大坝方案混凝土坝设计计算方案Word文档下载推荐.docx
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淤砂浮容量为0.9吨/立米,内摩擦角为12度。
淤砂高程157.5米。
三、气象
库区年平均气温为10℃左右,一月最低月平均产气温为零下6.8℃,绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)7月份最高月平均气温25℃,绝对最高达39℃(1955年),本流域无霜期较短(90—180天)冰冻期较长(120—200天),顺河站附近河道一般12月封冻,次年3月上旬解冻,封冻期约70—100天,冰厚0.4—0.6米,岸边可达1米,流域内冬季盛行偏北风,风速可达七八级,有时更大些,春秋两季风向变化较大夏季常为东南风,多年平均最大风速为21.5米/秒,水库吹程D=3公里。
四、工程地质
库区地质:
顺河水库、库区属于中高山区,河谷大都为峡谷地形,只西城至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄,断续出现不对称,区域内无严重的坍岸及渗透问题。
第四大岩层(Arl4)为角闪斜长片麻岩。
具粗粒至中间细粒千状花岗变晶结构,主要矿物为斜长石、石英及角闪石,本岩层体厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好,总厚度185米左右。
岩石物理力学性质:
岩石容重2.68—2.70吨/立米,饱和抗压强度,弱风化和微分化岩石均在650公斤/厘米2以上,有的可达1100公斤/厘米2以上,混凝土与岩石的摩擦系数微分化及弱风化化下部,可取f=1.10、c/=7.5kg/cm²
。
地震:
库区附近历史地震活动较为频繁,近年来微繁。
弱震任不断发生,其中1936年和1976年两年内发生6度左右地震,1977年6月国家地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定,水库的基本烈度为6度,考虑到枢纽的重要性,和水库激发地震的可能性拦河坝设防烈度采用7度
五、枢纽建筑物特性指标
项目
单位
指标
备注
水位
校核洪水位
米
227.2
设计洪水位
225.7
P=0.01%
正常蓄水位
224.7
P=0.1%
汛期限制水位
216.0
死水位(发电)
180.0
校核洪水位尾水位
156.8
设计洪水位尾水位
152.0
正常蓄水位尾水位
138.4
库容
总库容
亿立米
25.5
计入十年淤积
调洪库容
7.4
兴利库容
19.5
共用库容
5.6
死库容
4.2
坝型
混凝土重力坝
坝顶溢孔数
孔
19
堰顶高程
210.0
闸墩的中墩厚度为3米
每孔净宽
15.0
(横缝设在闸墩中间)
工作闸门尺寸
米×
15×
15
弧形钢闸门
启闭机(2×
70吨)
台
固定式卷扬机
设计洪水位下泄能力
米3/秒
32300
校核洪水位下泄量
42900
限泄275003
泄水孔
进口底高程
160.0
底孔数目
4
工作闸门尺寸(宽×
高)
5×
7
启闭机
设计水位泄水能力
4340
校核水位泄水能力
4430
二、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态:
R0∅S(rGGk,rQQk,ak)≤1/rd1R(fk/rm,ak)
1作用效应函数
S(·
)=∑PR
2抗滑稳定抗力函数
R(·
)=f/R∑WR+C/RAR
式中∑PR-坝基面上全部切向作用之和
f/R-坝基面抗剪断摩擦系数
C/R-坝基面抗剪断黏聚力,KPa
∑WR-坝基面上全部法向作用之和,KN.
结构系数γd=1.2
材料性能分项系数摩擦系数f/R的γm=1.3
凝聚力C/R的γm=3
水工建筑物结构安全级别和重要性系数γo
水工建筑物级别
水工建筑物结构安全级别
结构重要性系数
1
Ⅰ
1.1
2、3
Ⅱ
1.0
4、5
Ⅲ
0.9
设计状的取值见表。
设计状况系数Ψ
设计状况
设计状况系数
持久状况
1.0
短暂状况
0.95
偶然状况
0.85
计算作用效应函数S(·
)时,作用v值,是考虑作用(荷载)对标准值的不利变异。
设计值等于标准值乘以分项系数Y
G.即设计值Qd=QK
*γG.各作用的分项系数见表3-13.
永久作用和可变作用分项系数
序号
作用类别
分项系数
1
自重
2
水压力
1)静水压力
2)动水压力,时均压力
3)离心力、冲击力、脉冲压力
1.05
1.1,1.1,1.3
3
扬压力
1)渗透压力
2)浮托力
3)扬压力(有抽排)
4)残余扬压力(有抽排)
1.2(实体重力坝)
1.1(宽缝、空腹重力坝)
1.1(主抽水孔之前)
1.2(主抽水孔之后)
4
淤沙压力
1.2
5
浪压力
三、设计内容与步骤I一
分析资料
要求对任务书中的基本资料做简单说明。
非溢流重力坝段设计
拟定非溢流重力坝剖面尺寸。
计算决定坝顶高程,根据运用、交通、
构造等
要求拟定坝顶宽度,采用工程类比或由基本剖面拟定上下游坡度。
安全控制验算与改善措施。
抗滑稳定验算与判别应力验算与强度判
别若判别不符合规范要求,则提出改善措施,这是培养思维能力的重要
措施,
根据实际情况考虑建基面坝内应力(采用3点)计算。
溢流坝段剖面设计
根据满足安全、运用、经济、施工、美观要求的非溢流坝剖面修改为溢流坝剖面。
限于时间按°
1。
所拟剖面修改。
选择堰型。
根据堰犁诜择定型设计水头设计计算堰顶曲线求出与非溢流坝下游装的切点(三种情况应处理解决)画出溢流坝上部剖面。
拟定溢流坝上部结构,包括选择闸门和启闭机,闸门和启闭机布置,闸墩型式选择与尺寸拟定,交道桥及工作桥等,并画在溢流坝剖面图上。
选择消能工型式,采用水力学法决定消能结构的各部分尺寸估算消
能效果及应采用的消能防冲措施。
并将消能防冲措施画在溢流坝剖面图上。
重力坝细部构造设计
坝顶布置与构造。
坝身廊道与排水(仅在剖面上表示)。
横缝构造(在溢流坝剖面、平面上表示)。
混凝土标号分区(用溢流坝)。
第二章挡水坝段剖面设计
一、确定枢纽等级及水利工程建筑物的等级
由该枢纽工程概况知该水库总库容为亿m³
,并根据水库的工程规模在国民经济中的作用枢,属于大
(1)型,主坝为Ⅰ级建筑物,其他建筑物为Ⅱ级建筑物。
二、坝体设计
㈠、剖面拟定
1、剖面设计原则
⑴设计断面要满足稳定和强度要求;
⑵力求剖面较小;
⑶外形轮廓简单;
⑷工程量小,运用方便,便于施工。
(二)、拟定基本剖面
重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面,如图,在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压力U的条件下,根据抗滑稳定和强度要求,可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。
根据工程经验,一般情况下,上游坝坡坡率n=0~0.2,常做成铅直或上铅直下部倾向上游;
下游坝坡坡率m=0.6~0.8;
底宽约为坝高的0.7~0.9倍。
(三)、确定基本尺寸
1、确定坝顶高程
图1坝基剖面图
⑴超高值Δ的计算
①基本公式
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,可由式(3-1)计算。
(3-1)
—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m;
—累计频率的波浪高度,m;
—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m;
—安全加高,按表3-1采用,对于Ⅰ级工程,设计情况=0.7m,校核情况=0.5m。
表1坝的安全加高
运用情况
坝的级别
2
3
设计情况(基本情况)
0.7
0.5
0.4
校核情况(特殊情况)
0.3
计算
砼坝
(一)确定工程等级及水工建筑物级别
枢纽为一等工程,主坝为1级建筑物
(二)挡水坝段剖面尺寸确定
坝基高程:
127m
=++
设计:
=0.5+0.7+0.7=1.9
校核:
=0.5+0.7+0.5=1.7
坝顶高程设计:
225.7+1.9=227.6m
227.2+1.7=228.9m
所以取最大值228.8m坝高=228.9-127=101.9m
2、坝顶宽度:
取坝高的8%~10%
即101.9×
(8%~10%)=8.152~10.19取坝顶宽度为10m
3、m、n的确定
上游坝坡n=0~0.2取0
下游坝坡m=0.6~0.8取0.8
4、坝底宽度的计算
224.7-127=97.7m
78.16
所以坝底宽度为78.16m
三荷载计算(分析)
1、自重:
w=ϒcAϒc=24KN/m³
如图:
A=101.9×
10+68.16×
85.2×
=2903.62
W=24×
3922.62=94142.88KN/m
2、静水压力
上游
下游垂直:
9.12×
11.4=51.98m²
20=250m²
23.8429.8=355.22
3、扬压力
4、浪压力:
5、淤沙压力
淤沙浮容重为0.9t/m³
则
内摩擦角为12°
淤沙高程157.5m则hs=157.5-127=30.5m
=
=2707.59KN
四稳定分
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