水工建筑物重力坝课程设计（DOC）.doc

水工建筑物课程设计 ——重力坝 姓名： 武 亮 学号： 2011101812 班级： 11水利水电工程（本）04 指导老师： 张 洁 目 录 一、原始资料(数据) ………………………… -2- 二、坝体剖面拟定 ………………………… -3- 三、稳定分析 ……………………… -5- 四、 应力分析 ………………………… -13- 五、溢流坝面设计 ………………………… -15- 六、细部构造设计 ………………………… -17- 七、地基处理设计 ………………………… -19- 附录1：参考资料 ……………………… -21- 附录2：坝体剖面图 ………………………… -21- 一、原始资料(数据) 某枢纽以发电为主，兼顾防洪灌溉。水库建成后，还可以提高下游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。 水库特征： 1、水库水位： ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米 2、下泄流量及相应下游水位：①千年一遇洪水的下泄流量13770，相应下游水位271.90米②五千年一遇洪水的下泄流量15110，相应下游水位272.63米 3、库容：总库容为17.9亿立方米 考虑开挖后，坝基面高程269m 、综合利用效益：装机容量20万千瓦，年发电量7.4亿度。 防洪：可将千年一遇洪峰流量以18200削减至13770；可将五千年一遇洪峰流量从21200削减至15110；可灌溉农田30万亩；此外还可改善航运条件，库区可从事养殖。 自然条件 3.1、地形：坝址位于峡谷出口段，左岸地势较低，山坡较缓；右岸地势较高，山坡较陡。 2、地质：坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩。岩性坚硬完整，新鲜岩石饱和极限抗压强度在60-80Mpa以上，坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩, 饱和极限抗压强度为30-40 Mpa。 坝基坑剪断摩擦系数经野外试验及分析研究确定为1.0-1.1；坝基坑抗剪断凝聚力为0.6-0.8 Mpa。 水文地质：坝址水文地质较简单。相对不透水层埋藏深度一般在35米以内，库区无渗漏问题。 4、气象资料：最高气温为℃，最低气温为-8℃，多年平均最大风速为14，水库吹程为1.4km 5、淤泥：百年后坝前淤沙高程为286.6米，淤积泥沙内摩擦角取，淤沙浮容重为 1、 工程等级 总库容为17.9亿立方米，确定为大（1）型水库，等级为Ⅰ级。 2、确定坝高 2.1、超高值Δh 的计算 坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶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Δh，可由式（2-1）计算。 Δh = h1% + hz + hc （2-1） Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m； h1% —累计频率为1%时的波浪高度，m； hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m； hc —安全加高，由于该工程的级别为Ⅰ级，故查得设计洪水位情况hc＝0.7m；校核洪水位情况hc＝0.5m。 下面按官厅公式计算h1% ， hz。 V0 为计算风速，14m/s；D 为吹程，1.4km；波高hl：gD/V02=70∈(20～250)，为累计频率5%的波高h5%，规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24； 首先计算波浪高度hl 和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度hz。 （1） 设计洪水位时：设计洪水位时Δh 计算，风速采用多年平均最大风速 V0 =14m/s，吹程D=1.4km。 波浪三要素计算如下： 波高hl=0.0166 V05/4 D1/3=0.0166×14^(5/4)×1.4^(1/3)=0.50m 波长L=10.4(hl)0.8 =10.4×0.5^0.8=6.00m 雍高hz=πhl2/Lcth2πH/L=3.14×0.5^2/6.0×cth(2×3.14×80.9/6.0)=0.13m 计算得出h=h5% =0.50m，因gD/V02=70，h1%=1.24h5%=0.62m ； hz = 0.13m ； hc = 0.7mΔh = h1% + hz + hc=0.