混凝土重力坝毕业设计

混凝土重力坝毕业设计重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。重力坝具有安全可靠，耐久性好，设计和施工技术简单；对不同的地形和地质条件适应性强等优点，广泛应用在水利工程中。由于工程需要，拟对二龙沟水库重力坝进行设计。通过对水文气象条件等设计资料的分析，并考虑了地质条件、地形条件、筑坝材料、施工条件及综合效益等方面选取了混凝土重力坝坝型。按照相关规范对坝基进行设计，基本内容包括重力坝枢纽布置、重力坝非溢流坝段设计、大坝细部构造及地基处理等。根据设计总要求，设计要求偏重于重力坝非溢流坝段设计、大 人类建坝历史已近5000年，重力坝是出现最早的一种坝型。主要依靠自身抗滑稳定，其中混凝土重力坝是在浆砌石重力坝的基混凝土重力坝也占有较大的比重，在20座高100m以上的高坝就有10座。重力坝之所以得到广泛应用，是我国从上世纪50年代以来，随着水利水电事业蓬勃发展，重力坝也大量兴该水利枢纽位于某河上游，全河流域面积3200km2，流向自北向南，干流的1200万m3，发电引水高程为347.5m，最大引水流量为74m3/s，发电装机容量4万kW。灌溉下游左岸耕地2.5万hm2km2，灌溉最大引水流量40m3/s，引水高程352.5m。河槽处为半风化的花岗岩，风化层厚度为2m，基岩具有足够的抗压强度，岩体较完整，无特殊不利地质构造。两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，厚度一般坝基的力学参数：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。河流泥沙计算年限采用50年，坝前淤沙高程为345m，泥沙的浮重度为9.5kN/m3，内摩擦角为12。。坝体混凝土重度采用24kN/m3。坝址以上控制集雨面积123.0km2，多年平均流量3.1m3/s，平均年径流量9776.2万m3。流坝相应的泄量为1250m3/s；上游校核洪水位为386.7m，相应的下游水位为335.2m，库容为1200万m3，溢流坝相应的泄量为1680m3/s；上游正常高水位为库容为40万m3。淤沙高程为345m，相应的库容为35万m3。15m，从右岸至左岸依次为：1号-6号坝段为挡水坝段，7号、8号坝段为溢流根据上述所提供的地形、地质条件及水文气象资坝区为岩浆岩出露河段，系中生代印支期的基性侵入体（辉绿岩库区无溶存在，右岸有缓倾软弱结构面，以原生冷凝面为主，石英脉侵入或方解石填单位吸水量的相对不透水层埋藏在河床底以下45—50m深处，向两岸逐步过算和坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算m/s；非溢流坝坝顶安全超高值（单位：m）水工建筑物安全级别（水工建筑物级别）（2、3）（4、5）设计情况0.70.50.4校核情况0.50.40.3官厅公式适用于v0上公式3-1可得：h1=0.0166×V05/4×D1/3＝0.83482坝顶高程▽=静水位+Δh＝349.9＋1.777941=1351.6779m。以上公式3-1可得：h1=0.0166×V05/4×D1坝顶高程▽=静水位+Δh＝350.4＋1.35228=351.75228m。经过比较选取大者，可以得出坝顶或放浪墙顶高程为351.75228m，并取放因无特殊要求，根据规范的规定，坝顶宽度可采用坝高的8%～10%取值，且不小于2m并应满足交通和运行管理的需要。我取10%的坝高，即为8.27m.坡系数常采用m=0.6～0.8；在此坝的设计中坡点高度82.75228*1/2=41.376144经过m取各值的比较计算，采用下游坝坡系3.2荷载计算及组合PskH、PskV为水平泥沙压力和竖直泥沙压力，PL为浪压力。H1为坝前水深，UWW水深为H时，单位宽度上的水平静水压力P为P=1/2YcH2PPP压力按PSKH=1/2hs2tg2(45-φs/2)计算。PSKVPz)×L]/4=23.79KN→扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。渗透压力是由上下游水位差H产生生向上的水压力。扬压力折减系数α=0.25。2）＝U2）＝U4H2αYH)×1/2＝12×（9.81×80.9－9.81×2.9－0.25×荷载作用垂直力（KN）水平力（KN）对截面形心力臂(m)力矩（KN*M）↓↑→←+-W14111.516827.74114053.476W21787420.48366059.52W341321.17440.4317768.1水压力PH133587.29427.56925665.82PH241.250.9740水压力PV1321029.11593458.15PV21680.5830.4951240.88PV332.573836泥沙压力PSKH1239.045.877273.16PSKV247.830.497555.422浪压力PL176.959474.PL2198.6576.7515246.3963576.43↓34709.55→-314265.12扬压力U100U22296U35213U4344355718.8534709.55→-314265.12PPPPP2）＝U2）＝=5197KNU4荷载作用垂直力（KN）水平力（KN）对截面形心力臂(m)力矩（KN*M）↓↑→←+-W14111.516827.74114053.476W21787420.48366059.52W341321.17440.4317768.1水压力PH13250027.58896350PH264.6378.2水压力PV13250.729.11594644.13PV21680.5830.4951240.88PV3147.4331.524647泥沙压力PSKH1239.045.877273.16PSKV247.830.497555.42浪压力PL128.1576.952166.14PL222.0776.751693.8768633.2↓33680.5→-292878.9扬压力U12368U22289U35197U4343355346.2↓→-292878.9重力坝沿坝面失稳的机理是：首先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝趾处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服范围逐渐增大并表3-2抗滑稳定安全系数荷载组合坝的级别1Ks基本组合特殊组合（1）特殊组合（2）计算以一个坝段（单宽）作为计算单元，公式采用抗剪强度公式，将坝体与基岩看成是一个接触面，而不是胶结面。当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系Ks=f(ΣW一U)/ΣP，f取1.0。Ks=f(ΣW一U)/ΣP＝1.0×55718.85/34709.55＝1.605根据设计规范，1.605＞1.10，有以上计算可知，设计洪水情况下，坝基面满Ks=f(ΣW一U)/ΣP＝1.0×55346.2/33680.5＝1.643根据设计规范，1.643＞1.05，有以上计算可知，校核洪水情况下，坝基面满应力分析的目的是检验所拟坝体断面尺寸是否经济合理，并为确定坝内材料应力分析采用材料力学法，其基本假定为：①坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。②视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。③假定坝体水平截面上的正在一般情况下，坝体的最大和最小应力都出现在坝面，所以应该校核坝体边（1）运用期：在各种荷载组合下（地震荷载除外坝基面的最大铅直正应本设计分设计情况和校核情况两种情况分别分析水平截面上的正应力。因为假定σy按直线分布，所以按偏心受压公式计算上、下游的边缘应力σyu和σyd。坝顶上游设置防浪墙，与坝体连成整体，其结构为钢筋混凝土结构。防浪墙在坝体横缝处留有伸缩缝，缝内设止水。墙高为1.2m，厚度为40cm，以满足运用安全的要求。坝顶采用混凝土路面，向两侧倾斜，坡度为2%，两边设有排水管，闸门的布置：工作闸门布置在溢流坝的顶稍微偏向下游一些，以防闸门部分闸墩：闸墩的墩头形状为上游采用半圆形，下游采用流线型。其上游布置工作桥，顶部高程取非溢流坝坝顶高程即307.3m；下游布置交通桥，桥面高程为非导水墙：边墩向下游延伸成导水墙，其长度延伸到挑流鼻坎的末端。边墩的游侧设排水沟，并在最低处设集水井。平行于坝轴线方向廊道向两岸沿地形逐渐在坝体下述部位布置止水设施：坝体横缝内（包括上游坝面、溢流坝面及坝第二道止水片下游设排水孔和检查井，井中设有攀梯。溢流坝下游面用热浸沥青止水片：第一道止水片采用金属铜片，第二道止水片采用金属铜片或橡胶。青收缩开裂或与井壁脱离开时可加热恢复其对于本枢纽，为满足混凝土的浇筑能力和温度控制的需要，沿坝轴线方向每为了减小坝体的渗透压力，在靠近坝的上游防渗层后面，沿坝轴线方向，布置一排竖向排水管。其中心线距离上游坝面(1/10～1/12)倍坝前水深，一般为2~250mm。排水管的上部延伸至最高水位以上，下部直通廊道，竖直布置，不宜有坝基排水范围：基础排水一般设一排主排水孔。对于地址条件良好的基础应充分利用排水作用，除设主排水孔外，高坝可设置辅助排水孔2～3排，中坝可设排水孔的位置及方向：防渗帷幕下游设置主排水孔，辅助排水孔可设置在基与上游面平行布置，排水管与各层廊道内的排水沟相连，渗水经排水管流至排水沟，再由排水沟流至集水井排走。排水管间距3m，多孔混凝土管内径为15cm。天然地基常存在着不同程度的缺陷，必须经过处理才可作为基础。常用的处岸坡开挖成台阶状。参照《混凝土重力坝设计规范》DL5018-1999基础开挖的深度应根据坝基应力、岩石强度及整体性，结合上部结构对地基的要求和加固处理的效果、工期和费用等研究而定。因为坝高小于50m，可建在弱风化中部至上部基岩上。以上部分全部清除。在本设计中，顺河流方向开挖成略向上游倾斜的锯帷幕灌浆的目的：降低坝底的渗透压力，减少绕坝渗透，防止坝基内产生渗灌浆的材料：一般采用水泥浆，必要时也可采用化学浆。位置：应在靠近上游坝面的坝轴线附近，自河床向两岸延伸。钻孔和灌浆常在基础廊道内，靠近两岸可在坝顶或平洞内进行。帷幕灌浆钻孔的方向：原则上应尽量穿过最多的裂隙本工程为减小渗透压力对坝体稳定的影响，减小扬压力，在灌浆廊道设一排帷幕帷幕灌浆是为了降低坝底的渗透压力，提高基岩的整体性和强度，降低地基中：幕灌浆的范围是河床及两岸。灌浆的材料一般用水泥浆，必要时也可用化学浆。帷幕灌浆钻孔的方向铅直。对中、小型工程，帷幕灌浆的深度可按照下式估12324为进一步降低坝底面的扬压力，应在防渗帷幕后设置排水孔幕。排水孔幕距一般向下游倾斜，与帷幕成10°~15°交角。主排水孔孔距2～3m（在砼坝体内幕2～3排，布置在坝基面纵向排水廊道内，孔距约3～5m，孔深约6～12m。固结灌浆是一种用低压浅层灌水泥浆的方法来加固地基，适用于裂隙发育又无其它缺陷时的地基。目的是为了提高基岩的整体性和基岩的承载能力，减少不孔时一种用低压浅层灌水泥浆的方法来加固地基，适用于裂隙发育又无其他缺陷度等。在坝踵坝址附近关注孔相对较密，呈梅花形布置，其他部位树疏一些。孔距排距由灌浆试验确定，一般为3～6m。根据勘测结果，本设计岩层性质坚硬致在坝踵、坝址附近采用固结灌浆。灌浆孔布置呈梅花形。灌浆孔的深度一般为5~本文对二龙沟水库重力坝设计的内容进行了系统的阐述，通过对坝型、坝址的分析对比，选择的混凝土重力坝这种坝型，并介绍了主坝体的设计，对非溢流坝段经济剖面的选择，目前采用了一些经验因素与假设。根据设