课程设计蒋连华.doc

设 计 计 算 说 明 书 学号：2010800608 姓名：蒋连华 目录 1、 重力坝非溢流坝段的设计 3 1.1、非溢流坝段的剖面设计 3 1.1.1、坝顶高程的确定 3 1.1.2、坝顶宽度的确定 4 1.2.3、坝底宽度的确定 5 1.2.4、上下游边坡 5 1.2.5、廊道的布置 5 2、 非溢流坝段的应力及稳定分析 5 2.1、荷载计算 5 2.1.1、自重荷载 6 2.1.2、静水压力 6 2.1.3、扬压力 6 2.1.4、泥沙压力 8 2.1.5、波浪压力 8 2.2、抗滑稳定分析 9 2.3、重力坝的应力分析 10 2.3.1 不考虑扬压力下的应力分析 10 2.3.2、考虑扬压力下的应力分析 12 2.4、应力分析结果 14 2.4.1、考虑扬压力程序计算结果 14 2.4.2 不考虑扬压力程序计算结果 21 3、 溢流坝段的设计 28 3.1、顶部曲线段 28 3.2、中间直线段 29 3.3、反弧段 30 3.4、挑角的确定 30 3.5、溢流坝剖面图绘制 30 4、附录 30 1、 重力坝非溢流坝段的设计 1.1、非溢流坝段的剖面设计 1.1.1、坝顶高程的确定 （1）、基本资料的确定 根据已知风向的吹力：多年平均最大风速20m/s,历年最大风速30m/s。风向基本垂直坝轴线，吹程D=3km。 （2）、坝顶高程的确定 坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程，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可按下式计算 式中：为累计频率为1%时的波浪高度，m；为波浪中心线高于静水位的高度；为安全加高，按下表选用： 表1 安全加高 单位：m 运用情况 坝的级别 1 2 3 设计情况（基本情况) 0.7 0.5 0.4 校核情况（特殊情况） 0.5 0.4 0.3 由已知条件可知该坝址主要建筑物为2级建筑物，所以安全加高在设计情况和校核情况是分别为0.5m和0.4m，由此可计算波浪的。 已知该坝水库吹程D=3km，历年最大风速为30m/s，多年平均最大风速为20m/s。正常蓄水位和设计洪水时宜采用相应最大风速，即为30m/s，校核情况宜采用最大风速的历年平均值，即为20m/s，带入官厅水库公式；；中有： 正常蓄水位时： 由于在20-250之间，所以 设计洪水位时： 由于在20-250之间，所以 校核洪水位时： 由于在20-250之间，所以 设计洪水位时： 相应的坝顶高程为： 605.00+3.1473=608.1473m 校核洪水位时： 相应的坝顶高程为： 611.3+1.9605=613.2605m 防浪墙顶高程按下式计算，并选用其中的较大值。 可见校核洪水情况所要求的坝顶高程为控制高程，由于防浪墙高1.2m故采用坝顶高程为613.2605-1.2=612.1m。所以坝高=612.1-565=47.1m，可近似取为48m。 1.1.2、坝顶宽度的确定 取坝高的8%--10%，且不小于2m，因此在3.76m--4.7m之间，取为4m。 1.2.3、坝底宽度的确定 为了满足要求，取坝底宽度为坝高的0.7--0.9倍之间，即32.9m--42.3m之间。故取为36m。 1.2.4、上下游边坡 本次设计采用上游坝面铅直，下游破率取为0.8。 1.2.5、廊道的布置 根据要求，廊道上游壁到上游坝面的距离应不小于0.05-1.0倍的水头，故取4m，宽度为2.5m-3m，取3m，高为3-3.5m，取3.5m。 1.26、非溢流坝段剖面图 2、 非溢流坝段的应力及稳定分析 2.1、荷载计算 一般重力坝结构计算内容包括稳定和强度的计算，重力坝抗滑稳定及坝体应力计算的荷载组合分为基本组合和特殊组合两种，宜以正常蓄水位时的荷载组合作为基本组合；在严寒地区冰冻情况也应作为一种基本组合；以校核洪水时的荷载或地震荷载作为特殊组合。 本设计基本组合只计算正常蓄水位时的荷载组合，特殊组合只计算校核和地震荷载。且选取坝基面和靠近坝基的廊道底面作为计算截面。 该重力坝承受的荷载与作用主要有：（1）自重（包括固定设备重）；（2）静水压力；（3）扬压力；（4）泥沙压力；（5）波浪压力；（6）地震作用（不考虑）等。其荷载组合如表（2-1）所示。且取1m坝长进行计算；排水孔距上游面4m。 表2 荷载组合 荷载组合 主要考虑情况 荷载 自重 静水压力 扬压力 泥沙压力 波浪压力 基本组合 （1）正常蓄水位 √ √ √ √ √ （2）设计洪水位 √ √ √ √ √ 特殊组合 （3）校核洪水位 √ √ √ √ √ 2.1.1、自重荷载 混泥土自重公式为： 式中：混泥土容重；V坝体体积；取1m坝体长度进行计算。 因为正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位三种设计工