重力坝设计说明书Word文档下载推荐.docx
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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0.8倍),下游边坡m=0.8,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3:
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o=0.62m,h校核o=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=82.5+2.05+0.62+0.5=85.6榆核坝顶高程=84.72+1.11+0.33+0.4=86;
56m
水库坝顶咼程为84.9m,需设防浪墙咼1.7m,即:
防浪墙顶咼程为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=0.1H=0.1*(84.9-31)=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:
自重水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
设计洪水情况荷载计算表
何载计算
荷载
垂直力(KN)
水平力(KN)
力臂
(m)
力矩(kN.m)
方向
T
J
—-
J+
/+
\-
自重
Gi
6818
40.54
276416
G2
20530
25.21
517473
Gw
419.8
1.93
810.2
水压力
Pi
13261
17.2
227651
F2
1051
4.8
5081
扬压力
PLi
6277
21.6
135867
FL2
438
41.3
18115
PL3
2183
26.2
57263
PL4
658
42.0
27605
浪压力
Ui
7.8
51.3
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
何载
垂直力(KN)
477
2.06
983.5
14429
17.9
258379
1194
5.2
6146.6
6688
144802
454
18743
2259
59243
680
28550
8
53.7
417
10081
27826
14546
801019
510388
、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:
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
(艺fiW+CiA)
Ki=-
艺P
Ki抗剪断计算的抗滑稳定安全系数
fi――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
艺P——计算截面上的所有切向力
艺W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
Ci=700Kpafi=1.0
3.抗滑稳定计算见附表5
计算过程见
抗滑稳定按抗剪断公式计算抗滑稳定安全系数,
下表,
-抗滑稳定计算
项目
刀W
f
A
C'
刀P
K'
〔K〕
结论
校核水位
18310
1.0
43.29
700
13334.0
3.65
2.5
满足要求
设计洪水位
18758
12308.3
3.99
3.0
计算结果见下表。
稳定计算表
类型
何载组合
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:
Y0..S(.)WR(.)/Yd
抗滑稳定验算
Y
©
fR
Wr
R
S(。
)
Y(
}S(。
R(。
)/yd
1
0.85
0.77
17745
233.3
13352
11349
19792
正常水位
18211
20091
稳定验算表
计算值丫0©
S(.)
允许值R(.)/丫d
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®
下计算
不计扬压力时:
艺W6艺M277686X571477
cy下=-=+=2471Kpa
TT243.2943.292
计入扬压力:
艺W6艺W187586X332628
C下=-=+=1498Kpa
(1)特殊组合(校核洪水位)应力计算
(2)坝基面c下计算
艺W6艺M278266X541969
c下=-=+=2378Kpa
艺W6艺W183106x290631
cy下=-=+=1353Kpa
抗拉强度验算
刀M
刀W/T+
6刀M/T2
比较
校核洪
水位
不计扬压力
541969
2378
>
计入扬压力
290631
1353
设计洪
571477
2471
332628
1498
(2)坝体边缘的主应力C上、C下计算
上游边缘按不计扬压力的情况计算,按下式计算
o上=cy上(1+n2)-P上n2
o上——坝体上游边缘的主应力
o下一一坝体上游边缘垂直正应力
n——坝体上游边坡
P上一一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
22
0下=cy下x(1+m)-P下m
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=0,10,20,30,40,43.29,各点计算。
(1)水平截面上的垂直正应力勺
®
=a+bx
a=cy下=1042.5
cy上-C下
b=
156.8-1042.5
==-18.986
(2)水平正应力cx=a2+b2xC上=P上-(P上-cy上)n2
C下=P下+(cy下-P下)m2
⑶剪应力t=ai+bix+cix2
计算T上,T上
t上=(p上-6y上)nt下=y下-p下)m计算a,b,c,a=t下=729.75
2
下
b=T
c=
T2
(4)主应力
各点的主应力及其方向,按以下两式计算
6x6丫6x6y2
2:
2
arctg
6x61
arctg
y1
上两式中61,62――第一第二主应力
6x,6丫一垂直水平正应力
——剪应力
1——第一主应力与水平夹角
11
设A=2YxB=2YxC"
B22
AC
则2
抗压强度验算
1+m2
刀Wr
刀Mr
Y©
)/yd
校核
不计
1.64
-471.88
-401
V
11111.1
满足
要求
计入
-853.79
-726
设计
-1948.7
-1949
-1056.6
-1057
细部构造设计
一、材料区分及标号选择
重力坝坝型为C15砼砌块石重力坝,坝基高程31.00米,坝顶高程84.90米,坝高53.90米,坝基垫层和防渗面板采用C20混凝土,要求抗渗标号W8,坝体内采用C15混凝土砌毛石。
二、坝顶
重力坝坝顶迎水侧设钢筋砼防浪墙,背水侧及溢流坝坝顶交通桥上下游均设置安全栏杆,高度1.20m。
路面设置双向排水,坡度1/200。
三、坝体防渗与排水
大坝上游侧设置C20砼防渗面板,厚度1.0m,底部与坝基
砼齿墙连成一体。
面板设温度钢筋与固定钢筋。
砼防渗面板后设置一排竖向排水管,间距3.0m,内径0.2m;
坝中设置一道横向排水管,内径0.3m。
四、坝体廊道系统
为进行帷幕灌浆、设置排水孔、排泄渗透积水、安装观测仪
器、检查维修坝体等需要,在坝内设置廊道。
廊道离坝面16米
以上,在河道段高程为47.00m,水平布置,在左右两岸由平行
坝轴线方向沿地形向两岸抬高,廊道为直墙圆拱标准形,宽2.5m,高3.5m,廊道采用C20钢筋砼衬砌。
地基处理
一、开挖
基底开挖不小于6.0m,开挖面力求平整无尖角,岸坡段开
挖平台不小于总宽度的1/3。
确定开挖线后,开挖线以上岩石全部挖除。
二、固结灌浆
在坝基面上下游约1/4底宽范围内进行固结灌浆,孔距3m,成梅花状布置,并在上下游坝踵、坝址外各布一排,灌浆孔深5〜8m,压力0.2〜0.4Mpa。
三、惟幕灌浆与坝基排水孔
为降低扬压力,大坝内设置防渗排水系统,防渗办法采用帷
幕灌浆,即在离坝面8.0米附近钻孔,进行深层高压灌水泥浆,
形成一道垂直防渗帷幕,防渗帷幕深度伸入相对不透水层内3〜5
米,帷幕厚度3.0米左右。
另在防渗帷幕的下游侧设置排水设施,可以有效地降低坝基
渗透压力。
排水孔布置在廊道内,在防渗帷幕下游2米,孔距3
米,孔深为帷幕深度的0.5倍,且不小于10米。
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- 重力坝 设计 说明书