《重力坝设计说明书.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重力坝设计说明书.pdf（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、.重力坝设计说明书重力坝设计说明书水工建筑物课程设计水工建筑物课程设计S.姓名：专业：学号：.基本资料基本资料一、基本情况一、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
2、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：
3、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。大坝设计大坝设计一、工程等级一、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。S.二、坝型确定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
4、坝为浆砌块石重力坝。三、基本剖面的拟定三、基本剖面的拟定重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为 43.29m（约为坝高的 0.8 倍），下游边坡 m=0.8，上游面为铅直。四、坝高计算四、坝高计算按重力坝设计规中有关规定，本水库坝顶高程波浪高+浪高中心线高出静水位高度+安全超高（1）最大波浪在坝坡上的爬高 R 计算：风浪要素的计算A、风速：本水库多年平均最大风速 14.0m/s，重现期最大风速 23.0m/s：B、风区吹程长度 D：风作用于水域的长度；D设计=2
5、600m，D校核=3000m。风浪爬高计算：采用试验站公式计算风浪各要素及波浪爬高，计算得：h设计=2.05m，h校核=1.11m。（2）浪高中心线高出静水位高度：h设计 0=0.62m，h校核 0=0.33m（3）安全加高值：A设计=0.5m，A校核=0.4m。（4）坝体安全超高成果：设计坝顶高程=82.5+2.05+0.62+0.5=85.67m，校核坝顶高程=84.72+1.11+0.33+0.4=86.56m；水库坝顶高程为 84.9m，需设防浪墙高 1.7m，即：防浪墙顶高S.程为 86.6m。四、挡水坝段剖面的设计四、挡水坝段剖面的设计1、坝顶高度确定根据资料提供，确定坝顶高程为
6、84.90 米。2、坝顶宽度坝顶宽度 B=0.1H=0.1*(84.9-31)=5.39m为适应施工和运用检修的需要，并考虑坝体各部分尺寸协调，坝顶宽度取坝高的 10%左右，即 5.5 米。结构计算结构计算一、荷载及其组合一、荷载及其组合1、计算情况确定荷载组合分二种（1）、基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力；（2）、特珠组合为校核洪水位情况，其荷载组合：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。S.S.设计洪水情况荷载计算表荷 载 计荷载算方向自重G1G2GW水压力P1P2扬压力PL1PL2PL3PL4浪压力U1-+垂直力（KN）水平力（KN）力臂
7、力矩（kN.m）（m）40.5425.211.9317.24.821.641.326.242.051.323+-627743821836586818276416517473810.2508122765113586718115572632760539825320530419.8132617.81091051泥 沙 压Pn力合计955727768133781051799780467151S.校核洪水情况荷载计算表荷 载 计荷载算方向自重G1G2GW水压力P1P2扬压力PL1PL2PL3PL4浪压力U1-+垂直力（KN）水平力（KN）力臂力矩（kN.m）（m）40.5425.212.0617.95.
8、221.641.326.242.053.723+-668845422596806818276416517473983.52583792053047714429810911946146.6144802187435924328550417253泥 沙 压Pn力合计1008127826145461194801019510388二、挡水坝抗滑稳定分析计算二、挡水坝抗滑稳定分析计算1 1、抗滑稳定计算、抗滑稳定计算（一）（一）荷载计算荷载计算S.1荷载组合：（1）基本荷载组合：坝体自重 设计洪水位坝体上游静水压力 设计洪水位扬压力 设计洪水位泥沙压力（2）特殊荷载组合：坝体自重校核洪水位上下游静水压力校
9、核洪水位扬压力校核洪水位泥沙压力2 2、抗滑稳定验算、抗滑稳定验算1按抗剪断公式计算（f1W+C1A）K1=PK1抗剪断计算的抗滑稳定安全系数f1滑动面上的抗剪断摩擦系数C滑动面上的抗剪断凝聚力A滑动面截面积P计算截面上的所有切向力W作用于计算截面上的所有法向力2参数确定按地质资料砼和微风化岩石的抗剪断系数为C1=700Kpaf1=1.03.抗滑稳定计算见附表 5S.抗滑稳定按抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数，计算过程见下表，-抗滑稳定计算项目校核水位设计洪水位187581.043.2970012308.33.993.0满足要求W18310f1.0A43.29C700P13334.0K3.65K
10、2.5结论满足要求计算结果见下表。稳定计算表类型非溢流坝荷载组合基本组合特殊组合计算安全系数 K允许安全系数（K）3.653.993.02.5满足规要求。4.抗滑稳定按承载力极限状态验算稳定安全系数，计算结果见下表，基本公式：0.S(.)R(.)/d抗滑稳定验算项目校核水位正常水位0.851011fR0.770.77WR1774518211CR233.3233.3A43.2943.29S(。）1335213378S(。)1134913378R(。）/d1979220091S.稳定验算表类型非溢流坝荷载组合基本组合特殊组合计算值0S(.)1134913378允许值 R(.)/d197922009
11、1满足规要求。三、挡水坝边缘应力分析与强度计算三、挡水坝边缘应力分析与强度计算3 3、应力分析、应力分析根据砌石坝设计规SL25-91，实体重力坝应力计算以材料力学为基本分析方法，计算各种荷载组合下坝体垂直正应力和坝体主应力。荷载组合分基本组合与特殊组合二种。（1 1）基本组合（设计洪水位）应力计算）基本组合（设计洪水位）应力计算1边缘应力计算（1）坝基面 y 下计算不计扬压力时：W6M277686571477y 下=-=+=2471KpaTT243.2943.292计入扬压力：W6W187586332628TT243.2943.292y 下=-=+=1498Kpa（1 1）特殊组合（校核洪水
12、位）应力计算）特殊组合（校核洪水位）应力计算1边缘应力计算（2）坝基面 y 下计算S.不计扬压力时：W6M278266541969y 下=-=+=2378KpaTT243.2943.292计入扬压力：W6W183106290631TT243.2943.292抗拉强度验算W/T+项目校核洪水位设计洪水位计入扬压力43.291875833262814980满足要求计入扬压力不计扬压力43.2943.2918310277682906315714771353247100满足要求满足要求不计扬压力T43.29W27826M5419696M/T22378比较0结论满足要求y 下=-=+=1353Kpa(2
13、)坝体边缘的主应力上、下计算上游边缘按不计扬压力的情况计算，按下式计算上=y 上（1+n2）-P上n2上坝体上游边缘的主应力S.下坝体上游边缘垂直正应力n坝体上游边坡P上上游坝面水压力强度（包括泥沙压力）下游边缘按以下两种情况校核不计扬压力时下=y 下(1+m2)-P下m23坝应力计算将扬压力作为水平截面上的荷载进行计算。原点在下游面，取X=0，10，20，30，40，43.29，各点计算。（1）水平截面上的垂直正应力 yy=a+bxa=y 下=1042.5y 上-y 下=156.8-1042.5b=-18.986T43.29(2)水平正应力 xa2+b2xx 上P上-(P上-y 上)n2x
14、下P下+(y 下-P下)m2(3)剪应力=a1+b1x+c1x2计算上，上上=(p上-6y上)n下=y下-p下)m计算 a,b,c,a=下=729.75S.b=3p 2下 2下TT2P上下T32Tc=(4)主应力各点的主应力及其方向，按以下两式计算126X 6Y6 6Y2X 221 arctg6X61 arctg2y1上两式中61，62第一第二主应力6X,6Y垂直水平正应力剪应力1第一主应力与水平夹角11YXYX22设 A=2B=2C=B 1则 AC2抗压强度验算项目不计扬压力计入扬压力不计扬压力计入扬压力0T1+m2WrMrS(。）S(。)比较R(。）/d校核水位11110.850.8511
15、43.2943.2943.2943.291.641.641.641.642782629063117745290631-471.88-853.79-1948.7-1056.6-401-726-1949-105711111.111111.111111.111111.1设计水位2776857147718211332628S.细部构造设计细部构造设计一、材料区分及标号选择一、材料区分及标号选择重力坝坝型为 C15 砼砌块石重力坝，坝基高程 31.00 米，坝顶高程 84.90 米，坝高 53.90 米，坝基垫层和防渗面板采用 C20混凝土，要求抗渗标号 W8，坝体采用 C15 混凝土砌毛石。二、坝顶二
16、、坝顶重力坝坝顶迎水侧设钢筋砼防浪墙，背水侧及溢流坝坝顶交通桥上下游均设置安全栏杆，高度 1.20m。路面设置双向排水，坡度 1/200。三、坝体防渗与排水三、坝体防渗与排水大坝上游侧设置 C20 砼防渗面板，厚度 1.0m，底部与坝基砼齿墙连成一体。面板设温度钢筋与固定钢筋。砼防渗面板后设置一排竖向排水管，间距 3.0m，径 0.2m；坝中设置一道横向排水管，径 0.3m。四、坝体廊道系统四、坝体廊道系统为进行帷幕灌浆、设置排水孔、排泄渗透积水、安装观测仪器、检查维修坝体等需要，在坝设置廊道。廊道离坝面 16 米以上，在河道段高程为 47.00m，水平布置，在左右两岸由平行坝轴线方向沿地形向
17、两岸抬高，廊道为直墙圆拱标准形，宽 2.5m，高 3.5 m，廊道采用 C20 钢筋砼衬砌。S.地基处理地基处理一、开挖一、开挖基底开挖不小于 6.0m，开挖面力求平整无尖角，岸坡段开挖平台不小于总宽度的 1/3。确定开挖线后，开挖线以上岩石全部挖除。二、固结灌浆二、固结灌浆在坝基面上下游约 1/4 底宽围进行固结灌浆，孔距 3m，成梅花状布置，并在上下游坝踵、坝址外各布一排，灌浆孔深58m，压力 0.20.4Mpa。三、惟幕灌浆与坝基排水孔三、惟幕灌浆与坝基排水孔为降低扬压力，大坝设置防渗排水系统，防渗办法采用帷幕灌浆，即在离坝面8.0 米附近钻孔，进行深层高压灌水泥浆，形成一道垂直防渗帷幕，防渗帷幕深度伸入相对不透水层 35 米，帷幕厚度 3.0 米左右。另在防渗帷幕的下游侧设置排水设施，可以有效地降低坝基渗透压力。排水孔布置在廊道，在防渗帷幕下游 2 米，孔距 3米，孔深为帷幕深度的 0.5 倍，且不小于 10 米。S.