重力坝顶高程计算

5.1.1坝顶高程的确定
砼重力坝为3级建筑物，按100年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。

根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋∆h，其中∆h为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，∆h由下式确定：
∆h ＝h1%＋h z＋h C
式中：h1%──波浪高（m）；
h Z──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
h C──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.4m和0.3m。

h c和h Z按照《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。

5.1.1.1坝顶高程的确定
均质土坝为3级建筑物，按50年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋y，其中y为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，y 由下式确定：
y＝R ＋e＋A
式中：R──波浪高（m）；
e ──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
A──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.7m和0.4m。

R和e按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。

2。

2.7.1坝顶高程的确定
坝顶高程由静水位、风浪涌高、安全超高几部分组成。

坝顶高出水库静水位的高度按下式计算：Δh=h1+h0+hc
式中h1 ——波浪高度，
h0 ——波浪中心线高出静水位的高度
二者按h1=0.0166V5/4*D1/3 ，L1=10.4h10.8 ，h0=πh12 /2L1 计算 V——库面风速D——库面的波浪吹程
hc——安全超高，按下表采用：
依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003和《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999，安全超高hc按下表确定。

安全超高hc值
坝顶高程或坝顶上游防浪墙顶高程按下列两式计算，并选用较大值：设计情况下V取多年平均风速的1.5~2.0倍，本设计取2倍。

校核情况下取多年平均风速。

由设计给出资料该水库最大吹程为10km,多年平均风速为16m/s.即对于设计情况V=32m/s，校核情况，V=16m/s. 坝顶高程=设计洪水位+Δh设坝顶高程=校核洪水位+Δh校
代入数值计算，设计情况下：h1=1.89h0=0.51 而hc=0.5
校核情况下：h1=1.14 h0=0.18 而hc=0.4，
代入数值计算取两者较大值。

水利水电工程专业专项设计说明书水工建筑物课程设计题目：重力坝设计（西山水利枢纽）班级：水电1141姓名韩磊指导教师：**长春工程学院水利与环境工程学院水工教研室2013 年3月3日目录1 挡水坝段 (1)1.1 剖面轮廓及尺寸 (1)1.1.1 坝顶高程的确定 (1)1.2 坝体稳定应力分析 (4)1.2.1 挡水坝段荷载计算 (4)1.2.2 稳定验算 (18)1.2.3 坝基面应力计算 (19)1.2.4 坝体内部应力的计算 (25)2 溢流坝段 (34)2.1 孔口尺寸和泄流能力 (34)2.1.1 确定孔口尺寸和孔口数量 (34)2.1.1.2溢流坝最大高度和坡度的拟定。

(35)2.1.2 泄洪能力的验算 (35)2.2 检修门槽空蚀性能验算 (37)2.2.1校核洪水位时堰顶压力验算 (37)2.2.2 平板门门槽空蚀验算 (37)2.3 溢流坝曲面设计 (37)2.3.1 上游前缘段计算 (37)2.3.2顶部曲线段 (38)2.3.3 中间直线段 (38)2.3.4 反弧段 (38)2.3.5 桥面布置 (39)2.4 堰面水深的校和计算 (40)2.4.1堰面水深计算 (40)2.4.2 直线段水深计算 (41)2.4.3 反弧段水深计算 (41)2.4.4 渗气后水深计算 (42)2.5 消力池的计算 (42)2.5.1判断消能方式 (42)2.5.2 判断是否要修消力池 (42)2.5.3 消力池尺寸的计算 (43)2.5.4 基本组合(2) (44)2.6 溢流坝算段的稳定、应力计 (48)2.6.1 荷载计算 (48)2.6.2 稳定验算 (52)2.6.3 坝基面应力计算 (53)2.6.4 坝体内部应力的计算 (54)3、设计参考资料 (55)谢辞 (55)1 挡水坝段1.1 剖面轮廓及尺寸1.1.1 坝顶高程的确定由于设计洪水位低于正常洪水位，故取正常洪水位和校核洪水位作为控制情况。

山王庙水库大坝稳定及应力计算1 基本资料1.1坝型选择：山王庙水库大坝采用砼重力坝。

1.2为了保证大坝的安全，下游设护坦。

1.3大坝的高度：计算得上游校核水位为2108.98m设计水位为2108.71m,下游校核水位为2079.00m 设计水位为2078.60m,开挖高程为2075m坝顶高程为2111.00m,堰顶高程为2108.00m。

粗估最大坝高：2111-2075=36.00m。

1.4溢流堰：可用曲线型实用堰（长研型、克奥型、WES型）、折线型；利用当地材料，且为小型溢流坝，采用WES型。

1.5大坝的稳定及边缘应力计算：计算时可以考虑风浪及泥沙压力。

建筑物等级为5级建筑物。

1.5.1实用堰的剖面尺寸：坝轴线长12.0m；溢流堰口长10.0m；堰顶水深：校核水深为0.98m、设计水位为0.71m；下游水深t :校核水深为4.00m、设计水位为3.60m；1.5.2非溢流坝段的剖面尺寸：坝轴线长：左岸3个坝段、55.0m,右岸6个坝段、100.0m；上游水位：校核水位为2108.98m 设计水位为2108.71m；下游水深t :校核水深为4.00m、设计水位为3.50m；2溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况一一校核洪水时溢流情况；下游水位：坝址水位~流量曲线得为2079.0m；上游水位：2108.98m；2.1荷载计算： 表2-1溢流坝段荷载计算表荷载及代号 荷载计算（10KN ）方向力臂计算（m力矩(10KN.m )坝体自重G (1/2) X 27.4 X 33.0 X 2.4=1085.04+30.0/2-2.6-27.6/3=3.2 3472.128 坝体自重G 2 (1/2 )X 2.6 X 13.0 X 2.4=40.5630/2-2/3 X 2.6=13.267 538.096 上游水重W (1/2 ) (33.98+20.98 )X 2.6=71.44830/2-1.3=13.7 978.838 上游泥沙重W (1/2 )X 2.6 X 14.36 X 0.8=14.934 t 30/2-2.6/3=14.133 211.07 下游水重W (1/2 )X 3.2 X 4.0=6.40 + -(30/2-3.20/3 ) =-13.93-89.17 上游水压力P 2 (1/2 )X 33.98 X 33.98=577.32―33.98/3=11.33 -6539.11 上游泥沙压力P r (1/2 ) X 14.98 X 14.98 X 0.53 X 0.8=47.57 —14.98/3=4.99 -237.53 下游水压力P l 2(1/2 )X 4.0 =8.0V — (1/3 )X 4.0=1.333 10.67 堰面动水压力：1.94 X 20 (COS25^COS53) /9.8=1.2064— 6.07.23 1.94 X 20 ( SIN250+SIN530) /9.8=4.84 + 15-2.715=12.285 -59.40 浮托力V 30.0 X 4.0=120.0t 0渗透压力U (1/2 )X 29.98 X 0.25 X 25.0=93.69 t -(30/2-5-25/3) =-1.667-156.15 渗透压力U 2(1/2 )X( 29.98+7.495 )X 5.0=93.69t-(30/2-5/2 ) =-12.5-1171.10合计刀W刀P刀M不计入扬压力合计— 1218.382616.89 -1655.008 计入扬压力合计911.002616.89-2982.2582.602.2验算抗滑稳定性：(1) 采用抗剪断强度公式计算，其稳定安全系数为：K= (f，刀W+CA) / 刀P;查前述地质提供的数据：f，=1.0 , C=1.10Mpa,代入公式：K= (1.0 X 911.002+1.10 X 30.0 X 100) /616.89=6.83 > 2.5 (见规范要求), 满足稳定要求。

坝顶高程计算公式坝顶高程的计算(SL274-2001碾压式土石坝设计规范附录A)正常水位(m)825.7设计洪水位(m)827.17校核洪水位(m)827.89吹程(m)1000风速(m/s)8.3坝坡比m 1.4Ⅳ等建筑物正常超高(m)Ⅳ级为0.50.5非常超高(m)Ⅳ级为0.30.3地震安全加高(m)地震沉降及地震壅浪高(m)1鹤地水库公式(丘陵、平原)波高(m)h m=(1/2.23)h2%=0.000639W3/2D1/3波长(m)Lm=0.0122W*D1/2平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84斜坡糙率渗透系数K△0.9经验系数K w 1.02官厅水库公式(内陆狭谷水库)波高(m)h=0.00166W5/4D1/3波长(m)λ=0.062W1.00155*D1/3.75平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84水库风壅水面高(m)e=(KW2D)/2gH m*cosb水域平均水深H m(m)30坝顶高程计算一、设计洪水位情况设计洪水位+正常超高+设计工况风浪爬高+风壅水面高二、效核洪水位情况效核洪水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高三、地震情况正常水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高+地震风浪高课本《水工建筑物》P208水利水电科学院推荐的公式水深(m)15W风速(m/s)27D吹程(km)0.61官厅公式：波高(m)h l=0.0166W5/4D1/3波浪爬高ha=0.45h l m-1n-0.6风壅高度(m)e=KV2D/2gh 正常情况安全加高(m)0.5非常情况安全加高(m)0.3正常情况下超高(m)d=ha+e+A 非常情况下超高(m)d=ha+e+A 备注10.1458314473.2283692630.3661120470.6736461660.23385987当gD/w2=20～250时142.4009293.2575744720.4657167460.8569188120.0004213462.901172828.5273402828.5829.0473402829.1827.85734021282.30.866475072.4056970370.0054396332.91113667830.0811367 2.71113667830.6011367 80750806251.0015503880.034828。

重力坝坝顶超高计算书标准格式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；h1%—浪高，m；h z−波浪中心线至水库静水位的高度，m；h c−安全超高，m。

坝顶高程的确定设计洪水位和校核洪水位的高差可由下式计算，应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。

∆h =h 1%+h z +h c式中，Δh ——防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差；h 1%——累计频率为1%的波高；h z ——雍高；h c ——安全超高。

1. 波高h 1%和雍高h z 的计算h 1%和h z 的计算可利用官厅水库公式计算：ℎl =0.0166V 054D 13L =10.4(ℎl )0.8 ℎz =πℎl 2L ctℎ2πH L式中，V 0——计算风速，m/s ，设计洪水位时，宜采用相应季节50年重现期的最大风速，校核洪水位时，宜采用相应洪水期最大风速的多年平均值； D ——吹程；H ——坝前水深。

其中，h 1%=1.24 h 5%。

①设计洪水情况下，吹程D=2.1km ，风速V 0=24m/s ，带入以上公式计算得： h 5%=1.129m ，h 1%=1.400m ，h z =0.349m 。

②校核洪水情况下，吹程D=2km ，风速V 0=18m/s ，带入以上公式计算得： h 5%=0.775m ，h 1%=0.962m ，h z =0.223m 。

2. 坝顶安全超高的确定安全超高h c 与坝的安全级别有关，李家河水库工程为III 等工程，永久建筑物等级为3级，设计洪水位下的安全超高为0.4m ，校核洪水位下的安全超高为0.3m 。

3. 坝顶高程的计算根据以上计算结果，可求得设计洪水位情况下的防浪墙顶高度为： Δh 设计=0.962+0.223+0.4=1.585m ；校核洪水位情况下的防浪墙顶高度为：Δh 校核=1.400+0.349+0.3=2.090m 。

坝顶上游防浪墙顶高程取设计洪水位和校核洪水位情况下的高的一个：=882.805m；设计洪水位下，坝顶上游防浪墙顶高程=设计洪水位+Δh设计=886.290m。

校核洪水位下，坝顶上游防浪墙顶高程=校核洪水位+Δh校核则坝顶上游防浪墙顶高程为886.290m，防浪墙高取 1.2m，则坝顶高程为885.090m。

目录第一章调洪演算错误！未定义书签。

第二章非溢流坝设计计算12.1坝高的计算12.2坝挡水坝段的稳定及应力分析2第三章溢流坝设计计算93.1堰面曲线93.2中部直线段设计93.3下游消能设计103.4水力校核113.5WES堰面水面线计算13第四章放空坝段设计计算174.1放空计算174.2下游消能防冲计算184.3水力校核194.4水面线计算21第五章电站坝段设计计算235.1基本尺寸拟订23第六章施工导流计算266.1河床束窄度266.2一期围堰计算266.2二期围堰高程的确定27附录一经济剖面选择输入及输出数据30附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据34附录三调洪演算源程序及输入数据44第二章 非溢流坝设计计算2.1 坝高的计算坝顶高出静水面Δh=2h 1+h 0+h c 2h 1——波浪高度校核时，V=16m/s 2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×165/4×0.51/3=0.42m 设计时，V=24m/s2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×245/4×0.51/3=0.70m h0——波浪中心线高出静水位高度校核时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.420.8=5.21mm L h 11.024h 1210==π设计时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.700.8=7.81mm L h 20.024h 1210==πh c ——安全超高，等知：校核时，h c =0.3m ；设计时，h c =0.4m 。

由以上可得坝顶超高为： 校核时Δh=2h 1+h 0+h c =0.42+0.11+0.3=0.83m设计时Δh=2h 1+h 0+h c =0.70+0.20+0. 4=1.30m 则 确定坝顶高程为： 校核时 Z 坝顶=324.7+0.83=325.53m 设计时 Z 坝顶=324.5+1.30=325.80m取其中大者即325.80m,作为坝顶高程<如图2-1所示）。