重力坝稳定及应力计算书.docx

1 5.1 重力坝剖面设计及原则 5.1.1 剖面尺寸的确定 重力坝坝顶高程 1152.00m，坝高H=40.00m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须 要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的 8%~10%，且不小于 2m。若有交通要求或 有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度 B 10m 。 考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率 n=0~0.2， 下游边坡坡率 m=0~0.8。故上游边坡坡率初步拟定为 0.2，下游边坡坡率初步拟定为 0.8。 上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定， 一般折坡点在坝高的 1/3~2/3 附近，故初拟上游折坡点高程为 1138.20m。下游折坡点 的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到(最常用的是 其基本剖面的顶点位于校核洪水位处)，故初拟下游折坡点高程为 1148.50m。 5.1.2 剖面设计原则 重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳 定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。 非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程 量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。 遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济 的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后 根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 5.2 重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1 基本原理与荷载组合 重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、 冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表 4.5。 表 4.5 荷载组合表 组 组合 相关 自 静水 扬压 泥沙 浪压 冰压 地震 动水 土压 情况 工况 重 压力 力 压力 力 力 荷载 压力 力 基本 正常 √ √ √ √ √ √ 2 √ √ √ 水位 设计 水位 冰冻 校核 水位 地震 情况 组合 特殊 组合 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 5.2.2 坝体自重计算 5.3.2.1 坝体自重计算公式 坝体自重 W (KN) 的计算公式： w c V (4.5) 式中： V 坝体体积(m3)，以单位长度的坝段为单位，通常把其断面分成若干个简 单的几何图形分别计算； 坝体砌石的重度，一般取 23kN/m3。 c 力矩作以下规定：以坝底中心为力矩，逆时针为正，顺时针为负。 5.3.2.2 按实体重力坝计算坝体自重及力矩 3 图 4.1 实体重力坝自重计算图 一区： W 23 4.14 20.70 1 2 985.53KN 1 L 1 3 4.14 14.65 16.03m 1 M W L 985.53 16.03 15798.05KN .m 1 1 1 二区： W 2 M W L 2 2 2 三区： W 23 3 M W L 3 3 3 23 10.0 34.50 7935KN L 1 2 10.0 4.5 9.5m 2 7935 9.5 75382.50KN .m 4.66 5.82 1 2 311.89KN L 2 3 4.66 3.11m 3 311.89 3.11 969.98KN .m (逆时针) (逆时针) (逆时针) 4 (顺时针)(逆时针)(顺时针)(顺时针)四区： (顺时针) (逆时针) (顺时针) (顺时针) W 23 4.66 25.18 2698.79KN 4 L 1 2 4.66 2.33m 4 (逆时针)M W L 2698.79 2.33 6288.18KN .m (逆时针) 4 4 4 五区： W 23 25.18 20.15 1 2 5834.84KN 5 L 1 3 20.15 6.72m 5 M W L 5 5 5 六区： W 23 6 L 6 M W L 6 6 6 七区： 5834.84 6.72 39210.12KN .m 2.25 4.50 12 116.44KN 1 3 2.25 16.55 17.30m 116.44 17.30 2014.41KN .m W