第三章补充材料1 重力坝非溢流剖面设计实例
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网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目:非溢流段混凝土重力坝设计学习中心:安徽**奥鹏学习中心专业:水利水电工程年级: 2012年春季学号:学生:指导教师:《水工建筑物》课程设计基本资料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。
2.1 坝高计算按照所给基本资料进行坝高计算,详细写明计算过程和最终结果。
2.2 挡水坝段剖面设计按照所给基本资料进行挡水坝段剖面设计,详细写明计算过程和最终结果。
2.3 挡水坝段荷载计算按照所给基本资料进行挡水坝段荷载计算,详细写明计算过程和最终结果。
重力坝知识第一节概述第二节非溢流坝的剖面设计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。
4、施工方便,维护简单。
大体积混凝土,可以采用机械化施工,在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较方便。
在后期维护,扩建,补强,修复等方面也比较简单。
5、受力明确,结构简单。
重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段,各坝段独立工作,结构简单,受力明确,稳定和应力计算都比较简单。
(二)缺点:1、坝体剖面尺寸大,材料用量多,材料的强度不能得到充分发挥。
2、坝体与坝基接触面积大,坝底扬压力大,对坝体稳定不利。
3、坝体体积大,混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩,将引起不利的温度应力和收缩应力。
因此,在浇筑混凝土时,需要有较严格的温度控制措施。
二.重力坝的分类1、按坝的高度分类:坝高低于30m的为低坝,高于70m的为高坝,介于30m~70m之间的为中坝。
第三章岩基上的重力坝主要内容1、概述重力坝的概念,重力坝的工作原理,重力坝的类型。
2、重力坝的应力分析作用在重力坝上的荷载及其组合;应力分析方法;用材料力学法推导重力坝的应力计算公式。
3、非溢流重力坝的剖面设计重力坝的基本剖面,非溢流重力坝的实用剖面,溢流重力坝的消能防冲设施。
4、重力坝的抗滑稳定计算重力坝失稳破坏的机理;抗剪强度公式、抗剪断公式;摩擦系数和凝聚力的现场测定;深层抗滑稳定;岸坡抗滑稳定;提高坝体抗滑稳定性的措施。
5、重力坝的渗流分析(另有专题讲授)渗流计算的基本方程和求解过程;有限单法求解势水头函数,渗流体积力的计算。
6、重力坝的温度应力、温度控制和裂缝的防止(另有专题讲授)温度变化曲线、分析该曲线;重力坝的温度裂缝形成的原因、类型及防止措施。
7、重力坝的剖面设计设计的原则及极限状态设计表达式。
8、溢流重力坝(另有专题讲授)溢流重力坝工作特点,结构型式,消能防冲设施,细部构造。
9、其它内容:重力坝的可靠度设计(另有专题讲授),抗震设计,地基处理,材料及其构造。
§3-1§3-1概述教学内容重力坝的概念,重力坝的工作原理,重力坝的类型教学重点:掌握重力坝的工作原理,了解重力坝的类型教学过程[导入新课]首先请学生举例所了解的重力坝,接着展示我国部分著名重力坝,介绍重力坝在我国的建设情况,激发学生对重力坝的学习热情。
三峡工程丹江口水利枢纽刘家峡大坝[讲授新课]1、重力坝的概念(板书)重力坝是靠自重维持其稳定的坝。
由砼或浆砌石修筑,其基本剖面是直角三角形,整体是由若干坝段组成。
(材料、工作原理、基本剖面)图3-1 典型重力坝2、重力坝的安全工作准则(板书)稳定——不滑动。
主要依靠坝体自重产生的抗滑力(与基岩的摩擦力)来抵消坝前水推力。
强度——不出现拉应力。
依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力引起的拉应力来满足强度要求。
3、重力坝的类型(板书)(1)(1)按构造不同分为:实体重力坝,宽缝重力坝,空腹重力坝、预应力重力坝。