重力坝课程设计报告
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一1 课程设计(论文)题目重力坝课程设计2课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求某枢纽以了发电为主, 兼顾防洪灌溉. 水库建成后. 还可以提高下游二个水电站的出力的发电量. 该工程坝型为混凝土重力坝.(一)水库特征;一水库水位. 1.正常蓄水位--349M. 2. 设计洪水位---349.9M 3校核洪水位---350.4M 二下游流量及相应下游水位..1 千年一遇洪水的下泄流量.13770 米3/秒.. 相应下流水位271.90米2 五千年一遇洪水的下泄流量.15110 米3/秒.. 相应下流水位272.63米三. 库容: 总库容为17.9亿. 考虑开挖后. 坝基面高程269M(二) 综合利用效益: 装机容量20万千瓦, 年发电量.7.4亿度.,防洪: 可将千年一遇洪峰流量以18200米3/秒削减至13770米3/秒: 可将五千年一遇洪峰流量以21200米3/秒削减至15110米3/秒: 可灌溉农田30万亩: 此外还可以改善航运条件, 库区可从事养殖.(三)自然条件.1 地形. 坝址位于峡谷出口段. 左岸地势较低.山坡较缓.右岸地势较高.山坡较陡.2 地质. 坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩.岩性坚硬完整.新鲜岩石饱和极限抗压强度在60—80MPA以上. 坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩. 饱和极限抗压强度在30—40MPA.坝基坑剪断擦系数F经野外试验及分析研究确定为 1.0—1.1: 坝基坑剪断凝聚力为为0.6—0.8MPA.3 水文地质坝址水文地质较简单.相对不透水层埋藏深度一般在35米以内.库区无渗漏问题4 气象资料最高气温为42度. 最低气温为-8度.多年平均最大风速为14米/秒. 水库吹程为1.4KM5 淤泥:百年后坝前淤沙高程为286.6米.淤积泥沙内摩擦角取0度.淤沙浮容重为8000N/M二、工程的等别和建筑物级别水利部、能源部颁布的水利水电工程的分等分级指标,将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
《水工建筑物》系列课程设计--------重力坝电算课程设计指示书一、设计任务:浆砌石重力坝典型剖面设计二、设计内容:根据提供的水文、水利计算成果,在分析研究所提供的资料的基础上,进行水工建筑物的设计工作,设计深度为初步设计。
主要设计内容为:1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准2、通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面尺寸;3、通过坝基水平截面处坝体内部应力分析,定出坝体混凝土分区方案;4、坝体细部构造设计:廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。
三、设计作法分析基本资料,根据课堂所学内容,参照规范[1~3]各相应部分进行设计,对设计参数进行选取、方案进行拟定等。
设计中所需基本资料,除已给定之外,还有自行研究确定的。
四、基本资料(一)、设计标准:某水库位于某河道的上游,库区所在位置属高山峡谷地区。
根据当地的经济发展要求需修建水库,该工程以发电、灌溉、防洪为主。
拟建的水库总库容1.33亿立方米,电站装机容量9600kw。
工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规范规范[4]自行确定。
(二)、坝基地质条件1、开挖标准:本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.20m。
2、力学指标:坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f'=1.05,粘结力系数c'=900kPa。
3、基岩抗压强度:15002kg/cm(三)、特征水位经水库规划计算,坝址上、下游特征水位如下:P=0.1%校核洪水位为909.92m,相应下游水位为861.15m;P=1% 设计洪水位为907.32m,相应下游水位为859.80m;正常挡水位为905.70m;相应下游水位为855.70m;淤沙高程为842.20m;(四)、荷载及荷载组合荷载组合根据实际情况并参照规范[1~3]要求。
具体计算时选取了1种有代表性或估计其为控制性的组合进行设计计算。
有关荷载资料如下:1、筑坝材料:浆砌石容重5.233/m kN 。
重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程,通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成,它的作用是把流过的河水向上压抑,以提高河流的稳定性,防止洪水,并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。
二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究,以确定建造重力坝的最佳位置和材料。
2.重力坝的设计,要考虑重力坝的高度、深度等参数,还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求,确定防洪排污设施等。
3.施工难度较大,要求施工人员具备较强的技术水平,建造时需要按照规划进行,尤
其是对混凝土施工要求严格,大坝结构要求较高。
4.建造完毕后,要经常进行检查和维护,以保证重力坝的安全运行。
三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质,防止水库中的污染,提高
水生态环境等;
2.在水力发电方面,重力坝利用发电厂结构附属设备,从水势中提取能量而产生电能
供人们使用;
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用,它可以改变河流的流向,从而改变其航向,有助于渡河船只的安全航行;
4.此外,重力坝建设也是一种美化环境的手段,它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护,而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观,使河流被点缀成一种美丽的风景。
四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环,在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。
但是,由于重力坝设计施工难度较大,施工需求较高,在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素,以保证重力坝的安全可靠。
课程设计重力坝设计一、教学目标本课程的设计旨在通过学习重力坝的设计,使学生掌握重力坝的基本原理、结构特点和设计方法,培养学生的工程实践能力和创新思维。
1.掌握重力坝的定义、分类和基本原理。
2.了解重力坝的结构特点和设计要求。
3.熟悉重力坝的施工技术和质量控制要点。
4.能够运用所学知识分析和解决重力坝设计中的实际问题。
5.具备一定的工程图纸阅读和理解能力。
6.能够运用计算机软件进行重力坝的设计和模拟。
情感态度价值观目标:1.培养学生对水利工程的兴趣和热情,提高学生的专业素养。
2.培养学生团队合作意识和沟通能力,增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括重力坝的基本原理、结构特点、设计方法、施工技术和质量控制等方面。
1.重力坝的定义、分类和基本原理:介绍重力坝的概念、分类和基本工作原理,使学生了解重力坝的性质和功能。
2.重力坝的结构特点和设计要求:讲解重力坝的结构组成、特点和设计原则,使学生掌握重力坝的设计方法和步骤。
3.重力坝的施工技术和质量控制:介绍重力坝的施工工艺、技术和质量控制措施,培养学生解决实际工程问题的能力。
4.重力坝案例分析:分析典型的重力坝工程案例,使学生能够将所学理论知识与实际工程相结合。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握重力坝的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法:学生进行分组讨论,培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法:分析典型的重力坝工程案例,引导学生将理论知识应用到实际工程中。
4.实验法:安排学生进行重力坝模型实验,培养学生的实践操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《重力坝设计与施工》等。
2.参考书:提供相关的参考书籍,如《水利工程概论》、《水利工程施工技术》等。
XZ水库重力坝课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握XZ水库重力坝的基本结构及其功能,包括坝体、坝基、排水系统等组成部分。
2. 使学生了解重力坝的工作原理,以及影响重力坝稳定性的主要因素。
3. 帮助学生掌握水库调度、防洪、发电等重力坝工程的主要应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,分析XZ水库重力坝工程案例的能力。
2. 提高学生通过查阅资料、实地考察等方法,获取重力坝相关信息的能力。
3. 培养学生运用数学、物理等知识,解决与重力坝相关问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对水利工程产生兴趣,树立保护水资源、节约用水的意识。
2. 培养学生的团队合作精神,学会在小组讨论中分享观点、倾听他人意见。
3. 增强学生的社会责任感,认识到重力坝工程在国民经济和社会发展中的重要地位。
本课程针对初中年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合。
在教学过程中,充分考虑学生的认知水平和兴趣,以激发学生主动探究的积极性。
通过本课程的学习,期望学生能够掌握重力坝相关知识,提高分析问题和解决问题的能力,同时培养正确的情感态度价值观。
为实现课程目标,教师将采取多种教学手段,确保教学效果,使学生在课程结束后达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 重力坝基础知识:介绍重力坝的定义、类型及结构,重点分析XZ水库重力坝的组成部分及其功能,对应教材第二章第一节。
2. 重力坝工作原理:讲解重力坝的工作原理,分析影响重力坝稳定性的因素,如坝体材料、基础处理、水位变化等,对应教材第二章第二节。
3. 重力坝工程应用:介绍重力坝在水库调度、防洪、发电等方面的应用,以XZ水库为例进行案例分析,对应教材第二章第三节。
4. 重力坝设计与施工:概述重力坝的设计原则、施工工艺及质量控制,结合XZ水库重力坝工程实例,对应教材第二章第四节。
5. 重力坝安全管理:分析重力坝安全管理的重要性,介绍安全管理措施及应急预案,以XZ水库为例进行讲解,对应教材第二章第五节。
河海大学重力坝课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握重力坝的定义、结构及其在水利工程中的应用;2. 了解重力坝的设计原理、施工技术及质量控制标准;3. 熟悉重力坝的稳定性分析、应力应变计算及安全性评价方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,对重力坝进行初步设计和方案比选;2. 能够运用相关软件对重力坝进行稳定性分析、应力应变计算;3. 能够根据实际情况,对重力坝的安全性进行合理评价。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱水利事业,关注国家水利建设,增强社会责任感;2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神,提高实践操作能力;3. 培养学生自觉遵循工程伦理,注重工程质量,树立良好的职业道德。
本课程针对河海大学学生特点,结合重力坝课程内容,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程学习,学生能够掌握重力坝的基本理论、设计方法和施工技术,为今后从事水利工程设计和施工奠定坚实基础。
二、教学内容1. 重力坝概述- 重力坝的定义、分类及特点- 重力坝在水利工程中的应用2. 重力坝设计原理- 设计基本原理和主要设计原则- 重力坝结构设计及稳定性分析- 荷载组合及荷载代表值3. 重力坝施工技术- 施工准备及施工组织设计- 施工工艺及质量控制- 施工安全及环保措施4. 重力坝应力应变计算- 应力应变基本理论- 重力坝应力应变分析方法- 相关软件操作及应用5. 重力坝安全性评价- 安全性评价标准和方法- 重力坝安全性评价流程- 案例分析及讨论教学内容按照课程目标进行科学性和系统性地组织,涵盖重力坝的基本理论、设计方法、施工技术、应力应变计算及安全性评价等方面。
教学大纲明确教学内容安排和进度,与教材章节相对应,确保学生能够逐步掌握重力坝相关知识。
通过本章节学习,学生将具备重力坝工程设计和施工的基本能力。
三、教学方法本章节采用多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性,提高教学效果。
目录一、基本资料................................... - 1 -1.1工程概况................................... - 1 -1。
2设计基本资料.............................. - 4 -1。
3水库特征表................................ - 6 -1。
4电站建筑物基本数据........................ - 7 -二、剖面设计..................................... - 8 -2。
1坝顶高程: ................................. - 8 -2。
2波浪要素.................................. - 8 -2.3坝顶宽度.................................. - 13 -2。
4坝坡的确定。
............................. - 13 -2。
5坝体的防渗排水。
......................... - 13 -2。
6拟定非溢流坝基本剖面如图所示............. - 14 -2.7荷载计算及组合............................ - 14 -三、挡水坝稳定计算.............................. - 16 -3.1荷载计算.................................. - 16 -3.2稳定计算.................................. - 20 -四、挡水坝应力计算:............................ - 21 -4。
1坝址抗压强度极限状态计算: ................ - 21 -4.2坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算.... - 24 -五、重力坝的地基处理............................ - 25 -5。
设计内容一、 确定工程等级由校核洪水位446.31 m 查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿3m ,属于大(2)型,永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级,次要建筑物和临时建筑物为3级。
一、 确定坝顶高程(1)超高值Δh 的计算Δh = h1% + hz + hcΔh —防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m ; H1% —累计频率为1%时的波浪高度,m ;hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m ; hc —安全加高,按表3-1 采内陆峡谷水库,宜按官厅水库公式计算(适用于0V <20m/s 及 D <20km ) 下面按官厅公式计算h1% , hz 。
11312022000.0076ghgD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 11 3.752.15022000.331mgL gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭22l z h Hh cthLLππ=式中:D ——吹程,km ,按回水长度计。
m L ——波长,mz h ——壅高,mV0 ——计算风速h ——当2020250gDv = 时,为累积频率5%的波高h5%;当202501000gDv = 时, 为累积频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应由累积频率为P (%)的波高hp 与平均波高的关系可按表B.6.3-1 进行换超高值Δh 的计算的基本数据设计洪水位 校核洪水位 吹程D (m ) 524.19 965.34 风速0v (m ) 27 18 安全加高c h (m ) 0.4 0.3 断面面积S (2m ) 1890.57 19277.25 断面宽度B (m ) 311.80314.44正常蓄水位和设计洪水位时,采用重现期为50 年的最大风速,本次设计027/v m s =;校核洪水位时,采用多年平均风速,本次设计018/v m s =。
a.设计洪水位时Δh 计算: 18902.5760.62311.80m S H m B ===设设 波浪三要素计算如下: 波高:21131229.819.81524.190.0076272727h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.82m 波长:113.752.15229.819.81524.190.331272727mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =8.95m 壅高:220.823.140.378.95z mh h L π==⨯≈2209.81524.197.0527gD v ⨯=≈,故按累计频率为005计算 0.82060.62m m h H =≈,由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.82 1.02h h m =⨯=⨯≈0.4c h m =1%z c h h h h ∆=++1.020.370.41.89m=++=b.校核洪水位时Δh 计算:19277.2561.31314.44m S H m B ===设设 波高:21131229.819.81965.340.0076181818h -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭h=0.27m波长:113.752.15229.819.81965.340.331181818mL -⎛⎫⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭m L =7.03m 壅高:220.613.140.257.03z mh h L π==⨯≈2209.81965.3429.2318gD v ⨯=≈,故按频率为005计算 0.61063.31m m h H =≈,由由表B.6.3-1查表换算 故000151.24 1.240.270.34h h m =⨯=⨯≈0.3c h m =1%z c h h h h ∆=++0.340.250.30.89m=++=(2)、坝顶高程:a.设计洪水位的坝顶高程: h ∇=+∆设设设计洪水位 445 1.89446.89m=+=b.校核洪水位的坝顶高程: h ∇=+∆校校校核洪水位446.310.89447.20m=+=为了保证大坝的安全,选取较大值,所以选取坝顶高程为447.2m三、 非溢流坝实用剖面的设计和静力校核(1) 非溢流坝实用剖面的拟定拟定坝体形状为基本三角形。
水工建筑物课程设计(重力坝)1000字一、前言重力坝是水利工程中广泛应用的水工建筑物之一,具有简单、稳定、可靠等特点。
为了能够更好地学习和理解重力坝的设计与施工,本文将结合实际工程案例,介绍重力坝的基本概念、设计要点、施工过程以及安全措施。
二、概述重力坝是指靠坝体自身的重力抵抗水压力,并使坝体能够保持在平衡状态的坝。
重力坝通常具有比较宽的顶宽、大坝底宽,以及垂直或近垂直的坝面。
三、设计要点1. 坝体稳定性重力坝的稳定性是设计的重点之一,因此坝体的自重和坝前水柱作用所产生的水压力必须能够平衡。
为了保证坝体的稳定性,需要进行相应的坝体截面优化和稳定分析。
2. 溢洪道设计溢洪道是重力坝防洪的主要措施之一,需要根据坝址洪水特征和设计洪水确定相应的溢洪道参数。
一般来说,溢洪道的设计应该充分考虑坝上游的泄洪需求,同时确保洪水能够安全地通过坝址,避免发生洪水冲毁等事故。
3. 切尾设计切尾是指将河床河岸的土质挖出,以便于坝底的施工和加强重力坝的水密性。
在切尾的设计中应该充分考虑河床河岸土质的稳定性,避免在切尾过程中发生坍塌和滑坡等不安全情况。
四、工程案例以南岸水库为例,该水库位于河南省某市,总库容为 3.3亿立方米,控制流域面积为1117.1平方千米,最大蓄水位为265.5米。
该水库为一座重力坝,具体参数如下:1. 坝址基础岩层接触深度: -76米2. 坝顶标高: 277.5米3. 坝顶长度: 534.75米4. 坝顶宽度: 10.5米5. 坝脚标高: 206米6. 坝脚长度: 342米7. 坝脚宽度: 42米8. 坝高: 71.5米五、施工过程1. 剥离坝址土层:将坝址表土和浮石剥离至基岩层,同时进行基岩凿打和清理。
2. 贴面铺垫:在坝址的基础岩层上进行界板定位和方案确认,贴面铺垫,同时进行模板安装。
3. 混凝土浇筑:进行混凝土浇筑之前,需要对混凝土原材料进行检测和质量监控,保证混凝土强度和性能符合设计要求。
重力坝课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解重力坝的定义、结构及功能,掌握重力坝的受力原理;2. 学生能够掌握重力坝建设过程中涉及的主要材料及其特性;3. 学生能够了解重力坝在我国水利工程中的应用及重要性。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析重力坝的稳定性,并提出改进措施;2. 学生能够通过小组合作,设计并绘制重力坝模型;3. 学生能够运用科学探究方法,对重力坝建设中的实际问题进行探讨。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习重力坝相关知识,培养对水利工程建设的兴趣和热情;2. 学生能够认识到重力坝在我国经济发展和社会进步中的重要作用,增强国家自豪感;3. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,提高沟通与协作能力。
课程性质:本课程为自然科学领域的水利工程课程,旨在帮助学生了解重力坝的基础知识,提高学生的实践操作能力。
学生特点:五年级学生具备一定的科学知识基础,好奇心强,善于观察和思考,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作相结合,提高学生的参与度和动手能力。
通过课程学习,使学生在掌握基础知识的同时,培养科学思维和创新能力。
将课程目标分解为具体学习成果,以便在教学设计和评估中实现课程目标的有效达成。
二、教学内容1. 重力坝的定义与结构- 教材章节:第三章第一节- 内容:介绍重力坝的概念、分类、主要组成部分及其功能。
2. 重力坝受力原理与稳定性分析- 教材章节:第三章第二节- 内容:讲解重力坝的受力原理、稳定性影响因素及评价方法。
3. 重力坝主要材料及其特性- 教材章节:第三章第三节- 内容:介绍重力坝建设中常用的材料,如混凝土、钢材等,并分析其性能特点。
4. 重力坝在我国水利工程中的应用- 教材章节:第三章第四节- 内容:举例说明重力坝在我国水利工程中的应用,强调其重要性。
5. 重力坝模型设计与制作- 教材章节:第三章实践环节- 内容:指导学生分组设计并制作重力坝模型,培养学生的动手能力和团队合作精神。
1.课程设计目的课程设计包括重力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。
学会融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识,完成重力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。
2.课程设计题目描述和要求2.1设计任务、容及作法一、设计任务:重力坝典型剖面设计二、设计容根据提供的水文、水利计算成果,在分析研究所提供的资料的基础上,进行水工建筑物的设计工作,设计深度为初步设计。
主要设计容为:1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准2、通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面尺寸;3、通过坝基水平截面处坝体部应力分析,定出坝体混凝土分区方案;4、坝体细部构造设计:廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。
要求成果:1、设计计算说明书一份;2、A3设计图纸两。
三、设计作法从分析基本资料做起,复习消化课堂容,参照规[1~3]各相应部分进行设计,对设计参数的选取、方案的拟定等要多加思考。
设计所需基本资料,除已给定之外,要自行研究确定。
2.2基本资料一、设计标准:某水库位于某河道的上游,库区所在位置属高山峡谷地区。
根据当地的经济发展要求需修建水库,该工程以发电、灌溉、防洪为主。
拟建的水库总库容1.33亿立方米,电站装机容量9600kw。
工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规规[4]自行确定。
二、坝基地质条件1、开挖标准:本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.2m。
2、力学指标:坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f'=1.04,粘结力系数c'=900kPa。
3、基岩抗压强度:15002kg/cm三、特征水位经水库规划计算,坝址上、下游特征水位如下:P=0.1%校核洪水位为909.92m,相应下游水位为861.15m;P=1% 设计洪水位为907.32m,相应下游水位为859.80m;正常挡水位为905.70m;相应下游水位为855.70m;淤沙高程为842.20m;四、荷载及荷载组合荷载应按实际情况进行分析,决定计算容。
荷载组合根据实际情况参照规[1~3]要求。
具体计算时每人选取1种有代表性或估计其为控制性的组合进行设计计算。
有关荷载资料如下,未经列出者由设计者自行拟定。
1、筑坝材料:混凝土容重24=c γ3/m kN 。
2、坝基扬压力、坝基防渗处理:根据水库地基情况,设置帷幕灌浆和排水孔幕。
为简化计算起见,扬压力折减系数取0.3。
3、风速与吹程:坝址洪水期多年平均最大风速18.1m/s ,洪水期50年重现期最大风速25m/s ,坝前吹程1公里。
4、水库淤沙:淤沙浮容重为8.03/m kN ,淤沙摩擦角 12=ϕ。
5、坝址地震基本烈度:根据“中国地震烈度区划图”坝址位于7度区,设防烈度按7度考虑。
6、坝顶有一般交通要求。
3.课程设计报告容3.1工程等别及建筑物级别确定水利部、原能源部颁布的水利水电工程的分等分级指标,将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等,见表2-1-1表3-1-1 水利水电工程分等指标本设计中,水库总库容为1.33亿3m,由表3-1-1可知,工程等别为Ⅱ级;电站装机容量为9600kW,由表3-1-1可知,工程等别为Ⅴ级。
故确定该工程等别为Ⅱ级。
水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物,根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五等和三等,见表3-1-2。
表3-1-2 永久性水工建筑物的级别由于确定了水利工程等别为Ⅱ级,查表3-2可知,主要建筑物级别确定为2级,次要建筑物级别确定为3级。
本设计未设计临时性水工建筑物。
3.2初步拟定坝体断面3.2.1基本剖面尺寸的确定假定基本剖面为三角形,上游水位与坝顶齐平,扬压力、静水压力均为三角形分布,确定满足强度和稳定条件下的最小坝底宽度T。
一、按满足强度条件确定坝底的最小宽度T 当库满时:()∑-+=-+=w w c THU W W W αγβγγ221 ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---+-=w w w w c c T H H T M αγγβγβγβγγ2222223212 上游边缘铅直正应力()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=2221T H H w w w c yu γαγββγβγσ (1)下游边缘铅直正应力()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=221T H H w w c ydγββγβγσ (2)当库空时,令式(1)、式(2)中w γ=0,得:上游边缘铅直正应力()βγσ-=1H c yu (3) 下游边缘铅直正应力βγσH c yd = (4)强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。
当库空时,由式(3)可以看出:只要β在0~1之间,即上游坡度取正坡,坝基面不出现拉应力。
当库满时要使上游不出现拉应力,可令式(2)中=yu σ0,求得坝底宽度为:()()αβββγγ--+-=21wcHT ,由该式可知,当H 为一定值时,β值越小,则底宽也越小。
考虑库空时,下游坝面不出现拉应力,可取β=0,求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽αγγ-=wcHT 。
本设计中取坝顶水位为校核洪水位,则m m H 8372.822.82792.909≈=-=m HT wc573.081.92483=---=αγγkN P Hw55.3379021218381.922=⨯⨯==∑γkN W HT c 567725783242121=⨯⨯⨯==∑γ kN U HT w 67.6961578381.93.02121=⨯⨯⨯⨯==γα二、按满足稳定条件确定坝底的最小宽度T 将求得的∑P、∑W、U 及由强度要求得出的T 代入()∑∑+-=PAc U W f K '',若满足要求,则由强度条件确定的最小坝底宽T 就是坝底的最小宽度。
若不满足要求则将坝底宽T 增大,直到满足抗滑稳定要求为止。
()5.219.355.33790157980)67.696156772(04.1'' =⨯⨯+-=+-=∑∑PAc U W f K ,满足要求。
综上:m T m H 57,83==3.2.2 坝顶高程、坝顶宽度的确定 一、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,可由式3-2-1计算,应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程。
)123(%1--++=∆h h h cz h式中: △h —防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差(m ); h1%—波高(m );hz —波浪中心线至正常或校核洪水位的高差(m ); hc —安全超高,按表8.1.1 采用。
计算h %1和h z 时选用官厅水库公式,公式如下LH cthLl L hh h DV h lz l ππ24.1000166.028.03145)(===式中:V 0为计算风速,s m /,是指水面以上10m 处10min 的风速平均值,水库为正常蓄水位和设计洪水位时,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 为风作用于水域的长度,km ,称为吹程或风区长度;H 为坝前水深,m 。
表3-2-2-1 安全超高h c1、设计洪水位时m m cth L H cth L ml L mmH h h h DV h lzl 28.081.912.80281.9281.94.1093.000166.012.802.82732.90793.093.04.10)(1250166.0228.08.031453145=⨯⨯===⨯===⨯⨯===-=ππππ m h h hl 15.193.024.124.124.1%5%1=⨯===由表3-2-1得m h c 5.0=所以h ∆=1.15+0.28+0.5=1.93m Z =907.32+1.93=909.25m2、校核洪水位时m m cth L H cth L ml L mmH h h h DV h lzl 12.081.972.82281.9209.74.1062.000166.072.822.82792.90962.062.04.10)(11.180166.0228.08.031453145=⨯⨯===⨯===⨯⨯===-=ππππ m h h hl 77.062.024.124.124.1%5%1=⨯===由表3-2-1得m h c 4.0=所以h ∆=0.77+0.12+0.4=1.29m Z =909.92+1.29=911.21m综上,防浪墙顶高程Z=911.21m ,防浪墙高取1.2m,则坝顶高程Z=911.21-1.2=910.01m当坝顶上游侧设有防浪墙时,坝顶应高出设计洪水位0.5m 且不低于校核洪水位,Z=910.01m 满足要求。
所以坝顶高程为910.01m 二、坝顶宽度坝顶宽度一般取坝高的8%~10%,且不小于3m,又坝顶需要行走门式起重机,门机轨距7.0m ,所以坝顶宽度定为8m 。
3.2.3 拟定坝体基本断面上游坝面坡度应与溢流坝段、放水孔坝段相协调,为照顾泄、放水需要,上游面宜采用直立或部分折坡坝面;坝体基本三角形顶点,可放在校核洪水位,或略予提高。
1、上游面铅直,适用于混泥土与基岩接触面间的f、c值较大或坝体设有泄水孔或引水管道、有进口控制设备的情况;2、上游坝面上部铅直,下部倾斜,既便于布置进口控制设备,又可利用一部分水重帮助坝体维持稳定,是实际工程中经常采用的一种形式;3、上游坝面略向上游倾斜,适用于混泥土与基岩接触面间的f、c值较低的情况。
本设计中f、c值较低,故采用上游坝面略向上游倾斜,坡率取为1:0.1。
基本剖面如图一:3.3荷载计算及抗滑稳定分析(手算)一、确定荷载组合表3-3-1 荷载组合表荷载组合主要考虑情况荷载作用力二、荷载计算1、基本组合(设计洪水位)H1=907.32-827.2=80.12m,H2=859.80-827.2=32.6m 表3-3-2 荷载及力矩计算表序号荷载名称计算式荷载(每m坝长) 力臂(m)力矩(kN-m) 水平(kN) 垂直(kN) + -1 自重AWc11γ=8228.00 27.12223143.4 AWc22γ=15899.52 20.36323714.2 AWc33γ=41953.80 0.03 1258.612 水压力HP w21121γ=31486.25 26.71 840892.7 AWw11γ=3148.62 29.97 94364.32、特殊组合(校核洪水位)H1=909.92-827.2=82.72m,H2=861.15-827.2=33.95m 表3-3-3 荷载及力矩计算表3、地震力计算 水平向地震惯性力kN g G hHF 8.231281.9/4.13.6608125.081.91.0/=⨯⨯⨯⨯==αξα上游地震动水压力kN H F u wh u 3.982125.081.91.065.065.05.7822=⨯⨯⨯⨯⨯==ραξ 下游动水压力kN H F d wh d 5.129125.081.91.065.065.05.2822=⨯⨯⨯⨯⨯==ραξ地震力方向都沿水平方向指向下游。