重力坝设计说明书
- 格式:doc
- 大小:273.00 KB
- 文档页数:14
混凝土重力坝设计说明书学生:饶乐指导老师:张萍三峡大学水利与环境学院1. 工程等级、建筑物级别及防洪标准确定1.1工程等级确定根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000(表1—1),确定:1)根据水库总库容10433万m³和供水保证率为95%判定,工程属于Ⅱ等工程,大(2)型规模;2)根据电站装机1.5万KW判定,工程属于Ⅳ等工程,小(1)型规模;3)根据水库设计灌溉面积24.28万亩,工程属于Ⅲ等工程,中型规模。
综合以上数据,确定水利枢纽工程为Ⅱ等工程,大(2)型规模。
表1-1 水利水电工程分等指标注: ①水库总库容指水库最高水位以下的静库容;②治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
1.2 建筑物级别确定表 1-2 水工建筑物级别根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000(表1—2),确定:鲤鱼塘水库水工建筑物级别1.3 工程洪水标准确定根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定:表1-3山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期(年)]表1-4 临时性水工建筑物洪水标准[重现期(年)根据表1—3、表1—4确定,有:鲤鱼塘水库工程的洪水标准所以,永久性水工建筑物的洪水标准:正常运用情况下为100年一遇(%1 P ),非常运用情况下为1000年一遇(%1.0=P );临时性建筑物的洪水标准:5年一遇(%20=P )。
2.坝址和坝型的选择及枢纽布置2.1坝址选择2.1.1坝址地形地质条件鲤鱼塘水库坝段选择在桃溪河三溪口以下、大黑滩主要煤矿区以上约4km 河段内。
项目建议书阶段初选了九道拐、小黑滩、大黑滩三处坝址进行比较,从地形地质、水库水质、和工程技术经济等条件看,大黑滩坝址存在有明显缺点,根据项目建议书阶段审查意见,本阶段予以放弃。
故主要勘探工作和技术经济分析工作重点放在在九道拐坝址(称上坝址)和小黑滩坝址(称下坝址),两处坝址各自的地形地质情况简述如下。
本科毕业设计任务书-重力坝设计一、题目重力坝设计二、任务背景水资源是人们生产和生活的重要基础,水利工程是保障人们生产生活水资源的重要措施。
重力坝是工程建造中广泛使用的一种坝型,与拱坝和引水隧洞构成了三大工程体系。
重力坝以其结构牢固、可靠性高、施工简单等特点受到了广泛的应用和青睐。
因此对重力坝的设计和施工研究不仅具有实际意义,而且在学术层面上也有重大的价值。
三、任务目的本次毕业设计的主要目的是通过对重力坝设计过程的全面理解,全面掌握坝体结构设计的基本原理和方法,以及重力坝建设的基本技术要求和施工流程。
同时,通过实践掌握建筑材料的使用以及建筑工程的基本原理和方法。
四、任务要求1.设计一座高度在50米以上的重力坝,设计包括:坝体型式、坝顶宽度与高度、坝坡比、坝底宽度、坝体的横纵向及强度设计以及坝体底部渗漏分析等。
2.建立坝体二维结构模型,并通过ANSYS软件仿真分析,在不同地震、温度作用下坝体的性能。
3.根据国家相关标准和规范,编制重力坝设计施工图纸,并进行指导设计与施工。
4.根据设计结果,对重力坝的性能进行评估,包括稳定性、安全性、经济性等方面的评估。
五、研究内容1.重力坝的设计原理、技术要求、基本构造形式等研究;2.岩土力学、抗震设计、渗流计算、水工结构等基础理论知识的研究;3.重力坝结构的实际建设情况调查和技术分析研究;4.设计仿真分析软件的操作方法和仿真结果分析。
六、进度计划1.第一阶段:研究重力坝的设计理论,掌握坝体结构的构造原理和方法,了解相关规范和标准,花费2周时间完成。
2.第二阶段:建立坝体二维结构模型,并进行仿真分析,掌握。
第一篇守口堡混凝土实体重力坝设计说明书第一章工程概况第一节工程简况守口堡水利枢纽工程位于南洋河支流黑水河上,坝址位于阳高县城西北二十华里守口堡村北500米处,坝址以上控制流域面积291平方公里,本水库是以防洪为主,结合灌溉等综合利用的中型水利工程。
正常储水位1242.0米,总库容1020万立方米,其中兴利库容 740万立方米,死库容 496.2万立方米。
本工程为三等工程,大坝按Ⅲ级建筑物设计。
设计洪水为100年一遇,校核洪水为500年一遇。
设计洪水位为1245.938米,设计下泄流量为362.6m3/s,相应的下游水位为1200.5米,校核洪水位为1248.348米,校核下泄流量为1281.5m3/s,相应下游洪水位为1202.0米。
守口堡水利枢纽工程大坝由挡水坝、溢流坝、底孔坝段等建筑物组成。
坝顶高程1248.2米,最大坝高60.2米,大坝为混泥土重力坝,坝顶总长350米。
溢流坝顶高程为1242.0米,溢流前沿总长30米,共俩孔,每孔宽15米。
挑流鼻坎高程为1205米,挑射角30。
;泄流底孔地板高程为1203米,控制断面尺寸为4×4㎡,检修闸门采用平板门,工作闸门采用弧形门,进口采用压板式进口,挑流鼻坎高程为1204.0米,挑射角为30。
宽缝重力坝的宽缝部分用废弃的风化石料填筑,以减少宽缝处混泥土面的温度变化幅度,避免产生裂缝;同时又节省模板,便于搭脚手架,施工安全。
坝体混泥土防渗墙厚6~11米,下游在地面以下采用浆砌石墙,地面以上采用预制混泥土板作模板。
坝基为花岗片麻岩,基岩摩擦系数f=0.95。
大坝按地震烈度七度设防。
基础处理主要是挖除风化层,对坝基采取灌浆等加固和防渗处理措施。
第二节工程建设的作用及意义守口堡水利枢纽工程下游黄、黑水河两岸有土地7万亩,土质肥沃、地势平坦,其中耕地面积约为63万亩,另外其下游有京包铁路、同公路、部队营房、村庄及农田,故水库的首要任务是防洪,另外一重要任务是灌溉,通过水库调蓄,充分利用水源,灌溉农田53000亩,其中新增灌溉面积近4万亩;通过水库蓄清缓洪,可以延长灌溉时间,扩大灌溉面积,并可有计划的进行洪淤造地,正常年份可灌溉2万亩,通过水库调洪,消减洪峰力量,延长行洪时间,可减少对其下游铁路、公路、村庄、农田的威胁;工程变潜流为明流,可减少阳高滩地的地下水补给,有利于下游盐碱地改良。
混凝土重力坝设计说明书学生:宋文海指导老师:张萍三峡大学水利与环境学院1. 工程等级、建筑物级别及防洪标准确定1.1工程等级确定根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000(表1—1),确定:1)根据水库总库容1.042亿m³和供水保证率为95%判定,工程属于Ⅱ等工程,大(2)型规模;2)根据电站装机1.5万KW判定,工程属于Ⅳ等工程,小(1)型规模;3)根据水库设计灌溉面积24.28万亩,工程属于Ⅲ等工程,中型规模。
综合以上数据,确定水利枢纽工程为Ⅱ等工程,大(2)型规模。
表1-1 水利水电工程分等指标注: ①水库总库容指水库最高水位以下的静库容;②治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
1.2 建筑物级别确定表 1-2 水工建筑物级别根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000(表1—2),确定:鲤鱼塘水库水工建筑物级别1.3 工程洪水标准确定根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定:表1-3山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期(年)]表1-4临时性水工建筑物洪水标准[重现期(年)根据表1—3、表1—4确定,有:鲤鱼塘水库工程的洪水标准所以,永久性水工建筑物的洪水标准:正常运用情况下为500年一遇(%2.0=P ),非常运用情况下为2000年一遇(%05.0=P );临时性建筑物的洪水标准:5年一遇(%20=P )。
2坝线、坝型比选2.1坝型坝轴线的初步选择从小黑滩到牛背脊共勘探了4条坝线,它们分别是I 线、II 线、III 线和IV 线,综合分析各项工程地质条件,以I 、II 线为优,结合考虑水工建筑物布置及工程量等方面的因素,本阶段选择I 坝线布置混凝土重力坝方案,II 坝线布置混凝土面板堆石坝方案进行比较。
1)地形地质条件:本坝址河谷较狭窄,为不对称的“V ”型横向河谷,河段较顺直,便于建筑物的布置,两岸山体完整、雄厚,左岸边坡高陡,右岸地形稍缓地形上适宜修建重力坝。
本科毕业设计题目A江水利枢纽实体重力坝设计学院工学院专业水利水电工程专业毕业届别姓名指导教师职称目录摘要 (1)关键字1ﻩABSTRACT2ﻩKEYWORDS (2)第一章枢纽任务及枢纽基本资料 (3)第一节、枢纽任务3ﻩ(一)发电3ﻩ(二)灌溉 .......................................................................................................................................................... 3(三)防洪 .......................................................................................................................................................... 3(四)渔业3ﻩ(五)过木3ﻩ第二节、A江水利枢纽基本资料说明ﻩ错误!未定义书签。
(一)自然地理 (4)(二)工程地质6ﻩ(三)筑坝材料 (7)(四)库区经济7ﻩ(五)其他ﻩ8第二章建筑物形式的选择 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
第一节、枢纽的建筑物组成8ﻩ第二节、工程等别和建筑物级别 (8)第三节、建筑物形式的选择ﻩ10(一)挡水建筑物形式的选择ﻩ错误!未定义书签。
(二)泄水建筑物形式的选择ﻩ10(四)其他建筑物形式的选择 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
<第一章清水河某电站的工程条件.气象、水文清水河流域属亚热带高原气候区,由于大气环流和流域地形影响,气候类型较为复杂,垂直变化十分明显,多年平均气温为C。
流域内降水较多,但年内及地区分配极不均匀,年降雨量为1130mm,4~10月占全年降水量的%。
支流独木河上游为多雨区,多年平均降雨量超过1200mm。
每年5~8月为暴雨集中的季节,降雨量占全年的60%。
坝址集雨面积为4328km2,多年平均流量76m3/s,多年平均来水量亿m3,径流系数。
流域洪水特性与暴雨特性和流域自然地理条件密切相关。
洪水过程一般从5月份开始,到10月份结束,汛期洪水较为频繁,年最大洪峰多出现在6~7月。
设计洪水标准(P=1%时),洪峰流量为5240m3/s,相应3天为洪量亿m3。
校核洪水标准(P=%)时,洪峰流量为7430m3/s,相应3天洪量为亿m3。
坝址多年平均年输沙量万t,主要集中在汛期,占全年输沙量的%,其中5~7月来沙量占全年的%。
%.工程地质电站地处云贵高原的黔中地区,区域内碳酸盐岩广布,属中低山岩溶山地地貌,地层自寒武系至三迭系均布分布。
区域地处黔北台隆、遵义断拱南部,属扬子准台地中稳定的III级构造单元,自中更新世以来,区域内无断裂活动迹象,构造环境稳定,地震基本烈度为6度。
水库河段均属峡谷型水库。
库区构造以南北向为主,北东向和北西向断裂也很发育。
南明河近坝6km库段大部分为横向谷,上游库段为走向谷,左岸为顺向坡;独木河库段大部为走向谷,右岸为顺向坡。
水库两岸山体雄厚,其间分布有多层隔水层和相对隔水层,不存在向邻谷渗漏问题。
水库库岸多为坚硬的灰岩、白云岩组成,一般稳定性较好。
局部以软岩为主的走向谷顺向坡地段,风化后抗剪强度和抗冲刷能力降低,蓄水后可能产生顺层塌滑,除近坝的南明河口左岸边坡外,其余边坡距坝址较远,规模不大,对库容和工程的建设无影响。
工程枢纽区河段,河谷断面呈不对称“V”型,左岸较缓,右岸较陡。
重力坝设计一.基本资料1.地理位置某水库枢纽位于某江上游,东经111。
~111。
30,,北纬24。
30,~25。
30,。
2.流域概况某江属珠江水系,全长125km,发源于湘桂交界的都庞岭,由北向南流经盆地、峡谷、丘陵等地区进入广东省后汇入珠江。
流域内水量充沛,气候湿润,土壤肥沃,是发展农业生产的有利条件。
年平均降雨量超过1500mm,多集中在5、6、7月,占全年降雨量的46%,以致造成春秋两季干旱。
丘陵地区矿产丰富,特别是有色金属锡矿占重要地位,急需用电开发和冶炼。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
3.建筑规模本水库枢纽工程是以灌溉为主兼顾发电和供水的综合利用工程,水库总库容为5.2亿m3,其中有效库容为3.5亿m3,灌溉农田18万亩。
电站装机容量为4×0.32=1.28万kw,拦河坝高42m,工程总投资×亿元。
该工程等别为二等,拦河坝为Ⅱ级建筑物。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
4.水文气象资料坝址以上控制集雨面积1230km2,多年平均流量31.6m3/s,平均径流量1.0亿m3。
(1)水库特性采用某站26年雨量系列并以该站3日暴雨频率值作设计依据,推求设计洪水过程线。
大坝为Ⅱ级建筑物,按校核洪水为1000年一遇,设计洪水为100年一遇。
坝址下游无防洪要求,坝顶闸门采用5孔5m×12m的弧形闸门进行调洪,正常高水位182m泄洪时(堰顶高程为176m),水库特性见表2-1-1。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
表2-1-1 水库特性表分类指标名称上游水位(m)下游水位(m)相应下泄流量(m3/s)水位校核洪水位(0.1%) 184.73 153.10 3124.00 设计洪水位(1%) 183.00 151.30 2243.00 消能防冲设计洪水位(2%)182.55 150.90 2030.00 正常高水位182.00 144.80 0(关闸门时) 死水位172.00续表分类指标名称上游水位(m) 下游水位(m)相应下泄流量(m3/s)库容总库容(亿m3) 5.20兴利库容(亿m3)3.50调洪库容(亿m3)0.80死库容(亿m3) 0.90 调节性能为多年调节(2)设计流量经水能计算,压力管最大设计流量为Q=11.5m3/s。
第一部分设计说明书1 概述1.1工程地理位置大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内澜沧江上游河段上,距兰坪县城77km,是澜沧江干流水电基地上游河段规划的八座梯级电站中的第六级,电站距黄登水电站约40km;下邻距苗尾水电站约60km。
1.2流域概况澜沧江是湄公河上游在中国境内河段的名称,藏语拉楚,意思为“獐子河”。
它也是中国西南地区的大河之一,是世界第六长河,亚洲第三长河,东南亚第一长河。
澜沧江源出青海省唐古拉山,源头海拔5200米,主干流总长度2139千米,澜沧江流经青海、西藏和云南三省,在云南省西双版纳傣族自治州勐腊县出境成为老挝和缅甸的界河,后始称湄公河。
湄公河流经老挝、缅甸、泰国、柬埔寨和越南,于越南胡志明市流入中国南海。
1.3水文气象资料(1)洪峰流量根据水文分析,各频率下的洪水流量列入下表所示。
表1.3-1 下坝址各频率洪水成果表(2)洪峰单位过程线依据观测资料,88个小时的单位洪峰流量如表1.3-2所示,其过程线如图1.3-1所示。
表1.3-2 坝址单位洪水过程表图1.3-1 单位洪水过程线(3)水库水位~库容关系表1.3-3 水位~库容曲线0 20 40 60 80 100120 0816243240485664728088流量(%)时间(h )图1.3-2 水位~库容曲线(4)坝址水位流量关系表1.3-4 坝址水位流量关系表00.51 1.52 2.53x 104库容(万m 3)水位(m )(5)其它资料1)坝址区地震基本烈度为Ⅵ度2)风速及风区长度:重现期为50年的年最大风速为30.5m/s ,多年平均最大风速为16.3 m/s 计算,风区长度为400m ;3)淤沙情况:坝前淤沙高程为1406.9m ,泥沙浮重度为9.0kN/m 3,内摩擦角s 为15°;1.4坝址区地质构造资料坝址处坝基岩体以中等坚硬的板岩和坚硬的石英砂岩互层为主,二者比例基本为1:1,层面闭合,结合紧密,微风化岩体完整性较好(RQD 为50%~70%),从岩体强度、抗变形能力上石英砂岩较好,而板岩较差。
第三部分枢纽布置(1)坝型的选择坝型根据:坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩,河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。
河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m,左岸覆盖层厚度为3-8m,右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m,覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。
且河床堆积块石、孤石和卵石,但是缺乏土料。
浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量,但不能实现机械化施工,施工质量难以控制,故本工程采用混凝土重力坝。
(2)坝轴线的选取坝址河段长 350m,河流方向为 N20E,其上、下游河流方向分别为 S70E和 S80E。
坝址河谷呈“V”型,两岸h山体较雄厚,地形基本对称,较1完整,两岸地形坡度为 30°-40°。
河床宽 20-30m,河底高程约 556-557m。
坝轴线取在峡谷出口处,此处坝轴线较短,主体工程量小,建库后可以有较大库容。
(3)地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩,河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。
河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m,左岸覆盖层厚度为3-8m,右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m,覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。
(4)坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。
坝址发育 11 条断层。
建议开挖深度:河中 5m,左岸 6-12m,右岸 6-15m。
(5)基本参数干密度 2.61g/cm 3 ,饱和密度 2.62 g/cm 3 ,干抗压强度92-120MPa,饱和抗压强度 83-110MPa,软化系数 0.9,泊松比 0.22-0.23。
混凝土与基岩接触面抗剪断指标:Ⅲ类岩体,抗剪断摩擦系数 1.0-1.1,抗剪断凝聚力 09.-1.1MPa。
坝基高程为550m.正常水位 642.00m设计水位 642.71m校核水位 643.69m(6)工程级别:本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中,坝址集水面积144.5km2,又知河底高程556-557m。
重力坝设计说明书《水工建筑物》课程设计姓名:专业:学号:基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m,坝底高程31.0m,坝顶高程84.9m,坝基为微、弱风化的花岗岩层,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
水库死水位51.0m,死库容0.3亿m3,正常水位80.0m,设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m,校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14m/s,重现期50年最大风速23m/s,设计洪水位时2.6km,校核洪水位时3.0km;2、最大冻土层深度为125m;3、河流结冰期平均为150天左右,最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质(1)、左岸:覆盖层2-3m,全风化带厚3-5,强风化加弱风化带厚3m,微风化层厚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,整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层,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5-7,强风化加弱风化带厚1-3m,弱风化带厚1-3m,微风化层厚1-4m。
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。
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。
大坝设计一、工程等级本水库死库容0.3亿m3,最大库容未知,估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003),按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型水库。
枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物,施工导流建筑物为3级建筑物。
二、坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。
本枢纽坝址区为较坚硬的砂岩,当地石料丰富,确定本水库大坝为浆砌块石重力坝。
三、基本剖面的拟定重力坝承受的主要荷载是水压和自重,控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。
由于作用于上游面的水压力呈三角形分部,所以重力坝的基本剖面是三角形,根据提供的资料,确定坝底宽度为43.29m(约为坝高的0.8倍),下游边坡m=0.8,上游面为铅直。
四、坝高计算按《重力坝设计规范》中有关规定,本水库坝顶高程=波浪高+浪高中心线高出静水位高度+安全超高(1)最大波浪在坝坡上的爬高R计算:①风浪要素的计算A、风速ω:本水库多年平均最大风速14.0m/s,重现期最大风速23.0m/s :B、风区吹程长度D:风作用于水域的长度;D设计=2600m,D校核=3000m。
②风浪爬高计算:采用莆田试验站公式计算风浪各要素及波浪爬高,计算得:h设计=2.05m,h校核=1.11m。
(2)浪高中心线高出静水位高度:h设计0=0.62m,h校核0=0.33m (3)安全加高值:A设计=0.5m,A校核=0.4m。
(4)坝体安全超高成果:设计坝顶高程=82.5+2.05+0.62+0.5=85.67m,校核坝顶高程=84.72+1.11+0.33+0.4=86.56m;水库坝顶高程为84.9m,需设防浪墙高1.7m,即:防浪墙顶高程为86 .6m。
四、挡水坝段剖面的设计1、坝顶高度确定根据资料提供,确定坝顶高程为84.90米。
2、坝顶宽度坝顶宽度B=0.1H=0.1*(84.9-31)=5.39m为适应施工和运用检修的需要,并考虑坝体各部分尺寸协调,坝顶宽度取坝高的10%左右,即5.5米。
结构计算一、荷载及其组合1、计算情况确定荷载组合分二种(1)、基本组合为设计洪水位情况,其荷载组合:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力;(2)、特珠组合为校核洪水位情况,其荷载组合:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
二、挡水坝抗滑稳定分析计算1、抗滑稳定计算(一)荷载计算1.荷载组合:(1)基本荷载组合:①坝体自重②设计洪水位坝体上游静水压力③设计洪水位扬压力④设计洪水位泥沙压力(2)特殊荷载组合:①坝体自重②校核洪水位上下游静水压力③校核洪水位扬压力④校核洪水位泥沙压力2、抗滑稳定验算1.按抗剪断公式计算(Σf1W+C1A)K1=ΣPK1——抗剪断计算的抗滑稳定安全系数f1——滑动面上的抗剪断摩擦系数C——滑动面上的抗剪断凝聚力A——滑动面截面积ΣP——计算截面上的所有切向力ΣW——作用于计算截面上的所有法向力2.参数确定按地质资料砼和微风化岩石的抗剪断系数为C1=700Kpa f1=1.03.抗滑稳定计算见附表5抗滑稳定按抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数,计算过程见下表,计算结果见下表。
稳定计算表满足规范要求。
4.抗滑稳定按承载力极限状态验算稳定安全系数,计算结果见下表,基本公式:γ0.φ.S(.)≤R(.)/γd抗滑稳定验算稳定验算表满足规范要求。
三、挡水坝边缘应力分析与强度计算3、应力分析根据《砌石坝设计规范》SL25-91,实体重力坝应力计算以材料力学为基本分析方法,计算各种荷载组合下坝体垂直正应力和坝体主应力。
荷载组合分基本组合与特殊组合二种。
(1)基本组合(设计洪水位)应力计算1.边缘应力计算(1)坝基面Óy下计算不计扬压力时:ΣW 6ΣM 27768 6×571477Óy下= - = + =2471Kpa T T2 43.29 43.292计入扬压力:ΣW 6ΣW 18758 6×332628Óy下= - = + =1498Kpa T T2 43.29 43.292(1)特殊组合(校核洪水位)应力计算1.边缘应力计算(2)坝基面Óy下计算不计扬压力时:ΣW 6ΣM 27826 6×541969Óy下= - = + =2378Kpa T T2 43.29 43.292计入扬压力:ΣW 6ΣW 18310 6×290631Óy下= - = + =1353Kpa T T2 43.29 43.292(2)坝体边缘的主应力Ó上、Ó下计算上游边缘按不计扬压力的情况计算,按下式计算Ó上=Óy上(1+n2)-P上n2Ó上——坝体上游边缘的主应力Ó下——坝体上游边缘垂直正应力n——坝体上游边坡P上——上游坝面水压力强度(包括泥沙压力)下游边缘按以下两种情况校核不计扬压力时Ó下=Óy下×(1+m2)-P下m23.坝内应力计算将扬压力作为水平截面上的荷载进行计算。
原点在下游面,取X=0,10,20,30,40,43.29,各点计算。
(1) 水平截面上的垂直正应力Óy Óy =a+bx a=Óy 下=1042.5Óy 上-Óy 下 156.8-1042.5b= = = -18.986 T 43.29(2) 水平正应力Óx =a 2+b 2x Óx 上=P 上-( P 上-Óy 上)n 2 Óx 下=P 下+(Óy 下- P 下)m 2(3)剪应力τ=a 1+b 1x+c 1x 2 计算τ上,τ上 τ上=(p 上-6y 上)n τ下=y 下- p 下)m 计算a,b,c,a=τ下=729.75b=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-∑T p T 322下下ττc=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++∑T P T 232下上ττ(4)主应力各点的主应力及其方向,按以下两式计算226626612τσσ+⎪⎭⎫ ⎝⎛+±+=Y X Y X 111266σστ-=+=Φy X arctg arctg上两式中16,26——第一第二主应力 Y X 6,6—垂直水平正应力 τ——剪应力1Φ——第一主应力与水平夹角设A=()X Y σσ+21 B=()X Y σσ-21 C=22τ+B则CA ±=12σσ细部构造设计一、材料区分及标号选择重力坝坝型为C15砼砌块石重力坝,坝基高程31.00米,坝顶高程84.90米,坝高53.90米,坝基垫层和防渗面板采用C20混凝土,要求抗渗标号W 8,坝体内采用C15混凝土砌毛石。
二、坝顶重力坝坝顶迎水侧设钢筋砼防浪墙,背水侧及溢流坝坝顶交通桥上下游均设置安全栏杆,高度1.20m 。
路面设置双向排水,坡度1/200。
三、坝体防渗与排水大坝上游侧设置C20砼防渗面板,厚度1.0m,底部与坝基砼齿墙连成一体。
面板设温度钢筋与固定钢筋。
砼防渗面板后设置一排竖向排水管,间距3.0m,内径0.2m;坝中设置一道横向排水管,内径0.3m。
四、坝体廊道系统为进行帷幕灌浆、设置排水孔、排泄渗透积水、安装观测仪器、检查维修坝体等需要,在坝内设置廊道。
廊道离坝面16米以上,在河道段高程为47.00m,水平布置,在左右两岸由平行坝轴线方向沿地形向两岸抬高,廊道为直墙圆拱标准形,宽2.5m,高3.5 m,廊道采用C20钢筋砼衬砌。
地基处理一、开挖基底开挖不小于 6.0m,开挖面力求平整无尖角,岸坡段开挖平台不小于总宽度的1/3。
确定开挖线后,开挖线以上岩石全部挖除。
二、固结灌浆在坝基面上下游约1/4底宽范围内进行固结灌浆,孔距3m,成梅花状布置,并在上下游坝踵、坝址外各布一排,灌浆孔深5~8m,压力0.2~0.4Mpa。
三、惟幕灌浆与坝基排水孔为降低扬压力,大坝内设置防渗排水系统,防渗办法采用帷幕灌浆,即在离坝面8.0米附近钻孔,进行深层高压灌水泥浆,形成一道垂直防渗帷幕,防渗帷幕深度伸入相对不透水层内3~5米,帷幕厚度3.0米左右。
另在防渗帷幕的下游侧设置排水设施,可以有效地降低坝基渗透压力。
排水孔布置在廊道内,在防渗帷幕下游2米,孔距3米,孔深为帷幕深度的0.5倍,且不小于10米。