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重力坝课程设计指导书重力坝课程设计指导书一、目的要求教学计划及教学大纲的要求，课程设计目的是为学生创造一次全面运用所学重力坝的理论知识解决实际问题的初步训练机会，使学生对水利枢纽及水工建筑物（重力坝）的设计内容，方法及步骤有系统的了解，培养和逐步提高学生的综合运算，绘图及编写设计报告的基本技能，为今后从事设计、施工、管理工作打下一定的基础。
同时通过课程设计来进一步考察学生的学习质量，综合能力，自学资料能力，并发现存在的问题与不足，为进一步改进教学提供可靠依据。
本课程设计的重点是使同学掌握重力坝设计的单一安全系数法和分项系数极限系数设计方法，并在此基础上进行相应的结构计算，水力计算，进行坝体体的剖面设计、构造设计。
二、课程设计内容根据提供的水文、水利计算成果，在分析研究所提供的资料的基础上，进行水工建筑物的设计工作，设计深度为初步设计。
主要设计内容：1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准。
2、大坝的枢纽布置根据给定的坝址地形图确定重力坝坝轴线位置。
并且通过下面的计算成果、剖面和坝段等具体内容，在给出的地形图上绘制出大坝平面布置图，并且确定大坝若干个大坝的控制点，标出控制点的坐标。
3、非溢流坝的断面尺寸拟定A.选择浆砌石和混凝土重力坝两种坝型,分别拟定基本三角形进行比较,考虑工程量、工程造价，地形、地质及施工进度等情况进行坝型比较，并且结合各自的溢流方式，选择合理坝型。
B.确定坝顶高程非溢流坝坝顶在洪水位以上的超高为△h，△h=2h1+ h0+ h c其中波高：2h1=0.0166V5/4×D1/3波长： 2L1=10.4(2h1)0.8波浪中心线在净水位以上的高度：〃h0=2π(h1)2/2 L1坝顶高程按设计洪水位和校核洪水位两种情况计算，选定较大值。
计算时相应的波长、波高计算可以参考课本或其他资料。
C. 确定坝顶宽度D. 确定坝底宽度根据稳定条件分析，坝基面的抗剪强度较高时，坝底宽度由应力条件控制，反之，坝基面抗剪强度较低时，坝底宽度由稳定条件控制。
重力坝课程设计一、目的1、学会初拟重力坝尺寸的方法；2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算；3、进一步认识重力坝的结构特点。
二、基本资料（一）、水文、气象及泥沙资料某水库所在流域属亚热带季风湿润气候，立体带状气候明显，其特点是“冬长夏短，春秋相连、雨热同季、干湿分明”。
流域内无气象观测资料，其气象资料参照威宁县气象站资料：多年平均气温10.4℃，最冷月1月平均1.9℃，最热月7月平均17.7℃，极端最高气温30.6℃（1963年5月29日），极端最低气温-15.3℃（1977年2月9日）。
年平均相对湿度80%，最大在秋季，达85%左右，最小在春季，在73%上下，全年平均雾日数76.0d，年平均日照时数1805.4h，为贵州全省各县之冠。
全年无霜期208.6d，大风日数29.3d，冰雹日数2.6d，雷暴日数66.4d，雾日天数83.7d，降雪日数32.2d，最大积雪深度27cm。
多年平均风速3.2m/s，最大风速20.7m/s，全年以SE风为多，频率为17%。
流域水汽主要来自印度洋孟加拉湾，由于地势较高，多年平均相对湿度较其它地区低。
流域内地表径流主要来自降雨，但降雨时空上分布不均，大多集中在每年5～10月，降雨量占全年降雨总量的80-90%。
暴雨一般出现在5～10月，日降雨量大于100mm的暴雨主要出现在6～8月，汛期比其他地区出现晚，降雨量较其它地区少，根据威宁县气象站历年实测资料统计：多年平均降雨量为909.7mm，丰水期(5～10月)平均降雨量795.4mm，占全年降雨量的87.7%，枯水期(11月至次年4月)平均降雨量114.3mm，占全年降雨量的12.3%，最大一日降水量为105.9mm（1984年7月23日），降水量≥0.1mm的日数193d，降水量≥10.0mm 的日数28d，降水量≥25.0mm的日数7d，降水量≥50.0mm的日数1.3d，多年平均水面蒸发量为1282.5mm（20cm蒸发皿）。
本科毕业设计广西龙门水库工程设计郑恭渝200830540128指导教师李就好教授学院名称水利与土木工程学院专业名称水利水电工程论文提交日期2013年05月10日论文答辩日期2013年05月15日摘要随着我国社会的高速发展以及庞大的人口基数，水资源问题越发严峻。
水资源贫乏、时空分布不均，使得来水和用水矛盾难以协调，洪水更是严重威胁下游人民的生命和财产安全。
为了保障国民生产生活用水，财产安全，必须建设水利枢纽工程，以适应生产力快速发展的需求。
广西龙门水库工程以灌溉为主，并有一定的防洪作用，能减轻洪水对下游的威胁。
枢纽主要建筑物有拦河坝，岸边溢洪道及梯级放水设备。
设计主要包含4个核心阶段：坝型选择及枢纽布置，通过对设计任务书的分析，根据水文、地质条件、地形，选择坝型、确定各枢纽建筑物等级及布置方案。
溢流坝段设计，根据设计资料及水库特征水位，拟定断面，水力计算，稳定及应力分析等。
非溢流坝段设计，主要包括拟定挡水坝剖面，稳定验算及应力分析。
细部构造及图纸整理，包括标号分区、横缝止水、坝顶布置、廊道、排水、出图以及其它内容等。
关键词：广西龙门重力坝水库枢纽梯形坝The Guangxi Longmen Reservoir Dam Project DesignZheng Gongyu（College of Water Conservancy and Civil Engineering, South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642,China）Abstract: With the rapid development of our society and a huge population base, the issue of water resources is increasingly grim. Due to the shortage of water resources, the spatial and temporal distribution of uneven, contradictions between water supply and consumption is difficult to coordinate. Flood will also threat to the downstream people’s lives and property safety. In order to guarantee the national product, domestic water, property safety. To adapt to the needs of the rapid development of productive, it is necessary to build reservoir dam project.Guangxi Longmen Reservoir Dam Project with the combined effects of flood control and irrigation. The body of hub is Masonry gravity dam that mainly composed by Non-overflow Dam and Spillway Dam.Key words: Hanjiang Hengshan Gravity Dam Reservoir Hub Masonry Dam1 总论 (1)1.1 工程总说明 (1)1.2 设计基本资料 (1)1.2.1 流域概况 (1)1.2.2 工程说明 (1)1.2.3 工程地质 (2)1.2.4 工程水文 (3)1.2.5 其它资料 (3)1.3 设计任务与依据 (3)1.3.1 设计任务 (3)1.3.2 主要依据规范 (3)2 枢纽布置 (4)2.1 坝轴线选择 (4)2.2 坝型确定 (4)2.2.1 各种坝型特点 (4)2.2.2 坝型选择 (6)2.2.3 坝体型式 (7)2.3枢纽布置 (8)2.3.1挡水建筑物 (8)2.3.2 泄水建筑物 (8)2.3.3 放水建筑物 (9)3 非溢流坝设计 (9)3.1 剖面设计 (9)3.1.1 梯形坝的基本剖面 (10)3.1.2 剖面控制数据 (11)3.1.3 拟定实用剖面 (13)3.2 荷载计算及组合 (15)3.2.1 荷载组合 (15)3.2.2 荷载计算 (16)3.2.3 荷载汇总 (24)3.3 稳定分析 (27)3.3.1 结构分析规定 (27)3.3.2 抗滑稳定分析 (28)3.4 应力分析 (30)3.4.1 材料性能 (31)3.4.2 各种情况下应力分析 (31)4 泄水建筑物 (33)4.1 控制段 (33)4.1.1 进水口及堰型 (33)4.1.2 定型设计水头 (33)4.1.3 泄洪能力校核 (34)4.1.4 溢流堰面曲线 (35)4.2 泄槽 (37)4.2.1 泄槽坡度 (37)4.2.2 堰下反弧段 (38)4.2.3 水面线与边墙高度 (39)4.2.4 出口消能段 (45)4.2.5 泄槽底板与边墙 (48)5 放水建筑物 (48)5.1 卧管设计 (48)5.1.1 放水流量的确定 (48)5.1.2 放水孔孔径的计算 (49)5.1.3 卧管断面尺寸确定 (49)5.1.4 卧管结构尺寸确定 (50)5.2 涵洞设计 (50)5.2.1 涵洞内水深计算 (50)5.2.2 涵洞结构尺寸确定 (51)5.3 卧管末端消力池 (51)6 细部结构设计 (52)6.1防渗系统 (52)6.1.1 非溢流坝段 (52)6.1.2 溢流坝段 (53)6.2 坝体分区及材料 (53)6.2.1主要建坝石料与胶结材料 (53)6.2.2 坝体分区与标号 (53)6.3 坝顶构造 (55)6.4 坝体分缝与止水 (56)6.4.1 坝体分缝 (56)6.4.2 横缝止水 (56)6.5 坝体廊道与排水系统 (57)6.5.1 灌浆平台 (57)6.5.2 梯级放水设备 (57)6.5.3 检查与排水廊道 (57)6.5.4 排水系统 (58)结束语 (59)参考文献 (60)附录 (61)致谢 (62)1 总论1.1 工程总说明广西龙门水库工程属于小（1）型，工程等别为IV。
重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程，通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成，它的作用是把流过的河水向上压抑，以提高河流的稳定性，防止洪水，并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。
二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究，以确定建造重力坝的最佳位置和材料。
2.重力坝的设计，要考虑重力坝的高度、深度等参数，还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求，确定防洪排污设施等。
3.施工难度较大，要求施工人员具备较强的技术水平，建造时需要按照规划进行，尤
其是对混凝土施工要求严格，大坝结构要求较高。
4.建造完毕后，要经常进行检查和维护，以保证重力坝的安全运行。
三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质，防止水库中的污染，提高
水生态环境等；
2.在水力发电方面，重力坝利用发电厂结构附属设备，从水势中提取能量而产生电能
供人们使用；
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用，它可以改变河流的流向，从而改变其航向，有助于渡河船只的安全航行；
4.此外，重力坝建设也是一种美化环境的手段，它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护，而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观，使河流被点缀成一种美丽的风景。
四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环，在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。
但是，由于重力坝设计施工难度较大，施工需求较高，在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素，以保证重力坝的安全可靠。
课程设计重力坝设计一、教学目标本课程的设计旨在通过学习重力坝的设计，使学生掌握重力坝的基本原理、结构特点和设计方法，培养学生的工程实践能力和创新思维。
1.掌握重力坝的定义、分类和基本原理。
2.了解重力坝的结构特点和设计要求。
3.熟悉重力坝的施工技术和质量控制要点。
4.能够运用所学知识分析和解决重力坝设计中的实际问题。
5.具备一定的工程图纸阅读和理解能力。
6.能够运用计算机软件进行重力坝的设计和模拟。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
2.培养学生团队合作意识和沟通能力，增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括重力坝的基本原理、结构特点、设计方法、施工技术和质量控制等方面。
1.重力坝的定义、分类和基本原理：介绍重力坝的概念、分类和基本工作原理，使学生了解重力坝的性质和功能。
2.重力坝的结构特点和设计要求：讲解重力坝的结构组成、特点和设计原则，使学生掌握重力坝的设计方法和步骤。
3.重力坝的施工技术和质量控制：介绍重力坝的施工工艺、技术和质量控制措施，培养学生解决实际工程问题的能力。
4.重力坝案例分析：分析典型的重力坝工程案例，使学生能够将所学理论知识与实际工程相结合。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握重力坝的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法：分析典型的重力坝工程案例，引导学生将理论知识应用到实际工程中。
4.实验法：安排学生进行重力坝模型实验，培养学生的实践操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《重力坝设计与施工》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《水利工程概论》、《水利工程施工技术》等。
目录一、基本资料................................... - 1 -1.1工程概况................................... - 1 -1。
2设计基本资料.............................. - 4 -1。
3水库特征表................................ - 6 -1。
4电站建筑物基本数据........................ - 7 -二、剖面设计..................................... - 8 -2。
1坝顶高程: ................................. - 8 -2。
2波浪要素.................................. - 8 -2.3坝顶宽度.................................. - 13 -2。
4坝坡的确定。
............................. - 13 -2。
5坝体的防渗排水。
......................... - 13 -2。
6拟定非溢流坝基本剖面如图所示............. - 14 -2.7荷载计算及组合............................ - 14 -三、挡水坝稳定计算.............................. - 16 -3.1荷载计算.................................. - 16 -3.2稳定计算.................................. - 20 -四、挡水坝应力计算：............................ - 21 -4。
1坝址抗压强度极限状态计算: ................ - 21 -4.2坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算.... - 24 -五、重力坝的地基处理............................ - 25 -5。
设计内容一、 确定工程等级由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3m ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。
一、 确定坝顶高程(1)超高值Δh 的计算Δh = h1% + hz + hcΔh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； H1% —累计频率为1%时的波浪高度，m ；hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m ； hc —安全加高，按表3－1 采内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于0V ＜20m/s 及 D ＜20km ） 下面按官厅公式计算h1% ， hz 。
11312022000.0076ghgD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 11 3.752.15022000.331mgL gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭22l z h Hh cthLLππ=式中：D ——吹程，km ，按回水长度计。
m L ——波长，mz h ——壅高，mV0 ——计算风速h ——当2020250gDv = 时，为累积频率5%的波高h5%;当202501000gDv = 时， 为累积频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P （%）的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换超高值Δh 的计算的基本数据设计洪水位 校核洪水位 吹程D （m ） 524.19 965.34 风速0v （m ） 27 18 安全加高c h （m ） 0.4 0.3 断面面积S （2m ） 1890.57 19277.25 断面宽度B （m ） 311.80314.44正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50 年的最大风速，本次设计027/v m s =；校核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计018/v m s =。
a.设计洪水位时Δh 计算： 18902.5760.62311.80m S H m B ===设设 波浪三要素计算如下： 波高：21131229.819.81524.190.0076272727h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.82m 波长：113.752.15229.819.81524.190.331272727mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =8.95m 壅高：220.823.140.378.95z mh h L π==⨯≈2209.81524.197.0527gD v ⨯=≈，故按累计频率为005计算 0.82060.62m m h H =≈，由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.82 1.02h h m =⨯=⨯≈0.4c h m =1%z c h h h h ∆=++1.020.370.41.89m=++=b.校核洪水位时Δh 计算：19277.2561.31314.44m S H m B ===设设 波高：21131229.819.81965.340.0076181818h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.27m波长：113.752.15229.819.81965.340.331181818mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =7.03m 壅高：220.613.140.257.03z mh h L π==⨯≈2209.81965.3429.2318gD v ⨯=≈，故按频率为005计算 0.61063.31m m h H =≈,由由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.270.34h h m =⨯=⨯≈0.3c h m =1%z c h h h h ∆=++0.340.250.30.89m=++=(2)、坝顶高程：a.设计洪水位的坝顶高程： h ∇=+∆设设设计洪水位 445 1.89446.89m=+=b.校核洪水位的坝顶高程： h ∇=+∆校校校核洪水位446.310.89447.20m=+=为了保证大坝的安全，选取较大值，所以选取坝顶高程为447.2m三、 非溢流坝实用剖面的设计和静力校核(1) 非溢流坝实用剖面的拟定拟定坝体形状为基本三角形。
水工建筑物课程设计（重力坝枢纽任务书及指导书）水工教研室2015.01一、课程设计目的与要求通过设计，使学生初步掌握重力坝设计的一般原则、方法和步骤，加深和巩固基础理论知识，培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法以及查阅参考文献、计算、绘图和编写设计文件的能力。
设计过程中，学生必须发挥独立思考能力，在老师的指导下按时独立完成设计任务。
设计时应采用最新设计技术规范。
二、设计任务1、根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用，进行枢纽布置方案比较，通过定性分析确定最优枢纽布置方案。
并绘制下游立视图。
2、进行挡水坝的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面尺寸，然后进行稳定及应力校核，确定安全合理的剖面。
并绘制挡水坝断面图。
3、进行细部构造设计，包括：标号分区、分缝、止水、廊道、排水等。
4、成果包括:设计计算说明书1份，图纸2张。
三、基本资料德山水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的滦河干流上，控制流域面积33700km2，总库容25.5亿m3。
水库枢纽为混凝土重力坝，由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其它建筑物按II级建筑物考虑。
1、工程地质资料（1）地貌坝址为低谷丘陵地区，两岸相对高差不大，河谷开阔，宽约600m，上下游两公里范围内河道顺直，主河槽位于右岸。
河床高程137m左右。
枯水期河床宽约100m，由于受河流侧向的侵蚀，两岸地形不对称。
右岸坡度较陡约60°左右，左岸较缓约20°，河床中除漫滩外，左岸还有三级阶地发育，一、二级阶地高程自140m～160m，三级阶地与缓坡相接直达山顶。
覆盖层为7～12m厚的砂砾卵石冲积层。
（2）岩性坝基主要岩性为太古界拉马沟片麻岩，第四大岩层（Ar，Ⅰ4）为角闪斜长片麻岩，具有粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层块状，质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度185m左右。
网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目：混凝土重力坝设计学习中心：专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：混凝土重力坝设计说明书目录第一章基本资料 (1)一、基本情况 (1)二、气候特征 (1)三、工程地质条件 (1)第二章大坝设计 (3)一、工程等级 (3)二、坝型确定 (3)三、基本剖面的拟定 (3)四、坝高计算 (3)五、挡水坝段剖面的设计 (4)第三章结构计算 (5)一、荷载及其组合 (5)二、挡水坝抗滑稳定分析计算 (7)三、挡水坝边缘应力分析与强度计算 (9)第四章细部构造设计 (13)一、材料区分及标号选择 (13)二、坝顶 (13)三、坝体防渗与排水 (13)四、坝体廊道系统 (13)第五章地基处理 (14)一、基底开挖 (14)二、固结灌浆 (14)三、惟幕灌浆与坝基排水孔 (14)第六章附件 (15)一、挡水坝段剖面图 (15)第一章基本资料一、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。
《水工建筑物》系列课程设计--------重力坝电算课程设计指示书一、设计任务：浆砌石重力坝典型剖面设计二、设计内容：根据提供的水文、水利计算成果，在分析研究所提供的资料的基础上，进行水工建筑物的设计工作，设计深度为初步设计。
主要设计内容为：1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准2、通过稳定、强度分析，拟定坝体经济断面尺寸；3、通过坝基水平截面处坝体内部应力分析，定出坝体混凝土分区方案；4、坝体细部构造设计：廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。
三、设计作法分析基本资料，根据课堂所学内容，参照规范[1～3]各相应部分进行设计，对设计参数进行选取、方案进行拟定等。
设计中所需基本资料，除已给定之外，还有自行研究确定的。
四、基本资料(一)、设计标准：某水库位于某河道的上游，库区所在位置属高山峡谷地区。
根据当地的经济发展要求需修建水库，该工程以发电、灌溉、防洪为主。
拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw。
工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规范规范[4]自行确定。
(二)、坝基地质条件1、开挖标准：本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.20m。
2、力学指标：坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f＇=1.05，粘结力系数c＇＝900kPa。
3、基岩抗压强度：15002kg/cm(三)、特征水位经水库规划计算，坝址上、下游特征水位如下：P=0.1%校核洪水位为909.92m，相应下游水位为861.15m；P=1% 设计洪水位为907.32m，相应下游水位为859.80m；正常挡水位为905.70m；相应下游水位为855.70m；淤沙高程为842.20m；(四)、荷载及荷载组合荷载组合根据实际情况并参照规范[1～3]要求。
具体计算时选取了1种有代表性或估计其为控制性的组合进行设计计算。
有关荷载资料如下：1、筑坝材料：浆砌石容重5.233/m kN 。
2、坝基扬压力、坝基防渗处理：根据水库地基情况，设置帷幕灌浆和排水孔幕，扬压力折减系数取0.3，折减位置距上游坝轴线8m 。
3、风速与吹程：坝址洪水期多年平均最大风速18.1m/s ，洪水期50年重现期最大风速25m/s ，坝前吹程1公里。
4、水库淤沙：淤沙浮容重为8.03/m kN ，淤沙内摩擦角 12=ϕ。
5、坝址地震基本烈度：根据“中国地震烈度区划图”坝址位于7度区，设防烈度按7度考虑。
6、坝顶有一般交通要求。
五、设计步骤(一)、工程等级确定由于拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw 。
按现行的国家规范规范[4]如下表由以上工程等级规范可得出，工程等级为Ⅱ级。
(二)、初步拟定坝体断面1、基本剖面尺寸的确定：假定基本剖面为三角形，上游水位与坝顶齐平，扬压力、静水压力均为三角形分布，确定满足强度和稳定条件下的最小坝底宽度T 。
①按满足强度条件确定坝底的最小宽度T当库满时： )(221w w c THU W W W αγβγγ-+=-+=∑ )2232(122222w T H ww w c c HT M αγγβγβγβγγ---+-=∑上游边缘铅直正应力()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=2221T H H w w w c yuγαγββγβγσ (1)下游边缘铅直正应力()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=221T H H w w c ydγββγβγσ (2)当库空时，令式(1)、式(2)中w γ=0，得：)(221w c THU W W W αγγ-=-+=∑ )2(12222w T H wc HT M αγγγ--=∑上游边缘铅直正应力()βγσ-=1H c yu (3) 下游边缘铅直正应力βγσH c yd = (4) 强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。
当库空时，由式(3)可以看出：只要β在0～1之间，即上游坡度取正坡，坝基面不出现拉应力。
当库满时要使上游不出现拉应力，可令式(2)中=yu σ0，求得坝底宽度为：()()αβββγγ--+-=21wcHT ，由该式可知，当H 为一定值时，β值越小，则底宽也越小。
考虑库空时，下游坝面不出现拉应力，可取β=0，求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽m 35.553.081.95.2312.80=-=-=αγγwcHT 。
②演算宽度T=55.35m 时是否满足稳定要求 由式()∑-+=-+=w w c THU W W W αγβγγ221 ()KN W 47.4558181.93.05.23212.8035.55=⨯-⨯=∑ KN H r P w 3148612.8081.95.02122=⨯⨯==∑ ()16.13148647.455818.0=⨯=-=∑∑PU W f K()1..3314865590047.4558105.1''=⨯+⨯=+-=∑∑PAc U W f KK 值大于3，满足要求。
所以取T=63m2、坝顶高程、坝顶宽度的确定：根据已给的设计洪水位及校核洪水位，考虑风浪及安全加高等确定浪墙顶高程及坝顶高程。
又由于坝顶需要行走门式起重机，门机轨距7.0米。
计算设计洪水位和校核洪水位情况下的h 1%(m)和hz 则由公式 可求出安全超高。
计算过程如下表：c z h h h h ++=∆%1最后确定坝顶防浪墙高程为911.35m ，防浪墙高为1.2m ，所以坝高为82.95m 。
一般坝顶宽度取坝高的百分之八到百分之十，且不小于3m ，当在坝顶布置移动式启闭机时，坝顶宽度要满足安装门机轨道的要求，由于坝顶需要行走门式起重机，门机轨距7.0米，7m m 35.85.831.01000≥=⨯=H ，取坝顶宽度为9m 。
3、拟定坝体基本断面①上游坝面坡度应与溢流坝段、放水孔坝段相协调，为照顾泄、放水需要，上游面宜采用直立布置。
②坝体基本三角形顶点，可放在校核洪水位，或略予提高；③参考碧流河水库设计成果拟定，将已拟定的断面，按比例画出图如下：图中出以标出单位外，其它数据单位均按mm计。
(三)确定荷载组合：荷载组合表计算简图如下：各荷载计算分别如下：自重W1=23.5³9³82.95=17544KN自重W2=0.5³23.5³（63-9）³68.67=43571KN上游水压力水平方向P1=0.5³9.81³80.12³80.12=31486KN下游水压力水平方向P2θsin=5225KNsin=0.5³9.81³32.6³41.47³θcos=4082KN下游水压力垂直方向P2θ扬压力U1=9.81³32.6³63=20160KN扬压力U2=140³0.5³(63-8)=3850KN扬压力U3=140³8=1120KN扬压力U4=(780-454)³8³0.5=1304KN淤沙压力KN h P s s sb S 590)21245tan(1585.0)245(tan 21222=-⨯⨯⨯=-=。
ϕγ 上游浪压力:928.00166.031450==DV h l()834.94.108.0==l h L 423.022==LHcthLh h l z ππ 因为上游水位9.4252.79=>=mL H ，所以计算浪压力选取深水波公式： ()()KN h h L P z ml 38423.0151.14834.981.94%1=+⨯=+=γ 荷载及力矩计算表对几种荷载组合情况分别进行稳定分析：按照规范规定的抗剪断强度计算公式：0.362.326889639003876305.1>=⨯+⨯='+''∑∑P A c W f K ＝满足要求。
式中：f ’ 为坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数；c’ 为坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断凝聚力；W ∑为作用于坝体全部荷载对滑动平面的法向分值；P ∑为作用于坝体全部荷载对滑动平面的切向分值。
由以上得01586330243166338763622>=⨯-=+=∑∑B M B W yu σ符合要求。
(五)、抗滑稳定计算电算过程 本计算遵循以下规范：《混凝土重力坝设计规范 》 (DL 5108-1999) 《水工混凝土结构设计规范 》(DL/T5057-1996) 《水工建筑物抗震设计规范 》(DL 5073-2000) 《水工建筑物荷载设计规范 》(DL 5077-1997)《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94) 重力坝断面按单宽计算。
基本资料重力坝建筑物级别：2级，安全类别：Ⅱ。
坝基截面高程为827.200m。
水平向设计地震加速度代表值αh＝0.10g，计地震作用。
地震动态分布系数采用拟静力法计算。
上游地震动水压力折减角θ＝90.000°下游地震动水压力折减角θ＝90.000°重力坝为常态混凝土，强度等级：C10混凝土重度 Rc＝23.5kN/m^3水重度 Rw＝9.8kN/m^3淤沙浮重度 Rs＝8.0kN/m^3淤沙内摩檫角ψ＝12.000°扬压力图形折减点离上游面距离Lo＝8.000m扬压力图形折减系数α＝0.300基岩抗剪断摩檫系数 f'= 1.050基岩抗剪断凝聚力 c'(MPa) = 0.900工况表┍━┯━━━━┯━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┑│ I│设计状况│地震│上游水位│下游水位│淤沙高程│平均波长│波高 h1%│┝━┿━━━━┿━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┥│ 1│正常状况│不计│ 905.700│ 855.700│ 842.200│ 9.834│ 1.151││ 2│设计状况│不计│ 907.320│ 859.800│ 842.200│ 9.834│ 1.151││ 3│校核状况│不计│ 909.920│ 861.150│ 842.200│ 7.116│ 0.768││ 4│偶然状况│计及│ 905.700│ 855.700│ 842.200│ 9.834│ 1.151│┕━┷━━━━┷━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┙荷载组合 1正常状况上游水位 905.700m 下游水位 855.700m 淤沙高程 842.200m ┍━━┯━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━┑│序号│荷载名称│垂直力(kN)│水平力(kN) │ M(kN²m) │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥│ 1 │坝体自重│ 61115.0 │ 0.0 │ 669756.0 ││ 2 │上游水平水压力│ 0.0 │ -30225.8 │ -790909.4 ││ 4 │下游水平水压力│ 0.0 │ 3984.1 │ 37848.8 ││ 5 │下游垂直水压力│ 3133.0 │ 0.0 │ -75283.5 ││ 6 │水平淤沙压力│ 0.0 │ -590.2 │ -2950.9 ││ 8 │浮托力│ -17613.9 │ 0.0 │ 0.0 ││ 9 │渗透压力│ -6597.2 │ 0.0 │ -92880.3 ││ 10 │浪压力│ 0.0 │ -38.0 │ -2996.4 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥││标准荷载合计│ 40036.9 │ -26869.9 │ -257415.7 │┝━━┿━━━━━━━━━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥荷载组合 2设计状况上游水位 907.320m 下游水位 859.800m 淤沙高程 842.200m┍━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━┑│序号│荷载名称│垂直力(kN) │水平力(kN) │ M(kN²m) │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥│ 1 │坝体自重│ 61115.0 │ 0.0 │ 669756.0 ││ 2 │上游水平水压力│ 0.0 │ -31486.2 │ -840892.7 ││ 4 │下游水平水压力│ 0.0 │ 5212.8 │ 56646.2 ││ 5 │下游垂直水压力│ 4099.2 │ 0.0 │ -94096.6 ││ 6 │水平淤沙压力│ 0.0 │ -590.2 │ -2950.9 ││ 8 │浮托力│ -20147.8 │ 0.0 │ 0.0 ││ 9 │渗透压力│ -6270.0 │ 0.0 │ -88273.4 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥││标准荷载合计│ 38796.5 │ -26901.6 │ -302869.4 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥荷载组合 3校核工况上游水位 909.920m 下游水位 861.150m 淤沙高程 842.200m┍━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━┑│序号│荷载名称│垂直力(kN) │水平力(kN) │ M(kN²m) │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥│ 1 │坝体自重│ 61115.0 │ 0.0 │ 669756.0 ││ 2 │上游水平水压力│ 0.0 │ -33562.9 │ -925442.3 ││ 4 │下游水平水压力│ 0.0 │ 5653.5 │ 63978.9 ││ 5 │下游垂直水压力│ 4445.8 │ 0.0 │ -100478.1 ││ 6 │水平淤沙压力│ 0.0 │ -590.2 │ -2950.9 ││ 8 │浮托力│ -20982.1 │ 0.0 │ 0.0 ││ 9 │渗透压力│ -6434.9 │ 0.0 │ -90595.5 ││ 10 │浪压力│ 0.0 │ -17.9 │ -1489.3 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥││标准荷载合计│ 38143.7 │ -28517.6 │ -387221.1 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥荷载组合 4偶然工况上游水位 905.700m 下游水位 855.700m 淤沙高程 842.200m 计地震┍━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━┑│序号│荷载名称│垂直力(kN) │水平力(kN) │ M(kN²m) │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥│ 1 │坝体自重│ 61115.0 │ 0.0 │ 669756.0 ││ 2 │上游水平水压力│ 0.0 │ -30225.8 │ -790909.4 ││ 4 │下游水平水压力│ 0.0 │ 3984.1 │ 37848.8 ││ 5 │下游垂直水压力│ 3133.0 │ 0.0 │ -75283.5 ││ 6 │水平淤沙压力│ 0.0 │ -590.2 │ -2950.9 ││ 8 │浮托力│ -17613.9 │ 0.0 │ 0.0 ││ 9 │渗透压力│ -6597.2 │ 0.0 │ -92880.3 ││ 10 │浪压力│ 0.0 │ -38.0 │ -2996.4 ││ 11 │水平地震惯性力│ 0.0 │ -2139.0 │ -72179.4 ││ 13 │上游地震动水压力│ 0.0 │ -982.3 │ -35472.3 ││ 14 │下游地震动水压力│ 0.0 │ -129.5 │ -1697.5 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥││标准荷载合计│ 40036.9 │ -30120.7 │ -366764.9 │┝━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┥按《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21-78)计算抗剪安全系数公式：K1＝f∑W／∑P，式中：基岩抗剪摩檫系数f＝0.800抗剪断安全系数公式：K2＝(f'∑W＋cA)／∑P，式中：基岩抗剪断摩檫系数 f'＝1.050 基岩凝聚力 c'＝0.900Mpa，坝基单宽截面积 A＝63.000m^2坝基上、下游面垂直正应力公式：σy＝∑W／T±6∑M／T^2式中：坝基截面长T＝63.000m计算成果汇总表┍━━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━┑│名称│组合 1 │组合 2 │组合 3 │组合 4 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│上游水位(m) │ 905.700 │907.320 │ 909.920 │ 905.700 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│下游水位(m) │ 855.700 │859.800 │ 861.150 │ 855.700 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│淤沙高程(m) │ 842.200 │842.200 │ 842.200 │ 842.200 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│地震情况│不计│不计│不计│计及│┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│垂直力∑W(kN) │ 40036.9 │38796.5 │ 38143.7 │ 40036.9 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│水平力∑P(kN) │ -26869.9 │-26901.6│ -28517.6 │ -30120.7 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│力矩∑M(kN²m)│-257415.7 │-302869 │ -387221.1 │ -366764.9 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│抗剪安全系数 k1│ 1.192 │ 1.154 │ 1.070 │ 1.063 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│抗剪断安全系数k2│ 3.675 │ 3.622 │ 3.393 │ 3.278 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│上游面σy (MPa) │ 0.246 │ 0.158 │ 0.020 │ 0.081 │┝━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━┥│下游面σy (MPa) │ 1.025 │ 1.074 │ 1.191 │ 1.190 │┕━━━━━━━━┷━━━━━┷━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━┙由以上各表分析可知在各工况抗剪安全系数均大于1满足稳定要求，抗剪断安全系数均大于3满足稳定要求，上游面σy均大于零，不产生拉应力，满足设计要求。
