混凝土重力坝(课设)
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网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:碾压混凝土重力坝设计学习中心:层次:专科起点本科专业:年级:年春/秋季学号:学生:指导教师:完成日期:年月日内容摘要本论文中实例过程是一座综合利用的小型水利工程,………….水产养殖。
本次设计为混凝土重力坝设计,设计内容主要包括………….的设计。
设计的准备工作有………………………..。
后期工作有………….地基处理。
关键词:混凝土重力坝;剖面尺寸;抗滑稳定;应力分析目录内容摘要 (I)引言 (1)1 设计资料 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 某重力坝基本资料 ....................................................... 错误!未定义书签。
1.1.1 流域概况 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.1.2 地形地质 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.1.3 建筑材料 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.1.4 水文条件 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.1.5 气象条件 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.2 某重力坝工程综合说明 ............................................... 错误!未定义书签。
1 工程总体布置工程等别及建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》,确定工程规模、工程等别、防洪标准及设计标准。
灌溉农田在50万亩以上,属于Ⅱ等中型工程。
发电在20万千瓦。
根据规范,按各指标中最高等级确定工程等别:综合取水库工程等级为Ⅱ等中型工程。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》中“水库大坝提级指标”表中的规定,混凝土和浆砌石重力坝大坝高度超过了100m,按提高一级的规定,大坝的建筑物级别提高为1 级。
其余永久性水工建筑物中的主要建筑物为2级,次要建筑物和临时建筑物为2 级,而洪水标准不提高。
2 非溢流坝坝体设计2.1 剖面拟定2.1.1 剖面设计原则1、设计断面要满足稳定和强度要求;2、力求剖面较小;3、外形轮廓简单;4、工程量小,运用方便,便于施工。
2.1.2 拟定基本剖面重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面,如图3—1,在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c 和扬压力U 的条件下,根据抗滑稳定和强度要求,可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。
根据工程经验,一般情况下,上游坝坡坡率n=0~0.2,常做成铅直或上铅直下部倾向上游;下游坝坡坡率m=0.6~0.8;底宽约为坝高的0.7~0.9 倍。
图3-1 重力坝的基本剖面图示2.1.3 拟定实用剖面一、确定坝顶高程1、超高值Δh 的计算(1)基本公式坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程,防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh,可由式(3-1)计算。
Δh = h1% + h z + h c(3-1)Δh—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;h z—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m;h c—安全加高,按表3-1 采用,对于Ⅲ级工程,设计情况h c=0.4m,校核情况h c=0.3m。
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。
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。
XXXXXX继续教育学院毕业论文题目 XXX水库混凝土重力坝枢纽设计专业水工层次专升本姓名学号前言关键词:重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理本次设计内容为河南南潘家口水利枢纽,坝型选择为混凝土重力坝,坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01潘家口水库平面图所示。
整座重力坝共分53个坝段,主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段。
其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米,分布于大坝两端;厂房坝段每段宽16米,布置在靠近右岸的主河床上,装机3台机组;底孔坝段每段宽22米,布置在厂房坝段左侧的主河床上;溢流坝段每段宽18米,布置在滦河主河床上。
详见1号图SG-02下游立视图。
挡水坝段最大断面的底面高程为128米,坝顶高程为228米,防浪墙高1.2米,最大坝高为101.2m,属高坝类型。
坝顶宽12米,最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2,上游折坡点高程为181米,下游坝坡坡率为1:0.7,下游折坡点高程688.98英尺,详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。
溢流坝段最大断面的底面高程为126米,堰顶高程210米,溢流堰采用WES曲线设计,直线段坡率为1:0.7,反弧段半径取25.0米,鼻坎高程取159米,上游坝坡坡率取1:0.2,折坡点高程为181米,上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连,详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。
本枢纽溢流堰采用挑流方式消能,挑角取250。
止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。
坝基防渗处理(主要依据上堵下排的原则),上游帷幕灌浆(两道),下游侧设置排水管。
以非溢流挡水坝段为计算选择断面,进行了抗滑稳定分析和应力分析,分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算,最终验算满足抗滑稳定,上游坝踵没有出现拉应力,设计剖面合理可行。
本次设计只是部分结构物设计,考虑问题较单一,采用基础资料一般以书本为主,跟实际情况难免有出入,敬请读者批评指正。
编者2008.9目录第一部分设计说明书第一章潘家口混凝土重力坝枢纽基本资料 (2)一、枢纽概况及工程目的 (2)二、设计基本资料(参见附录一)………………………………………………………………………2附录一 (3)附录二水市库规划及建筑特性指标 (12)第二章坝轴线、坝型选择和枢纽布置方案比较.............................................14第一节、坝轴线选择 (14)第二节、坝型选择 (17)第三节、枢纽布置方案 (20)第三章坝工设计 (26)第一节、挡水坝剖面设计 (26)第二节、挡水坝剖面设计 (28)第三节、溢流坝剖面拟定 (33)第四节、挡水坝稳定计算 (43)第四章细部构造设计 (56)第一节、坝顶构造 (56)第二节、分缝止水 (56)第三节、混凝土标号分区 (58)第四节、排水 (60)第五节、廊道系统 (61)第五章地基处理 (63)第一节、清基开挖 (63)第二节、防渗措施 (64)第三节、断层破碎带的处理 (66)第四节、软弱夹层处理 (67)第二部分计算书表 1 设计水位作用情况设计值计算表 (69)表2 荷载计算表(设计水位情况) (70)表3校核水位作用情况设计值计算表 (71)表4 荷载计算表(校核洪水位情况) (72)第一部分设计说明书第一章潘家口混凝土重力坝枢纽基本资料一、枢纽概况及工程目的:潘家口水库位于河北省唐山市和承德市两地区交界处,坝址位于迁西县洒河桥上游十公里扬查子村的栾河干流上。
重力坝设计说明书《水工建筑物》课程设计姓名:专业:学号:基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m,坝底高程31.0m,坝顶高程84.9m,坝基为微、弱风化的花岗岩层,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
水库死水位51.0m,死库容0.3亿m3,正常水位80.0m,设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m,校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14m/s,重现期50年最大风速23m/s,设计洪水位时2.6km,校核洪水位时3.0km;2、最大冻土层深度为125m;3、河流结冰期平均为150天左右,最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质(1)、左岸:覆盖层2-3m,全风化带厚3-5,强风化加弱风化带厚3m,微风化层厚4m;(2)、河床:岩面较平整,冲积沙砾层厚约0-1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3-6m;坝址处河床岩面高程约在38m 左右,整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层,致密坚硬,强度高,抗冲能力强;(3)、右岸:覆盖层3-5m,全风化带厚5-7,强风化加弱风化带厚1-3m,弱风化带厚1-3m,微风化层厚1-4m。
2、天然建筑材料:粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2-3km均可开采,储量足。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
大坝设计一、工程等级本水库死库容0.3亿m3,最大库容未知,估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003),按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型水库。
枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物,施工导流建筑物为3级建筑物。
二、坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。
本枢纽坝址区为较坚硬的砂岩,当地石料丰富,确定本水库大坝为浆砌块石重力坝。
《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计-重力坝课程设计《水工建筑物课程设计》题目:混凝土重力坝设计学习中心:江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学习中心[11]VIP1 项目基本资料1.1 气候特征根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14 m/s,重现期为50年的年最大风速23m/s,吹程:设计洪水位 2.6 km,校核洪水位3.0 km 。
最大冻土深度为1.25m。
河流结冰期平均为150天左右,最大冰厚1.05m。
1.2 工程地质与水文地质1.2.1坝址地形地质条件(1)左岸:覆盖层2~3m,全风化带厚3~5m,强风化加弱风化带厚3m,微风化厚4m。
(2)河床:岩面较平整。
冲积沙砾层厚约0~1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3~6m。
坝址处河床岩面高程约在38m左右,整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
(3)右岸:覆盖层3~5m,全风化带厚5~7m,强风化带厚1~3m,弱风化带厚1~3m,微风化厚1~4m。
1.2.2天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采,储量足,质量好。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
1.2.3水库水位及规模①死水位:初步确定死库容0.30亿m3,死水位51m。
②正常蓄水位:80.0m。
注:本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。
表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况:基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
1.3大坝设计概况1.3.1工程等级本水库死库容0.3亿m3,最大库容未知,估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003),按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型水库。
本科毕业设计题目A江水利枢纽实体重力坝设计学院工学院专业水利水电工程专业毕业届别姓名指导教师职称目录摘要 (1)关键字 (1)ABSTRACT (2)KEYWORDS (2)第一章枢纽任务及枢纽基本资料 (3)第一节、枢纽任务 (3)(一)发电 (3)(二)灌溉 (3)(三)防洪 (3)(四)渔业 (3)(五)过木 (3)第二节、A江水利枢纽基本资料说明 (4)(一)自然地理 (4)(二)工程地质 (6)(三)筑坝材料 (7)(四)库区经济 (7)(五)其他 (8)第二章建筑物形式的选择 (8)第一节、枢纽的建筑物组成 (8)第二节、工程等别和建筑物级别 (8)第三节、建筑物形式的选择 (10)(一)挡水建筑物形式的选择 (10)(二)泄水建筑物形式的选择 (10)(三)水电站建筑物形式的选择 (11)(四)其他建筑物形式的选择 (11)第三章各主要建筑物设计 (11)第一节、挡水坝剖面设计 (11)(一)基本剖面 (12)(二)实用剖面 (12)(三)坝顶高程 (13)(四)坝顶宽度 (14)(五)坡率确定 (14)(六)坝底宽度 (14)第二节、非溢流坝稳定分析 (15)(一)荷载计算 (15)(二)力矩计算 (22)(三)稳定分析 (27)(四)、应力强度校核 (29)第三节、强度指标 (30)第四章溢流坝剖面设计 (38)第一节、泄水方式的选择 (38)第二节、溢流坝体型设计 (38)(一)拟定孔口流量 (38)(二)中孔出流 (39)(三)底孔出流 (39)(四) 单宽流量的确定 (39)(五)溢流坝段总长度的确定 (40)(六)计算堰顶水头H0 (41)(七)定型设计水头H d (41)(八)校核 (42)(九)闸门高度 (42)第三节、溢流坝剖面设计 (42)(一)顶部曲线段确定 (42)(二)消能形式的选择 (43)(三)反弧段的确定 (44)(四)中间直线段 (45)(五)反弧段圆心的确定 (46)(六)鼻坎型式的选择 (46)第四节溢流坝剖面的确定 (48)第五节、溢流坝荷载计算 (48)(一)自重 (48)(二)静水压力及扬压力(结合非溢流坝荷载计算) (49)第六节、稳定分析 (51)(一)抗剪强度 (51)(二)抗剪断强度 (52)第五章重力坝细部构造设计 (53)第一节、坝顶构造 (53)(一)非溢流坝 (53)(二)溢流重力坝 (53)(三)导水墙布置 (55)第二节、分缝与止水 (55)(一)分缝 (55)(二)止水 (55)第三节、廊道系统 (56)(一)基础廊道 (56)(二)坝体廊道 (56)第四节、坝体防渗与排水 (56)(一)坝体防渗 (56)(二)坝体排水 (56)第六章重力坝地基处理 (56)(一)开挖原则 (57)(二)开挖设计 (57)(三)坝基清理 (58)第二节、帷幕与排水 (58)(一)帷幕灌浆的目的 (58)(二)坝基排水 (59)第三节、地基的固结灌浆 (60)第四节、断层的处理 (61)参考文献 (62)A江水利枢纽实体重力坝设计摘要:A江水利枢纽是以防洪和发电为主,兼有灌溉和渔业等功能的综合利用大型水利工程。
水工建筑物课程设计书学院:水利土木工程学院班级:水利水电工程班11级本科(2)班姓名:学号:2011日期:2014-6第1章重力坝课程设计任务书1.1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。
1.2设计内容1、确定工程等级;2、在已知设计洪水位、设计泄洪流量和校核泄洪流量的前提下,确定堰顶高程,计算校核洪水位和坝顶高程;3、非溢流坝基本剖面的拟定;4、溢流坝剖面及消能方式的拟定;5、非溢流坝实用剖面的设计和静力计算;(1)非溢流坝实用剖面设计(2)确定正常和非常情况的荷载组合及荷载计算;(3)对以上两种情况进行非溢流坝的整体稳定计算,校核安全性;(4)对以上两种情况的坝底面的边缘应力计算,校核其强度。
若不满足稳定和强度要求,原则上要修正剖面重新计算。
6、消能设计;(1)选择孔口尺寸和闸墩型式及尺寸;(2)选择消能方式,确定消能结构的各部分尺寸(反弧半径、鼻坎高程、挑射角度等)(3)计算挑距和冲坑深度。
7、细部构造的选择和设计:参照规范和教材,选择:(1)坝基的连接、灌浆和排水;(2)坝身廊道和排水;(3)横缝构造及止水;(4)坝顶布置等。
1.3设计成果1、设计说明书一份设计说明书是课程设计的主要成果,要表达设计者的设计思想、方法和分析计算能力。
其要求是:(1)设计主要成果的说明;(2)对设计参数、理论依据的说明;采用的常用公式可直接列出,计算过程要表格化;(3)章节分明、简明扼要、文理通顺、字迹工整,既有计算成果又有分析论证和明确结论;必须附目录页和基本资料,图纸统一附在设计说明书后;(4)计算过程表格和插图应编号,插图按比例绘制于方格纸上。
水库混凝土重力坝设计书第1章基本资料一、枢纽工程概况:P水库位于TS和CD两地区交界处,坝址位于X河桥上游十公里干流上。
控制流域面积3.37万km2,总库容为14.39亿m3。
P水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成,水库主要任务是调节水量,供TJ和TS地区工农业用水和城市人民生活用水,结合引水发电。
并兼顾防洪,要求:尽可能使其工程提前受益,尽早建成。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用,枢纽定为一等工程,主坝为Ⅰ级建筑物,其它均按Ⅱ级建筑物考虑。
二、气象:P库区年平均气温为10℃左右,一月份最低月平均气温为零下6.8℃,绝对最低气温达零下21.7℃(1969年);7月份最高月平均气温25℃,绝对最气温高达39℃(1955年),多年平均气温见下表(表五)。
表一多年平均气温、水温表单位:℃本流域无霜期较短(90—180天),冰冻期较长(120—200天),P站附近河道一般12月封冻,次年3月上旬解冻,封冻期约70—100天,冰厚0.4—0.6米,岸边可达1米。
流域冬季盛行偏北风,风速可达七、八级,有时更大些,春秋两季风向变化较大,夏季常为东南风,多年平均最大风速为21.5m/s,水库吹程D=3km。
流域多年平均降雨量约为400—700mm,多年平均降水天数及降水量见表六:表二多年月平均降水天数及降水量表单位:mm三、水文分析:1、年径流:栾河水量较充沛,多年平均年径流量为24.5亿m3,占全流域的53%。
年分配很不均匀,主要集中汛期七、八月份。
丰水年时占全年50—60%,枯水年占30—40%,而且年际变化也很大。
2、洪水:多发生在七月下旬至八月上旬,有峰高量大涨落迅速的特点,据调查,近一百年来有六次大洪水。
其中1883年最大,由洪痕估算洪峰流量约为24400—27400 m3/s,实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800 m3/s。
洪峰历时三天左右,由频率分析法求得:几个重现期所对应的洪峰流量值(见下表表三、表四所示)。
《混凝土重力坝电算》课程设计学生:学号:专业班级:2010级水利(2)班指导教师:二○一三年六月二十一日目录1 课程设计目的 (2)2 课程设计的任务和容 (2)3 课程设计的要求成果 (2)4 基本资料 (3)5 课程设计报告容 (4)6 课程设计总结 (24)7 结论 (24)参考文献 (24)附录I 主要电算成果原始文件 (25)1. 课程设计的目的1、巩固和加强学生对《水工建筑物》这门课程知识的理解;借助课设这一环节,培养学生综合运用已所学的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。
2、学会初步设计重力坝基本剖面,通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面;计算坝体应力,并满足规要求;培养设计计算、绘图、编写设计文件和应用计算机的能力。
3、在课设中查阅和应用相关参考文献和资料,培养按规设计的良好习惯。
2. 课程设计的任务和容1、设计任务:碧流河水库混凝土挡水段第28号坝段剖面设计。
2、设计容:1)通过稳定、强度分析,拟定坝体经济断面尺寸;2) 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;3) 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。
3. 课程设计的要求成果1) 设计计算说明书一份;2) A3设计图纸二。
4. 基本资料1、 流域概况及枢纽任务碧流河水库位于碧流河中游干流上,坐落在新金县双塔镇与庄河县荷花山镇的交界处沙河口,距170公里。
总库容9.21亿3m 。
是一座以供水为主,兼顾防洪、灌溉、发电、养鱼等综合利用的大II 型水库,是城市用水的主要水源。
2、地形地质坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、微风化及覆盖层。
河槽高程为25.0m ,河槽处为半风化的花岗岩,风化层厚度为 2 m ,基岩具有足够的抗压强度,岩体较完整,无特殊不利地质构造。
两岸风化较深呈带状,覆盖层较少,坝址两岸均为花岗岩,岩石坚硬,裂隙不发育。
河床可利用基岩高程定为20.50m 。
坝基的力学参数:坝与基岩之间抗剪断系数为93.0'=f ,kPa c 430'=;坝与基岩之间抗剪摩擦系数值为0.70;基岩的允许抗压强度15000kPa 。
地震的基本烈度为7度,设计烈度为8度。
3、建筑材料砂料、卵石在坝址上、下游均有,坝址下游5km 以砂储量丰富,可供建筑使用。
4、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72.40m ,相应下游水位为36.00m ; P=1% 设计洪水位为70.80m ,相应下游水位为35.60m ; 正常挡水位为68.60m ,相应下游水位为30.00m ; 死水位为47.00m ; 淤沙高程为41.00m ; 总库容9.21亿3m . 5、气象坝址洪水期多年平均最大风速s m /7.19,洪水期50年重现期最大风速s m /27,坝前吹程校核洪水位时m D 1500=,设计洪水位时m D 1300=。
6、其它有关资料淤沙干容重3/14m kN sd =γ,空隙率4.0=n ,淤沙摩擦角016=ϕ。
坝体材料为混凝土,其容重采用3/24m kN c =γ。
5 课程设计报告容5.1确定工程等别根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》,该工程拟建的水库总库容9.21亿3m ,属于Ⅱ等、大(2)型工程。
相应的其主要建筑物等级为2级,次要建筑物等级为3级。
5.2非溢流坝的剖面设计 5.2.1基本剖面尺寸的拟定假定基本剖面为三角形,坝顶与校核洪水位齐平,在自重、扬压力、静水压力3项主要荷载作用下,满足强度和稳定要求,并使工程量最小的三角形剖面。
剖面,如图5-1所示:图5-1 重力坝基本三角形剖面图 1)按满足强度条件确定坝底的最小宽度T 。
当库满时: )(221w w c THU W W W αγγγ-+=-+=∑ )2232(122222w w w w c c TH H T W αγγβγβγβγγ---+-=∑ 上游边缘铅直正应力 26TMTW yu ∑∑+=σ⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=22)2()1(T H H w w w c yuγαγββγβγσ( (5-1)下游边缘铅直正应力 26-T M TW yu ∑∑=σ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=22)1(T H H w w c ydγββγβγσ (5-2)当库空时,令式5-1、式5-2中0=w γ,得:上游边缘铅直正应力 )1(βγσ-=H c yu (5-3) 下游边缘铅直正应力 βγσH c yu = (5-4) 强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。
当库空时,由式5-3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5-2中0=yu σ,求得坝底宽度为: αβββγγ--+-=)2()1(wcHT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0=β,求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽:m HT wc02.35.250-81.92490.51-===αγγ2)按满足稳定条件确定坝底的最小宽度T ,水深H 取校核水位对应的水深。
水位与水深关系如表5-1所示:表5-1 水位与水深关系表由上求得m T 02.35=,可得:m kN H P w/16.1321290.5181.9212122=⨯⨯==∑γm kN TH W w c /46.21810)081.924(202.3590.51)2=⨯+⨯=+=∑βγγ(m kN HT U w /76.222802.3590.5181.925.02121=⨯⨯⨯⨯==αγ518.216.13212102.35430)76.222846.21810(93.0')(''=⨯⨯+-⨯=+-=∑∑PAc U W f K安全系数:校核洪水位下,规要求最小安全系数为2.5,显然上述结果满足要求。
下游坡度675.0:102.35:90.511(::1==-=T H m )β。
取7.0=m 。
5.2.2坝顶高程的确定拟设置防浪墙,则防浪墙顶高程按式5-5、5-6计算,并取其中的大值:⎪⎩⎪⎨⎧∆+=∆+=校设校核洪水位防浪墙顶高程设计洪水位防浪墙顶高程h h (5-5)Δ c z h h h h ++=%1 (5-6) 库区所在位置属高山峡谷地区,按5-7、5-8、5-9式计算波浪要素,以下式子由官厅水库公式中取 2/81.9s m g =化简得。
另外官厅水库公式适用围为s m /200<ν且km D 20<,本设计中洪水期50年重现期最大风速27m/s ,超出围,但是仍然认为适用。
314500166.0D h ν= (5-7)8.0)(4.10h L m = (5-8) mmz L HcthL h H ππ22=(5-9) 计算风速0ν设计情况取洪水期50年重现期最大风速s m /27,校核情况取洪水期多年平均最大风速s m /7.19。
当2502<νgD时,认为h 为累计频率为5%的波高%5h 。
当0≈=mm H h H h时,m h h 42.2%1=、m h h 95.1%5=,所以,%5%1421.1h h =。
安全加高c h 对于2级坝,校核情况取0.4m 、设计情况取0.5m 。
根据已给的设计洪水位及校核洪水位,考虑风浪及安全加高等,确定坝顶及防浪墙顶高程。
计算如表5-2所示:表5-2 防浪墙顶高程计算表由表5-2可以确定防浪墙顶高程为74.01m,取坝顶以上防浪墙高度为1.2m,那么坝顶高程为72.81m,相应坝高为52.31m,属于中坝。
5.2.3坝顶宽度坝顶需要行走门式起重机,门机轨距7.0m,且考虑到交通要求、防浪墙及下游侧栏杆的布置。
因此,取坝顶宽度B为10m。
5.2.4拟定坝体实用剖面为方便布置进口控制设备并利用水重帮助坝体稳定,上游面宜采用部分折坡坝面,上游坡度n=0.2,折坡点定高度30.0m;下游坡度m=0.68,上游最高水位为51.90m。
又坝体基本三角形顶点在校核洪水位附近。
那么拟定坝底宽度:m⨯2.0=30⨯=+7.0.5142T3390.5.3确定荷载组合结合本设计实际情况,经分析研究,参照规规定,写出各工况荷载组合表如表5-3:表5-3 荷载组合表5.4荷载计算如图5-2所示,取单宽坝段计算。
荷载及力臂正方向如图5-2所示。
图5-2 荷载计算简图各工况按式5-10至5-27分别计算各项荷载,并计算各荷载对计算截面形心的力矩。
自重: c nH G γ21'21=(5-10) c BH G γ=2 (5-11) c mH G γ23''21= (5-12)水重: w H nH nH W γ)'('1-= (5-13)w nH W γ22'21=(5-14) w mH W γ22321= (5-15)上游水压力: w H P γ21121-= (5-16) 下游水压力: w H P γ22221= (5-17)扬压力: w T H U γ21-= (5-18) t H H U w γα)-(212-= (5-19))(-21213t T H H U w --=γα)( (5-20)t H H U w γα)-)(-1(21214-= (5-21)水平泥沙压力: )245(tan 21022ϕγ--=s sb SH h P (5-22)竖直泥沙压力: 221s sb SV nh P γ= (5-23)浪压力(深水波): )(4%1z mw l h h L P +-=γ (5-24)校核工况荷载计算及组合见表5-5。
表5-5 校核工况荷载计算组合表结合理正软件的重力坝设计功能,对手算结果进行校核。
输入基本参数,并设置各分项系数为1,可得各项荷载的标准值。
对电算结果整理得表5-6:表5-6 荷载电算成果表经分析,荷载手算与电算结果基本一致。
稍有差别分析的原因是:浪压力计算有所差别,其原因可能是计算方法不一样。
不过浪压力本身就不大,其差值更小,可认为手算结果是可靠。
综上所述,荷载计算基本可靠。
5.5坝体抗滑稳定分析对几种荷载组合情况分别进行稳定分析。
按照规规定的抗剪断强度计算公式∑∑+=PAc W f K ''',各情况下安全系数计算见表5-7。
式中:'f 为坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数取0.93;'c 为坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断凝聚力取430kPa ;∑W 为作用于坝体全部荷载对滑动平面的法向分值;∑P 为作用于坝体全部荷载对滑动平面的切向分值。
表5-7 各工况抗滑稳定分析成果表由表5-7可知,该坝体在各个工况下抗滑稳定均满足规要求。