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拱坝计算书

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1 计算书目录：

1、设计参数及控制指标

2、拱坝体形

3、应力计算

4、拱肩稳定计算

5、消能计算

6、坝体细部及放空、取水孔设计

1、设计参数及控制指标

1.1 设计参数

坝体材料：200#砼，容重2.4t/m3,弹模1.7E6(坝体弹模考虑徐变的影响，取为瞬时弹性模量的0.6--0.7)，泊松比0.167，线胀系数1×10-5/℃，导温系数3m2/月。

坝基：灰岩，容重3t/m3,弹模2E6，泊松比0.27，线胀系数1.4×10-5/℃，导温系数3m2/月。淤沙浮容重按1t/m3,内摩擦角14°。

水文及地基f、c等有关各专业的基础资料请见附件1。

温度荷载按规范(SD145-85)附录公式由程序动计算，封拱灌浆温度取8-12℃。

1.2 控制指标

大坝拱肩稳定及应力控制指标均严格按照《混凝土拱坝设计规范》（SD145-85）执行，见表1-1、1-2。

表1-1 抗滑稳定安全系数表

类 别 荷载组合情况 安全系数

抗剪断强度K’ 基本组合 3

特殊组合 2.5

表1-2 大坝允许应力表

类 别 荷载组合情况 允许应力

允许拉应力(kg/cm2) 基本组合 12

特殊组合 15

允许压应力(kg/cm2) 基本组合 50

特殊组合 55

2、拱坝体形

拱坝体形为双曲拱坝，拱圈平面曲线采用圆弧。因两岸地形不完全对称而采用两岸不同半径的双曲拱坝。

2.1坝顶高程的拟定

2.1.1 已知: 校核洪水位(p=0.2%)：848.87m 2 设计洪水位(p=2%)：848.35m

正常蓄水位：848m

2.1.2 坝顶高程根据各种运行情况的水库静水位加上相应超高后的最大值确定。顶超高值Δh按下式计算(请见SD145-85《混凝土拱坝设计规范》第八章拱坝构造）Δh=2hl + h0 + hc

式中：Δh………坝顶距水库静水位高度(m)

2hl………浪高(m)

h0………波浪中心线至水库静水位的高度(m)

hc………安全超高(m)：正常运用情况取0.4m，非常运用情况取0.3m。

2.1.3 波浪要素按“官厅——鹤地”公式计算：

2hl = 0.0166 Vf5/4 D f1/3

2L1 = 10.4(2hl ) 0.8

h0 = 4πhl2 /(2L1)

式中： 2L1 ……… 波长（m）；

D f ………吹程，由坝前沿水面至对岸的最大直线距离(km) ,取1Km。

Vf ………计算风速(m/s)，正常和设计情况取15m/s，校核情况取9.6m/s。

2.1.4 坝顶高程计算成果见下表：

计算情况 设计情况 校核情况

相应水位（m） 848.35 848.87

Vf（m） 15 9.6

D f（km） 1 1

hc（m） 0.3 0.4

2hl（m） 0.490 0.281

h0（m） 0.128 0.066

Δh（m） 0.918 0.747

坝顶高程（m） 849.268 849.617

结论：综合考虑后，取坝顶高程为849.7m

河床底部高程为782.3m，按地质提供的基本资料，挖深按20.5m计，则坝高为87.4m，属于高坝，在坝顶高程849.7m开挖后的河谷水平宽度为193.63m，则河谷宽高比L/H = 193.63 / 87.4 = 2.215，属“V”型河谷。

2.2、拱坝体型设计

2.2.1 坝顶厚度Tc （参见《砌石坝设计》P137） 3 Tc=0.4+0.01(L+3H)

式中 Tc —— 坝顶厚度（m）

H —— 最大坝高（m）= 87.4

L —— 顶拱弦长（m）= 193.63

经计算得 Tc = 0.4+0.01(193.63+3×87.4) = 4.9583m，考虑交通等要求，取Tc

=5m。

2.2.2 拱圈厚度

（1）坝底厚Tb

①参见《砌石坝设计》P138经验公式

Tb = (0.132(L/H)0.269+(2H/1000))×H

式中 Tb —— 坝底厚度（m）

H —— 最大坝高（m）= 87.4

L —— 顶拱弦长（m）= 193.63

经计算得 Tb = (0.132(193.63 / 87.4)0.269+(2×87.4 /1000))×87.4 = 29.57m。

②由美国肯务局的经验公式

式中 Tb —— 坝底厚度（m）

H —— 最大坝高（m）= 87.4

L 1—— 顶拱弦长（m）= 193.63

L 2—— 顶底以上0.15H处弦长（m）= 42.2

经计算得 Tb = 8.77m 。

综合考虑后，取坝底厚度为Tb = 22m 。

水平拱圈厚度按 T = Tc + ( Tb – Tc ) Y / H 计算，即为

T = 5 + ( 22 – 5 ) Y / 85.9 = 5 + 0.1979 Y

2.2.3 上游面曲线初拟

参考其他工程经验及规范要求进行设计：

设 β1 = Hd / H

β2 = Aud / H

K = Aub/ Tb

一般情况下有： β1 = 0.3 ~ 0.4

β2 = 0.135 ~ 0.175

K = 0.3 ~ 0.8

因本工程河谷宽高比L/H = 193.63 / 87.4 = 2.2154，综合考虑后取参数计算如下： 122/213)122/(0012.0HHLHLTb 4 Hd = 0.38 H = 0.37 × 85.9 = 31.783 m

Aud = 0.175 H =0.16 × 85.9 = 15.0325 m

Aub = 0.7 × 20 = 14m

m = Aud - Aub

最终的成果取值为：(请见右图)

Hd = 31.8 m

Aud = 14.944m

Aub = 13.5 m

m = 14.944 –13.5 = 1.444m

由此可知，A、D、B三点的坐标为：

点号 X Y

A 0 0

D -14.944 54.1

B - 13.5 85.9

将地形图上可利用的基岩线确定后，再确定每一层拱圈对应的水平弦长，定出半径后（用半中心角控制，如顶拱的半中心角在80°～110°之间，底拱的半中心角在40°～80°之间，半径的连线为一光滑的曲线）经过应力控制的优化后得到拱坝体型。计算采用的程序为ADASO。

设计过程中严格按照有关规范的要求来进行大坝体形的设计调整，最后确定大坝体形如下(请见下页)：

101.392.3393.11010849.7843拱冠梁782.375.6557.7873.6745.8756.873440.122.0625.04827.2811.4795.6779.8763.8 5 3、应力计算

3.1 计算方法及荷载组合

拱坝应力按多拱多梁混合法计算，利用北京水科院ADASO程序在PentiumⅡ微机上计算。计算初拟采用7层拱圈，其高程分别为：849.7、843.0、827.2、811.4、795.6、779.8、763.8m(拟合层为砼垫层762.3m)。

荷载组合情况分基本组合及特殊组合两类。

基本组合为：

⑴正常蓄水位+相应尾水位+设计正常温降+自重+扬压力+泥沙压力+浪压力。

特殊组合为：

⑵校核洪水位+相应尾水位+设计正常温升+自重+扬压力+泥沙压力+浪压力。

地区地震烈度小于Ⅵ度，故不作动力计算。

3.2 温度参数说明

多年年平均气温14.6℃

多年平均最低月(1月)气温3.8℃

多年平均最高月(7月)气温24.7℃

日照影响按2℃计

温降变幅=年平均气温-最低月平均气温=14.6-3.8=10.8℃

考虑日照影响后，设计正常温降=10.8+2=12.8℃，计算时间取1.5

温升变幅=最高月平均气温-年平均气温=24.7-14.6=10.1℃

考虑日照影响后，设计正常温升=10.1+2=12.1℃，计算时间取7.5

库底水温因无实测资料，按规范(SD145-85)附录规定，Tkd可近似按最低3个月平均气温计，Tkd=(3.8+5.0+5.9)/3=4.9℃

水表面年平均水温=年平均气温+日照影响=14.6+2=16.6℃

表面水温年变幅=气温年变幅的一半=(24.7-3.8)/2=10.45℃

温度计算的初相位取值为6.5（月）。

3.3 计算成果

经计算，拱坝最大拉应力为1.42MPa，发生在▽795.6m高程右拱端的上游面，计算工况为校核洪水位+温升；最大压应力为4.03MPa，发生在▽795.6m高程右拱端的下游面，计算工况为校核洪水位+温升，均小于大纲中规定的允许应力。应力分布规律符合一般规律，较合理，计算原始数据和结果文件见附。

6 4 拱肩稳定计算

4.1 计算方法

拱肩抗滑稳定按刚体极限平衡法计算，并根据《混凝土拱坝设计规范》规定(SD145-85)，拱肩稳定按平面分层抗剪断公式核算，若分层安全系数不满足要求时则按空间问题计算整体抗滑稳定安全系数，若均满足要求则不再按空间问题计算整体抗滑稳定安全系数。

计算步骤：

⑴绘制各层拱肩抗滑岩体图。

⑵根据地质专业提供的资料，列出几组不同侧滑面（裂隙或岩体），在抗滑岩体图中分别量出侧滑面与拱端径向的夹角、底滑面面积、侧滑面长度。

⑶根据前面量出的参数，各层拱端高程，计算工况的水位，各侧滑面、底滑面分别对应的抗剪断参数，程序计算得到的各层拱端作用力，代入抗剪断公式，分别计算各层、各侧滑面的K值，取其中每层最小K值为该层安全系数K。

4.2 已知条件

4.2.1 由拱坝应力计算得拱端力系计算结果如下表：

拱端力系表（单位：t）

工况 拱端 高程 849.7 843.0 827.2 811.4 795.6 779.8 763.8

正常蓄水位+温降 左 拱端推力 -428.7 383.1 1290.1 1746.7 2153.1 2082.4 934.8

拱端剪力 11.6 -25.9 184.3 480.1 860.4 1494.9 2117.0

右 拱端推力 -138.0 531.1 1119.3 1642.8 2157.3 2231.6 1084.2

拱端剪力 -6.4 293.8 907.3 1645.2 2368.8 2414.7 1243.5

校核洪水位+温升 左 拱端推力 813.3 1137.8 1304.4 1699.2 2116.4 2007.1 876.2

拱端剪力 -33.7 -395.5 -106.5 351.2 751.9 1347.5 1915.2

右 拱端推力 1653.2 1591.7 1105.7 1582.3 2131.6 2038.5 835.2

拱端剪力 1581.5 1480.2 1158.0 1595.9 2270.1 2167.8 959.8

4.2.2 水文：校核洪水位848.87m；

4.2.3地质：

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（1）支模设计

模板采用P3015标准组合钢模板，钢架采用工16工字钢弯制而成，钢架纵向间距750mm，支架采用Ø48×3mm钢管搭设，横向步距900mm，纵向步距为750mm，竖向步距起拱线上部为600mm,下部为900mm，支架下方采用15cm×15cm的方木作为纵向内楞，具体数据详见下图；

16型钢顶托

5cm厚钢模板15cm×15cm方木找平钢板大样示意图说明： 1、本图尺寸均以毫米计，已考虑外放尺寸； 2、工钢之间连接采用M24螺栓； 3、找平钢板每编号2块； 4、横向剪刀撑每3米设1道，纵向剪刀撑、 水平剪刀撑每组拱架设3道。底板砼面横向剪刀撑， 每3米设置1道底板砼面标准断面二衬拱架、模板、脚手架支撑示意图O1O1O1O1O2O2工字钢拱架大样示意图

脚手架俯视图

（2）二衬的安全计算书

①脚手架计算：

模板与架的荷载（1.5m）

工16工字钢的自重：弧长＝11.365m

环向长度＝11.365*2=22.73m

工16工字钢20.5Kg/m

合计20.5*22.73=466.0Kg

方木自重：长度=1.5*10=15m

15cm×15cm方木：7KN/m3

合计：0.15*0.15*15*7=2.3625KN=2362.5N

钢模板的自重：弧长11.774m内模板数量＝11.774/0.3=40块

单块重14.9Kg

合计14.9*40=596Kg

脚手架底部跨度8.65m；按长度1.5m计算

模板与钢架的荷载＝((466+596)*10+2362.5)/(1.5*8.65)=1000.58N/m2

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1.工程设计

结合当地实际工程，需要资料如下：

原始资料：地形、地质、水文气象、材料等；或已知水库的特征水位，调节流量、发电流量、防洪标准、下游防洪要求即安全泄量等。

成果要求：设计计算书和说明书（可合二为一），设计图纸（2#平面图1张、2#立面图/剖面图1张）

（1） 混凝土重力坝设计（溢流坝、挡水坝）

（2） 土坝设计

（3） 拱坝设计

（4） 水闸设计

（5） 溢洪道设计

（6） 橡胶坝设计

（7） 水电站厂房设计（已知装机容量、台数、水轮机型号）

（8） 水电站压力管道设计

（9） 水电站调压室设计

（10） 水工隧洞设计

（11） 水利工程施工组织设计

2. 水利水电工程规划

成果要求：设计计算书和说明书（可合二为一），设计图纸（2#图纸2张）

（1） 水库优化调度（以某工程为例）

（2） 水利工程规划（以某工程为例）

（3） 水能规划（以某水电站工程为例）

（4） 抽水蓄能电站的经济合理性

3. 研究论文

要求：至少查阅并引用15篇相关文献。

（1） 泄洪建筑物水力学实验研究

（2） 引水道水力学实验研究

（3） 土质边坡稳定实验研究

（4） 地基处理措施研究

（5） 水利工程综合利用初探

（6） 水利工程综合利用的经济效益研究

（7） 水利水电工程与环境影响研究

（8） 地下工程施工新技术综述

（9） 水利工程防洪减灾效益

（10） 水能——可再生能源的开发应用前景

（11） 小水电工程在我国发展前景

（12） 抽水蓄能电站的必要性研究

（13） 流域梯级开发的研究 （14） 调压室水力性能的改进

（15） 调压室结构形式的改进

（16） 调压室的水力计算

（17） 减小水击压力工程措施的研究

（18） 地下水电站的优越性

（19） 地面厂房与地下厂房的比较研究

（20） 水利工程在我国国民经济中的作用

（21） 水利工程除险加固措施分析

水工建筑物设计说明书

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1 《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

2 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

液压滑动模板施工技术规范

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篇一：液压滑动模板施工安全技术规程JGJ65

液压滑动模板施工安全技术规程JGJ65-89

第一章 总 则

第1.0.1条 为了在液压滑动模板（以下简称滑模）施工中做好安全与技术管理工作，防止事故发生，保证施工人员的安全，特制定本规程。

第1.0.2条 本规程适用于以液压滑模技术施工的混凝土工程，对采用其他方式的滑模工程也应遵守本规程的有关规定。

第1.0.3条 滑模工程施工中除应遵守本规程外，还应遵守《液压滑动模板施工技术规范》和有关专业安全技术规程的规定。

第1.0.4条 当采用新技术、新工艺、新材料及非标准设备等时，应制定相应的安全技术措施。

第1.0.5条 滑模工程不宜安排在冬期施工，如必须在冬期施工时，应制定相应的安全技术措施。

第二章 一般规定

第2.0.1条 滑模工程开工前，施工单位必须根据工程结构和施工特点以及施工环境、气候等条件编制滑模施工安全技术措施，作为滑模工程施工组织设计的一部分，报上级安全和技术主管部门审批后实施。

第2.0.2条 滑模工程承建单位的负责人应对安全工作全面负责。 第2.0.3条 滑模工程施工负责人必须对管辖范围内的安全技术全面负责，组织编制滑模工程的安全技术措施，进行安全技术交底及处理施工中的安全技术问题。

第2.0.4条 安全与技术管理部门，应认真贯彻实行安全责任制，密切配合做好安全工作。

第2.0.5条 滑模施工中必须配备具有安全技术知识、熟悉本规范和《液压滑动模板施工技术规范》的专职安全检查员。

安全检查员负责滑模施工现场的安全检查工作，对违章作业有权制止。发现重大不安全问题时，有权指令先行停工，并立即报告领导研究处理。第

第2.0.6条 对参加滑模工程施工的人员，必须进行技术培训和安全教育，使其了解本工程滑模施工特点、熟悉本规范的有关条文和本岗位的安全技术操作规程，并通过考核合格后方能上岗工作。主要施工人员应相对固定。