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拱坝课程设计计算
水
工建筑物课程设计
设计题目：拱坝
学院：土木建筑工程学院班级：水电061
姓名：徐君
学号：060807110296
指导老师：肖良锦老师
第一章工程概况
某工程位于排坡河中游河段，以发电为主。电站装机2X630Kw，坝址以上流域面积151Km2。枢纽主要建筑物有混凝土拱坝，坝后引水式厂房等。大坝为五等5级建筑物。设计洪水（三十年一遇）367m3/s，校核洪水（二百年一遇）572m3/s。
坝址河床为较对称的V型河谷，两岸坡较陡。
河床及漫滩砂砾石层厚为0~3m，弱风化层厚2~2.5m。坝后冲刷坑范围以内河床为炉山组中至厚层白云岩，其岩性坚硬致密，隐节理发育，抗冲刷强度高。
上游坝址溢流堰顶高程375.00m。
电站额定引用流量2X2.69m3/s。
该电站位于我省东部多暴雨地区，洪水强度大，流域坡度陡，汇流快，洪水陡涨陡落，枢纽建筑物布置多集中于河床。确定正常蓄水位与溢流堰顶高程平齐。
课程设计任务
根据以上提供的基本情况及地形图，布置设计混凝土拱坝。步骤如下：
1、拱坝布置的原则在地形图上布置双曲拱坝。选
择7层拱圈，坝肩及河床的开挖深度按5m，坝顶无通行汽车要求。根据布置的尺寸进行拱坝应力分析，直至满足应力要求为止。（时间2天）
2、选择坝顶溢流方式及消能方式，进行相应水力学计算。确定；孔口尺寸、闸墩宽度、上游设计水位、校核水位、下游设计水位、校核水位、工作桥。（时间1天）
3、根据布置及计算结果，要求提供以下成果。
（时间2天）
拱坝平面布置图（建议比例1：200）溢流坝剖面图（建议比例1：200）非溢流坝剖面图（建议比例1：200）
拱坝下游立视图或展视图（建议比例1：200）
设计计算书1份
第二章拱坝的体形和布置
设计参数
坝体材料：C20混凝土，容重2.4t/m3,弹模为25.5×109(坝体弹模考虑徐变的影响，取为瞬时弹性模量的0.6--0.7)，泊松比0.167，线胀系数1×10-5/℃，导温系数3m2/月。
坝基：白云岩，容重2.5t/m3,弹模29.82×
109，泊松比0.17，线胀系数1.4×10-5/℃，导温系数3m2/月。淤沙浮容重按1.3t/m3,内摩擦角14°。
温度荷载按规范(SD145-85)计算，封拱灌浆温度取8～12℃。
控制指标
大坝拱肩稳定及应力控制指标均严格按照
《混凝土拱坝设计规范》（SD145-85）执行，见表2-1、2-2。
表2-1 抗滑稳定安全系数表
类
类
别
抗剪断强
度
K
s
荷载组合情况
基本组合特殊组合
安全系数
3
2.5
表2-2 大坝允许应力表
类
类
别
荷载组合情
允许应
允许拉应力
况
基本组合
力
12
(kg/cm2)
特殊组合
15
允许压应力
基本组合
50
(kg/cm2)
特殊组合
55
坝顶高程的拟定
2.3.1设计洪水位计算：
2.3.1
, 取单宽流量
Q ?Q
溢 总
?Q
0
?367?2?2.69?361.62
m3/s
q=50
，
m3/s
m，
L?Q
溢
/q?361.62/50?7.23
校核洪水位计算：
，
Q ?Q
溢 总
?Q
0
?572?2?2.69?566.62m3/s
，
L?Q
溢
/q?566.62/50?11.33m
所以取L=12m,n=3,b=4m。
通过EXCEL计算，设计水位382.00，校核水位386.00
设计洪水位的计算
水位H 孔口数n 流量系数m
侧收缩系数?
堰宽b
流量Q?nb?m2gH3/2
6
3
0.49
0.9
4
344.3299082
6.05
3
0.49
0.9
4
348.6429865
6.1
3
0.49
0.9
4
352.9739246
6.15
3
0.49
0.9
4
357.3226489
6.2
3
0.49
0.9
4
361.6890871
6.22
3
0.49
0.9
4
363.4406062
6.24
3
0.49
0.9
4
365.1949436
6.26
3
0.49
0.9
4
366.9520946
取H=7m,河底高程349.00，再往下开挖5m,坝底高程344.00堰顶高程375.00，设计水位382.00.
校核洪水位的计算
8
3
0.49
0.9
4
530.1305738
8.1
3
0.49
0.9
4
540.10152
8.2
3
0.49
0.9
4
550.1342068
8.3
3
0.49
0.9
4
56
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