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混凝土拱坝设计规范混凝土拱坝是一种能够有效阻止水流通过和抵御洪水侵袭的重要工程结构。
为了保证拱坝的安全可靠，各国都制定了相应的设计规范。
以下是国内常用的混凝土拱坝设计规范（GB12XXX-20XX）的概述。
1. 拱坝的选择与确定根据河流性质、岩石稳定性、坝址地质条件等因素，确定拱坝的类型和尺寸。
采用合适的拱坝类型，能够有效提高拱坝的抗震性能和稳定性。
2. 拱坝的结构形式混凝土拱坝可以采用单曲线拱形、双曲线拱形和抛物线拱形等形式。
结构形式要满足水压力分布的要求，并考虑坝基的地质条件和工程经济性。
3. 水压力计算根据拱坝的水封面积、水头高度和波浪等因素，计算水压力的大小。
水压力的计算要符合静水压力和动水压力的叠加原则，并考虑施工和保护的荷载。
4. 水压力的传递水压力通过坝体传递到坝基，坝体和坝基之间要有足够的承压能力。
拱坝设计中考虑了弯矩、拉力、剪力等力的作用，以保证结构的稳定性和抗震性能。
5. 坝墩设计拱坝的墩高和墩宽要满足坝体的稳定性和洪水流量的要求。
墩体的形状和尺寸应当能够减小坝基底面的渗流和渗透压力，并降低地震作用下的地基应力。
6. 坝体结构设计根据拱坝的形式和尺寸，确定坝顶高程、坝顶宽度、坝脚厚度等参数。
考虑到坝体的抗震性能和功效，采用适当的剖面形状，提高结构的稳定性。
7. 坝体的节理和缝隙处理拱坝的施工和保护过程中，应尽量减少坝体的节理和缝隙。
节理和缝隙的处理要符合抗渗、抗冲刷和抗震的要求，确保结构的完整性和密实性。
8. 坝体的防渗设计混凝土拱坝的防渗设计要根据地质条件和水流情况，采用合适的防渗措施。
包括渗流计算、排渗槽、过渡梯形、锚杆加固等措施，以提高结构的抗渗性能。
9. 坝基的加固与处理对于存在地质缺陷或者软弱层的坝基，需要进行加固和处理。
加固措施可以包括灌浆、加固土层、岩石锚固等，以提高坝基的承载能力和稳定性。
10. 监测和维护混凝土拱坝的监测和维护是确保结构安全的重要措施。
监测包括振动、位移、裂缝等参数的实时监测，维护包括防腐、修复、加固等工作。
混凝土拱坝设计规范
一、概述
混凝土拱坝是一种工程结构形式，是按照某种规定的形状，用混凝土、钢筋或石膏护壁体系或桩筒体系，实现挡水功能的建筑物。
混凝土拱坝的
设计充分考虑坝体的水力稳定性，保证安全可靠的工程运行，以及尽可能
减少建筑物的成本和运行费用。
二、基本要求
（1）坝体整体结构形式及抗滑安全系数应满足设计要求。
（2）施工断面及大小尺寸应符合工程要求，以保证设计造价与预算。
（3）地质勘测完全，地基土、混凝土、混合土及岩质均有充分的承
载能力。
（4）坝体结构应有一定的耐磨损性，以减少坝体维修成本。
（5）混凝土应符合生产标准，保证坝体结构质量。
（6）混凝土拱坝的设计要求应当考虑建筑物的适用性，以及防护工程、地下水治理等环境质量要求。
（7）设计应满足安全性要求，考虑洪水、渗漏等极端情况下的坝体
安全性，以及放空水面的抗垂直拱力能力。
（8）坝体承压及抗拉能力应满足计算要求，采取必要的防水、抗滑
以及抗扰动措施以保证坝体的完整性。
三、施工要求
（1）坝体施工高度、体量、坝形状，以及排水沟、过流槽等设计必。
图1 拱坝鸟瞰效果 下岸水库拱坝的体型及结构设计马以超、尉高洋、顾锡春、陈舟、金文志【摘要】 下岸水库拱坝是一座建于较宽河谷的拱坝，其体型设计过程中采用了优化技术。
下岸水库大坝兼有挡水、泄洪、放水等功能，其结构设计具有一定的代表性。
【关键词】 拱坝 体型设计 结构设计1. 工程概况下岸拱坝位于浙江省仙居县境内的灵江流域永安溪干流上，枢纽工程属二等工程，以防洪、灌溉(供水)为主，结合发电等综合效益。
坝址以上流域面积257km 2，总库容13504万m 3，灌溉(供水)库容8391万m 3，防洪库容3574万m 3。
正常水位208m ，相应库容10629万m 3。
设计灌溉面积10.03万亩；防洪6.8万亩，保护人口8.4万人；电站装机2×8MW ，多年平均年发电量3313万kW ·h 。
坝址河谷底宽70~115m ，山坡坡度38~40°，两岸基本对称，坝基岩性为熔结凝灰岩，坝区地震基本烈度小于6度。
混凝土拱坝为抛物线型双曲变厚拱坝，最大坝高64m ，大坝混凝土工程量约12.38万m 3。
2. 体型设计 2.1 线型选择下岸拱坝拱圈线型选择抛物线。
抛物线型中部拱度较大，对应力条件有利，两岸较平直，对坝肩稳定有利。
抛物线型在国内成功应用的实例较多，经验也比较丰富。
2.2 体型优化思路下岸拱坝河谷底宽较大，宽高比达 3.6，相对同等坝高较窄河谷的建坝条件，工程量要大一些，故经济性指标(坝体方量)的优化显得很有必要，另一方面，优化中结合稳定、施工等条件，以得出较优的方案。
在优化中除遵循一般拱坝优化原则，特别注意以下三方面因素的控制：1） 控制底宽对于下岸较宽河谷条件，梁的作用相对强一些，故在优化中易出现“扫帚形”，底宽可能较大，容易引起体型的高敏感性。
所以适当增加中上部刚度，或者稍微增加中心角，增大两岸侧曲率，拱的作用得到增强，梁的作用相对降低，可使底宽减少成为可能。
另一方面，适当减少底宽同时减少了开挖和下部混凝土工程量，这对合理安排施工计划和设计坝体渡汛方案是有利的。
混凝土拱坝设计规范本文档旨在介绍混凝土拱坝设计规范的背景和目的。
混凝土拱坝是一种常用的水利工程结构，用于治理河流、蓄水和发电等目的。
其设计必须遵循严格的规范，以确保结构的安全性和可靠性。
混凝土拱坝的设计规范是为了确保拱坝在承受水压力、水荷载、地震和其他外部力量时能够保持稳定。
准确的设计规范可以帮助工程师们在拱坝设计和施工过程中考虑到各种因素，从而确保拱坝具备可持续性和长期稳定性。
本文档将详细介绍混凝土拱坝设计规范的要求和建议，以便为工程师们提供一个指导性的参考，帮助他们在实践中进行拱坝的设计和施工。
通过遵循这些规范，设计出安全可靠的混凝土拱坝，以满足工程的要求和水利工程发展的需要。
请注意，本文档中所引用的内容严格遵循可确认的来源，以确保信息的准确性和可信度。
解释混凝土拱坝设计中的基本原则和要求。
在混凝土拱坝设计过程中，需要遵循以下几个基本原则和要求：结构安全性原则：设计的拱坝结构必须具备足够的强度和稳定性，能够承受水压、荷载和温度等外力的作用，确保拱坝的安全运行。
满足运用要求原则：拱坝的设计不仅要满足结构安全性的要求，还需考虑拱坝在实际运用中的功能和性能要求，如防洪、蓄水、发电等。
经济合理性原则：混凝土拱坝的设计应尽量遵循经济合理性原则，即在满足安全和功能要求的前提下，合理控制工程投资，优化设计方案，降低建设和维护的成本。
进度和施工可行性原则：设计的拱坝方案必须考虑施工的可行性和合理性，保证施工进度的合理安排，并确保在施工过程中能够顺利实施。
综上所述，混凝土拱坝的设计原则旨在保证结构的安全性，满足运用要求，经济合理，并考虑施工可行性，以确保拱坝在实际运行中能够安全稳定地发挥其功能。
二、结构设计详述混凝土拱坝的结构设计方法和过程。
混凝土拱坝的结构设计是一个重要环节，确保拱坝能够承受水压力、地震力和其他外部荷载的影响，同时保证其稳定性和安全性。
以下是混凝土拱坝的结构设计方法和过程的详细描述：确定设计参数：首先需要确定设计参数，包括水位、坝高、坝顶宽度等。
拱坝的主要参数及拱坝的形式（一）控制拱坝形式的主要参数有：拱弧的半径、中心角、圆弧中心沿高程的迹线和拱厚。
（二）按不同的标准可对拱坝做分类：按拱圈厚度：1.根据拱坝在最大高度处的坝底厚度和坝高的比值，即厚高比TB/H，拱坝可分为：薄拱坝，TB/H0.2.中厚拱坝，TB/H0.2~0.35.重力拱坝，TB/H0.35.2.按水平拱的厚度变化，拱坝又可分为：等厚度拱，水平截面为厚度不变的水平拱。
变厚度拱，水平截面为变厚度的水平拱（变厚拱坝的应力条件较好，但设计和施工较为复杂，一般用于高、中拱坝）按拱圈轴线形式：1.圆弧拱：轴线为圆弧拱轴线的圆拱坝，水平截面是单心的圆弧水平拱，设计和施工较简单，但拱圈中压力线偏离中心线较大，拱端推力方向与岸坡边线的夹角往往较小，不利于坝肩岩体的抗滑稳定。
圆拱一般适用于中、低拱坝。
2.变曲率拱坝：包括抛物线、椭圆形或对数螺旋形的水平拱圈，拱圈中间段曲率较大，可改善拱中部应力，近两岸曲率较小，有利于坝肩岩体的抗滑稳定。
变曲率拱坝适用于不同河谷形式，设计和施工较为复杂，多用于高、中拱坝。
3.多心拱：包括二心拱、三心拱、四心拱，五心拱等，多心拱可以适应河谷形状，减少或加大拱端的曲率半径，用以改善坝身应力或增加坝肩稳定。
按拱圈间的几何关系：（1）定圆心、定外（内）半径拱坝在U形河谷中，采用定圆心，定外（内）半径拱坝较为适宜。
（2）变圆心，变半径拱坝按拱坝的体形：（1）单曲率拱坝特点：①结构简单，设计、施工方便。
②下部拱圈的中心角较小，拱的作用不明显。
（2）双曲率拱坝特点：拱冠梁在（1/5~1/3）坝高处，向上游鼓出，利用壳体结构的力学特点，使材料的强度能充分发挥悬臂梁的倒悬造成的预压应力，可平衡水压力产生的拉应力，施工难度较大。
其它形式的拱坝：周边缝拱坝，空腹拱坝。
拱坝设计规范1. 引言拱坝是一种常见的水利工程结构，广泛应用于水能利用和水资源管理中。
为了确保拱坝的安全性和可靠性，制定拱坝设计规范是必要的。
本文将介绍拱坝设计规范的一些基本要求和建议。
2. 工程背景拱坝是一种弯曲的水利工程结构，通常用于拦截或蓄水。
它由多个拱形构件组成，通过拱形的力学原理来分散水压，提高结构的稳定性。
拱坝的设计需要考虑水力学、土力学、结构力学等多个因素。
3. 设计原则拱坝的设计应遵循以下原则：•安全性：拱坝应具有足够的抗震和抗洪能力，能够承受外部环境的变化和作用力的影响。
•可靠性：拱坝的设计应具有良好的可靠性，能够在长期使用过程中保持稳定和安全。
•经济性：拱坝的设计应考虑到施工和维护成本，尽量减少对环境和资源的损害。
4. 设计要求拱坝的设计应满足以下基本要求：4.1 水力学要求•最大洪水水位：根据地区的降雨和径流条件确定最大洪水水位，以确保拱坝在洪水期间的安全性。
•流量控制：拱坝应能够控制流量，确保下游水位稳定，不发生泄洪或溃坝等事故。
•波浪冲击考虑：对于暴露在湖泊或海洋中的拱坝，需要考虑波浪的冲击对结构的影响。
4.2 结构力学要求•坝体稳定：拱坝的坝体应具有足够的稳定性，能够承受水压和地震力的作用，不发生滑坡和变形。
•基础承载力：拱坝的基础应具有足够的承载能力，能够分散坝体的重力和水压，保证整体稳定。
•应力分析：通过应力分析确定拱坝结构的合理尺寸和形状，避免应力过大或不均匀引起的结构破坏。
4.3 原材料和施工要求•原材料选择：拱坝的建造应选择合适的建筑材料，具有足够的强度和耐久性，能够满足结构要求。
•施工质量：拱坝的施工质量应符合相关标准和规范，确保结构的稳定和安全。
5. 设计流程拱坝的设计流程包括以下步骤：1.收集工程信息：包括地质、水文、气象等方面的数据，对工程环境有一个全面的了解。
2.确定设计参数：根据工程背景和要求，确定设计的水位、流量、力学参数等。
3.进行概念设计：根据设计参数，进行初步的结构配置和尺寸确定。
完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。
/lzj781219目录摘要 ................................................................................ - 3 -ABSTRACT ................................................................................. - 4 -第一章综合说明 .......................................................................... - 5 -1.1概述 (5)1.1.1 枢纽概述......................................................... - 5 -1.1.2 设计要求........................................................ - 5 -1.2工程特性表 (6)第二章设计资料 .......................................................................... - 7 -2.1枢纽任务 (7)2.2基本资料 (7)2.2.1 自然地理......................................................... - 7 -2.2.2 工程地质........................................................ - 10 -2.2.3 筑坝材料........................................................ - 11 -2.2.4 库区经济及其它.................................................. - 11 -第三章枢纽主要建筑物的型式与总体布置................................................. - 12 -3.1工程等级及技术规范设计标准 (12)3.1.1 工程等级........................................................ - 12 -3.1.2 技术规范........................................................ - 12 -3.1.3 洪水标准........................................................ - 12 -3.2调洪演算及设计基本数据 (12)3.2.1 调洪演算的目的.................................................. - 12 -3.2.2 调洪演算的原理.................................................. - 13 -3.2.3 计算方法........................................................ - 14 -3.2.4泄洪方案的选择.................................................. - 14 -3.3枢纽组成建筑物 (17)3.4坝型选择 (18)3.4.1 坝型初选........................................................ - 18 -3.4.2方案比较........................................................ - 19 -3.4.3 坝体形态选择.................................................... - 20 -3.5泄水建筑物型式选择 (21)3.6厂房及引水系统布置 (21)3.7枢纽总体布置 (21)第四章拱坝设计 ......................................................................... - 22 -4.1拱坝型式及布置 (22)4.1.1拱坝剖面设计.................................................... - 22 -4.1.2拱坝的布置...................................................... - 23 -4.2荷载及其组合 (24)4.2.1 荷载及计算...................................................... - 24 -4.2.2 荷载组合........................................................ - 28 -4.3计算原理和计算方法 (29)4.3.1 计算原理........................................................ - 29 -4.3.2 计算方法........................................................ - 30 -4.4应力与强度分析(电算,手算) (30)4.4.1 应力控制指标.................................................... - 30 -4.4.2 电算............................................................ - 30 -4.4.3 手算............................................................ - 31 -4.5坝肩稳定验算 (34)4.5.1 验算原理........................................................ - 34 -4.5.2 验算工况........................................................ - 36 -4.5.3 验算结果........................................................ - 37 -第五章泄水建筑物设计 ................................................................... - 37 -5.1基本资料 (37)5.2泄水建筑物组成与布置 (37)5.3泄槽设计 (37)5.3.1 泄槽尺寸........................................................ - 37 -5.4消能与防冲 (40)5.4.1 挑距计算........................................................ - 40 -5.4.2冲坑计算........................................................ - 40 -5.4.3防冲评价........................................................ - 40 -5.4.4 消能率计算...................................................... - 40 -5.4.5消能防冲计算成果................................................ - 41 -5.5泄水孔口应力及配筋 (41)5.5.1计算原理........................................................ - 41 -5.5.2孔口作用力...................................................... - 41 -第六章坝体细部构造及地基处理......................................................... - 44 -6.1坝体构造与细部结构设计 (44)6.1.1 坝体与坝面...................................................... - 44 -6.1.2 坝体分缝........................................................ - 44 -6.1.3 坝内廊道和坝后工作桥............................................ - 44 -6.2坝基处理 (45)6.2.1 坝基处理的一般要求.............................................. - 45 -6.2.2 地基的处理和开挖............................................... - 45 -6.2.3 坝基排水孔...................................................... - 47 -结束语 .................................................................................. - 48 -参考文献 ................................................................................ - 49 -摘要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184.0m，设计洪水位186.9m，校核洪水位189.8m，汛前限制水位182m，死水位164m，尾水位103.5m。
毕业设计（论文）题目三河口碾压混凝土拱坝设计及坝体工程量计算专业水利水电工程班级学生指导教师2014年三河口碾压混凝土拱坝设计及坝体工程量计算摘要三河口水利枢纽位于子午河中游，是引汉济渭工程重要水源之一。
兼供水和防洪功能的水利枢纽工程。
本设计通过对三河口水利枢纽各坝址的比较，确定坝轴线及枢纽布置方案，进而进行枢纽的设计，包括调洪演算、大坝设计、细部构造设计以及地基处理、坝体工程量计算等，其中调洪演算中运用双辅助线方法计。
三河口水利枢纽工程等别为二等，500年一遇洪水作为设计洪水，2000年一遇洪水作为校核洪水。
枢纽永久性建筑物等级为一级，在本次设计中为碾压混凝土拱坝，最大坝高138m。
在大坝设计中重点完成三种拱圈的布置，包括单圆心拱圈布置、三圆心拱圈布置、抛物线拱圈布置。
选取单圆心拱圈拱坝进行细部构造设计以及地基处理、坝体工程量计算中。
泄水方式选择坝身泄水，泄水建筑物布置方案选择表孔+底孔方案。
本次设计在李守义老师的指导下，我达到了毕业设计的目标。
我完成了枢纽建筑物的布置，拱坝各种拱圈的布置以及泄水建筑物设计，拓展了我的专业知识。
本次设计对以后的工作有很大帮助。
关键字：碾压混凝土拱坝；枢纽布置；三河口水利枢纽；单圆心拱圈；三圆心拱圈；抛物线拱圈。
The Design of Sanhekou RCC Arch Dam and Dam engineering calculationABSTRACTSanhekou Hydro Project located in the middle reaches of Ziwu River is one of the important water sources of the project to divert water from Han River to Wei River . The main use of this project is providing water , controlling flood and so on . Comparing different dam sites of Sanhekou Hydro Project , this paper confirms the position of dam axis and the blue print of the layout of hydro project , then designs the hinge , such as flood routing , dam body , detail structure , treatment of dam foundation and Dam engineering calculation.Sanhekou Hydro Project is in the 2nd regulation , whose flood control standard is 500-year flood for design and 2000-year flood for check . The permanent building of this project , at the 1st grade , is an RCC arch dam , which is of the height of 138m .I selected the single-center arch dam for detail structure design, foundation treatment and the engineering calculation.I selected dam body discharge mode as discharge mode, selected table hole + bottom scheme as the layout scheme of discharge structure.In the design process of the dam, I completed the layout of three kinds of arch dam, including the layout of single-center arch dam, the layout of three-centers arch dam, the layout ofparabolic arch dam.Under the guidance of my professor , Li Shouyi , I have accomplished the goal of the design . Broading my professional field , I have completed the layout of buildings , the layout of various kinds of arch dams and the design of buildings for water leakage . This experience must do good to my career .KEY WORDS：Roller compacted concrete arch dam; layout of hydroproject; Sanhekou Hydro Project; single-center arch; there-centers arch; parabolic arch目录第1章工程基本资料 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 水文气象 (1)1.2.1 流域概况 (1)1.2.2 水文资料 (2)1.2.2.1 径流 (2)1.2.2.2 洪水 (3)1.2.3 坝址水位与流量关系曲线 (5)1.2.4 泥沙 (6)1.2.5 气象 (6)1.3 工程地质 (7)1.3.1 区域地质概况 (7)1.3.2 水库区工程地质条件 (7)1.3.3 坝址工程地质条件 (8)1.3.3.1 上坝址工程地质条件 (8)1.3.3.2 下坝址工程地质条件 (9)1.3.3.3 天然建筑材料 (11)1.3.4 地质结论 (11)1.4 工程规模 (12)1.4.1 水库库容曲线 (12)1.4.2 水库死水位确定 (12)1.4.2.1 泥沙淤积对死水位的影响 (12)1.4.2.2 满足调水任务要求的死水位 (13)1.4.3 正常蓄水位确定 (15)第2章调洪计算 (18)2.1 底孔规模及死库容确定 (18)2.2 兴利库容确定 (18)2.3 泄洪方案的选择 (19)2.3.1 可能调洪方案 (19)2.3.2 方案选择 (19)2.4 调洪计算 (20)2.4.1 调洪原理 (20)2.4.2 调洪演算 (21)第3章枢纽布置 (28)3.1 坝址选择 (28)3.2 坝轴线选择 (29)3.3 坝型选择 (30)3.3.1 混凝土面板堆石坝方案 (30)3.3.2 碾压混凝土重力坝方案 (32)3.3.3 碾压混凝土拱坝方案 (33)3.4 枢纽布置 (34)第4章拱坝设计 (36)4.1 拱坝体型布置 (36)4.1.1 等厚单圆心拱圈布置 (36)4.1.2 等厚抛物线拱圈布置 (44)4.1.3 等厚三圆心拱圈布置 (48)第5章泄水建筑物设计 (53)5.1 表孔设计 (53)5.2 底孔设计 (55)5.3 消能防冲计算 (57)5.3.1 表孔挑流消能水面线的计算 (57)5.3.2 挑流消能水力要素的计算 (58)第6章构造设计 (61)6.1 坝顶构造 (61)6.2 廊道设计 (61)6.3 排水系统 (61)6.4 诱导缝构造 (62)6.5 护坦设计 (62)第7章地基处理 (63)7.1 地基开挖与清理 (63)7.2 帷幕灌浆与固结灌浆 (63)7.2.1 帷幕灌浆 (63)7.2.2 固结灌浆 (64)第8章坝体工程量计算 (65)第9章设计成果总结 (67)致谢 (68)参考文献 (69)第1章工程基本资料1.1 工程概况三河口水利枢纽地处佛坪县与宁陕县交界的子午河中游狭谷段，坝址位于佛坪县大河坝乡三河口村下游约2km处，北距佛坪县城35km，东距宁陕县城45km，南距石泉县城49km，西距洋县县城50km。
精品 可编辑 计算书目录： 1、设计参数及控制指标 2、拱坝体形 3、应力计算 4、拱坝稳定计算 5、消能计算 6、坝体细部及放空、取水孔设计 1、 设计参数及控制指标 1.1 坝体参数 坝体材料：C15砼砌600＃毛石，坝体容重r=2.3t/m3，坝体弹模E＝9.0×109Pa，坝体变模E′＝5.0×109Pa，泊松比μ＝0.25。线膨胀系数取0.8×105/℃，导温系数取3m2/月。 坝基：左坝基为灰岩，变形模量E′=5.0×109Pa，泊松比μ＝0.28。右坝基为泥灰岩，变形模量E′=3.8×109Pa，泊松比μ＝0.30，坝体底部为泥页岩，变形模量E′=2.5×109Pa，泊松比μ＝0.32。线膨胀系数取0.8×105/℃，导温系数取3m2/月。 水文及地质资料见附件1。 1.2 控制指标 大坝坝肩稳定及应力控制指标按《浆砌石坝设计规范》（SL25－91）执行，见表1－1、1－2。 表1－1 抗滑稳定安全系数表 类别 荷载组合情况 安全系数
抗剪断强度K′ 基本组合 3.00 特殊组合 2.50
表1－2 大坝允许应力表 类别 位置 允许应力 精品 可编辑 允许压应力（104Pa） 拱冠梁底部 110 其它部位 100
允许拉应力（104Pa） 拱冠梁底部 410 其它部位 410
2、拱坝体形 拱坝体形为双曲拱坝，拱圈平面曲线采用圆弧。因两岸地形基本对称而采用相同半径的双曲拱坝。 2.1 坝顶高程的拟定 2.1.1 已知：校核洪水位（p=0.2%）:746.50m 设计洪水位（p＝2%）：744.00m 正常蓄水位：742.50m 2.1.2 坝顶高程根据各种运行情况的水库静水位加上相应超高后的最大值确定。坝顶超高值△h按下式计算（《浆砌石坝设计规范》（SL25－91）第八章坝体构造） △h＝2 h1+h0+hc 式中：△h……坝顶距水库静水位的高度，m 2 h……波浪高，m h0……波浪中心线超出水库静水位的风壅高度，m hc……安全超高，m：正常运用情况取0.4m，非常运用取0.3m。 2.1.3 波浪要素按《浆砌石坝设计规范》（SL25-91）附录二计算。波高、波长可按下式计算 2h2=314
5
0166.0ffD
2LL=8.0
1)2(4.10h
h0=LLLHcthLh1212
4
式中：2h2——浪高，m； 精品 可编辑 2LL——波长，m； f——计算风速，按瓮安县多年平均最大风速为11.1m/s；
fD——计算吹程（km），fD=0.8km； h0——波浪中心线超出水库静水位的风雍高度，m； H1——坝前上游水深，m。 计算结果如表2－1： 坝顶高程成果表 表2－1 计 算 情 况 上 游 静水位 （m） 计 算 风 速 （m/s） 吹 程 （km） 浪 高 （m）
安 全 超 高 （m） 计算顶部
高 程 （m）
设 计 744.00 11.10 0.80 0.79 0.4 744.79
校 核 746.50 16.70 0.80 0.96 0.3 747.46
根据以上的计算结果，根据结构要求，确定坝顶防浪墙高度为0.8m，坝顶防浪墙高程则为747.50m，上游校核情况下静水位为746.50m，坝顶高程取746.70m，坝顶高程高于该水位0.20m。 本方案属扩机工程，在该坝址已经修了一座底宽为10m，高19m的低坝，原设计方案的建基面为689.0m，采用双曲拱坝的圆弧拱。扩机方案在原坝体加宽加高，坝体底部高程取原坝体底部高程，即建基面为689.0m。因基础为泥页岩，比较软弱，故采用2.0m厚的垫层。则坝高为57.70m，属中坝，在坝顶高程746.70m开挖后的河谷水平宽度为170.0m，则河谷的宽高比L/H＝170/57.5＝2.946，属“U”型河谷。 2.2、拱坝体形设计 2.2.1 坝顶厚度Tc（参见《砌石坝设计》P137） Tc=0.4+0.01(L+3H) 式中：Tc―――坝顶厚度（m） H―――最大坝高（m）＝57.70m L―――顶拱弦长（m）＝170.0m 经计算得Tc＝0.4+0.01（170+3×57.7）＝3.83m，考虑交通等要求，精品 可编辑 取Tc＝5m。 2.2.2 拱圈厚度 （1）、坝底厚度Tb ① 参见《砌石坝设计》P138的经验公式 Tb＝[0.132(L/H)0.269+(2H/1000)]×H 式中：Tb―――坝底厚度（m） H―――最大坝高（m）＝57.70m L―――顶拱弦长（m）＝170.0m 经计算得Tb＝[0.132(170/57.7)0.269+(2×57.7/1000)]×57.7＝16.84m。 ② 由美国肯务局的经验公式 Tb＝3
2122/1)122/(0012.0HHLHL
式中：Tb―――坝底厚度（m） H―――最大坝高（m）＝57.70m L1―――顶拱弦长（m）＝170.0m L2―――顶底以上0.15H处弦长（m）＝71.8m 经计算得Tb＝3122/7.57)122/7.57(8.711707.570012.0＝8.40m。
综合考虑，取坝底厚度为Tb＝16.0m.。 水平拱圈厚度按 T＝Tc+（Tb－Tc）Y/H 计算，即 T＝5+（16－5）Y/57.7＝5+0.19064Y 2.2.3 上游面曲面初拟 由于该工程是扩建项目，为了不影响其电站的运行以及施工方便（不用重新修筑围堰），只在下游增加其厚度。所以其上游面曲线只有按原设计方案。 设 β1＝Hd/H β2＝Ad/H k＝m/H 式中：H―――为坝高m； 精品 可编辑 β1－――凸点的相对高度，Hd为凸点D所对应该的高度。 β2―――凸度，Ad为凸点D到轴线的距离。 K―――上游曲线的平均倒悬度，m为坝踵B到铅垂线DF的距离。各项意义见下图2－1。 图2－1
根据原坝体的设计成果值为： Hd＝20.0m Ad＝7.32m M＝3.25m 将地形图上可利用基岩线确定后，再确定每一层拱圈对应的水平弦长，定出半径后（用半中心角控制，顶拱的半中心角在80°～110°之间，底拱的半中心角在40°～80°之间，半径的连线为一光滑的曲线）经过应力控制的优化后得到拱坝体形。 该大坝为加高工程，在708.0m高程以下，只有用原坝体设计参数。拱坝体型设计、优化、应力分析及坝肩稳定计算，采用浙江大学拱坝应力计算程序ADAO进行（该程序通过电力部鉴定，并于95年被列入国家级科技成果重点推广计划，98年荣获国家科技进步奖），在计算机上完成。 3、应力计算 3.1 计算方法及荷载组合 精品 可编辑 拱坝应力按多拱多梁混合法计算，采用浙江大学拱坝应力计算程序ADAO进行计算，初拟采用8层拱圈，其高程分别为：745.0、737.5、731.5、723.0、714.0、706.0、697.5、689.0m(拟合层为砼垫层687.0m)。 荷载组合情况分基本组合及特殊组合两类。 基本组合为： （1）正常蓄水位＋相应尾水位＋设计正常温降＋自重＋扬压力＋泥沙压力＋浪压力。 特殊组合为： （2）较核洪水位＋相应尾水位＋设计正常温升＋自重＋扬压力＋泥沙压力＋浪压力。 地区地震烈度小于Ⅳ度，故不作动力计算。 3.2 温度参数说明 多年年平均气温13.6℃ 多年平均最低月（1月）气温3.8℃ 多年平均最高月（7月）气温24.7℃ 日照影响按2℃计 温降变幅＝年平均气温－年平均气温＝13.6-3.8＝9.8℃ 考虑日照影响后，设计正常温降＝9.8＋2＝11.8℃，计算时间取1.5 温升变幅＝最高月平均气温－年平均气温＝24.7-13.6＝11.1℃ 考虑日照影响后，设计正常温升＝11.1＋2＝13.1℃，计算时间取7.5 库底水温因无实测资料，按规范（SD145-85）附录规定，Tkd可近似按最低3个月平均气温计，Tkd＝（3.8＋5.0＋5.9）/3＝4.9℃ 水表面年平均水温＝年平均气温＋日照影响＝13.6＋2＝15.6℃ 表面水温年变幅＝气温年变幅的一半＝（24.7-3.8）/2＝10.45℃ 温度计算的初相位取值为6.5（月）。 3.3 计算成果 经计算，拱坝最大拉应力为0.76MPa，发生在▽706.0m高程左拱端的下游面，计算工况为校核洪水位＋温升，最大压应力为2.76 MPa，发生在▽706.0m精品 可编辑 高程左拱端的下游面，计算工况为校核洪水位＋温升，均小于大纲中规定的允许应力。应力分布规律符合一般规律，较合理，计算原始数据和结果文件见附。 4 拱肩稳定计算 4.1计算方法 拱肩抗滑稳定按刚体极限平衡法计算，并根据《浆砌石坝设计规范》（SL25-91）规定，拱肩稳定分析应按空间问题处理，确定其整体抗滑稳定安全系数。如情况简单且无复杂的滑裂面时，可按平面分层累计计算。 计算步骤： （1）绘制各层拱肩抗滑岩体图。 （2）根据地质专业提供的资料，列出几组不同侧滑面（裂隙或岩体），在抗滑岩体图中分别量出侧滑面与拱端径向的夹角、底滑面面积、侧滑面长度。 （3）根据前面量出的参数，各层拱端高程，计算工况的水位，各侧滑面、底滑面分别对应的抗剪断参数，程序计算得到的各层拱端作用力，代入抗剪断公式，分别计算各层、各侧滑面的K值，取其中每层最小K值为该层安全系数K。 4.2 已知条件 4.2.1 由拱坝应力计算得拱端力系计算结果如下表： 拱端力系表（单位：t） 工况 拱端 高程 849.7 843.0 827.2 811.4 795.6 779.8 763.8
正常蓄水位＋温降
左 拱端推力 -428.7 383.1 1290.1 1746.7 2153.1 2082.4 934.8 拱端剪力 11.6 -25.9 184.3 480.1 860.4 1494.9 2117.0
右 拱端推力 -138.0 531.1 1119.3 1642.8 2157.3 2231.6 1084.2 拱端剪力 -6.4 293.8 907.3 1645.2 2368.8 2414.7 1243.5
校核洪水位＋温升
左 拱端推力 813.3 1137.8 1304.4 1699.2 2116.4 2007.1 876.2 拱端剪力 -33.7 -395.5 -106.5 351.2 751.9 1347.5 1915.2
右 拱端推力 1653.2 1591.7 1105.7 1582.3 2131.6 2038.5 835.2 拱端剪力 1581.5 1480.2 1158.0 1595.9 2270.1 2167.8 959.8
