水工建筑物课程设计(重力坝)

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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