大工14秋《水工建筑物课程设计》离线作业答案要点.doc

网络教育学院 《水工建筑物课程设计》 题 目：混凝土重力坝设计 学习中心： 专 业： 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 1 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 状况 坝底高程(m) 坝顶高程(m) 上游水位(m) 下游水位(m) 上游坡率 下游坡率 设计情况 31 84.9 82.50 45.50 0 1∶0.8 校核情况 31 84.9 84.72 46.45 0 1∶0.8 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。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。 1.3.2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。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3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。 2 设计及计算内容 2.1 坝高计算 据大坝特性表资料，坝高H=坝顶高程-坝底高程=84.90-31.00=53.90m,为中坝。 2.2 挡水坝段剖面设计 2.2.1 坝顶构造设计 坝顶宽度取8%～10%坝高，且不小于3m， 设计坝顶宽度取4.80m。 坝顶上游设置防浪墙，墙身采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，高度取1.35m(按设计洪水位计算)，宽度取0.50m, 坝顶下游侧设拦杆。 2.2.2 坝底宽度计算 根据大坝特性表资料，坝底宽度T=（84.90-31.00）×0.8=43.12m。 2.2.3 坝体检查排水廊道、排水管幕设计 为了便于检查、观测和排除坝体渗水，在坝体高程65.00处设一检查兼作排水用的廊道，廊道断面采用城门洞形，宽度取1.5m，高度取2.5m，其上游侧至上游坝面的距离取0.05～0.07倍作用水头，且不小于3m，设计取4.00m。 为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕至上游坝面的距离取1/15～1/25倍作用水头，且不小于2m，设计取3.00m，间距取2.50m，管径取200mm，排水管幕做成铅直，与纵向排水检修廊道相通，渗入排水管的水可汇集到下