重力坝 设计毕业论文范文
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一、基本资料
某河流域形状狭长,两岸为陡峻山体,河流水量较丰富,河道坡陡流急。拟建枢纽工程担负着发电、防洪、灌溉、航运等任务。
1、地质勘查基本资料
河床可利用基岩高程为28.00m,坝体混凝土与基岩之间摩擦系数为0.63,抗剪强度系数f为0.95;抗剪断凝聚力c为0.9MPa。
2、气象资料
本地区春秋雨量丰沛,冬季雨量较少;夏季常有暴雨,集中出现在六、七、八月,强度较大。相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为16.8m/s,相应设计洪水位时吹程1.9km,相应校核洪水位时吹程2.1km。
3、经水文、水利调洪演算确定:
死水位92.00m;
设计洪水位115.00m,相应的库容为27.6亿m3 ,相应下游水位45.50m,通过河床式溢洪道下泄流量5850.53m3/s;
校核洪水位118.82m,相应下游水位48.67m,通过河床式溢洪道下泄流量6752.33m3/s;
库底淤沙高程44.52m,淤沙浮容重=8.71 KN/m3。
4、相关的坝体初步设计基本资料
枢纽的主体工程由非溢流坝段、溢流坝段、泄水底孔坝段、船闸组成,采用左岸修建地下电站厂房。非溢流坝段:各坝段长20m;溢流坝段全长60m,分3个坝段,每段长20m,共分3孔。
二、非溢流重力坝剖面设计
2.1非溢流坝段剖面设计原则
重力坝剖面设计原则是:①满足稳定和强度要求,保证大坝的安全;②工程量要小;③运用方便;④便于施工。
非溢流坝段的基本断面呈三角形,其顶点宜在坝顶附近。基本断面上部设坝顶结构。根据交通和运行管理的需要,坝顶应有足够的宽度。为防波浪漫过坝顶,
在静水位以上还应留有一定的超高。拟定基本剖面,再根据运用及其他要求,将基本剖面修改成为实用剖面,最后对实用剖面在全部荷载作用下进行应力分析和稳定验算,经过反复修改和计算,确定合理的坝体剖面。
2.1.1确定基本设计参数
重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力(水位与坝顶平齐)和扬压力三项主要荷载作用下,满足强度和稳定性要求,使工程量最小的三角形剖面。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。
2.1.2坝顶高程的计算
坝坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙高程,应高于波浪顶高程。
坝顶高程=设计/校核洪水位+安全超高,选用其中较大者。
安全超高:
1%zchhhh (2-1)
式中:h——坝顶超高,即防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差m;
1%h——累计频率为1%的波浪高度,m;
zh——波浪中心线高于静水位的高度,m;
ch——安全加高,取值按表2-1.
表2-1 安全超高 ch(m)
荷载组合(运用情况) 坝的级别
1 2 3 4、5
基本组合(正常情况) 0.7 0.5 0.4 0.3
特殊组合(校核情况) 0.5 0.4 0.3 0.2
(1)设计水位工况
根据基本资料,相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为16.8m/s,相应吹程1.9km,坝前水位=115-28=87(m)
由于本工程为内陆峡谷水库,根据《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005, 采用官厅公式计算波高和波长。
1311210%022000.0076ghgDvvv (2-2)
1/311225%29.8119000.007616.816.89.810.70()16.8hm
1/3.7522000.331()mgLgDvv (2-3)
1/3.7521/2.1529.8119000.33116.816.87.84()16.8mLm
其中,mL—为平均波长
查《混凝土重力坝设计规范》表B.6.3-1 得:
1%5%1.952.420.87()hhm (2-4)
波浪中心线至计算水位的高度:
21%2coth0.32()zmmhHhmLL (2-5)
此时,坝顶高程=115+0.32+0.5+0.87=116.69m
(2)校核水位情况
相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为16.8m/s,相应吹程2.1km,坝前水位为118.82-28=90.82(m)
根据《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005,
1311210%022000.0076ghgDvvv (2-6)
1/311225%29.8121000.007616.816.89.810.73()16.8hm
1/3.7522000.331()mgLgDvv (2-7)
1/3.7521/2.1529.8121000.33116.816.88.05()16.8mLm
mL—为平均波长