拱坝设计计算书docWord文档格式.docx

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hl=0.0166×

9.9×

0.4=0.215m

L=10.4×

（0.215）0.8=3.041m

hz==0.048m

△h=0.215+0.048+0.3=0.56m

校核洪水位坝顶防浪墙高：

Z校坝=Z校核水位+△h

Z校坝=676.01+0.563=676.57m

1.3设计洪水位时：

20×

0.4=0.517m

（0.517）0.8=6.135m

hz==0.137m

△h=0.517+0.137+0.4=1.054m

设计洪水位坝顶防浪墙高：

Z设坝=Z设计水位+△h

Z设坝=675.09+1.0555=676.14m

坝顶高程取以上结果较大值676.60m。

2、拱坝坝体尺寸的初步拟定

2.1坝顶宽度为5.00m，最大坝高H=80.6m，β1=0.65，凸度β2=0.18最大倒悬度S=0.25。

Z0=β1H=0.65×

80.6=52.39m

DA=β2H=0.18×

80.6=14.51m

2.2拱冠梁厚度设计

TC=5m，T52.39=21m，TB=24m

3、WES溢流堰剖面设计

采用WES实用堰，2表孔溢流，堰顶高程671.00m，空口尺寸为4×

7（高×

宽）。

3.1堰顶O点上游三段圆弧的半径及其水平坐标值为：

Hd=675.09－671.00=4.09m

R1=0.50Hd=0.50×

4.09=2.045m

X1=-0.175Hd=-0.175×

4.09=-0.716m

R2=0.20Hd=0.20×

4.09=0.818m

X2=-0.276Hd=-0.276×

4.09=-1.129m

R2=0.04Hd=0.04×

4.09=0.164m

X2=-0.282Hd=-0.282×

4.09=-1.153m

3.2O点下游的曲线方程

按上式算得的坐标值如下：

X（m）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

y（m）

0.151

0.544

1.153

1.962

2.965

4.155

5.526

7.074

8.797

3.3坡度m=0.7的下游直线段CD与曲线OC相切于C点。

C点坐标XC，YC如下求得：

对堰面曲线求一阶导数

直线CD的坡度为

故XC=5.38mYC=3.396m

2.4鼻坎挑流的泄洪方式，

=14.588m/s

挑流鼻坎水深

h1=q/v=21.423÷

14.588=1.468m

为R=（4～10）h1

反弧半径R=6.00m，挑射角=25°

二、拱坝水力学计算

1、挑流消能计算

1.1.1校核水位工况

校核水位工况挑流消能计算，校核水位676.01m,校核水位下游水位605.02，河床高程599.20。

溢流堰顶宽度14m，挑流鼻坎宽度15.24m。

最大下泄流量326.5m，鼻坎单宽流量q=21.423m3/s.m。

L——自挑流鼻坎摸段末端起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距，m

——挑流水舌水面出射角，近视可取用鼻坎挑角，（°

）

h1——挑流鼻坎末端法向水深，m

h2——鼻坎坎顶至下游河床高差，m，

v——挑坎坎顶至水面流速，m/s，可按鼻坎处平均流速v的1.1倍计。

关于鼻坎的平均流速。

适用范围，S＜

s=16.47m18×

21.4232/3=138.84m此公式使用

v——鼻坎末端断面平均流速，m/s

Z0——鼻坎末端断面水面以上的水头，m

——流速系数

hf——泄槽沿程损失，m

hj——泄槽各项局部水头损失之和，m，可取hj/Z0为0.05

S——泄槽流程长度，m

Q——泄槽单宽流量，m3/（s.m）

Z0=11.66m

=0.22m

=0.931

L=

=57.72m

1.1.2冲刷坑最大水垫深度

T——自下游水面至坑底最大水垫深度m

q——鼻坎末端断面单宽流量m3/（s.m）

Z——上下游水位差m

K——综合冲刷系数

Z=70.99mk=1.2q=21.423m3/（s.m）

=16.12m

冲坑深度：

T1=16.13-5.82=10.31m

1.2.1设计水位工况

设计水位工况挑流消能计算，设计水位675.09m，设计水位下游水位604.24m，河床高程599.20m。

最大下泄流量264.8m，鼻坎单宽流量q=17.375m3/s.m。

5.2关于鼻坎的平均流速。

23.322/3=146.9m此公式使用

h1=0.05mZ0=10.46m

=0.234m

=0.928

=13.789m/s

h1=q/v=17.375÷

13.789=1.260m

=53.99m

1.2.2冲刷坑最大水垫深度

Z=70.85mk=1.2q=17.375m3/（s.m）

=14.51m

T1=14.51-5.04=9.47m

三、荷载计算及表数

1静水压力

水的容重=1t/m3

2动水压力

溢流坝面的反弧段上的动水压力强度

式中：

Pr——垂直与反弧面的动水压力t/m2

q——泄洪单宽流量m3/s.m

g——重力加速度9.81m/s2

rd——反弧段的曲率半径m

v——反弧段上的平均流速m/s

v==13.349m/s

h1为跃前水深

按水力学公式计算，hf为头损失，z为水库水位至反弧段最低点的距离。

Z=10.83mh1=1.747m

动水压力的水平分力

=6.353×

5×

（）=8.945t/m2

垂直分力

（）=38.229t/m2

3扬压力

浮托力PU=下=1×

8.675=8.75t/m2

渗透压力

P=1×

145.44+0.91×

57.97+0.78×

54.6=240.78t/m

4浪压力

=0.0166×

L=10.4（）0.8

=10.4×

=

=4.012t/m2

5淤沙压力

坝前淤沙高程Z沙=631.24m

淤沙r=14KN/m3

空隙率n=0.4

内摩察角θ=18

6、拱坝计算参数汇总

1、校核洪水位高程676.01m，校核洪水下游水位605.02m。

设计洪水位高程675.09m，设计洪水下游水位604.24m。

正常蓄水位高程675.00m。

死水位高程634.00m，

堰顶高程676.60m。

2、淤沙高程631.24m，干容重r=1.4t/m3，孔隙率n=0.4，内摩察角θ=18°

3、坝体最大平均温度变化见附表1，计算分收缩和膨胀

4、渗透压力

5、浪高hl=0.517m

6、坝体材料：

C10小石子混凝土砌块石

砌体r=23.5t/m3，砌体弹模Ed=6×

109Pa，线膨胀系数α=

8×

10-6/°

C，抗压强度4～4.7Mpa。

7、岩石为三迭系上统须家河组浅灰色厚层石屑砂岩夹少量灰质页岩、泥岩和灰质页岩透镜体，岩层走向88°

/NW∠36°

。

石英砂岩干抗压强σ干=138.9～57.7Mpa，湿抗压强σ湿=83.4～43.9Mpa，

8、地基弹模分区见下游正视图，节理裂隙见下图，裂隙随机分布，地温12°

1走向320°

～330°

/SW＜50°

～55°

2走向50°

～60°

/SE＜60°

～70°

3走向335°

～345°

/SW＜65°

～80°

4走向310°

～320°

/SW＜58°

～78°

节理裂隙连通率0.7，有节理面无充泥f=0.7，c=0.2；

有节理面有充泥f=0.25，c=0.02。

9、荷载组合按规范要求。

可先计算以下①、②两种组合。

算出坝内应力及左坝头稳定成果电传给我，以便选择方案使用。

1组合：

自重

2组合：

正常水位+浪压+淤沙+温升+下游水位

正常水位+浪压+淤沙+温降+下游水位

10、坝头稳定计算，以节理面控制为主，岩层倾向上游，没有夹泥层亦不受大的影响。

11、温度荷载计算（见附表1）

四、工程量计算

1、拱坝工程量

拱坝最大坝高为80.6m，坝顶高程为676.60，坝体中间有2个，泄流表孔，尺寸为

1.1土石方开挖

根据地质报告，拱坝河床建基面高程596.00m；

坝肩径向开挖，630.00m高程以下，始基岩面水平开挖深度10m；

630.00m高程以上，水平开挖深度由10m渐变到坝顶高程20m；

建基面在弱风化带顶板下10.0m左右。

开挖边坡比：

墙风化岩带为2:

1，弱风化岩带为3：

1。

附表1温度荷载计算

截面

高程（m）

拱厚（m）

水深（m）

（T2/hr）1/2

（A′2+B′2）1/2

上游变幅A1

上游变幅A2

（A1+A2）/2

Qm

平均温

度变化

年

中间

1

676.60

5.00

0.00

0.707

4.272

0.94

0.180

10.700

8.20

10.70

10.058

1.476