重力坝坝顶超高计算书实用标准格式

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。

h2%= 1.181510373
h2%= 2.170573154λ0.1%= 5.915535138λ1%=
莆田公式
鹤地公式
0.071115347
0.37497026
水库超高计算
计算安全超高y=e+R+A
鹤地公式
h 2%=0.00625W 1/6
(D 1/3g 1/3
/W 2/3
)*W 2
/g λp %=0.0386(gD/W 2)1/2*W 2
/g 1、本次计算的工况：设计洪量685m3/s，相应洪水位的平均水深（由水力计算求得2.55），风浪要素采用渭南地区暨铜川水文手册统计表中
汛期（6-10）最大平均风速的1.5倍（风速依次是20、18、16、20、22），风向采用对本工程最不利的西北风，吹程由1:1000平面图中量取，取最远吹程187m。

2波浪爬高R 的计算
1/221/2波浪爬高R 的计算
1/2
21/2
莆田公式计算结果：
鹤地公式计算结果：
1.71（m）校核情况：
y=e+R+A= 2.55（m）2.14（m）设计情况：y=e+R+A= 3.18（m）2.42（m）
地震情况：y=e+R+A= 1.31（m）校核水位540.24535.36 6.32设计水位540.46535.36 5.10地震水位538.40535.36 3.04
校核情况：y=e+R+A=设计情况：y=e+R+A=地震情况：y=e+R+A=
计表中的数字，风速采用
面图中量取，取最远吹程为
96
28.8
8.87330270637.5。

标准文档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。

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。

1正常2校核
坝顶超高
计算风速
——风区长度
——计算波高
频遇判别
————DL5077-1997附录G2.1(3)平均波高
查表——DL5077-1997表G2设计波高
查表——DL5077-1997表G2平均波长
重力加速度——坝前迎水面（平均）水深 （ ）
——中间辅助参数一
————中间辅助参数二
————波浪中心线至计算水位高度
安全超高查表——DL5108-1999表11.1.1说明：
1.依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000中关于建筑物超高的规定；
2.计算方法源自《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999和《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997；
3.波浪的波高和平均波长采用官厅水库公式计算。

工况
符号单位公式或说明D m h m m L m m m m m m
m h β
m H m 0v s m /h ∆g 2
/s m c z h h h h ++=∆%13/13/24/500076.0D g v h -=2667.07333.000155.10331.0D g v L m -=H %1h z h c h m m z L L H cth h h /)/2(2%1ππ=m L H /2π)/2(m L H cth π
-1997；。

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）。

水工建筑物课程设计设计名称：混凝土重力坝设计学院：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：**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.橫缝布置 (28)2.坝顶的布置 (28)3.廊道系统 (28)4.橫缝灌浆，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。

.一、非溢流坝设计（一）、初步拟定坝型的轮廓尺寸(1)坝顶高程的确定①校核洪水位情况下：波浪高度2h l5/4D1/3×5/4× 1/3=0.98m=0.0166V=0.0166 18 4波浪长度2L l× l0.8×0.8=10.4 (2h )=10.4 0.98=10.23m波浪中心线到静水面的高度h0π l2/ 2L l ×2=(2h)=3.14 0.98 /10.23=0.30m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值h c=0.3m坝顶高出水库静水位的高度△h=2h l0c校②设计洪水位情况下：波浪高度2h l5/4D1/3×5/41/3=0.0166(1.5V)=0.0166 (1.5×18) ×4=1.62m 波浪长度2L l× l0.8×0.8=10.4 (2h )=10.4 1.62=15.3m波浪中心线到静水面的高度h0π l2/ 2L l ×2=(2h)=3.14 1.62 /15.3=0.54m安全超高按Ⅲ级建筑物取值h c=0.4m坝顶高出水库静水位的高度△h=2h l0c设③两种情况下的坝顶高程分别如下：校核洪水位时： 225.3+1.58=226.9m设计洪水位时： 224.0+2.56=226.56m坝顶高程选两种情况最大值226.9 m，可按 227.00m 设计，则坝高 227.00-174.5=52.5m。

(2)坝顶宽度的确定本工程按人行行道要求并设置有发电进水口，布置闸门设备，应适当加宽以满足闸门设备的布置，运行和工作交通要求，故取 8 米。

(3)坝坡的确定考虑到利用部分水重增加稳定，根据工程经验，上游坡采用1：0.2，下游坡按坝底宽度约为坝高的 0.7～ 0.9 倍，挡水坝段和厂房坝段均采用1：0.7。

(4)上下游折坡点高程的确定理论分析和工程实验证明，混凝土重力坝上游面可做成折坡，折坡点一般位于 1/3~2/3 坝高处，以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。

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.. (1)2.1坝高的计算 (1)2.2坝挡水坝段的稳定及应力分析 (2)第三章溢流坝设计计算 (10)3.1堰面曲线 (10)3.2中部直线段设计 (11)3.3下游消能设计 (11)3.4水力校核 (13)3.5WES堰面水面线计算 (15)第四章放空坝段设计计算 (19)4.1放空计算 (19)4.2下游消能防冲计算 (20)4.3水力校核 (22)4.4水面线计算 (24)第五章电站坝段设计计算 (26)5.1基本尺寸拟订 (26)第六章施工导流计算 (30)6.1河床束窄度 (30)6.2一期围堰计算 (30)6.2二期围堰高程的确定 (31)附录一经济剖面选择输入及输出数据 (35)附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据 (40)附录三调洪演算源程序及输入数据 (51)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/s 2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×245/4×0.51/3=0.70mh0——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 。

2.1 基本资料⑴ 水库⑵泥沙⑶ 计算2.2 非溢2.3 荷载计算 符号规定：竖⑴ 坝体自重G1 计算公式：2 非溢流坝实用剖面沿建基面稳定及应力计算()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=2211121hbhbbHGcγ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛---+⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛--=2122111113122132221212bbbBhbbBhbbbBbHMcGγ⑵ 上游水平向水 计算公式：坝体自重G 1计算成果表坝体自重G 1对坝基截面形心轴的力矩M G1计算成果表23121h P w γ=33161h Mw P γ-= 式中： h 3——上游面作⑶ 上游竖直向水 计算公式：⑷ 下游水平向水 计算公式： 式中： h 4——下游面作⑸ 下游竖直向水 计算公式：上游竖直向水压力G 2及其对坝基截面形心轴的力矩M G2下游水平向水压力P 2及其对坝基截面形心轴的力矩M P2上游水平向水压力P 1及其对坝基截面形心轴的力矩M P1221312h h b Gw-=γ()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=131312223232h h h h b B G M G 24221h P w γ-=34261h M w P γ=242321h m G w γ=⎪⎭⎫⎝⎛--=4233312h m B G M G⑹ 上游水平向淤 计算公式：⑺ 上游水平向浪 计算公式：上游水平向浪压力P wk 及其对坝基截面形心轴的力矩M Pwk上游水平向淤沙压力P sk 及其对坝基截面形心轴的力矩M Psk下游竖直向水压力G 3及其对坝基截面形心轴的力矩M G3s sk Psk h P M 31-=()z m w wk h h L P +=%141γ()%13%13%132312h h L h L L h h h h h L P M z m m m z z m wkPwk +⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=245tan 2122s s sb sk h P ϕγ⑻ 扬压力U① 当坝基设有防渗 计算公式：② 当坝基设有下游S 2和L 2计算成果表扬压力U及其对坝基截面形心轴的力矩M US 1和L 1计算成果表()21S S U w+-=γ()2211L S L S M w U +-=γ()()[]211431lh h S αα-++=()()[]()()[]αααα-++-++-=1131221243431h h h h l B L ()()[]22432αα-+-=h h l B S ()()[]()[]αααα-+-+---=233243432h h h h l B l BL 计算公式：U和M U 计算成果表S 1和L 1计算成果表S 2和L 2计算成果表()[]2142311h h l S αα++=()[]()[]423142311132212h h h h l B L αααα++++-=()22423112h h l S αα+=()()42314231122332h h h h l l BL αααα++--=2423l h Sα=2/2/213l l l B L ---=()()2121244l l l B h S ---+=α()()()2221413212αα++---+-=l l l B B L ()4321S S S S U w +++-=γ()44332211L S L S L S L S M w U +++-=γ⑼ 上游竖向淤沙 计算公式：2.4 坝基面抗滑稳⑴ 按坝基设有防①按抗剪断强度公 计算公式： 式中： ∑W——作用于 ∑P——作用于 A——坝基接触抗滑稳定安全系数K ´计算成果表∑W计算成果表∑P计算成果表上游竖向淤沙压力G 4及其对坝基截面形心轴的力矩M G4∑∑'+'='PAc W f K ()2614h h b G s sb+=γ()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-=66144322h h h h b B G M s s G强度公式 计算公式：⑵ 按坝基设有下①按抗剪断强度公② 按抗剪强度公式抗滑稳定安全系数K计算成果表抗滑稳定安全系数K ´计算成果表∑W计算成果表∑P计算成果表抗滑稳定安全系数K计算成果表∑∑=PWf K截面垂直 坝基截面的垂 式中： σy ——坝踵、 ∑W——作用于 ∑M——作用于 A——坝段或1m x——坝基面上 J——坝段或1m L 坝长——坝段长 B——坝基截面 坝踵水平正应 坝趾水平正应 坝踵主应力σ 坝趾主应力σ⑴ 按坝基设有防∑W、∑M汇总表Jx M AW y∑∑±=σ123B L J 坝长=()()21m P P P P uy u u uu ux σσ----=()()22m P P P P du d ydudx +'-+-'=σσ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+=245tan 231s s sb w skh h h P P P ϕγγ3h P w uu γ=4h P w γ='4h P w du γ=()()uuu y uP P m m --+=212111σσ()()dud y dP P m m -'-+=222211σσ坝踵、坝址的垂直正应力计算成果表上游坝面水压力强度P1、淤沙压力强度P skh和扬压力强度P u u计算表下游坝面水压力强度P´和扬压力强度P u d计算表上游坝面水平正应力σx u和主应力σ1u计算成果表下游坝面水平正应力σx d和主应力σ1d计算成果表应力计算成果汇总表⑵ 按坝基设有下∑W、∑M汇总表坝踵、坝址的垂直正应力计算成果表上游坝面水压力强度P1、淤沙压力强度P skh和扬压力强度P u u计算表下游坝面水压力强度P´和扬压力强度P u d计算表上游坝面水平正应力σx u和主应力σ1u计算成果表下游坝面水平正应力σx d和主应力σ1d计算成果表少　爷 编制 重力坝稳定及应力计算表格。

混凝土重力坝坝顶高程算稿-- 防浪墙顶至正常水位或校核水位的高差(m)-- 累积频率为1%的波高(m)-- 波浪中心线正常水位或校核水位的高差(m)-- 安全超高表 11.1.1 安全超高 hc相应水位坝安全级别ⅠⅡⅢ正常水位0.7 0.5 0.4 校核水位0.5 0.4 0.31、蒲田公式：平均波高计算公式：平均波周期计算公式：hm-- 平均波高（m）Tm -- 平均波周期（s）Vo -- 计算风速（m/s）D -- 风区长度（m）Hm -- 水或的水深（m）g -- 重力加速度(9.81m/s2)平均波长Lm与平均波周期Tm计算计算公式：对于深水波，即H≥ 0.5Lm 时：累积频率为P(%)的波高与平均波高的关系可按下表进行换算P(%)0.1 1 2 3 4 5 10 13 20 50 0 2.97 2.42 2.23 2.11 2.02 1.95 1.71 1.61 1.43 0.94 0.1 27.0 2.26 2.09 2.00 1.92 1.87 1.65 1.56 1.41 0.960.2 2.46 2.09 1.96 1.88 1.81 1.76 1.59 1.51 1.37 0.98 0.3 2.23 1.93 1.82 1.76 1.70 1.66 1.52 1.45 1.34 1.00 0.4 2.01 1.78 1.68 1.64 1.60 1.56 1.44 1.39 1.30 1.01 0.5 1.80 1.63 1.56 1.52 1.40 1.46 1.37 1.33 1.25 1.01斜坡式的建筑物累积频率为1%的波浪爬高可按下式计算--- 累积频率为1%的波浪爬高--- 累积频率为1%的波高--- 考虑波浪入射角的折减系数β(o)0 10 20 30 40 50 601.00 0.98 0.96 0.92 0.87 0.82 0.76β - 波浪入射角，即波峰线与坝轴线的夹角--- 与斜坡护面的结构形式有关的系数。