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单曲拱坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单曲拱坝的基本概念、结构特点及其在水利工程中的应用。
2. 学生能掌握单曲拱坝的力学原理，包括应力、应变、稳定性分析等关键理论知识。
3. 学生能了解单曲拱坝的设计原则和施工技术要求。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析单曲拱坝的受力情况，进行简单的稳定性计算。
2. 学生能够通过实例分析，提高解决实际工程问题的能力，具备一定的拱坝设计思路和技巧。
3. 学生能够运用团队合作的方式，开展探究活动，提高沟通和协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单曲拱坝的相关知识，培养对水利工程建设的兴趣和热爱，增强环保意识。
2. 学生能够认识到科学技术在国家基础设施建设中的重要作用，激发民族自豪感和使命感。
3. 学生在学习过程中，培养严谨、务实、创新的精神，形成积极向上的学习态度。
本课程针对初中年级学生，结合物理学和数学知识，以实际工程案例为载体，引导学生掌握单曲拱坝的基础理论和实践技能。
课程注重理论与实践相结合，鼓励学生主动参与、积极探究，培养其科学思维和动手能力。
通过本课程的学习，为学生日后进一步学习水利工程及相关专业打下坚实基础。
二、教学内容1. 单曲拱坝的基本概念：介绍拱坝的定义、分类及在我国水利工程中的应用。
教材章节：第二章 水利工程概述2. 单曲拱坝的结构特点：分析单曲拱坝的结构组成、力学性能及优缺点。
教材章节：第三章 水工建筑物3. 单曲拱坝的力学原理：讲解应力、应变、稳定性分析等基本理论知识。
教材章节：第四章 力学原理在水工中的应用4. 单曲拱坝的设计原则：阐述拱坝设计的基本原则、设计流程及主要技术要求。
教材章节：第五章 水工建筑物设计5. 单曲拱坝施工技术：介绍拱坝施工的常用方法、工艺流程及质量控制。
教材章节：第六章 水利工程施工6. 实践案例分析：分析典型单曲拱坝工程案例，使学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。
教材章节：第七章 水利工程案例教学内容安排和进度：第一课时：单曲拱坝的基本概念、结构特点第二课时：单曲拱坝的力学原理第三课时：单曲拱坝的设计原则第四课时：单曲拱坝施工技术第五课时：实践案例分析及讨论三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：在讲解单曲拱坝的基本概念、结构特点、力学原理等理论知识时，采用讲授法进行教学。
课程设计任务书----A5拱坝河北工程大学水电学院水利系目录1 设计目的2 基本要求3 设计成果及具体要求4 时间安排5 基本资料1 课程设计目的课程设计是本专业教学大纲所规定的重要教学内容，是学生在学习完本门课程后进行的一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对本门课程及其前缘课程有关知识的系统运用和检验。
通过设计要求达到以下基本目的。
（1）巩固和提高以往所学的有关基础理论和专业知识；（2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计原则、步骤和方法；（3）培养学生学习使用有关设计规范、手册、查阅参考文献等方面的能力，锻炼学生分析计算、绘图、和编写设计说明书等方面的基本技能；（4）要求每个同学在设计中，遵守纪律，努力学习，互相启迪，细心思考，小心求证，充分发挥个人的主动性和创造性，高质量的完成本次设计。
2 设计基本要求（1）设计者必须发挥独立思考能力，在老师指导下认真地完成设计任务，在设计中应遵循设计规范，尽量学习国内外先进技术与经验；（2）设计者对待设计计算、绘图等工作应具有严肃认真，使设计能达到锻炼学生的预期目的；（3）设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明书一份（按规范格式），A2图纸1-2份。
3 设计成果及具体要求3.1 设计成果设计成果包括：（1）设计说明计算书1份（2）拱坝平面布置图1张3.2 设计成果具体要求3.2.1.设计说明书编写原则：（1）按章节叙述，先拟好提纲再编写，要体现出清晰的设计思路；（2）包括基本资料和基本数据；（3）说明设计标准、设计情况及设计依据；（4）阐述设计思想、原则及方法（包括所采用的基本理论和公式说明，采用条件及原因，所考虑问题的影响因素）（5）对具体设计要说明设计的前提、设计原理、方法、主要步骤、主要过程及阶段性成果，成果尽量以表格的形式给出；（6）对成果的分析及结论：对成果的分析一定要有分析和判断，给以评价，分析存在问题的原因和改进措施；（7）要求简明扼要，思路清晰，用语简练。
水工建筑物 授课教案章节名称 第三章 重力坝 教学日期授课教师姓名 张社荣 职称 教授 授课时数14学时本章的教学目的与要求重力坝一章的教学是《水工建筑物》这门课程的入门章节，通过这章的学习，教师要将水工建筑物的设计方法、设计过程、设计原理和具体计算、绘图等内容系统的讲解清楚。
设计方法上要掌握极限状态设计方法；计算方法上要掌握材料力学方法、刚体极限平衡方法。
设计过程上要掌握从剖面拟定、作用施加、过坝水流处理、基础处理和细部构造等。
设计原理上要掌握强度和稳定是如何提出问题和解决问题的；掌握重力坝水电枢纽中“水”从拦蓄到宣泄的能量转换原理。
授课主要内容及学时分配重力坝的工作特点；重力坝上的主要荷载计算方法以及荷载组合；岩基上重力坝的稳定分析；强度校核（应力计算）；剖面设计；溢流重力坝的泄水方式及特点；下游消能与水面衔接；地基处理；构造要求。
重力坝的发展；轻型坝简介；碾压混凝土坝、砌石坝等。
重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）重点是设计方法、设计原理和设计过程；开始掌握国内外的设计标准、规范。
难点是如何将已经学过的知识和原理系统的运用的重力坝的设计过程中。
对学生的基本要求：(1)非溢流重力坝的荷载计算、剖面拟定、抗滑稳定验算及坝体应力的计算；(2)溢流重力坝的水力计算、剖面拟定；(3)重力坝的主要构造尺寸拟定能力；(4)重力坝的地基处理能力；(5)从新方法、新技术、新材料等方面看重力坝建设的发展方向。
思考题和作业（1） 重力坝的工作特点是什么？重力坝的优缺点？（2）重力坝的设计内容？基本剖面历史变革？（3）筑坝材料变革的历史和基础？（4）抗滑稳定的计算方法类型？计算方法比较。
提高坝体抗滑稳定的工程措施。
（5）重力坝失稳破坏的机理？目前设计中计算方法的缺陷？（6）重力坝应力分析的方法？扬压力存在的影响？（7）重力坝施工和运行期温度应力的计算方法？温度裂缝的类型和温度控制的措施？（8）重力坝地震作用计算方法、设防标准和工程措施？（9）溢流重力坝孔口设计、孔口形式类型及其特点？为什么用单宽流量衡量溢流重力坝泄水控制指标？（10）消能工的基本原理?不同消能工能量转换的途径？近20年在消能工设计方面的进展?（11）溢流坝有哪些高速水流问题？计算方法？判断标准？工程措施？（12） 重力坝地基处理的主要内容和作用？（13）重力坝构造设计的内容？面，构并做构造设计，最终绘出三维重力坝溢流和非溢流两个坝段。
单圆心单曲拱坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单曲拱坝的基本概念，掌握其结构特点和功能；2. 学生能描述单圆心单曲拱坝的几何参数，了解其与水压力的关系；3. 学生能掌握拱坝应力分析的基本原理，了解影响拱坝稳定的因素。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析单圆心单曲拱坝的受力情况，并进行简单的计算；2. 学生能通过小组合作，设计并绘制出单圆心单曲拱坝的示意图；3. 学生能运用实际案例分析，提出提高拱坝稳定性的措施。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对水利工程建设的兴趣，增强环保意识；2. 学生能认识到拱坝在国民经济中的重要作用，提高对水利工程的尊重和责任感；3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，增强沟通与交流能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握单曲拱坝的基本知识，培养其运用所学分析问题、解决问题的能力，同时注重培养其团队协作和沟通能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将能更好地理解水利工程，为将来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 单圆心单曲拱坝的定义及结构特点- 拱坝的类型及结构- 单圆心单曲拱坝的构成要素2. 单圆心单曲拱坝的几何参数与水压力关系- 拱坝的几何参数：圆心角、半径、矢高等- 水压力的计算方法- 几何参数与水压力的关系分析3. 拱坝应力分析原理- 应力分析的基本概念- 拱坝应力分析的简化方法- 影响拱坝稳定性的因素4. 提高拱坝稳定性的措施- 结构优化设计- 施工质量控制- 监测与维护5. 实践案例分析- 选取具有代表性的单圆心单曲拱坝案例- 分析案例中的设计、施工及稳定性措施教学大纲安排：第一课时：介绍拱坝的定义、类型及结构特点，重点讲解单圆心单曲拱坝的构成要素；第二课时：分析单圆心单曲拱坝的几何参数与水压力关系；第三课时：讲解拱坝应力分析原理及影响稳定性的因素；第四课时：探讨提高拱坝稳定性的措施，结合实践案例进行分析；第五课时：小组合作，设计并绘制单圆心单曲拱坝示意图，进行课堂展示。
![[学士]拱坝毕业设计](https://uimg.taocdn.com/05d54c37b9f3f90f77c61bbd.webp)
水工建筑物课程设计设计题目：拱坝学院：土木建筑工程学院班级：水电061姓名：徐*学号：************指导老师：肖良锦老师第一章工程概况某工程位于排坡河中游河段，以发电为主。
电站装机2X630Kw，坝址以上流域面积151Km2。
枢纽主要建筑物有混凝土拱坝，坝后引水式厂房等。
大坝为五等5级建筑物。
设计洪水（三十年一遇）367m3/s，校核洪水（二百年一遇）572m3/s。
坝址河床为较对称的V型河谷，两岸坡较陡。
河床及漫滩砂砾石层厚为0~3m，弱风化层厚2~2.5m。
坝后冲刷坑范围以内河床为炉山组中至厚层白云岩，其岩性坚硬致密，隐节理发育，抗冲刷强度高。
上游坝址溢流堰顶高程375.00m。
电站额定引用流量2X2.69m3/s。
该电站位于我省东部多暴雨地区，洪水强度大，流域坡度陡，汇流快，洪水陡涨陡落，枢纽建筑物布置多集中于河床。
确定正常蓄水位与溢流堰顶高程平齐。
课程设计任务根据以上提供的基本情况及地形图，布置设计混凝土拱坝。
步骤如下：1、拱坝布置的原则在地形图上布置双曲拱坝。
选择7层拱圈，坝肩及河床的开挖深度按5m，坝顶无通行汽车要求。
根据布置的尺寸进行拱坝应力分析，直至满足应力要求为止。
（时间2天）2、选择坝顶溢流方式及消能方式，进行相应水力学计算。
确定；孔口尺寸、闸墩宽度、上游设计水位、校核水位、下游设计水位、校核水位、工作桥。
（时间1天）3、根据布置及计算结果，要求提供以下成果。
（时间2天）拱坝平面布置图（建议比例1：200）溢流坝剖面图（建议比例1：200）非溢流坝剖面图（建议比例1：200）拱坝下游立视图或展视图（建议比例1：200）设计计算书1份第二章 拱坝的体形和布置2.1设计参数坝体材料：C20混凝土，容重2.4t/m 3,弹模为25.5×109(坝体弹模考虑徐变的影响，取为瞬时弹性模量的0.6--0.7)，泊松比0.167，线胀系数1×10-5/℃，导温系数3m 2/月。
第三章拱坝第一节概述一、拱坝的特点●结构特点：拱坝是一空间壳体结构,坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。
坝体结构既有拱作用又有梁作用。
其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。
拱坝两岸的岩体部分称作拱座或坝肩；位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁，一般位于河谷的最深处。
拱坝示意图拱坝平面及剖面图●稳定特点：拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。
●内力特点：拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度，从而坝体厚度就越薄。
拱坝是一高次超静定结构，当坝体某一部位产生局部裂缝时，坝体的梁作用和拱作用将自行调整，坝体应力将重新分配。
所以，只要拱座稳定可靠，拱坝的超载能力是很高的。
混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的5—11倍。
●性能特点：拱坝坝体轻韧，弹性较好，整体性好，故抗震性能也是很高的。
拱坝是一种安全性能较高的坝型。
●荷载特点：拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。
●泄洪特点：在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。
目前坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/（s.m）。
●设计和施工特点：拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。
二．拱坝对地形和地质条件的要求（一）对地形的要求左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。
坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定以“厚高比”T/H来区分拱坝的厚薄程度。
当T/H<0.2时，为薄拱坝；当T/H=0.2~0.35时，为中厚拱坝；当T/H>0.35时，为厚拱坝或重力拱坝。
坝址处河谷形状特征用河谷“宽高比”L/H及河谷的断面形状两个指标来表示。
![[工学]拱坝毕业设计[管理资料]](https://uimg.taocdn.com/7f695c1c102de2bd97058849.webp)
摘要洞门山水利枢纽工程位于位于西南某河干流中下游，是一座中型水利枢纽工程，其主要任务有发电，灌溉和防洪。
该工程主要由双曲拱坝、泄洪隧洞、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：调洪计算，枢纽布置，拱坝坝体设计，坝体应力计算，坝肩稳定分析，泄洪隧洞的设计，坝身泄水孔的设计，坝体的细部构造以及地基处理等。
设计最后提交的成果有：设计说明书一份，工程设计图纸3张以及其他计算附图附表等。
关键字拱坝，调洪演算，应力分析，稳定分析。
summaryDongMen mountain water conservancy hub project is located in the southwest a river mainstream middle and lower reaches, is a medium-sized water conservancy hub project, its main task is power generation, irrigation and flood control. The project mainly by the hyperbolic arch dam, tunnel, water and flood building workshop etc. This paper briefly introduces the main work in the design and the design results: flood regulating calculation, the general layout, arch dam design, dam abutment dam stress calculation, stability analysis of flood discharge tunnel, the design, the design of water leakage, including the influences of the detail structure and foundation treatment, etc. The research results have submitted design: the design specification a, the engineering drawings three and other calculation schedule, etc. The appended drawingsKey wordsArch dam, flood regulating calculation, stress analysis, stability analysis.目录第一章工程概况 (1)第二章设计基本资料及水库工程特性 (3) (3) (12) (13) (14)+其他 (14)第三章工程等级划分及水库运行方式 (15) (15) (15)第四章枢纽布置 (15) (15) (15) (18) (20) (34) (34) (35)第五章混凝土拱坝设计 (36) (36) (36) (36)（T） (36)C） (37)（TB (38) (38)2. 拱坝的布置 (39) (40) (40) (40)+淤沙压力 (41) (42) (42) (42)（不予考虑） (43) (43) (43) (43) (44) (44)（纯拱法） (45) (48) (50) (53)：（正常蓄水位+温升） (54) (54) (56)：（校核洪水位+温升） (56) (57) (59)第六章泄水建筑物 (59) (59) (60) (60) (60) (61)第七章坝体细部构造及地基处理 (62) (62) (62) (63) (63) (64) (64) (64) (64) (65) (65) (66) (66)设计专题：拱坝的稳定性分析 (68)附录：外文文献及翻译 (77)参考文献 (89)结语 (90)第一章工程概况西南某河是南方河流中少有的多沙河流，为减少水库泥沙淤积量，通过设置底孔泄流排沙就可使水库基本处于冲刷状态，满足排沙要求，可使水库进出库泥沙保持平衡或略有冲刷。
摘要A江是我国东南地区的一条河流，根据流域规划拟建一座水电站。
A江水利枢纽同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用，水库正常蓄水位183.75m，设计洪水位186.7m，校核洪水位189.80m，汛前限制水位182m，死水位164m，尾水位103.5m。
水库死库容 4.76亿m3，总库容9.6亿m3。
A江水利枢纽工程等别为一等，工程规模为大（1）型工程，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级，临时性建筑物级别为4级。
A江水利枢纽的主要组成建筑物有挡水建筑物、主副厂房、泄水建筑物、过木筏道等。
经过坝型比选，选定挡水建筑物为一变圆心变外半径的双曲拱坝，坝顶弦长312m，最大坝高100.4m，坝底厚25.7m，坝顶宽8.5m。
设计中对四种工况的坝体应力分别采用了电算和手算，手算运用拱冠梁法。
泄水建筑物由两个浅孔和两个中孔组成：浅孔位于两岸，孔口宽8.5m，高8.0m，进口底高程为164m，出口底高程为154m；中孔位于水电站进水口两侧，孔口宽7.5m，高7.5m，进口底高程为135m，出口底高程为130m。
在坝身泄水孔的上下游侧分别布置检修闸门和工作闸门，检修闸门采用平板门，工作闸门采用弧形闸门，在每一个工作闸门的上方有启闭机房，浅孔启闭机房高程为173.38m，中孔启闭机房高程为150.82m。
泄槽支撑结构采用框架式结构。
坎顶高程为117.m,浅孔反弧半径为40m,中孔反弧半径为50m。
泄槽直线段的坡度与孔身底部坡度一致,挑射角θ=20o,导墙厚度为1.0m, 浅孔导墙高度为8.5m,中孔导墙高度为11m。
坝后式厂房装有4台5万kW的发电机组，主厂房长81m，宽18m，副厂房长66m，宽10m，安装场长21m，宽18m。
压力管道的直径为4.6m，进水口底高程为152.4m。
发电机层高程为114.8m，尾水管底高程为90.8m，厂房顶高程为130.5m。
为防止坝基渗漏，在坝基靠近上游侧进行帷幕灌浆，并且为了减少坝基的扬压力，在灌浆帷幕之后设置排水孔。
课程设计课设名称混凝土重力坝设计课程名称水工建筑物院系部:大学一、实验目的及要求：1.通过制作拱坝的实验模型，进一步理解拱坝的体型与布置，巩固、充实、拓宽所学的拱坝结构理论知识。
2.掌握工程结构实验的基本方法和基本技能，以提高学生的观察，分析和解决问题的能力。
二、仪器用具：三、实验原理1.拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，能够把部分水平荷载一部分传给两岸的坝形建筑物。
2.坝体结构是由水平的拱圈和竖向的悬臂梁共同组成。
拱坝所承受的水平荷载一部分通过水平拱的作用传给两岸的基岩，另一部分通过竖向的悬臂梁的作用传到坝底基岩，稳定性主要依靠两岸拱端的反力来维持。
3.拱冠梁的型式和尺寸河谷型式：V形河谷坝身型式：双曲拱坝（水平和竖直都有曲率的拱坝）水平拱圈型式：单心圆泄水方式：坝身泄水孔式（挑流）、溢流坝段（弧形闸门）比例尺：1:300坝高：60米坝顶厚度：9米坝底厚度：15米孔口断面：矩形四、实验方法与步骤:1.选择地形和地质条件2.理想的地形是左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段3.地质的要求4.河谷两岸的基岩必须能承受由拱端传来的推力，要在任何情况下都能保持稳定，不危害坝体的安全。
理想的地质条件是：基岩比较均匀、坚固完整，有足够的强度、渗水性小，能抵抗水的侵蚀、耐风化、岸坡稳定、没有大断裂。
5.选择拱坝的类型6.双曲拱坝：水平和竖直都有曲率的拱坝7.选择拱圈的型式8.考虑的模型的制作难易程度，选择单心圆的水平拱圈，圆弧拱圈的圆心角为110°。
9.拱坝的布置10.坝体轮廓力求简单，基岩面、坝面变化平顺，避免有任何冲突11.进行应力计算和坝肩岩体抗滑稳定校核。
五、实验结果与数据处理：参见具体模型六、讨论与结论在我们组全体成员的共同努力下，本次拱坝实验模型圆满完成，从资料收集到初步设计、从绘制草图到开始制作，离不开我们每个成员的努力。
较之上次的重力坝实验模型，这次实验，不论是技术上还是效率上都有了很大提高。
开题报告设计题目：学院：学号：姓名：一、毕业设计选题的目的和意义拱坝是目前大坝设计中的三大优选坝型之一，以其结构合理和体形美观而著称。
经过工程实践检验，拱坝的优越性已得到广泛的认可。
拱坝在外荷载作用下，坝体以受压为主能适应筑坝材料抗压强度高的特点。
拱坝的稳定性主要是利用坝端两岸岩体抗力来维持，而不像重力坝主要靠自重维持，因此拱坝的体积要比重力坝小得多。
另外，拱坝可看作由拱梁组成的统一体，属于高次超静定结构，具有巨大的超载能力，在遭受外荷载使坝体局部开裂时，坝体应力将自行调整，使得拱坝的超载安全度较大。
国内已建和拟建的水利工程大都是大型工程，消耗的费用是极其巨大的。
为了寻求更大的经济效益，人们在坝工设计中越来越注重在满足安全条件的前提下，尽可能的节约材料。
拱坝由于其优越的安全性和经济性，也越来越多地受到设计者的青睐。
经过几十年的努力，我国在拱坝建设方面逐渐积累了丰富的经验。
拱坝体形由单曲型式衍生发展了椭圆、对数螺旋线等多种型式。
设计方法也由手工绘图发展到计算机辅助设计。
此外，在枢纽布置、泄洪消能、基础处理、体形优化等多方面都取得了很大进展。
随着拱坝的设计、施工和基础处理技术的不断进步，拱坝越来越具有广阔的发展前途。
拱坝设计需要考虑多重因素，涉及知识全面而又系统。
通过拱坝水利枢纽的设计研究，掌握一个水利枢纽的基本设计程序和方法。
巩固加深所学专业知识，扩大专业知识面，使所学知识系统化。
同时学习国内外最新的拱坝研究成果和设计理论，并结合设计选题的实际情况，尝试运用这些成果和理论分析解决工程问题，跟进行业发展的步伐。
当然我国各地气候、地质和经济等条件存在巨大差异，因而拱坝程在不同地区的建设中所遇到的技术问题也不大相同，不可生搬硬套。
对这些问题在逐步改进施工工艺采取有针对性措施的同时，还应结合实际工程情况因地制宜地在理论上深入开展有益的科研探索工作，促进坝工建设的发展。
二、国内外关于混凝土拱坝的研究现状和发展趋势人类修建拱坝有着悠久的历史，最早可追溯到古罗马时代修建的鲍姆拱坝。
第一章 确定坝顶高程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 吹程 坝底高程 校核水位 设计水位 防浪墙顶高程 防浪墙顶高程 取用风速 600m1843.50m 1892.71m 1892.50m H 设+▽h 设H 校+▽h 校20.7m/s(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设计洪水位m校核洪水位m坝前水深H=H 较/设-H 底49.00 49.21 3/14/500166.0D V h l =0.618 0.618 8.0l )h (4.10=L 7.077 7.077 LH L h h l z ππ2cot 2=0.1790.17820gDV 13.723（2s -）13.723（2s -）l h 24.1h %1=0.766 0.766 安全加高c h0.4 0.3 c z h h h h ++=∆%11.345 1.244 防浪顶高程 1893.8451893.954最终防浪顶高程1893.954 坝高50.454第二章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0 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 (5)3.2 枢纽布置方案的选择 (6)3.2.1 坝轴线的选择 (6)3.2.2 引水隧洞的布置 (7)3.2.3 东、西干渠渠首布置 (7)3.2.4 泄洪方案的选择 (7)3.2.4.1 坝顶泄流 (8)3.2.4.2 坝面泄流 (8)3.2.4.3 滑雪道式泄流道 (8)3.2.4.4 坝身开孔泄洪 (8)4 拱坝设计 (10)4.1 拱坝体型设计 (10)4.1.1 基本原则 (10)4.1.2 拱坝基本尺寸的拟定 (10)4.1.2.1 拱坝分层 (10)4.1.2.2 坝顶厚度c T (10)4.1.2.3 坝底厚度B T (11)4.1.3 拱冠梁剖面设计 (12)4.1.3.1 基本原则 (12)4.2 拱坝的平面布置 (13)4.2.1 基本原则及假定 (13)4.2.1.1 基本原则 (13)4.2.2 拱圈中心角的确定 (13)4.2.3 拱圈的平面布置 (14)5 拱坝应力计算和内力计算 (17)5.1 荷载和荷载组合 (17)5.1.1 荷载 (17)5.1.2 荷载的组合 (17)5.1.2.1 基本组合 (17)5.1.2.2 特殊组合 (17)5.2 应力计算方法（拱冠梁法） (17)5.2.1 拱冠梁法的基本原理 (17)5.2.2 拱冠梁法的主要步骤 (18)5.3 应力和内力计算过程 (18)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 (18)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 (28)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 (37)5.3.6 拱圈应力计算 (39)5.4 其他方案的计算 (39)5.5 方案计算结果和分析 (39)6 坝肩稳定计算 (41)6.1 稳定分析 (41)6.2 稳定计算 (42)6.2.1 当不考虑凝聚力c 时 (43)6.2.2 考虑凝聚力c 时 (44)6.3 计算成果和分析 (45)7 坝身孔口的设计 (47)7.1 中孔的设计 (47)7.2 底孔的设计 (47)7.2.1 孔口的形状和尺寸（体形设计） (47)7.2.1.1 进口控制段 (47)7.2.1.2 洞身段 (48)7.2.1.3 出口控制段 (48)7.2.2 底孔的应力计算 (48)7.2.2.l 作用于孔口的荷载 (48)7.2.1.2 应力计算 (48)7.2.3 底孔的配筋计算 (51)8 拱坝的构造及结构 (53)8.1坝顶 (53)8.2廊道与坝体排水 (53)8.3坝体临时收缩缝 (53)8.4坝体内廊道及交通 (54)9 拱坝的地基处理 (55)9.1坝基开挖 (55)9.2拱端开挖 (55)9.3固结灌浆和接触灌浆 (55)9.4防渗帷幕 (55)9.5坝基排水 (56)10 结论 (57)附录及参考文献 (58)谢辞 (59)0 绪论本次设计为毕业设计，是对大学五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。
《水工建筑物课程设计》学院：土木工程学院专业名称：水利水电工程学号： 22*名：***指导老师：邹爽老师提交时间： 2015年1月6日拱坝课程设计一、目的1、学会初拟拱坝尺寸的方法；2、掌握拱坝坝肩稳定计算和应力计算；3、进一步认识拱坝的结构特点。
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℃，最冷月1月平均℃，最热月7月平均℃，极端最高气温℃（1963年5月29日），极端最低气温℃（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，年平均日照时数，为贵州全省各县之冠。
全年无霜期，大风日数，冰雹日数，雷暴日数，雾日天数，降雪日数，最大积雪深度27cm。
多年平均风速s，最大风速s，全年以SE（东南风）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，丰水期(5～10月)平均降雨量，占全年降雨量的%，枯水期(11月至次年4月)平均降雨量，占全年降雨量的%，最大一日降水量为（1984年7月23日），降水量≥的日数193d，降水量≥的日数28d，降水量≥的日数7d，降水量≥的日数，多年平均水面蒸发量为（20cm蒸发皿）。
吹程为600米。
（二）特征水位表5-5 主要建筑物特征水位及流量（三）、地质资料1、地形地貌下坝址河谷深切，为横向谷，河流由SE（东南）向转向NE（东北）向。
两岸坡山体地形坡度较陡，其中在1890m高程以下地形坡度较陡，基岩裸露；上部地形稍缓，为坡耕地、林地和荒坡，残坡积层厚度最大达10m，一般3～5m；地形为浅切中山地形，河谷地形呈较宽缓的“V”形谷，河床冲积层厚度达。
右岸坡在高程修建有一条通乡油路，宽9m左右。
两岸地貌主要为侵蚀切割形成的尖棱状山脊地貌，为侵蚀构造类型。
下坝址河面高程，河面宽43m；坝线位置河谷地形在高程时宽高比为，下坝址河流位于二塘向斜北东翼，靠二塘向斜轴部发育。
坝址区右岸坡上游80m位置发育一条小溪沟（即锅厂小河），为下切侵蚀型溪沟，锅厂小河交汇口高程，溪沟地形随着山体地形的抬高，溪沟河床在1890m高程以下基岩裸露，基本上无冲积层，两岸多为耕地和林地，残坡积层厚度不大，一般为3m左右。
3、地层岩性下坝址出露基岩地层主要为二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2β)玄武岩，地层总体倾向河床下游，其在坝址区分布特征是坝址地形与岩层之间构成横向河谷。
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左右。
某水库下坝址的岩土层具体构成情况如下：（1）二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）：厚度10～1294m。
属岩浆岩地层，主要为暗绿、暗灰蓝、油绿色细粒玄武岩、拉斑玄武岩，上部夹一层厚度4～6m的玻屑凝灰岩，在～1866m高程夹有2至3层厚度3～8cm的软弱夹层，为铁质粘土岩或铜质凝灰岩。
玄武岩新鲜岩石坚硬，但表面易风化成碎块状，坝基岩体工程地质分类为中硬岩，属于BⅢ1类。
（2）第四纪覆盖层(Q4)：在河谷两岸坡上为残坡积层，成分为褐黄褐色的含碎石粘土。
河床上为冲积层，成分为块石、碎石、沙卵石、砂砾石、细粉沙和少量淤泥等组成。
4、地质构造下坝址位于二塘向斜北东翼。
坝址区玄武岩为岩浆岩，属喷出岩，岩层无产状，主要结构面为不同时期玄武岩喷出的流层理层面，玄武岩流层理层面倾向与早期下部沉积岩的成层方向一致，总体倾向河床上游偏右岸。
在下坝址无区域性断裂地质构造发育通过。
但在下坝址锅厂小河左岸和水库右岸的山坡上发育有次生F1张性断层（不明原因断层），向库区上游延伸，总体走向为北西走向，倾角近直立，北西端延伸到库区上坝址和下坝址之间，南东端直抵库区内炉山镇尖山附近，长约800m左右。
该断层断距一般为，未见破碎带。
下坝址玄武岩中节理裂隙发育，发育密度较高，在河谷左右岸按勘察规范要求统计的节理裂隙产状见表3-4-3。
主要有两个方向发育，第一组节理裂隙产状为走向170°，倾向260°，倾角为70～80°或近直立；第二组节理裂隙产状为走向65～80°，倾向155～170°，倾角近直立。
节理裂隙向下延伸深度大，大部分节理裂隙内无充填物，呈闭合状，向下延伸到微风化和新鲜基岩后，裂隙逐渐尖灭，少数节理裂隙内偶有充填物。
地表岩层呈强风化状，岩体一般较破碎，多呈块状。
2、坝址地质资料经取样试验，结合有关工程经验类比，参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体）物理、力学参数，见表5-2～表5-4。
表5-2 坝基岩体力学性质参数表3-4-12 坝基结构面力学参数大坝抗滑稳定计算的物理力学参数表（四）附坝址处地形图及地质剖面图（见CAD图）三、要求1、拟定坝体尺寸，进行拱坝稳定计算及应力计算；2、提交成果（1）设计计算及说明书。
（2）拱坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（3）拱坝平面布置图及下游立视图。
拱坝课程设计计算书1、确定开挖高程：根据坝高小于50米时，可建在弱风化中下部至上部基岩上，及其他相关条件，选择坝底高程为1844m 。
2、确定坝高：①设计洪水位、正常蓄水位：由资料得V 0=s D=m h h gD mL H cth L h h m h L mD V h Vl z l l 766.06182.0*24.1*24.172.137.207.2010006.08.9181.0208.7)(4.10618.00166.0%5%1228.03/14/50====⨯⨯⨯=======ππ安全加高：)4(4.0级水工建筑物m h c =m h h h c z 347.1h%1=++=∆防浪墙顶高程：+= ②校核洪水位：mh h mLHcth L h hz m h L mD V h c l l 766.0*24.1181.0208.7)(4.10618.00166.0%5%128.03/14/50========ππ安全加高：)4(3.0级水工建筑物m h c =m h h h hc z 247.1%1=++=∆防浪墙顶高程=+=选择较大防浪顶高程 所以坝高H=3、拱冠梁设计1.根据资料得：坝顶厚度D T 取4m ，坝底高程为1844m ，溢流堰顶高程为1888m ，所以坝的计算高度m H 4418441888=-=2.坝底厚度BT ：m HWHW HT B1.12)(00069.0)(048.00943.02=-+=根据所打剖面的开挖线可得W 为 H=44m ；3.确定上游面曲线：H H D =1β 4.01=βH A D =2β 15.02=βH m K = 04.0=K由上述可得：m H D 6.17444.0=⨯=m A D 6.64415.0=⨯= m m 76.14404.0=⨯=4.厚度曲线：取5层拱圈 ；HADB5.圆心连线的确定：有资料得，顶拱弦长为，底拱弦长为25m ，以底拱弦长的垂直平分线为界，把拱坝分为左半拱和右半拱，︒=50R 顶φ ︒=30R 底φ ︒=55L 顶φ ︒=30L 底φ 根据经验，处的半中心角取︒=404.0H φ 弦长φsin R X F = φsin F X R =m X R FRcR 35.10550sin 7.80sin =︒==φ顶 m XR FL cL 76.9355sin 8.76sin =︒==φ顶m X R FR HR 89.6140sin 78.39sin 4.0=︒==φm X R FL HL 46.5940sin 22.38sin 4.0=︒==φcL FRcR R m X R 底底==︒==2530sin 5.12sin φ坝体左岸半边拱的圆心连线：坝体右岸半边拱的圆心连线：根据圆心连线图和拱圈弦长图可以在CAD上量出其他各层拱圈的半径和弦长，根据公式φsinRXF=，可以算出其他各层拱圈的半中心角。
高程（m)Z坝址距（m）Tc（m）XFL(m)XFR(m)RcL(m)RcR(m)фL(°）фR(°）1888045550 1877111866224040 185533184444252530305.应力计算由程序算得的各项应力如下，左岸半边拱。
1.正常水位加温降：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MS MH5 1844 14 1MC GC EC EF KC CS u1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m=坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov Vaov Haov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (3) (3) (1) (1) (4)最小 (4) (5) (5) (4) (4) (1)***END***2.设计洪水位加温升：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MS MH5 14 1MC GC EC EF KC CS u.00001 1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m=坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov Vaov Haov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (1) (1) (1) (5) (4)最小 (5) (5) (5) (5) (1) (1)***END***3.校核洪水位加温升：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MS MH5 14 1MC GC EC EF KC CS u.00001 1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m=坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov VaovHaov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (1) (1) (1) (5) (4)最小 (5) (5) (5) (5) (1) (1)***END***右半拱4.正常水位加温降：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MS MH5 1844 14 1MC GC EC EF KC CS u1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m= 19.坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov Vaov Haov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (3) (3) (1) (1) (4)最小 (4) (5) (5) (4) (4) (1)***END***5.设计洪水位加温升：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MSMH5 14 1MC GC EC EF KC CS u.00001 1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m= 19.坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov Vaov Haov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (1) (1) (1) (5) (4)最小 (5) (5) (5) (5) (1) (1)***END***6.校核洪水位加温升：拱坝坝数据N HB1 HB2 HS FS MS MH5 14 1MC GC EC EF KC CS u.00001 1600000 760000 .025 .8 .17高程外半径拱圈厚半中心角坝趾距岸坡角AF 坝肩弹模EFH R T A Y AF EF760000760000760000760000760000当量矩形长宽比 m= 19.坝体积 V= m^3温升 G= /(T+计算结果E= 2 (双向扭转效应)(1) 荷载分配高程总荷载梁载拱载扭载梁载(震) 拱载(震) 扭载(震)H P X XA Z Xv XAv Zv18881877186618551844(2) 拱端内力Mao Vao Hao Maov Vaov Haov(3) 拱应力(T/m^2)(压为正）拱端拱冠拱端(震) 拱冠(震)Sau Sad Sou Sod Sauv Sadv Souv Sodv(4) 粱内力Moc Voc Woc Mocv Vocv Wocv(5) 梁应力(T/m^2)(压为正）梁应力梁应力(震) 梁自重应力Scu Scd Scuv Scdv Scug Scdg(6) 拱冠变位Ror Rorv(7) 最大应力Sau Sad Sou Sod Scu Scd最大 (1) (1) (1) (1) (5) (4)最小 (5) (5) (5) (5) (1) (1)***END***7.由上述结果可得最大拉应力出现在坝踵为a a MP MP 120<，拱冠梁的设计符合要求。
