学士学位论文--褒河拱坝枢纽设计说明书
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第一部分设计说明书1基本资料 (1)1.1自然条件及工程 (3)1.2坝址与地形情况 (1)1.3水库规划资料 (3)2枢纽布置 (4)2.1 枢纽组成建筑物及其等级 (4)2.2枢纽布置 (5)3洪水调节 (5)3.1基本资料 (5)3.2洪水调节基本原则 (6)3.3调洪演算 (6)4非溢流坝剖面设计 (9)4.1设计原则 (9)4.2剖面拟订要素 (9)4.3抗滑稳定分析与计算 (11)4.4应力计算 (12)5.溢流坝段设计 (13)5.1泄水建筑物方案比较 (13)5.2工程布置................................. 错误!未定义书签。
5.3溢流坝剖面设计 (14)5.4消能设计与计算 (14)6细部构造设计 (15)6.1坝顶构造 (15)6.2廊道系统 (15)6.3坝体分缝 (16)6.4坝体止水与排水 (17)6.5基础处理 (18)第二部分设计计算书1.调洪演算 (25)1.1调洪演算的目的 (25)1.2调洪演算的基本原理和方法 (25)1.3调洪的基本资料 (27)1.4调洪演算的过程计 (27)1.5调洪计算结果 (40)2坝体剖面设计 (40)2.1非溢流坝段计算 (40)2.2溢流坝剖面设计 (43)2.3下游消能设计 (47)2.4 WES堰面水面线计算 (49)3.荷载计算及组合 (53)3.1抗滑稳定分析 (53)4.稳定分析. (60)5.应力分析 (62)5.1弯矩计算 (62)6.应力分析计算 (65)参考文献 (68)致谢 (69)某某重力坝毕业设计前言本次毕业设计是根据根据教学要求,对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。
本毕业设计内容为宁溪水利枢纽工程,它基本包括了一般水利枢纽所需进行的坝工初步设计的全过程。
水电站枢纽布置毕业设计论文及计算书题目:XXX水电站枢纽布置设计毕业设计说明及计算书专业:水利水电建筑工程班级:姓名:学号:指导教师:xxx、xxx、xxxXXX年月日前言 (3)工程特性表 (6)第一章综合说明 (7)1.1 流域概况 (7)1.2 水文气象 (7)1.2.1水文及气象 (7)1.2.2水文气象及径流条件 (8)第二章工程地质 (9)2.1 地形地质 (9)2.1.1 测区地质 (9)2.1.2 工程区地质 (10)2.2 区域及水库地质 (10)2.2.1 地形地貌 (10)2.2.2地层 (11)2.2.3地质构造 (11)2.2.4水文地质 (11)2.2.5库区工程地质评价 (11)2.3库区工程地质 (11)2.3.1 地形地貌 (11)2.3.2地层 (12)2.3.3地质构造 (12)2.3.4水文地质 (12)2.3.5库区工程地质评价 (13)2.4坝区工程地质 (13)2.5枢纽区工程地质 (14)2.6 岩体力学参数 (14)2.7 天然建筑材料 (15)2.8 工程地质评价 (16)第三章工程任务及规模 (17)第四章工程布置及建筑物 (18)4.1坝轴线、坝型的确定 (18)4.1.1坝轴线的确定 (18)4.1.2 坝型选择 (20)4.2非溢流重力坝的设计 (20)4.2.1 剖面设计 (20)实用剖面的确定 (21)4.2.2坝体强度和稳定承载能力极限状态验算 (23)4.3溢流重力坝的设计 (37)4.4进水口段的确定 (46)4.6.2主厂房的平面设计 (49)4.6.3副厂房的平面设计 (55)第五章施工组织设计 (56)第六章结束语 (56)前言设计题目:水利水电工程枢纽毕业设计一、项目名称:XXX水电站枢纽二、工程地点及建筑规模:XXX水电站位于都匀市东南部的坝固镇明英附近的马尾河中下游河段。
明英水电站工程等别为Ⅳ等,挡水坝为4级建筑物,次要建筑物为5级。
水库枢纽设计及坝坡稳定分析_毕业设计论文水库枢纽设计及坝坡稳定分析摘要:水库是向家坝灌区规划的南总干渠新建囤蓄水库,位于长江右岸一级支流长宁河左岸碧玉溪下游,四川省宜宾市长宁县长宁镇境内。
本次设计内容包括:1确定工程等别及建筑物级别;2挡水建筑物:选择比较上中下游坝址、布置挡水建筑物、设计大坝剖面尺寸、设计挡水建筑物细部构造;3渗流分析:选定典型剖面、计算正常运行情况的渗流情况,校核工况下的渗流分析;4稳定计算:选定稳定计算的计算方法、选定计算典型剖面、计算正常运行的稳定安全系数、分析拟定坝坡的合理性;5泄水建筑物设计;6放空排沙洞设计;7引水建筑物设计。
关键词: 坝体设计渗流稳定reservoirs hub design and slope stability for analysisMajor:Hydraulic and hydroelectric engineeringStudent: Instructor:Abstract: reservoirs is the main canal New South hoard water reservoirs of the Xiangjiaba reservoir irrigation area, is located in the Yangtze river right bank the Changning river of 1 tributary on the left bank water of yuxi downstream, in the town of Changning,Changning county, yibin city, Sichuan province.This design includs:1 The determination of the gender of the engineering and building level.2 The designing of water retaining structures:the choosing and comparing of the dam on higher,middle and lower reaches,the decorating of the water retaining structures,the designing of the size of the section in the dam and the designing of the detail structures in the water retaining structure.3 Dam’s foundation treatments:choosing how to treat the dam foundation and the bultments’ excavating.4 Seepage analysis:choosing typical section,seepage analysis at normal operation and seepage analysis at checking condition.5 The designing of the outlet structure.6 The designing of the evaction and desilting hole.7 The designing of the water diversion structure.Keywords: Dam design;Seepage;Stability; Settlement 目录1 基本资料41.1 地理位置 51.2 水库基本参数 51.3 水文、气象、泥沙资料51.3.1 气象51.3.2 径流61.3.3 洪水81.3.4 泥沙情况91.4 工程地质101.4.1 区域地质101.4.2 水库区主要工程地质问题111.4.3 坝址比较及推荐意见111.4.4 渠道主要工程地质问题及评价121.4.5 本工程区岩、土体物理力学参数建议值 121.4.6 天然建筑材料122.防洪调度132.1 基本资料132.2 防洪标准的确定152.3 洪水调度方式162.4 调洪基本原理172.5.1 水库水量平衡方程172.5.2 水库蓄泄方程或水库蓄泻曲线172.5 洪水调节计算成果 173 坝址、坝型的选择193.1 主坝坝址选择193.1.1坝址方案拟定193.1.2 上、下坝址枢纽布置比较213.1.3 坝址选定214 工程等级及建筑物级别215 主体坝型设计225.1 坝顶高程22坝体断面设计245.2.1泥岩心墙石渣坝245.2.2溢洪道245.2.3放空洞255.2.4取水隧洞255.3 基础处理及防渗设计266 大坝计算与分析266.1渗流计算266.1 .1计算断面266.1.2计算参数266.1.3 水位组合情况及计算工况276.1.4 计算方法及程序 276.1.5 渗流计算模型及边界条件286.1.6 渗流软件分析图 296.2 稳定计算366.2.1计算参数366.2.2软件分析结果376.2.3稳定结果总结427 泄洪和取水建筑物设计437.1溢洪道布置437.2 底流消能段水力计算457.3取水洞布置467.4取水洞水力设计467.5 取水洞建筑物结构设计478施工组织设计478.1 478.2 488.3 48参考文献49致谢501 基本资料水库工程的任务是灌溉及城乡生活供水,结合防洪。
毕业设计(论文)说明书题目积石峡水电站枢纽布置及均质土坝设计专业水利水电工程班级工112班学生指导教师2015 年积石峡水电站枢纽布置及均质坝设计摘要土石坝作为世界应用最多的坝型,不但在数量上施工工艺占有绝对优势,而且在高坝中也有不错的前景。
设计说明书对积石峡水利枢纽进行了较为详细的设计。
大坝坝体为均质坝坝,最大坝高为95m。
泄水建筑物为表孔溢流式的溢洪道和深孔无压式的泄洪洞。
引水隧洞为有压式。
主要的设计内容包括:采用半图解法进行调洪计算;枢纽布置的详细说明;详细的论述大坝剖面设计的过程;针对溢洪道和泄洪洞,进行了详细的设计与水面线计算;通过水力学方法进行渗流分析;通过采用瑞典圆弧法进行坝坡稳定计算;并结合坝址的地质特点,详细的设计了坝体、坝基开挖、帷幕灌浆、断层破碎带的处理等。
本次设计是根据碾压式土石坝设计规范系统的对积石峡水电站枢纽部分的设计和演算。
所提交的成果包括:计算说明书一份,CAD图纸共9张。
关键字:积石峡均质坝;溢洪道设计;稳定分析;调洪演算Design of station layout and homogeneous damof Jishixia HydropowerABSTRACTEarth rock dams can be used as the world most dam type, not only in the number of construction technology occupies absolute advantage, but also has a good prospect in the dam. The design specification of the detailed design of Jishixia Gorge Water conservancy. The dam is a homogeneous dam, the dam height is 95m.Water release structures which are flood discharge tunnel and spillway tunnel is free-flow outlet. The diversion tunnel for pressure.The design of the main content includes: flood regulating calculation using semigraphical method; hub layout in detail; detail dam section design process; for spillway and spillway tunnel, detailed design and the water surface line calculation; the hydraulic method is used in seepage analysis; through the use of Sweden Arc Method for dam slope stability calculation; and combined with the geological characteristics of the dam site, detailed design dam, dam foundation excavation, curtain grouting, fault fracture zone.This design is based on the design specification of rolled embankment dam system of Jishixia Hydropower Station hub part design and calculation.The submitted results include: Calculation of a manual, CAD total of 9 drawings.Key Words: Jishixia homogeneous dam; The design of spillway; Stability analysis; Flood diversion calculation目录第1章工程概述 (7)1.1 工程概况 (7)工程特征表 (7)设计说明 (9)设计阶段 (9)设计任务 (9)建筑物级别………………………………….………….错误!未定义书签。
目录目录 (1)摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章综合说明 (1)1.1概述 (1)1.1.1 枢纽概述 (1)1.1.2 设计要求 (1)第二章设计资料 (4)2.1枢纽任务 (4)2.2基本资料 (4)2.2.1 自然地理 (4)2.2.2 工程地质 (7)2.2.3 筑坝材料 (8)2.2.4 库区经济及其它 (8)第三章枢纽主要建筑物的型式与总体布置 (9)3.1工程等级及技术规范设计标准 (9)3.1.1 工程等级 (9)3.1.2 技术规范 (9)3.1.3 洪水标准 (9)3.2调洪演算及设计基本数据 (9)3.2.1 调洪演算的目的 (9)3.2.2 调洪演算的原理 (9)3.2.3 计算方法 (11)3.2.4泄洪方案的选择 (11)3.3枢纽组成建筑物 (14)3.4坝型选择 (14)3.4.1 坝型初选 (14)3.4.2方案比较 (16)3.4.3 坝体形态选择 (17)3.5泄水建筑物型式选择 (18)3.6厂房及引水系统布置 (18)3.7枢纽总体布置 (18)第四章拱坝设计 (19)4.1拱坝型式及布置 (19)4.1.1拱坝剖面设计 (19)14.1.2拱坝的布置 (20)4.2荷载及其组合 (21)4.2.1 荷载及计算 (21)4.2.2 荷载组合 (26)4.3计算原理和计算方法 (26)4.3.1 计算原理 (26)4.3.2 计算方法 (27)4.4应力与强度分析(电算,手算) (27)4.4.1 应力控制指标 (27)4.4.2 电算 (28)4.4.3 手算 (29)4.5坝肩稳定验算 (32)4.5.1 验算原理 (32)4.5.2 验算工况 (34)4.5.3 验算结果 (34)第五章泄水建筑物设计 (36)5.1基本资料 (36)5.2泄水建筑物组成与布置 (36)5.3泄槽设计 (36)5.3.1 泄槽尺寸 (36)5.4消能与防冲 (38)5.5泄水孔口应力及配筋 (40)第六章坝体细部构造及地基处理 (42)6.1坝体构造与细部结构设计 (43)6.1.1 坝体与坝面 (43)6.1.2 坝体分缝 (43)6.1.3 坝内廊道和坝后工作桥 (43)6.2坝基处理 (44)6.2.1 坝基处理的一般要求 (44)6.2.2 地基的处理和开挖 (44)6.2.3 坝基排水孔 (46)结束语 ............................................... 错误!未定义书签。
褒河拱坝枢纽设计摘要本次毕业设计的题目是《褒河拱坝枢纽设计》。
褒河库区位于陕西省汉中平原堡河下游,汉中平原地区气候温和、湿润、土地开阔肥沃,是著名的粮仓。
由于现有的汉惠渠、褒惠渠等渠道,均系无坝引水灌溉,保证率低;有汉中地区属于三线,近年来大量工矿企业纷纷建立,电力负荷急剧增长,故拟在该地区修建水利枢纽,开发水资源,对于促进工农业的发展都有重要意义。
此次设计的目的是为了使水利水电专业学生了解和掌握我国各种拱坝设计方法与思路,理论与实践相结合,提高分析问题和解决问题的能力。
并通过此次设计系统了解拱坝设计过程,拟定拱坝的不同设计方案,科学合理的确定拱坝的建设规模和运行方式。
褒河水利枢纽主要任务为灌溉、发电,其次为防洪。
为此,枢纽定为:渠首电站、拦河坝(拱坝)、中孔泄洪、底孔、电站引水渠道等。
根据工程规模、效益,参照相关规范将褒河水库定为三级,建筑物级别:主要建筑物为三等,次要建筑物为四等,临时建筑物为五级。
褒河拱坝的设计过程主要包括坝型选择和枢纽布置、拱坝的平面布置、拱坝的应力计算、坝肩稳定、底孔应力和配筋计算。
关键词:混凝土拱坝、中心角、温度应力、应力计算、坝肩稳定AbstractThis graduation proj ect's topic is “Baohe arch dam. Design ”Baohe reservoir area is located Bao river downstream of Hanzhong plain shensi. The climate in Hanzhong plain region is mildness wetness and its tract open fecundity. It is famous granary. Owing to Hanhui & Baohui channel existing being non-dam irrigation by channeling water, the ensure rate is low. Due to Hanzhong plain belonging to the third line, a great deal of industrial and mining establishments having been established and electric power load rapid going up, hydro junction has been built in the area to develop water resources. It has important meaning to accelerate development of industry and agriculture.On the basis of scope of project benefit, refer to correlation criterion, Baohe reservoir has been confirmed as third class, key constructions as third class, subordination constructions as fourth class and temporary structures as fifth class.Shimen arch dam design process is introduced as follow:Select Type of Dam and Arrange Hydro Junction、Plan Layout of Arch Dam、Stress Calculation of Arch Dam、Rock Dam Abutment Stabilization、Basal Pore and Reinforce CalculationKeyword: ncrete arch dam, center angle, temperature should dint, should dint calculation, the dam shoulder stabilit1 坝型选择和枢纽布置(1) 根据褒河库区水文,地质、地形条件,决定修建拱坝,并从工程量(坝体工程量和金属安装)、泄洪安全性、计算方法和施工方法等几个方面阐述修建拱坝的优越性。
褒河水库单曲拱坝设计设计说明含图纸1.背景介绍褒河水库是位于某省某市的一座重要水利工程,主要用于灌溉、供水和发电等多种用途。
为了满足日益增长的用水需求,水库需要进行扩建和改造。
本文将重点介绍褒河水库单曲拱坝的设计方案,并附上相应的图纸。
2.单曲拱坝设计方案单曲拱坝是一种形状类似于半圆的拱形结构,通过拱形结构的强度来承受水压力,并将水力作用转移到水库两岸的基础上。
其主要设计步骤如下:2.1 坝型选择单曲拱坝的坝型选择需要考虑多个因素,包括地质条件、水库规模、成本等。
经过综合比较,本设计选择了具有良好适应性和经济性的抛物线形单曲拱坝。
2.2 坝高确定根据现有水库的用途和规模,以及地质勘察数据,经过分析计算,确定了褒河水库单曲拱坝的设计坝高为XX米。
2.3 强度计算为了确保单曲拱坝的安全性,需要进行强度计算。
在设计过程中,考虑了水压力、土压力、重力和温度等因素的影响。
通过计算,得出了单曲拱坝在水负荷和地震荷载下的稳定性和强度。
2.4 材料选择单曲拱坝的材料选择需要考虑抗压强度、耐久性和可持续性等因素。
本设计选择了高强度混凝土作为主要材料,同时考虑了混凝土的耐久性和抗裂性能。
2.5 坝顶排水设计为了防止坝顶积水对结构安全造成影响,需要进行坝顶排水设计。
本设计采用了有效排水系统,包括渗水收集管和排水沟等。
3.设计图纸下面是褒河水库单曲拱坝的设计图纸:•图纸1:单曲拱坝平面布置图•图纸2:单曲拱坝剖面图•图纸3:单曲拱坝细部设计图4.结论通过对褒河水库单曲拱坝的设计方案进行说明,我们可以看出该设计方案具有适应性强、经济性好、安全性高等优点。
同时,图纸的提供也为该设计方案的实施提供了可行性和参考依据。
希望该设计方案能够为褒河水库的扩建和改造提供有效的指导。
参考文献1.某省某市褒河水库规划报告2.某省某市褒河水库地质勘察报告。
【关键字】设计某水利工程土石坝枢纽设计说明书(水利水电工程专业)摘要:某水利枢纽工程位于南河中游,是一座中型水利枢纽工程,其主要任务有发电,灌溉和防洪。
该工程主要由混凝土面板堆石坝、溢洪道、取水建筑物以及厂房等组成。
本文扼要介绍设计中进行的主要工作和设计成果,有水文水利计算、水利枢纽布置、混凝土面板堆石坝设计、溢洪道设计以及隧洞与厂房的设计等。
混凝土面板堆石坝坝高,坝长,采用河岸溢洪道泄洪,孔口尺寸,孔数3个。
水电站装机容量1.45万千瓦,采用3台机组,单机容量为4833千瓦。
施工采用全段围堰方案,右岸隧洞导流,后期改建冲沙底孔。
设计最后提交的成果有:说明书一份,计算书一份,工程设计图纸6张以及其他计算附图附表等。
关键字:某水利枢纽混凝土面板堆石坝Abstract: Summary the lily water control project lies in south river and middle reach, is a medium-sized water control project, its main task generates electricity, irrigate and prevent flood. This project is made up by concrete panel rock-fill dam, spillway, fetching water in the building and factory building, etc. This text introduces the groundwork carried on in the design and design achievement briefly, there are hydrology water conservancy calculating, assigning, design of rock-fill dam of concrete panel, spillway design and the designs of the tunnel and factory building of key water control project, etc. The concrete panel rock-fill dam is 54 meters high, the dam is 197 meters long, adopt the bank spillway to release floodwater, hole mouth measurement is 4 meters, the figure of the hole is 3. Installed capacity of power station 1, 450,000 kilowatts, adopt 3 units, the capacity of the unit is 4833 kilowatts. Construct and adopt the whole section of schemes of coffer, the tunnel water conservancy diversion of right bank, reconstruct and wash the sand under port on later stage. The achievement that is designed and submitted finally is as follows, one of manual, calculate one of book, project 6 of design drawing calculate figure attached list, etc.目录4.5 混凝土面板堆石坝稳定校核与变形估算............... 错误!未定义书签。
重力坝枢纽设计毕业论文目录1. 基本资料 (4)1.1 流域概况及枢纽任务 (4)1.2 坝址地形 (4)1.3 坝址地质 (5)1.4 水文气象 (5)1.5 当地材料分布情况 (7)1.6 交通运输 (8)1.7 主要工程技术经济指标表 (9)2.坝址、坝型的确定及枢纽布置 (10)2.1 工程等别确定 (10)2.2 坝址的确定 (10)2.3 坝型的选择 (11)2.4 大坝枢纽建筑物的布置 (13)2.4.1挡水建筑物 (13)2.4.2泻水建筑物 (14)2.4.3输水建筑物 (15)2.5大坝总体布置 (15)2.5.1 溢流坝的布置 (15)2.5.2 非溢流坝的布置 (15)3. 重力坝非溢流坝段设计 (16)3.1 坝顶高程 (16)3.1.1 坝顶高程的确定 (16)3.1.2 坝顶宽度 (18)3.1.3 坝面坡度 (18)3.1.4 坝底宽度 (18)3.2 荷载组合及其计算 (19)3.2.1设计情况 (19)3.2.2 校核情况 (22)3.2.3 抗滑稳定验算与强度验算 (23)4. 重力坝溢流坝段设计 (26)4.1 孔口设计 (26)4.1.1 泄水方式的选择 (26)4.1.2 洪水标准的确定 (26)4.1.3 流量的确定 (27)4.1.4 单宽流量的选择 (27)4.1.5 孔口净宽拟定 (27)4.1.6 溢流坝段总长度确定 (27)4.1.7 堰顶高程的确定 (27)4.1.8 闸门高度的确定 (28)4.1.9 定型设计水头的确定 (28)4.1.10 泄流能力校核 (28)4.2 溢流坝体形设计 (29)4.2.1 顶部曲线段 (29)4.2.2 中间直线段 (29)4.2.3 消能防冲设计 (29)4.3 溢流坝剖面设计 (29)4.4 荷载组合及其计算 (30)4.4.1 设计情况 (31)4.4.2 设计洪水位情况下发生7度地震 (31)4.4.3 校核情况 (31)4.4.4 抗滑稳定验算与强度验算 (31)5. 泄水孔设计 (34)5.1 孔径D的拟定 (34)5.2 进水口体形设计 (34)5.3 闸门与门槽 (35)5.4 渐变段 (35)5.5 出水口 (35)5.6 水力计算 (35)6. 细部构造设计 (36)6.1 坝顶构造 (36)6.1.1 非溢流坝 (36)6.1.2 溢流坝 (37)6.2 坝体分缝与止水 (38)6.2.1 横缝 (38)6.2.2 止水 (38)6.2.3 水平缝 (38)6.3 廊道系统 (39)6.3.1 基础廊道 (39)6.3.2 坝体廊道 (39)6.4 坝体排水 (39)7. 地基处理 (40)7.1 基础开挖与清理 (40)7.2 坝基的防渗处理 (41)7.3 坝基排水 (41)7.4 坝基的固结灌浆 (41)8.施工组织设计 (42)8.1 施工条件分析 (43)8.2 施工组织设计的容 (44)8.3 施工导流设计 (45)8.3.1 施工导流标准 (45)8.3.2 洪水标准 (45)8.3.3 围堰安全超高 (46)8.3.4 施工导流时段选择 (46)8.3.5 施工导流布置 (46)8.4 截流设计 (47)8.4.1.截流设计标准 (47)8.4.2. 截流设计 (47)8.5 施工程序方法及主要机械 (48)8.5.1.施工程序 (48)8.5.2.施工方法 (48)8.6 对外交通方案的确定 (52)8.7 辅助设施企业及大型临时设施 (52)8.7.1.施工辅助企业 (52)8.7.2.临时设施 (52)8.8 总布置与进度计划 (52)8.8.1.施工总布置 (52)8.8.2.施工进度计划 (53)8.8.3 施工工期保证措施 (54)8.9质量保证体系与措施 (56)8.9.1质量方针及质量目标 (56)8.9.2 质量管理体系 (56)8.9.3 质量控制流程 (57)9. 工程概算 (58)9.1建筑工程费 (58)9.2基础单价 (59)9.3基础单价计算 (59)9.3.1 人工费的计算 (59)9.3.2材料费的计算 (60)9.3.3 砼,砂浆单价计算 (61)9.3.4施工机械台班费计算 (61)9.4单价编制 (62)9.4.1 定额依据 (62)9.4.2 建筑工程单价计算 (62)参考文献 (66)致谢 (60)附表3-3:设计情况下荷载计算成果表 (69)附表3-4:设计洪水位时发生7度地震荷载计算成果表 (70)附表3-5:校核洪水位时荷载计算成果表 (71)附表4-4:设计情况下荷载计算成果表 (72)附表4-5:设计洪水位时发生7度地震荷载计算成果表 (73)附表4-6:校核洪水位时荷载计算成果表 (74)附表4-7:泄流能力校核计算表 (75)1. 基本资料1.1 流域概况及枢纽任务青龙河流域水量充沛,控制流域面积6340km2,,多年平均径流量9.6亿m3,是滦河流域较大的一条支流。
第一章课程设计目课程设计安排在“水工建筑物”课程内容学习完成之后进行,课程设计作为综合性实践环节,是对平时作业的一个补充,课程设计包括土石坝设计的主要理论与计算问题,通过课程设计可以达到综合训练的目的。
课程设计的目的,是使学生融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识,完成土石坝较完整的设计计算过程,以加深对所学理论的理解与应用。
培养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、工作方法。
培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力,提高查阅和应用参考文献和资料的能力。
第二章课程设计题目描述和要求2.1 工程基本概况(一)坝址地形图及河谷地质剖面图(另附图2张)。
(二)设计标准,本水库总库容2.1千万方。
灌溉2万亩,电站装机1万千瓦。
工程等级,建筑物级别以及各项控制标准按有关规范自行确定。
(三)坝址地形地质条件。
1、坝址区峡谷呈“V””型,两岸谷坡陡削,高程300米以下较为对称,坡角40~50度。
唯右岸自高程300米以上地形转缓变为25~30度。
两岸附近山高均超出400米高程以上.河谷底宽11米高程260米,左岸受冲沟切割后山脊较为单薄。
2、河床和岸坡有大片基岩课露,距河床高47米范围内形成岩石陡壁。
以上为第四纪残、坡积的砂壤覆盖层。
厚度左岸2~5米,右岸3~5米,坝址区基岩一般风化不深,剧风化垂直深度,左岸为3~6米,右岸为4~8米,河床为0~3米,微风化或新鲜基岩距地表深度,在320米高程以下:两岸为10~20米,河床为4米左右。
坝址区岩性为坚硬致密的花岗岩,较为新鲜完整的物理力学指标甚高,抗压强度21500cm kg ,岩石容重326m kN r =。
滑动面上岩石之间的摩擦系数f =0.65、粘着力22cm kg c =。
基岩弹性模量()25104~1cm kg E f ⨯=。
泊松比=0.2,坝体混凝土基岩摩擦系数f =0.65。
摘要本次毕业设计的题目是《褒河拱坝枢纽设计》。
褒河库区位于陕西省汉中平原堡河下游,汉中平原地区气候温和、湿润、土地开阔肥沃,是著名的粮仓。
由于现有的汉惠渠、褒惠渠等渠道,均系无坝引水灌溉,保证率低;有汉中地区属于三线,近年来大量工矿企业纷纷建立,电力负荷急剧增长,故拟在该地区修建水利枢纽,开发水资源,对于促进工农业的发展都有重要意义。
此次设计的目的是为了使水利水电专业学生了解和掌握我国各种拱坝设计方法与思路,理论与实践相结合,提高分析问题和解决问题的能力。
并通过此次设计系统了解拱坝设计过程,拟定拱坝的不同设计方案,科学合理的确定拱坝的建设规模和运行方式。
褒河水利枢纽主要任务为灌溉、发电,其次为防洪。
为此,枢纽定为:渠首电站、拦河坝(拱坝)、中孔泄洪、底孔、电站引水渠道等。
根据工程规模、效益,参照相关规范将褒河水库定为三级,建筑物级别:主要建筑物为三等,次要建筑物为四等,临时建筑物为五级。
褒河拱坝的设计过程主要包括坝型选择和枢纽布置、拱坝的平面布置、拱坝的应力计算、坝肩稳定、底孔应力和配筋计算。
关键词:混凝土拱坝、中心角、温度应力、应力计算、坝肩稳定AbstractThis graduation proj ect's topic is “Baohe arch dam. Design ”Baohe reservoir area is located Bao river downstream of Hanzhong plain shensi. The climate in Hanzhong plain region is mildness wetness and its tract open fecundity. It is famous granary. Owing to Hanhui & Baohui channel existing being non-dam irrigation by channeling water, the ensure rate is low. Due to Hanzhong plain belonging to the third line, a great deal of industrial and mining establishments having been established and electric power load rapid going up, hydro junction has been built in the area to develop water resources. It has important meaning to accelerate development of industry and agriculture.On the basis of scope of project benefit, refer to correlation criterion, Baohe reservoir has been confirmed as third class, key constructions as third class, subordination constructions as fourth class and temporary structures as fifth class.Shimen arch dam design process is introduced as follow:Select Type of Dam and Arrange Hydro Junction、Plan Layout of Arch Dam、Stress Calculation of Arch Dam、Rock Dam Abutment Stabilization、Basal Pore and Reinforce CalculationKeyword: ncrete arch dam, center angle, temperature should dint, should dint calculation, the dam shoulder stabilit1 坝型选择和枢纽布置(1) 根据褒河库区水文,地质、地形条件,决定修建拱坝,并从工程量(坝体工程量和金属安装)、泄洪安全性、计算方法和施工方法等几个方面阐述修建拱坝的优越性。
(2) 根据地形地质条件,确定坝址;根据泄洪要求,并比较各种泄洪方式,选用坝身孔口泄流。
由于电站是渠首电站,故引水遂洞布置在河的左岸,并结合施工导流遂洞。
枢纽布置原则:①结构紧凑。
②能满足快速泄流的要求。
③遂洞洞线布置应短而直。
2 拱坝的平面布置(1) 拱坝的体型设计。
根据王英华编的《水工建筑物》(中国水利是水电出版社)提供的试验公式,分别确定坝顶拱厚Tc=4.8m ,坝底拱厚m T B 22 。
由于本设计中河谷地形对称,地质条件较好,则平面上选单心圆弧拱,拱冠梁的上、下游面都取为圆弧面。
(2) 平面布置。
把拱坝分成六拱圈五不等段,利用拱冠梁的上游偏距及外半径分别确定每一层拱圈的圆心,再根据圆心和半径从顶拱到底拱逐步确定每层拱圈在平面上的位置。
根据优化要求选定五个方案,分别绘在透明纸上。
平面布置的原则:① 坝体轮廓线应光滑连续,包括拱圈中心角,内外半径,坝体厚度,拱圈内外圆心轨迹沿高程变化均应是光滑连续或基本连续的。
② 坝体与基岩的接触线应光滑连续,无突出或凹陷,不满足是应做地基处理。
③ 坝面倒悬度应控制在允许范围内,混凝土拱坝不大于0.3:1,局部控制在(0.2~0.25):1范围内。
3 拱坝的应力计算(1) 荷载及荷载组合。
本设计主要计算的荷载有:静水压力、温度荷载、自重、水重、扬压力与泥沙压力。
荷载组合有:正常蓄水位+温升、正常蓄水位+温降、校核水位+温降与校核水位+温升。
荷载组合原则:① 温升与温降是相对于年平均温度。
② 特殊状态情况不能叠加,如,在设计中,地震荷载不与校核水位一起考虑。
(2) 拱冠梁法的原理拱冠梁法是最简单的拱梁法,仅考虑各水平拱圈上拱冠径向变位与拱冠梁上相应点的变位相等条件,再进行拱、梁荷载分配,以一根在拱冠处的悬臂梁分配到的荷载代表全部悬臂梁的受力情况。
原则:自重由梁承担,温度荷载由拱圈承担并通过拱圈变化考虑对梁的影响,而在进行拱梁分载后计算应力时,自重、水沙重、扬压力等全部有梁承担。
(3) 计算过程本设计的计算都利用了Excel 的强大计算功能。
计算过程为:① 截面常数及自重及其弯矩、水重及其弯矩、扬压力及其弯矩的计算。
见表5·1。
② 垂直力作用下的径向变位系数w i δ的求解。
见表5·2。
③ 水平力作用下的径向变位系数ij a 的求解,见表5·3。
④ 均匀温降下的径向变位系数i C ,水沙压力作用下的拱圈径向变位系数i δ的求解。
见表5·4。
⑤ 拱、梁分载值的求解,见表5·4。
⑥ 利用材料力学中的偏心拉压公式来求解拱冠梁应力,见表5·5。
⑦ 利用纯拱法计算拱圈的应力。
见表5·6~5·8。
(4) 计算成果分析和方案确定比较四个方案的计算结果,应力都满足条件。
选择中间应力小、工程量小、平面布置好、拱端推力小的方案,最后确定方案一为设计所选方案。
(5) 应力控制标准《混凝土拱坝设计规范》(SDJ45—85)规定:拱坝应力分析一般以拱梁分载法计算成果最为衡量强度、安全的重要标准。
基本荷载组合时,[]MPa 2.1=σ。
特殊荷载组合时,[]MPa 5.1=σ。
在考虑地震时,混凝土拱坝的[]σ可以比静荷载情况适当的提高,但不超过30%。
4 坝肩稳定利用刚体极限平衡假定,采用平面分层稳定分析法求解坝肩稳定。
采用单一陡倾角侧裂面与单一缓裂面组合失稳形式。
刚体极限平衡基本假定为:①将滑移的各块岩体视为刚体,不考虑其中各部分间的相对位移。
②只考虑滑移体上的力的平衡,不考虑力矩平衡,后者可由力的分布自行调整满足。
③忽略拱坝内力的重分布作用,认为拱端作用在岩体上的力系为定值。
④岩体达到极限平衡状态时,滑裂面上的剪力方向将与滑移方向平行,指向相反,数值达到极限值。
根据马文英等编《水工建筑物》P119的抗剪断公式和抗剪强度公式计算稳定系数K。
根据选择的侧裂面计算每一层处的最小K值,计算得出K大于[]K。
min《混凝土拱坝设计规范》(SDJ45—85)规定:抗剪断公式计算时:[]K=1.1。
抗剪强度公式计算时:[]K=2.75。
5 底孔应力和配筋计算(1)底孔应力计算采用汪景奇编《拱坝的设计和计算》P340~P344的试验方法计算底孔应力。
采用该试验方法的假定:①底孔的高宽比为1.5。
②认为孔口的剪应力为零。
③以无限域的孔口计算。
(2)配筋计算把底孔分成三等分四个断面进行计算,取底孔高程为550米,从前面应力计算过程中内插出该高程处的孔口应力,然后求出每一断面的应力,以该应力为基础求的每一截面上的应力,根据实验方法把该截面上单位宽度上的拉应力求和,然后以轴向拉伸构件进行配筋计算。
目录绪 论 (1)1 概述 (2)2 已知资料 (3)2.1 流域概况 (3)2.2 水文气象资料 (3)2.3 工程地质资料 (3)2.4 工程规划 (3)2.5 工程材料设计指标 (4)2.6 施工、天然建材、交通情况 (4)3 枢纽布置 (5)3.1 坝型的选择 (5)3.1.1 土石坝 (5)3.1.2 支墩坝 (5)3.1.3 重力坝和拱坝 (6)3.2 枢纽布置方案的选择 (7)3.2.1 坝轴线的选择 (7)3.2.2 其他枢纽布置 (7)3.2.3 泄洪方案的选择 (8)4 拱坝设计 (11)4.1 拱坝布置. (11)4.1.1 拱坝布置的基本原则 (11)4.1.2 拱冠梁断面尺寸拟定 (12)4.1.2.1 拱圈形式选择 (12)4.1.2.2 拱冠梁断面尺寸拟定 (12)4.1.2.3 坝底厚度B T (13)4.1.3 拱冠梁剖面设计 (14)4.1.3.1 基本原则 (14)4.1.3.2 拱冠梁剖面设计的方案选择 (14)4.2 拱坝的平面布置 (17)4.2.1 基本原则及假定 (17)4.2.1.1 基本原则 (17)4.2.1.2 假定 (17)4.2.2 拱圈中心角的确定 (17)4.2.3 拱圈的平面布置 (19)5 拱坝应力计算和内力计算 (20)5.1 荷载和荷载组合 (20)5.1.1 荷载 (20)5.1.2 荷载的组合 (20)5.1.2.1 基本组合 (20)5.1.2.2 特殊组合 (21)5.2 应力计算方法(拱冠梁法) (21)5.2.1 拱冠梁法的基本原理 (21)5.2.2 拱冠梁法的主要步骤 (21)5.3 应力和内力计算过程 (21)5.3.1 计算拱冠梁在垂直力等作用下产生的径向变位w i δ (22)5.3.2 计算拱冠梁单位三角形径向作用下径向变位系数ij a .................................. 30 5.3.3 拱冠梁径向变位i δ、i C 的求解 . (35)5.3.4 拱梁分荷值的求解 (36)5.3.5 拱冠梁应力计算 (39)5.3.6 拱圈应力计算 (39)5.4 其他方案的计算 (40)5.5 方案计算结果和分析 (40)6 坝肩稳定计算 (42)6.1 稳定分析 (42)6.2 稳定计算 (43)6.2.1 当不考虑凝聚力C 时 (44)6.2.2 考虑凝聚力C 时 (45)6.3 计算成果和分析 (46)7 坝身孔口的设计 (48)7.1 中孔的设计 (48)7.2 底孔的设计 (48)7.2.1 孔口的形状和尺寸(体形设计) (48)7.2.1.1 进口控制段 (48)7.2.1.2 洞身段 (49)7.2.1.3 出口控制段 (50)7.2.2 底孔的应力计算 (50)7.2.2.L 作用于孔口的荷载 (50)7.2.2.2 应力计算 (50)7.2.3 底孔的配筋计算 (52)8 拱坝的构造及结构 (54)8.1 坝顶 (54)8.2 廊道与坝体排水 (54)8.3 坝体临时收缩缝 (54)8.4 坝体内廊道及交通 (55)9 拱坝的地基处理 (56)9.1坝基开挖 (56)9.2拱端开挖 (56)9.3固结灌浆和接触灌浆 (56)9.4防渗帷幕 (57)9.5坝基排水 (57)10 结论 (58)附录及参考文献 (59)谢辞 (60)英文文献: (61)DAM SASETY AND EARTHQUAKES (61)英文文献翻译: (64)绪论本次设计为毕业设计,是对大学四年来所学知识的一次综合性的总结概括;是考察学生理论知识与实践能力的一次演练;是为学生走向工作岗位打下一定基础的关键一步;是学生走向社会工作的第一步;是了解自我,自我定位的好机会。