 ........................................................ - 9 - 3.1.1 计算方法................................................................ - 9 - 3.1.2 计算过程................................................................ - 9 - 3.2 坝顶宽度 ......................................................... - 10 - 3.3 开挖线的确定...................................................... - 10 - 3.4 非溢流坝剖面设计.................................................. - 10 - 3.4.1 折坡点高程拟定......................................................... - 11 - 3.4.2 非溢流坝剖面拟定....................................................... - 11 - 3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算...................... - 17 - 3.5.1 荷载计算成果........................................................... - 17 - 3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 41 - 3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 - 3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 - 3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 45 - 3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 46 - 3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 46 - 3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 47 - 3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 49 - 3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算..................... - 51 - 3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 - 3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 - 3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 55 - 3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算........................... - 56 - 3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 - 3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 - 3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 60 - 3.6 应力计算 ......................................................... - 61 - 3.6.1 边缘应力............................................................... - 62 - 3.6.2内部应力 ............................................................... - 62 - 3.6.3 截面应力计算表......................................................... - 64 - 3.6.4 应力图................................................................. - 64 - 3.7 溢流坝段的设计.................................................... - 78 -
山东水利职业学院院刊2009年6月 第2期ANSYS在重力坝应力分析中的应用 韩永胜梁秋生 （山东水利职业学院，山东日照276826） 摘要：本文对重力坝应力分析的材料力学方法、弹性力学方法、结构模型试验方法以及有限单元法进行了比较，重点阐述了有限单元法，利用大型有限元工程分析软件ANSYS对某重力坝进行了应力分析与开裂区域研究。 关键词：重力坝；应力分析；有限单元法；ANSYS 1引言 重力坝主要依靠坝体本身自重来保持坝体的稳定，故称为“重力坝”。其坝筑材料主要是混凝土或砌浆石或这两者的组合。在古代建造砌浆石坝的时候，还没有现在那么高的数学力学基础理论，也没有对这种坝起名叫重力坝，更没有对这种坝进行应力分析。从17世纪和18世纪以Hooke’s law为基础的材料力学出现和发展，到19世纪初逐步创立了杠件系统的结构力学和一般弹性体的弹性力学，再到19世纪上半叶和中叶混凝土出现和发展之后，才开始将重力坝作为连续弹性体进行应力分析。最初采用材料力学方法，而后发展到弹性力学方法，对于边界复杂的坝体结构采用模型试验方法。近年来，随着有限单元法的研究和电子计算机的发展，对重力坝的数值解法越来越受到学者和工程师的青睐。 2材料力学方法 材料力学方法基本假定是：(1)坝体材料为均质和各向同性；(2)在静力载荷应力计算中，不考虑温度载荷引起的应力；(3)坝体的永久横缝不传力，将坝段看作独立的固定于岩基上的竖直悬臂梁，不考虑基础变形对坝体应力的影响[1]。 材料力学计算得出：重力坝最不利的应力位于坝踵(上游坝面底部)和坝址(下游坝面底部)。这两处是应力控制的部位，我国重力坝设计规范规定[2]，用材料力学方法计算时，重力坝上游坝面不允许出现竖直方向拉应力，坝基面上的压应力应小于坝基许用压应力。 3弹性力学方法 19世纪中下叶，法国李维等学者和工程师为重力坝二维应力分析提供了弹性力学解法。但是由于弹性力学计算方法很繁琐，目前，中低型重力坝的设计基本上按规范规定的材料力学进行应力计算。4结构模型试验方法 用于测试应力的结构模型试验方法主要有光测法和脆性材料电测法两类。结构模型试验方法能适应复杂的边界形状和地基变形条件，便于测量和研究重力坝孔口、坝踵和坝址等角缘应力分布状态，解决了材料力学方法不能解决、弹性力学方法难以解决的课题。在今天，即使电子计算机发展很快、应用很广，一些高重力坝的设计和计算仍采用结构模型试验方法，作为与有限单元法计算结果相互验证的补充的手段。 5有限单元法 有限单元法适用于孔口、角缘和地基变形等复杂的边界条件与载荷情况，可以考虑各种材料的特性和组合，后来又发展到进行温度场和温度应力的计算、非线性分析和动力分析等等。它出色地完成了材料力学方法和弹性力学方法所不能计算的课题，对重力坝的应力计算发挥了很重要的作用。本文利用大型有限元分析程序计算了某重力坝的应力分布和开裂区域。 14··
1 兵团广播电视大学开放教育（专科） 题目：混凝土重力坝设计 分校： 姓名： 学号： 专业： 指导教师：
目录 目录 (1) 第一章非溢流坝设计 (5) 1.1坝基面高程的确定 (5) 1.2坝顶高程计算 (5) 1.2.1基本组合情况下： (5) 1.2.1.1 正常蓄水位时： (5) 1.2.1.2 设计洪水位时： (6) 1.2.2特殊组合情况下： (6) 1.3坝宽计算 (7) 1.4 坝面坡度 (7) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (8) 第二章非溢流坝段荷载计算 (9) 2.1 计算情况的选择 (9) 2.2 荷载计算 (9) 2.2.1 自重 (9) 2.2.2 静水压力及其推力 (9) 2.2.3 扬压力的计算 (11) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (13) 2.2.5 波浪压力 (14) 2.2.6 土压力 (15) 第三章坝体抗滑稳定性分析 (17) 3.1 总则 (17) 3.2 抗滑稳定计算 (18) 3.3 抗剪断强度计算 (19) 第四章应力分析 (21) 4.1 总则 (21) 4.1.1大坝垂直应力分析 (21) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (22) 4.2计算截面为建基面的情况 (22)
3 4.2.1 荷载计算 (23) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (24) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (24) 4.2.4 施工期 (24) 第五章溢流坝段设计 (26) 5.1 泄流方式选择 (26) 5.2 洪水标准的确定 (26) 5.3 流量的确定 (26) 5.4 单宽流量的选择 (27) 5.5 孔口净宽的拟定 (27) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (27) 5.7 堰顶高程的确定 (28) 5.8 闸门高度的确定 (29) 5.9 定型水头的确定 (29) 5.10 泄流能力的校核 (29) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (30) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (30) （1）正常蓄水情况 (30) （2）设计洪水情况 (31) （3）校核洪水情况 (31) 第六章消能防冲设计 (32) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (32) 6.2 反弧半径的确定 (32) 6.3 坎顶水深的确定 (33) 6.4 水舌抛距计算 (34) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (35) 第七章泄水孔的设计 (37) 7.1有压泄水孔的设计 (37) 7.2孔径D的拟定 (37) 7.3 进水口体形设计 (37) 7.4 闸门与门槽 (38) 7.5渐宽段 (38)
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.
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——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；