重力坝课程设计指南

重力坝课程设计指南水利水电教研室重力坝课程设计任务书一、基本资料1、地质河床高程332m。约有2~3m覆盖层，岩石为石灰岩，较完整，结理不发育，风化层后1~2m无特殊不利地质构造。坝基的力学参数：抗剪断系数（混凝土与基岩之间）为f'=0.9,c'=700kPa。基岩的允许抗压强度3000kPa。地震的设计烈度为6度。重力坝课程设计指南2、水文本枢纽属中型Ⅲ等工程。永久性重要建筑物为3级，按规范要求，采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。经水文水利计算，有关数据如表1所示：重力坝课程设计指南3、气象本地区多年平均最大风速为14m/s，水库吹程为2.6km。4、其它有关数据河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程345m。淤沙的浮重度为9.5kN/m3，内摩擦角为12°。坝体混凝土重度采用24kN/m3。5、枢纽总体布置根据地形、地质、天然建筑材料等因素的考虑，本工程选用混凝土重力坝方案，重力坝由非溢流坝段和溢流坝段组成。重力坝课程设计指南二、设计要求1、分析基本资料熟识设计基本资料。2、非溢流坝断面设计（1）拟定断面；（2）抗滑稳定分析；（3）坝体应力分析。3、溢流坝设计（1）孔口设计；（2）拟定溢流坝断面；（3）消能方式选择，进行消能设计；（4）溢流坝顶布置，包括闸墩、门槽、工作桥、交通桥、闸门等。重力坝课程设计指南4、绘图说明重力坝主要构造（1）非溢流坝、溢流坝的坝顶构造；（2）横缝止水；（3）坝体排水，廊道的形状和尺寸；（4）坝基的防渗和排水。重力坝课程设计指南三、学时分配建议重力坝课程设计指南四、设计成果1、计算说明书2、设计图纸，包括非溢流坝剖面图、溢流坝剖面图和主要的构造图。重力坝课程设计指南重力坝课程设计指导书一、研究资料熟识设计资料，明确设计要求。重力坝课程设计指南二、非溢流坝断面设计1、大坝按3级建筑物设计，计算防浪墙顶高程（防浪墙高度1.2m），确定坝顶高程，波浪要素用官厅公式计算。2、坝顶宽度考虑交通要求按7m计算。3、根据经验数据上游坡率n=0.0~0.2，下游坡率m=0.6~0.8，拟定实用的断面，基本断面三角形顶点在坝顶附近。重力坝课程设计指南4、根据地基开挖情况，确定最大坝高处建基面高程，则可算出最大坝高及底宽。5、抗滑稳定分析（1）基本组合和偶然组合，基本组合有正常蓄水位情况和设计洪水情况，偶然组合有校核洪水情况和地震情况。考虑的主要荷载有自重、水压力、浪压力、淤沙压力及扬压力。可以从以上荷载组合中分别选一种基本组合（如设计洪水位情况）和一种偶然组合（如校核洪水位情况）计算。绘出荷载分布图，分别计算荷载，计算结果列表表示。重力坝课程设计指南（2）滑动面的选择滑动面一般有以下几种情况：坝基面、坝基内软弱层面、基岩缓倾角结构面等。对于本工程，岩石较完整，结理不发育，可仅分析沿坝基面的抗滑稳定。（3）利用抗滑稳定极限状态计算法核算坝体的抗滑稳定性。6、坝体应力计算利用承载力极限状态设计式和正常使用极限状态设计式判别大坝是否满足强度要求。重力坝课程设计指南三、溢流坝设计1、孔口设计（1）孔口型式的选择为使水库具有较大的超泄能力，建议采用开敞式孔口。（2）溢流前缘净宽L的确定，式中q值根据地质条件确定，本工程基岩比较坚硬完整，单宽流量取50~100m3/(s·m)。（3）分孔分为n孔，单孔净宽为b，使。（4）溢流前缘总长度的确定，式中d为中墩厚度。重力坝课程设计指南（5）堰顶高程的确定由，初拟时取0.95，m取0.502，则忽略行进流速水头，即，故堰顶高程即为计算水位减去相应的堰上水头H0。（6）闸门高度的确定应保证门顶在正常蓄水位以上至少0.2m的超高，闸门孔口尺寸按规范推荐的孔口尺寸取用，表中标有“0”者为推荐的孔口尺寸。重力坝课程设计指南重力坝课程设计指南（7）定型设计水头的确定一般取校核洪水位时堰上水头的75%~95%，并要求满足闸门全开时，堰面出现的水压力不得低于-6×9.81kPa，WES实用堰堰顶附近最小压力可查规范确定。（8）泄流能力校核由水力学公式计算侧收缩系数ε和设计洪水位和校核洪水位作用下的流量系数m，运用堰流公式校核溢流堰的泄流能力，误差控制在5%范围内。2、溢流坝断面设计确定WES曲线、直线段、反弧段等之后，反弧段设计结合消能计算部分进行，再与基本断面进行协调。重力坝课程设计指南重力坝课程设计指南重力坝课程设计指南3、消能防冲设计（1）方式选择（建议用挑流消能），并说明理由。（2）确定挑角及挑坎高程。（3）确定反弧半径。（4）估算冲坑位置及深度，并判断是否危及大坝安全。4、溢流坝顶布置