1、 重力坝重力坝设计设计 水工建筑物课程设计水工建筑物课程设计 姓 名： 专 业： 学 号： 基本资料基本资料 一、基本情况一、基本情况 本重力坝水库坝高53.9m， 坝底高程31.0m， 坝顶高程84.9m， 坝基为微、 弱风化的花岗岩层， 致密坚硬， 强度高， 抗冲能力强。 水库死水位 51.0m，死库容 0.3 亿 m3，正常水位 80.0m，设计状 况时上游水位 82.5m、下游水位 45.5m，校核状况上游戏水位 84.72m、下游水位 46.45m。 二、气候特征二、气候特征 1、根据当地气象局 50 年统计资料，多年平均最大风速 14m/s，重现期 50 年最大风速 23m/s，设
2、计洪水位时 2.6km，校 核洪水位时 3.0km； 2、最大冻土层深度为 125m； 3、河流结冰期平均为 150 天左右，最大冰层 1.05m。 三、工程地质条件三、工程地质条件 1、坝址地形地质 （1） 、左岸：覆盖层 2-3m，全风化带厚 3-5，强风化加弱风 化带厚 3m，微风化层厚 4m； （2） 、河床：岩面较平整，冲积沙砾层厚约 0-1.5m，弱风化 层厚 1m左右， 微风化层厚 3-6m； 坝址处河床岩面高程约在 38m 左右，整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度 高，抗冲能力强； （3） 、右岸：覆盖层 3-5m，全风化带厚 5-7，强风化加弱风 化带厚 1-
3、3m，弱风化带厚 1-3m，微风化层厚 1-4m。 2、 天然建筑材料： 粘土料、 砂石料和石料在坝址上下游 2-3km 均可开采，储量足。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量 技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 大坝设计大坝设计 一、工程等级一、工程等级 本水库死库容 0.3 亿 m 3，最大库容未知，估算约为 5 亿 m3 左右。根据现行水电枢纽工程等级划分及设计安全标准 （DL5180-2003） ，按水库总库容确定本工程等别为等，工程规 模为大（2）型水库。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、坝型确定坝型确定 坝型选
4、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。 三三、基本剖面的拟定、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 0.8 倍） ，下游边坡 m=0.8，上游 面为铅直。 四四、坝高计算、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： 风浪要素的计算
5、 A、风速：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。 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=82.5+2.05+0.62+0.5=85.67m，校 核坝顶高程=84.72+1.11+0.33+0.4=86.56m； 水库坝顶高程为 84
6、.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。 结构计算结构计算 一、荷载及其组合一、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（kN.m） 方向 - + + - 自重 G1 6818 40.54 276416 G2 20530 25.21 517473 GW 419.8 1.93 810.2 水压力 P1 13261
