江碾压混凝土重力坝设计计算书
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1挡水坝段的设计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。
坝底高程取挡水坝段最低点▽275.00 m ,坝顶高程为正常蓄水位▽365.00 m ,校核洪水位▽369.29 m ,确定静水位至坝顶的高差△h 。
(1) 正常蓄水位情况下:▽h=c z l h h h ++ 式中: (1—1)▽h —静水位至坝顶的高差,m ;l h —波浪高度,这里用m ;z h —波浪中心线至静水位高度,m ;c h —安全超高,m ,此处取0.5m 。
由于多年最大风速v=25 m/s ,正常蓄水位=0.13th (1—2)=0.13=0.621 (m)所以 /==0.01 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.621=1.50 (m)Lm = 0.0386 ×g (1--3) =0.03869.81=14.61 (m)H=365 – 275 =90(m)Lm Hcth Lm h h l z ππ22= (1—4)= =0.487▽h=c z l h h h ++=1.50+0.487+0.5=2.487 (m)则坝顶高程为= +▽h=365.00+2.487=367.487(m )(2) 设计洪水位情况下:由于多年最大风速v=25 m/s ,正常蓄水位=0.13th (1—2)=0.13=0.621 (m)所以 /==0.01 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.621=1.50 (m)Lm = 0.0386 ×g (1--3)=0.03869.81=14.61 (m)H=365 – 275 =90(m)Lm Hcth Lm h h l z ππ22=(1—4)= =0.487▽h=c z l h h h ++=1.50+0.487+0.5=2.487 (m)则坝顶高程为= +▽h=365.00+2.487=367.487(m )(2)校核洪水位情况下:最大风速的多年平均值 =(12+10.3+15+18.7+13+12+16+25+16+19+10+12)/12=18.33 (m) =0.13th=0.13=0.281 (m)所以 /==0.005 , 查累计频率与平均波高的比值得 /=2.42,==0.281=0.55 (m)Lm = 0.0386 ×g=0.03869.81=7.14 (m)LmH cth Lm h h l z ππ22= = =0.133▽h=c z l h h h ++=0.55+0.133+0.4=1.083 (m)则坝顶高程为= +▽h=369.29+1.083=370.373(m )综上所述,坝顶高程取较大值,并取防浪墙高度为1.2米,则坝顶高程为369.17米,取整数所以的坝顶高程取为370米。
目录第一章工程规模的确定....................................................... - 3 -1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分..................................... - 3 -1.2 永久建筑物洪水标准................................................. - 3 -第二章调洪演算 ............................................................ - 4 -2.1洪水调节计算....................................................... - 4 -2.1.1 洪水调节计算方法........................................................ - 4 -2.1.2 洪水调节具体计算........................................................ - 4 -2.1.3 计算结果统计:.......................................................... - 8 -第三章大坝设计 ............................................................. - 9 -3.1 坝顶高确定 ........................................................ - 9 -3.1.1 计算方法................................................................ - 9 -3.1.2 计算过程................................................................ - 9 -3.2 坝顶宽度 ......................................................... - 10 -3.3 开挖线的确定...................................................... - 10 -3.4 非溢流坝剖面设计.................................................. - 10 -3.4.1 折坡点高程拟定......................................................... - 11 -3.4.2 非溢流坝剖面拟定....................................................... - 11 -3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算...................... - 17 -3.5.1 荷载计算成果........................................................... - 17 -3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 42 -3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 43 -3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 43 -3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 46 -3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 47 -3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 47 -3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 48 -3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 50 -3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算..................... - 52 -3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 53 -3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 53 -3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 56 -3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算........................... - 57 -3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 59 -3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 59 -3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 61 -3.6 应力计算 ......................................................... - 62 -3.6.1 边缘应力............................................................... - 63 -3.6.2内部应力............................................................... - 63 -3.6.3 截面应力计算表......................................................... - 65 -3.6.4 应力图................................................................. - 65 -3.7 溢流坝段的设计.................................................... - 79 -3.7.1 溢流坝剖面设计......................................................... - 79 -3.7.2 消能防冲设计........................................................... - 81 -3.7.3 稳定及应力的计算....................................................... - 83 -第四章第二建筑物(压力钢管)的设计计算.....................................- 102 -4.1 引水管道的布置................................................... - 102 -4.1.1压力钢管的型式 ........................................................ - 102 -4.1.2轴线布置 .............................................................. - 102 -4.1.3 进水口................................................................ - 102 -4.2 闸门及启闭设备................................................... - 103 -4.3 细部构造 ........................................................ - 103 -4.3.1通气孔设计 ............................................................ - 103 -4.3.2充水阀设计 ............................................................ - 103 -4.3.3伸缩节设计 ............................................................ - 103 -4.4 压力钢管结构设计与计算........................................... - 103 -4.4.1 确定钢管厚度.......................................................... - 104 -4.4.2 承受内水压力的结构分析................................................ - 105 -第五章施工组织设计 ........................................................- 111 -5.1 导流标准 ........................................................ - 111 -5.2导流方案......................................................... - 111 -5.3 导流工程参数..................................................... - 112 -第一章工程规模的确定1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分参考《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-20001、可确定该工程规模为大(1)型工程等级为Ⅰ级2、水工建筑物级别(永久性水工建筑物)工程等级为Ⅰ级,则主要建筑物级别1级,次要建筑物3级3、临时性水工建筑物级别保护对象为1级主要永久建筑物,3级次要永久建筑,则临时性水工建筑物为4级。
重力坝坝体工程量计算非溢流坝段1#:右岸断面1混凝土面积为17.5㎡,土方开挖为24.38㎡;断面2混凝土面积为128.71㎡,土方开挖为120.69㎡;断面3混凝土面积为128.71㎡,土方开挖为27.12㎡。
断面1与断面2距离为12.26m,断面2与断面3距离为8m则坝段1#混凝土方量为(17.5+128.71)/2*12.26+128.71*8=1925.947 m³土方开挖量为(24.38+120.69)/2*12.26+(120.69+27.12)/2*8=1480.519 m³非溢流坝段2#:右岸断面3混凝土面积为128.71㎡,土方开挖为27.12㎡;断面4混凝土面积为365.09㎡,土方开挖为163.88㎡;断面5混凝土面积为365.09㎡,土方开挖为120.69㎡。
断面3与断面4距离为14m,断面4与断面5距离为8m则坝段2#混凝土方量为(128.71+365.09)/2*14+365.09*8=6377.32 m³土方开挖量为(27.12+163.88)/2*14+(163.88+120.69)/2*8=2475.28 m³非溢流坝段3#:右岸断面5混凝土面积为365.09㎡,土方开挖为120.69㎡;断面6混凝土面积为982.6㎡,土方开挖为605.06㎡;断面7混凝土面积为982.6㎡,土方开挖为248.77㎡。
断面5与断面6距离为14m,断面6与断面7距离为8m则坝段3#混凝土方量为(982.6+365.09)/2*14+982.6*8=17294.63 m³土方开挖量为(120.69+605.06)/2*14+(605.06+248.77)/2*8=8495.57 m³非溢流坝段4#:右岸断面7混凝土面积为982.6㎡,土方开挖为248.77㎡,断面8混凝土面积为2380.91㎡,土方开挖为616.29㎡;断面9混凝土面积为2380.91㎡,砂砾石开挖为907.56㎡;。
院:土木工程学院专业:水利水电工程专业年级: 2012学号:学生姓名:杨林指导教师:邹爽老师2015年7月16日目录一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程 (1)2.计算坝顶高程 (1)二、绘制坝基开挖线 (2)三、设计非溢流坝段1.设计实用剖面 (3)2.实用坝体剖面稳定及强度验算 (4)四、设计溢流坝段1.孔口形式及溢流坝前沿总长 (15)2.溢流面体型设计 (15)五、溢流坝段稳定验算1.溢流坝段剖面图 (18)2.设计洪水位状况 (19)3.校核洪水位情况 (21)六、设计消能工1.选择鼻坎形式 (24)2.确定挑角、鼻坎高程和反弧半径 (24)3.计算挑距和下游冲刷坑深度 (24)七、坝体细部构造拟定1.横缝布置 (28)2.坝顶的布置 (28)3.廊道系统 (28)4.横缝灌浆,固结灌浆,排水措施 (29)八、附录重力坝设计资料 (30)一、设计坝顶高程1.确定坝基开挖高程由相关水文、地质等资料初步估计坝高为50米左右,可建在微风化至弱风化上部基岩上,又下坝址河面高程1858.60m ,综合槽探、硐探、钻探和地表地质勘察资料,坝址区左右岸坡残坡积层厚度达3~5m ,局部地段深达10m ,河床上第四纪冲积覆盖层厚度为8.8m 左右;结合风化线深度,初步拟定坝基最低开挖高程为1843.50m 。
大坝校核洪水为500年一遇,坝体级别为4级。
2.计算坝顶高程坝顶应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程,其与正常蓄水位或校核洪水位的高差,选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。
(1).相关资料(2). 计算h l 根据官厅公式计算: 当20gDV =20~250 时,为累计频率5%的波高h 5%; 当20V gD=250~1000 时,为累计频率10%的波高h 10%; 本设计20V gD=(9.8×0.6×103)/20.72=13.723 故取h l ≈h 5%.(3).计算防浪墙顶高程及基本剖面坝高二、绘制坝基开挖线坝高超过100m时,坝可建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上;坝高在50~100m时,可建在微风化至弱风化上部基岩上;坝高小于50m时,可建在弱风化中部至上部基岩上。
目录目录 0第1章非溢流坝设计 (3)1.1坝基面高程的确定 (3)1.2坝顶高程计算 (3)1.2.1基本组合情况下: (3)1.2.2特殊组合情况下: (4)1.3坝宽计算 (5)1.4 坝面坡度 (5)1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (6)第二章非溢流坝段荷载计算 (7)2.1 计算情况的选择 (7)2.2 荷载计算 (7)2.2.1 自重 (7)2.2.2 静水压力及其推力 (7)2.2.3 扬压力的计算 (9)2.2.4 淤沙压力及其推力 (11)2.2.5 波浪压力 (12)2.2.6 土压力 (13)第3章坝体抗滑稳定性分析 (15)3.2 抗滑稳定计算 (16)3.3 抗剪断强度计算 (17)第4章应力分析 (19)4.1 总则 (19)4.1.1大坝垂直应力分析 (19)4.1.2大坝垂直应力满足要求 (20)4.2计算截面为建基面的情况 (20)4.2.1 荷载计算 (21)4.2.2运用期(计入扬压力的情况) (22)4.2.3运用期(不计入扬压力的情况) (22)4.2.4 施工期 (22)第5章溢流坝段设计 (24)5.1 泄流方式选择 (24)5.2 洪水标准的确定 (24)5.3 流量的确定 (24)5.4 单宽流量的选择 (24)5.5 孔口净宽的拟定 (25)5.6 溢流坝段总长度的确定 (25)5.7 堰顶高程的确定 (26)5.8 闸门高度的确定 (26)5.9 定型水头的确定 (27)5.10 泄流能力的校核 (27)5.11.1 溢流坝段剖面图 (28)5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (28)(1)正常蓄水情况 (28)(2)设计洪水情况 (29)(3)校核洪水情况 (29)第6章消能防冲设计 (30)6.1洪水标准和相关参数的选定 (30)6.2 反弧半径的确定 (30)6.3 坎顶水深的确定 (31)6.4 水舌抛距计算 (32)6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (33)第7章泄水孔的设计 (35)7.1有压泄水孔的设计 (35)7.11孔径D的拟定 (35)7.12 进水口体形设计 (35)7.13 闸门与门槽 (36)7.14 渐宽段 (36)7.15 出水口 (36)7.15 通气孔和平压管 (37)参考文献 (38)毕业设计(论文)任务书题目车家坝河水利枢纽(碾压重力坝设计)(任务起止日期2010 年 3 月29日~ 2010年6月18 日)河海院水利水电专业03 班学生姓名谢龙学号指导教师张建梅教研室主任许光祥院领导周华君第一章 非溢流坝设计1.1坝基面高程的确定由《混凝土重力坝设计规范》可知,坝高100~50米时,重力坝可建在微风化至弱风化中部基岩上,本工程坝高为50~100m ,由于本坝址岩层分布主要为石英砂岩,故可确定坝基面高程为832.0 m 。
目录第一章工程规模的确定......................................................... - 3 -1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分..................................... - 3 -1.2 永久建筑物洪水标准................................................. - 3 -第二章调洪演算 .............................................................. - 4 -2.1洪水调节计算....................................................... - 4 -2.1.1 洪水调节计算方法........................................................ - 4 -2.1.2 洪水调节具体计算........................................................ - 4 -2.1.3 计算结果统计:.......................................................... - 8 -第三章大坝设计 .............................................................. - 9 -3.1 坝顶高确定 ........................................................ - 9 -3.1.1 计算方法................................................................ - 9 -3.1.2 计算过程................................................................ - 9 -3.2 坝顶宽度 ......................................................... - 10 -3.3 开挖线的确定...................................................... - 10 -3.4 非溢流坝剖面设计.................................................. - 10 -3.4.1 折坡点高程拟定......................................................... - 11 -3.4.2 非溢流坝剖面拟定....................................................... - 11 -3.5 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算...................... - 17 -3.5.1 荷载计算成果........................................................... - 17 -3.5.2正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 41 -3.5.3正常蓄水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 -3.5.4正常蓄水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 42 -3.5.5正常蓄水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 45 -3.5.6校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算.......................... - 46 -3.5.7校核洪水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 46 -3.5.8校核洪水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 47 -3.5.9校核洪水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................ - 49 -3.5.10正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算..................... - 51 -3.5.11正常蓄水位地震时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 -3.5.12正常蓄水位地震时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 52 -3.5.13正常蓄水位地震时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算....................... - 55 -3.5.14设计水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算........................... - 56 -3.5.15设计水位时坝体2-2面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 -3.5.16设计水位时坝体3-3面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 58 -3.5.17设计水位时坝体4-4面的抗滑稳定性及强度验算............................. - 60 -3.6 应力计算 ......................................................... - 61 -3.6.1 边缘应力............................................................... - 62 -3.6.2内部应力 ............................................................... - 62 -3.6.3 截面应力计算表......................................................... - 64 -3.6.4 应力图................................................................. - 64 -3.7 溢流坝段的设计.................................................... - 78 -3.7.1 溢流坝剖面设计......................................................... - 78 -3.7.2 消能防冲设计........................................................... - 80 -3.7.3 稳定及应力的计算....................................................... - 82 -第四章第二建筑物(压力钢管)的设计计算......................................- 100 -4.1 引水管道的布置................................................... - 100 -4.1.1压力钢管的型式 ........................................................ - 100 -4.1.2轴线布置 .............................................................. - 100 -4.1.3 进水口................................................................ - 100 -4.2 闸门及启闭设备................................................... - 101 -4.3 细部构造 ........................................................ - 101 -4.3.1通气孔设计 ............................................................ - 101 -4.3.2充水阀设计 ............................................................ - 101 -4.3.3伸缩节设计 ............................................................ - 101 -4.4 压力钢管结构设计与计算........................................... - 101 -4.4.1 确定钢管厚度.......................................................... - 102 -4.4.2 承受内水压力的结构分析................................................ - 103 -第五章施工组织设计 .........................................................- 109 -5.1 导流标准 ........................................................ - 109 -5.2导流方案......................................................... - 109 -5.3 导流工程参数..................................................... - 110 -第一章工程规模的确定1.1 水利枢纽与水工建筑物的等级划分参考《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-20001、可确定该工程规模为大(1)型工程等级为Ⅰ级2、水工建筑物级别(永久性水工建筑物)工程等级为Ⅰ级,则主要建筑物级别1级,次要建筑物3级3、临时性水工建筑物级别保护对象为1级主要永久建筑物,3级次要永久建筑,则临时性水工建筑物为4级。