重力坝设计说明书Word文件下载.docx
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枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。
二、坝型确定
坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。
本枢纽坝址区为较坚硬的砂岩，当地石料丰富，确定本水库大坝为浆砌块石重力坝。
三、基本剖面的拟定
重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。
由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的倍），下游边坡m=，上游面为铅直。
四、坝高计算
按《重力坝设计规范》中有关规定，本水库坝顶高程＝波浪高+浪高中心线高出静水位高度+安全超高
（1）最大波浪在坝坡上的爬高R计算：
1风浪要素的计算
A、风速ω：
本水库多年平均最大风速14.0m/s，重现期最大风速23.0m/s：
B、风区吹程长度D：
风作用于水域的长度；
D设计=2600m，D校核=3000m。
2风浪爬高计算：
采用莆田试验站公式计算风浪各要素及波浪爬高，计算得：
h设计=2.05m，h校核=1.11m。
（2）浪高中心线高出静水位高度：
h设计0=0.62m，h校核0=0.33m
（3）安全加高值：
A设计=0.5m，A校核=0.4m。
（4）坝体安全超高成果：
设计坝顶高程=+++=85.67m，校核坝顶高程=+++=86.56m；
水库坝顶高程为84.9m，需设防浪墙高1.7m，即：
防浪墙顶高程为86.6m。
四、挡水坝段剖面的设计
1、坝顶高度确定
根据资料提供，确定坝顶高程为84.90米。
2、坝顶宽度
坝顶宽度B==*=5.39m
为适应施工和运用检修的需要，并考虑坝体各部分尺寸协调，坝顶宽度取坝高的10%左右，即5.5米。
结构计算
一、荷载及其组合
1、计算情况确定
荷载组合分二种
（1）、基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合：
自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力；
（2）、特珠组合为校核洪水位情况，其荷载组合：
自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
设计洪水情况荷载计算表
荷载计算
荷载
垂直力（KN）
水平力（KN）
力臂（m）
力矩（）
方向
↑
↓
→-
←+
↙+
↘-
自重
G1
6818
276416
G2
20530
517473
GW
水压力
P1
13261
227651
P2
1051
5081
扬压力
PL1
6277
135867
PL2
438
18115
PL3
2183
57263
PL4
658
27605
浪压力
U1
398
泥沙压力
Pn
109
2．3
253
合计
9557
27768
13378
799780
467151
校核洪水情况荷载计算表
477
14429
258379
1194
6688
144802
454
18743
2259
59243
680
28550
8
417
10081
27826
14546
801019
510388
二、挡水坝抗滑稳定分析计算
1、抗滑稳定计算
（一）荷载计算
1．荷载组合：
（1）基本荷载组合：
1坝体自重
2设计洪水位坝体上游静水压力
3设计洪水位扬压力
4设计洪水位泥沙压力
（2）特殊荷载组合：
①坝体自重
②校核洪水位上下游静水压力
③校核洪水位扬压力
④校核洪水位泥沙压力
2、抗滑稳定验算
1．按抗剪断公式计算
（Σf1W+C1A）
K1=
ΣP
K1——抗剪断计算的抗滑稳定安全系数
f1——滑动面上的抗剪断摩擦系数
C——滑动面上的抗剪断凝聚力
A——滑动面截面积
ΣP——计算截面上的所有切向力
ΣW——作用于计算截面上的所有法向力
2．参数确定
按地质资料砼和微风化岩石的抗剪断系数为
C1=700Kpaf1=
3.抗滑稳定计算见附表5
抗滑稳定按抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数，计算过程见下表，
-抗滑稳定计算
项目
∑W
f'
A
C'
∑P
K'
〔K〕
结论
校核水位
18310
700
满足要求
设计洪水位
18758
计算结果见下表。
稳定计算表
类型
荷载组合
计算安全系数K
允许安全系数（K）
非溢流坝
基本组合
特殊组合
满足规范要求。
4.抗滑稳定按承载力极限状态验算稳定安全系数，计算结果见下表，基本公式：
γ0.φ.S（.）≤R（.）/γd
抗滑稳定验算
γ0
φ
R
∑WR
S（。
）
γφS（。
R（。
）/γd
1
17745
13352
11349
19792
正常水位
18211
20091
稳定验算表
计算值γ0φS（.）
允许值R（.）/γd
三、挡水坝边缘应力分析与强度计算
3、应力分析
根据《砌石坝设计规范》SL25-91，实体重力坝应力计算以材料力学为基本分析方法，计算各种荷载组合下坝体垂直正应力和坝体主应力。
荷载组合分基本组合与特殊组合二种。
（1）基本组合（设计洪水位）应力计算
1．边缘应力计算
（1）坝基面Ó
y下计算
不计扬压力时：
ΣW6ΣM277686×
571477
Ó
y下=-=+=2471Kpa
TT2
计入扬压力：
ΣW6ΣW187586×
332628
y下=-=+=1498Kpa
（1）特殊组合（校核洪水位）应力计算
（2）坝基面Ó
ΣW6ΣM278266×
541969
y下=-=+=2378Kpa
ΣW6ΣW183106×
290631
y下=-=+=1353Kpa
抗拉强度验算
T
∑M
∑W/T+
6∑M/T2
比较
校核洪
水位
不计扬压力
2378
＞
计入扬压力
1353
设计洪
2471
1498
（2）坝体边缘的主应力Ó
上、Ó
下计算
上游边缘按不计扬压力的情况计算，按下式计算
上=Ó
y上（1+n2）-P上n2
上——坝体上游边缘的主应力
下——坝体上游边缘垂直正应力
n——坝体上游边坡
P上——上游坝面水压力强度（包括泥沙压力）
下游边缘按以下两种情况校核
不计扬压力时
下=Ó
y下×
（1+m2）-P下m2
3．坝内应力计算
将扬压力作为水平截面上的荷载进行计算。
原点在下游面，取X=0，10，20，30，40，，各点计算。
（1）水平截面上的垂直正应力Ó
y
y=a+bx
a=Ó
y下=
Ó
y上-Ó
y下==
T
（2）水平正应力Ó
x＝a2+b2x
x上＝P上-（P上-Ó
y上）n2
x下＝P下+（Ó
y下-P下）m2
（3）剪应力τ=a1+b1x+c1x2
计算τ上，τ上
τ上=（p上-6y上）n
τ下=y下-p下）m
计算a,b,c,
a=τ下=
b=
c=
（4）主应力
各点的主应力及其方向，按以下两式计算
上两式中，——第一第二主应力
—垂直水平正应力
——剪应力
——第一主应力与水平夹角
设A=B=C=
则
抗压强度验算
1+m2
∑Wr
∑Mr
校核
不计
-401
＜
满足
要求
计入
-726
设计
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