SD145-1985混凝土拱坝设计规范.pdf

标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 ? 中华人民共和国行业标准 混凝土拱坝设计规范 试行 发布实施 中华人民共和国水利电力部发布 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 中华人民共和国行业标准 混凝土拱坝设计规范 试行 主编部门 水利电力部华东勘测设计院 批准部门 水利电力部 试行日期年月日 中华人民共和国水利电力部 关于颁发 试行 混凝土拱坝设计规范 的通知 水电水规字第号 混凝土拱坝设计规范 已由我部华东 中南 东北勘测设计院 华东水利学院 安徽省水 利勘测设计院 湖南省水利水电设计院等六个单位共同编制完成 现颁发试行 这是我国第一本混凝土拱坝设计规范 试行中 各单位有何意见 请随时告我部水利水电 规划设计院和华东勘测设计院上海分院 水利电力部 年月日 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 目次 简要说明 第一章总则 第二章拱坝的布置 第三章水力设计 第四章荷载与荷载组合 第五章拱坝应力分析 第六章拱座稳定分析 第七章坝基处理 第八章拱坝构造 第九章坝体混凝土和温度控制 第十章观测设计 附录一水力设计计算公式 附录二荷载计算公式 附录三施工期坝体温度和温度应力计算 附录四观测设计要求 附录五拱坝技术名词解释 附加说明 简要说明 本规范是根据水利电力部原规划设计管理局水电规水字第号通知进行编制的 本规范由水利电力部华东 中南 东北勘测设计院 华东水利学院 安徽省水利勘测设计院 湖 南省水利水电设计院等六个单位组成编制组进行编制 华东勘测设计院为主编单位承担本规范 的专题研究和试验项目的协作单位有清华大学 大连工学院 武汉水利电力学院 水利水电科学研 究院 南京水利科学研究院 水电总局计算中心及贵州省水电厅等 本规范在编制过程中 得到了全国水利水电许多勘测设计 施工 运行 科研单位和高等院校的 积极支持 进行了调查研究以及科学试验 总结了建国以来我国混凝土拱坝建设实践经验 吸取了 国内外近年来的一些科学研究成果 并参考了国外最近颁布的有关混凝土拱坝设计规范或准则 在编制过程中 曾先后三次召开全面审查讨论会和拱坝布置 水力设计 拱梁分载法电算程序和应 力指标 拱座稳定和抗震设计等五个专题讨论会 本规范共分十章 五个附录第二章由中南院 第三章及附录一由华东水利学院 第七章由安 徽院 第八章由湖南院 第九 十两章及附录三 四由东北院分别负责编写华东院除负责编写第 一 四 五和六章及附录二和五外 并负责整个规范的统编工作 混凝土拱坝设计规范 的编制在国内还是第一次 我们经验不多 如有缺点请及时指正 混凝土拱坝设计规范 编制组 年月 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第一章总则 第条本规范适用于大 中型工程中岩基上的级混凝土拱坝的设计级混凝 土拱坝设计可参照使用对于坝高大于或有特殊问题的工程 设计时宜进行专门研究 制订 补充条例 第条设计混凝土拱坝时 应符合 水利水电枢纽工程等级划分 山区 丘陵区部分 及其它有关规范 规程和标准的要求设计地震区的混凝土拱坝时 还应符合 水工建 筑物抗震设计规范的要求 第条混凝土拱坝按其坝高分为低坝 中坝和高坝低坝的高度为以下 中坝的 高度为高度在以上的为高坝 第条混凝土拱坝按其厚高比分为薄拱坝 中厚拱坝和厚拱坝 或称重力拱坝厚高 比小于者为薄拱坝 厚高比大于者为厚拱坝 介于至之间者为中厚拱坝 第条混凝土拱坝的设计应重视下列各项工作 充分掌握建坝地区的各项基本资料 包括气象水文 泥沙 地形 地质 地震 建筑材料和施 工 运用条件 以及坝址上下游河流规划要求等特别是坝区拱座的工程地质和水文地质条件 认真分析拱坝的稳定和应力 合理选择坝的体形 并做好设计 做好坝体防洪安全设计和泄洪消能防冲设计对薄拱坝的坝身泄洪及消能问题应慎重研 究 应考虑降低或放空库水的设施以及地震区拱坝的抗震设计 认真考虑施工条件 如施工导流和渡汛 浇筑设施和交通运输等应提出对坝体混凝土质 量和温度控制的要求 并应考虑坝体浇筑和接缝灌浆顺序及施工蓄水过程中坝体自身的稳定和应 力以及渡汛问题应力求简化坝体结构 方便施工 在不断总结实践经验和进行科学试验的基础上 积极慎重地采用新技术 第条混凝土拱坝的设计应在保证工程安全可靠的前提下 力求提高工程的经济效益 既重视技术责任 又重视经济责任努力做到缩短建设周期 降低工程造价 选择最优设计方案 第二章拱坝的布置 第一节一般规定 第条拱坝宜修建在河谷相对较狭窄 地质条件相对较好的坝址上 第条拱坝坝轴线应选在河谷两岸较厚实的岩体上游 以确保拱座有足够的稳定性 第条拱坝布置应根据坝址地形 地质 水文等自然条件以及枢纽的综合利用要求统筹 布置 进行全面技术经济比较 选择最优方案 第条在拱坝布置中 应注意以下几点 泄洪方式的选择 应根据泄洪量大小结合工程的具体情况确定 包括考虑通过拱坝坝身泄 洪的可行性 电站厂房位置选择应结合拱坝的结构特性及泄洪要求等 综合比较 择优选定 枢纽各建筑物的布置应注意其对拱坝应力及稳定的影响 还应注意工程施工 包括施工导流等 对拱坝布置的影响 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第条最终选定的拱坝布置方案 一般需经模型试验论证 第二节拱坝体形选择 第条拱坝体形的选择 应考虑坝址河谷形状 地质条件 泄洪量大小 拱座稳定 坝体 应力以及施工条件等因素 第条关于坝址河谷形状的影响 可按以下情况考虑 形河谷 有利于选用双曲拱坝 形河谷 有利于选用单曲拱坝 当坝址河谷的对称性较差时 坝体的水平拱可设计成不对称的拱 或采取其它措施以改善 坝体应力 当坝址河谷形状不规则或河床有局部深槽时 坝体宜设计成有垫座的拱坝 第条拱坝体形设计还必须注意以下几点 尽可能使坝体应力分布均匀 并应符合第条的规定 合理选定水平拱的中心角 坝体顶部拱圈最大中心角宜根据不同的水平拱型式 采用至 之间拱端内弧面的切线与利用岩面等高线的夹角不得小于应注意调整坝体作用于拱 座上的各种作用力的合力方向 使其尽量指向山体 合理设计悬臂梁断面 为考虑施工方便 悬臂梁的倒悬度 水平比垂直 一般不宜大于 使坝面曲线光滑 以避免局部应力集中 为了改善拱的推力方向 宜采用多心拱或变曲率拱的拱坝 为了改善两岸拱座的应力状态 可设计成变厚度拱 拱端局部加厚或有垫座的拱坝 第条对于级工程 坝体最后形状与尺寸的确定 应经过结构模型试验或有限元法 计算论证有条件时 应进行优化设计选定 第三节拱坝泄洪布置 第条拱坝泄洪布置 应根据拱坝的体形 坝高 泄洪量大小 电站厂房位置 可考虑的 其他泄洪建筑物 如溢洪道 泄洪洞等 以及坝址地形 地质 施工条件等 经综合比较选定 还应考 虑施工期导流及渡汛情况 常用的拱坝泄流方式有坝顶泄流 坝身孔口泄流 坝面泄流 坝身两边或一边滑雪道泄流 坝后 厂顶溢流 厂前挑流 等 注对于薄拱坝 当坝不太高 泄洪单宽流量不大时 可采用坝顶泄流的方式坝顶泄流应尽可能使跌落水流远离坝脚 并减轻泄流时的向心集中现象 当采用厚拱坝时 可采用坝面泄流的方式 当采用双曲拱坝 泄洪量较大时 可采用坝身两边或一边滑雪道泄流 当采用厚拱坝或中厚拱坝 厂房在坝后 泄洪量较大时 可采用滑雪道泄流方式 包括厂房顶溢流或挑越厂房的方 式 当采用双曲拱坝 泄流量不很大时 也可采用坝身孔口泄流的方式 当采用双曲拱坝或坝体断面较薄而泄洪量又很大时 可采用几种坝身泄洪方式或与其它泄洪建筑物相配合的联合泄 洪方式 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第条拱坝坝身泄洪 其溢流段的长度 孔数 泄流孔尺寸 位置等 主要应根据泄洪量 大小 对坝体应力与下游冲刷的影响与后果 以及对相邻建筑物的影响等方面研究确定 第条当采用拱坝坝身泄洪时 应符合下列要求 使下泄的水流尽可能挑出并远离坝脚 下游宜保持足够的水垫深度 在布置上尽可能控制水流挑入下游河床 避免影响两岸山体稳定 并不致危及其它建筑物 运行安全 使下泄水流充分扩散 当泄洪量较大时 可研究落水点纵向或横向拉开或采用对冲消能 以 减轻对河床的冲刷 第条当采用设置在坝身的中部偏上的中孔和中部偏下的深孔泄洪时 应符合下列要 求 孔口的位置 宜避开高应力区与基础约束区 孔口尺寸应根据坝体厚度 应力集中程度 水头大小 闸门允许尺寸等而定 一般不宜太大 孔口数目 应根据所承担的泄洪量大小 对坝体拱作用影响的程度而定 孔口断面形状 宜采用高宽比略大于的矩形孔口或方形孔口 第条当采用孔口泄洪时 为泄放水库漂浮物 必要时可另设坝顶溢流设施 第四节其它布置要求 第条当采用坝后式厂房或坝内式厂房时 引水管在坝体内的布置形式 应按照拱坝坝 体厚度 施工与运行条件等 经过技术经济比较研究决定一般有以下三种方式 引水管斜穿坝体或垂直布置于坝体内 引水管从进水口高程先水平穿过坝体 再沿下游坝面向下而后到厂房 此时 应研究论证明 管破裂的影响问题 引水管贴坝体上游面垂直下延到机组高程后 再水平穿过坝体到下游厂房 第条当坝身需要布置供水孔 排砂孔或放水底孔时 其孔口尺寸 数目 位置及形状应 根据其不同要求及坝体结构应力情况确定 第条当坝址两岸或一岸的上部由于地形开阔 或基岩较差 不宜作为拱坝的基础时 可设置重力墩 推力墩 或推力墩加翼坝做好与两岸的连接关于这些建筑物的尺寸 型式 应根 据两岸的地形 地质情况以及与坝体连接的方式等通过应力和稳定分析计算确定 第三章水力设计 第一节一般原则 第条拱坝泄水建筑物的水力设计一般包括 泄水建筑物的泄水能力计算 泄水建筑物的体形设计 泄水建筑物下游水流衔接和消能防冲设施的设计 其它有关的水力设计 第条拱坝的泄洪 消能防冲设计应符合下列要求 泄流能力必须满足泄放设计流量和校核流量的要求 对消能防冲设计的洪水标准 原则上可比大坝的要求降低 对于一等工程消能防冲可按 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 年一遇洪水设计 二等工程消能防冲可按年一遇洪水设计 三等工程消能防冲可按年一遇洪 水设计 并需考虑该等级设计洪水以下各种不利情况 保证安全和正常运行对超过上述标准 可 低于或等于泄洪的校核标准 的洪水进行校核 此时允许出现一些不致危及大坝及其它主要建筑物 安全或长期影响枢纽运行并易于修复的局部损坏 第条对于水力条件复杂的泄水建筑物 一般应经水工模型试验研究论证 必要时还应 进行减压模型试验 对于水力条件简单的中型工程 可参照类似工程经验 经计算确定 第二节泄水建筑物 第条泄水建筑物一般可设计为坝身式 岸边式和隧洞式三大类 坝身式泄水建筑物按其进口所处部位 可分为表孔 中孔和深孔 包括底孔 岸边式及隧洞式泄水建筑物的水力设计应符合有关规范的要求 其进口不宜太靠近拱座 第条坝身表孔 按其泄流方式可设计为坝顶 坝面或滑雪道泄流 表孔口如设置闸门或闸门加胸墙 在设计及校核水位情况下 当闸门全开时 闸门及胸墙一般 不应起阻水作用 保持过孔水流呈堰流 表孔各式泄水建筑物的进口段体形 可按开敞式孔口设计 一般采用幂曲线 其计算公式可参 照附录一 经过试验或论证 也可采用其它堰面曲线 第条坝身中孔式泄水建筑物可设计为孔口 坝面或滑雪道泄流 在设计及校核水位时 通过中孔的水流应为完全孔流 中孔各式泄水建筑物的进口段底缘体形 可采用孔口泄流的抛物线 其计算公式可参照附录 一 经过试验或论证 也可采用其它孔口底缘曲线 当孔口的出口采用压板时 其体形曲线宜由水工模型试验确定 第条表孔和中孔各式泄水建筑物出口段反弧半径可研究采用或 为校核洪水位闸门全开时反弧最低点处的水深为孔底以下坝高为孔底以上 水头重要的高拱坝 可研究采用变半径曲线出口段为避免表孔坝顶泄流的泄水建筑物悬臂过 长 必要时并经论证可采用小于上述建议的反弧半径 坝面或滑雪道泄流设施的体形曲线 可根据具体情况采用较陡的坡度 但应在宣泄设计洪水时 保证水流不致脱离坝面 以及产生其它足以引起空蚀破坏或严重振动的水流现象 必要时可通过水 工模型试验确定 第条在各式表孔泄水建筑物的溢流堰顶附近 所允许出现的负压值 考虑当地大气压 的影响 应符合下列要求 常遇洪水位闸门全开时一般不出现负压 校核洪水位闸门全开时出现的负压不得超过水柱对薄拱坝及高拱坝应在上述范 围内从严取值 当堰顶闸门槽产生过大负压足以引起严重空蚀破坏时 应设法改善闸门槽设计或改用无门槽 的闸门 第条当采用经过厂房顶泄流或挑越厂房顶泄流时 均应进行水工模型试验 要求在各 级流量下泄流时 不致产生有害于坝身和厂房的振动 并应采取有效止水措施 以防厂房顶漏水 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第条各式泄水建筑物的出口段 可设置平行的闸墩 以减少水流的向心集中如采用 挑流消能方式时 出口段可作成扩散 收缩 如采用窄缝坎等斜切或扭曲等形式 以增加水流的横 向扩散 纵向扩散或改变水流的出射方向上列各种措施的具体形式及尺寸应通过水工模型试验 确定 第条深孔在平面上宜作直线布置 可设计成无压孔或有压孔 但应避免出现有压和无 压流的交替出现 无压孔进口处的有压段断面应逐渐收缩 避免出现负压明流段的出口一般高出下游水位 应 防止在明流段出现水跃 第条尽量避免通过导流底孔坝段上部缺口宣泄洪水如无法避免 应考虑底孔出流 为上层水舌封堵的不利情况 并采取适当措施以防空蚀破坏 应采取措施防止导流底孔进口闸门槽顶部进水 第条深孔进口段的顶部一般采用椭圆曲线 有压段进 出口面积之比可按孔顶压力 分布 有压段长短分析考虑 一般在之间选用 有压段长者可选较大值渐变段应保持平 顺 孔身底缘线可根据进出口高差以及设计水头等条件采用抛物线或缓坡直线 有压孔孔身和无压孔的进口有压段均应进行压力坡线计算 不得出现负压 无压孔明流段的水面至孔顶间应留有净空在直线段 当孔身为矩形时 顶部距水面的高度在 最大流量时 取不掺气水深的当孔顶为圆拱形时 其拱脚距水面的高度可取不掺气 水深的左右 当孔顶为扁圆拱时 可参照圆拱孔顶的要求略予增加当采用掺气设施时 应作 专门研究 深孔出口段反弧半径可参照本规范第条的规定 并应尽量采用较大值 第条深孔应在进口处设置事故检修闸门 深孔的通气孔设计应符合 水利水电工程钢闸门设计规范 的有关要求 第条泄水建筑物的泄流能力 在初步设计阶段 可参照附录一所列公式进行计算 必 要时宜经水工模型试验论证 对于特殊形式的坝顶泄水建筑物 其泄流能力应由水工模型试验确定 凡有水流向心集中情况者 计算所得流量还应乘以一折减系数 可参照附录一所列数值选用 第三节消能防冲 第条泄水建筑物的下游必须采取适当的消能防冲设施 以避免水流的冲刷危及枢纽 及下游其它建筑物和岸坡的安全 对于长期淹没于水下的消能设施 如消力池 消力戽以及防冲设施 如短护坦 二道坝等应 提供检查及维修的方便条件 第条挑流消能设计应考虑下列事项 挑流消能方式一般适用于坚硬岩基上的高 中坝当坝基有延伸至下游的缓倾角软弱层 面 或有明显的缓倾角节理 可能被冲坑切断危及坝基稳定时 或岸坡可能被冲坍危及拱座稳定时 必须采取有效措施确保安全 否则不宜采用 挑流鼻坎的体形及挑角的大小 宜通过比较确定当采用差动式鼻坎时 如鼻坎处平均流 速大于除合理选择反弧半径及挑角差外 并可考虑在鼻坎和反弧段之间接入直线过渡 段 或在适当部位设置通气槽 以防空蚀破坏 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 鼻坎的设置高程应能保证自由挑流 必须充分估计挑流雾化区对枢纽 电气设备 输电线正常运行和人员通行的影响 并采取适 当的措施 第条挑流消能设计应对各级流量进行水力计算 估算水舌挑射距离 范围以及最大冲 坑深度等 对于不发生对冲的一般挑流消能 在初步设计阶段 其挑距和冲坑水垫厚度可参照附录一 所列公式估算 当采用左右对冲式挑流消能时 设置于坝身两侧泄水建筑物出口的射流交汇线 在设计流 量下基本上宜与下游河流中心线重合应通过模型试验以论证确定各级流量下挑流水舌均能产生 对冲以及对冲后的挑距及冲坑深度 位置等设计中宜提出对闸门启闭的要求 当采用高低坎使上下各股水流作对冲式挑流消能时 高低坎的相对位置 布置形式以及对 冲后的挑距及冲坑深度 应通过水工模型试验论证确定 对于安全挑距 一般根据最大冲坑深度及河床基岩节理裂隙 层面发育情况 经研究后确 定 以不影响坝址基岩及岸坡稳定为原则冲坑上游侧影响范围 应按地质条件进行估算论证 一 般约为倍左右坑深水舌入水宽度的选择应考虑不影响冲坑两侧河岸岸坡或其它建筑物的稳 定 否则应采取预防安全措施 应注意按挑流设计的坝顶泄流 在坝顶水头较低或较高时 有可能转变为跌流 第条跌流消能设计应包括对各级流量进行水力计算 估算水舌抛射距离及最大冲坑 深度等 并应考虑下列各点 应注意水舌下缘的通气以及坝基 拱座的防护 影响跌流消能水力要素的因素较多 在初步设计阶段 可参照附录一所列公式近似估算 最 终宜通过水工模型试验确定 对安全射距及水舌入水宽度等的要求 与本规范第条相同 第条当采用挑流或跌流消能时 若自然水垫厚度不足 应根据岸坡和坝址基岩情况采 取下列相应措施 预计岸坡冲刷会威胁拱座稳定时 应预先调整布置或对岸坡进行可靠的防护 若岸坡和坝址基岩坚硬完整 在冲刷不影响大坝安全的前提下 并有检修条件时 可考虑采 取先冲后护方法 但必须由设计人员参照类似工程经验 经研究比较后确定 坝址基岩完整性较差或裂隙发育者 可采用短护坦或二道坝 或二者同时采用 短护坦的长度 厚度等应根据类似工程经验或水工模型试验确定 护坦接缝必须严密 并与基 岩锚固 二道坝的位置及高度等应根据类似工程经验或水工模型试验确定 在下游尾水较低的情况下泄洪时 应先泄放小流量 待具备适当尾水深度后再泄放大流量 以 防产生严重冲刷 第条底流消能设计应考虑下列事项 底流消能可用于坝体下游有软弱基岩 下游水位流量关系较稳定的河道 以及枢纽设有船 闸 筏道或鱼道等 要求下游水流较平稳的情况有排冰和过漂浮物要求时 一般不宜采用底流消 能 地形适宜时 消力池的前段以至全段可设计成斜护坦护坦上是否设置辅助消能工 应结 合其工作条件研究确定 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 当跃前断面平均流速大于时 在消力池前部一般不宜设置消力墩 或在进行必要 的技术经济论证后才能选用 施工时残留于池中和尾坎下游回流范围内的石渣 杂物等 必须清除干净 在寒冷地区 宜保持辅助消能工冬季淹没在水下 第条底流消能设计应包括对各级流量进行水力计算 以确定护坦高程 长度 边墙或 导墙高程及尾水淹没度等 并应考虑下列各点 初步设计阶段 护坦长度可根据是否设置辅助消能工及水力特性 参照附录一估算大型 工程和高坝以及有水流向心集中情况者 其护坦长度 边墙形式及消能工的形状 尺寸和位置等 应 经水工模型试验确定 必要时宜作减压模型试验 尾水淹没度一般可取计算 消力池两侧导墙顶的高程 可根据跃后水深并适当考虑超高确定靠河中一侧的导墙 如 墙外河床中有一定水深 有时可适当降低墙高 允许墙顶有不大的漫溢水头 第条戽流消能一般适用于坝体下游尾水较深 且下游河床和两岸有一定的抗冲能力 的情况戽流消能的设计应根据各级流量选择适当的戽半径 戽底高程 戽唇挑角和坎高等 经水 工模型试验确定 并应考虑下列各点 应注意戽流消能的涌浪高度 由于差动戽的齿坎易发生空蚀破坏及泥沙磨损 长期淹没水下 检修条件差 宜采用实体 戽 第四节其它有关的水力设计 第条对于泄水建筑物 应注意下列部位或区域发生空蚀破坏的可能 进出口 闸门槽 弯曲段 水流边界突变 不连续或不规则 处 反弧段及其附近 溢流面上和泄水孔内流速大于的区域 可用空蚀指数作为边界平整度要求的参考指标 可参照附录一估算 一般情况下 对于容易遭受空蚀破坏的区域 当时 应严格控制建筑物的体形 尺寸和 平整度 跌坎 升坎或与水流方向成正交的施工缝等局部区域的实体 应处理成缓坡 对于流速大于 的区域 应作特殊处理 此外 还可采用通气措施 使水流与泄水建筑物边界间形成掺气水流 以减轻或避免空蚀破坏 并应经水工模型试验确定 上列部位或区域 宜进行减压模型试验 并根据水力特性和施工条件确定相应的工程措施 在多泥沙河流上 对泄水建筑物还应考虑挟沙水流磨损 以及推移质的跳跃冲击与空蚀的联合 作用 第条计算泄水建筑物边墙或导墙水面线 当福氏数时 应考虑波动及掺气的 联合影响 估算公式可参照附录一 边墙顶高程应根据波动及掺气后的计算水面线加的超高确定 对凹曲线段宜适当 增加 确定滑雪道泄水建筑物的边墙或导墙高度时 还应考虑侧向进水引起的水面壅高 此时墙顶高 程除可按附录一公式估算外 一般宜由水工模型试验确定 第条对于水流可能引起严重振动的泄水建筑物 应通过论证或类似工程经验 论证其 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 振动不致威胁坝体或厂房等主要建筑物的安全 并采取相应的抗振措施 第条水平护坦的动水压力可近似取为计算断面上的水深当不设消力墩 坎等辅助 消能工的护坦上发生水跃时 可取跃首 跃尾间水面连一直线 作为近似的水面线当护坦上设有 消力墩时 则墩下游可按跃后水深估算 墩上游可按跃后水深的一半估算 设计护坦 鼻坎时宜考虑脉动压力 可参照附录一估算 初步设计阶段 护坦上如有消力墩 包括尾坎等其所受冲击力可参照附录一估算 第四章荷载与荷载组合 第一节荷载 第条作用在拱坝上的荷载包括水压力 静水压力和动水压力温度荷载 自重 扬压 力 泥沙压力 浪压力 冰压力 地震荷载和其他可能出现的荷载 第条静水压力 上游面根据荷载组合所规定的水库水位进行计算 下游面根据相应的 不利尾水位进行计算水的容重一般采用但对于多泥沙河流 则应根据实际情况采用 第条温度荷载是作用在拱坝上的主要荷载之一 应按运行期间坝体混凝土温度与封 拱温度的差值确定为此 应进行三种特征温度场的计算 封拱温度场 接缝灌浆时的温度场 年平均温度场 表面温度变化引起的变化温度场 应分别考虑温升和温降两种情况 并各按断面的平均温度变化和等效线性温差两种 温度荷载进行计算 参见图 图坝体内温度分布示意图 温度场的计算应考虑坝址附近的气温 水库水 温 日照 坝体厚度 混凝土材料的热学特性等因 素其计算公式参见附录二 第条自重 主要为坝体混凝土的重 量 其容重可采用或由试验决定 第条扬压力 在坝基及拱座稳定分析 时必须计算扬压力的作用 并按全部计算截面积考 虑扬压力的图形参见附录二在坝体应力分析 时 宜考虑扬压力的作用 对于薄拱坝一般可以不 计 第条泥沙压力 应根据坝址处河流的 水文资料情况 确定是否计入泥沙压力水平泥沙压力的计算公式见附录二垂直泥沙压力按其 浮容重计算 坝前淤沙高程的一般计算年限可采用年 对于多泥沙河流应作专门研究决定 第条地震荷载包括地震惯性力和地震动水压力地震荷载的计算应符合 水工建筑 物抗震设计规范的有关规定和要求 第条浪压力 计算由风引起波浪的压力时 首先要确定浪高和波长浪高与风速和吹 程有关 对于山区峡谷水库 可采用附录二中的有关公式进行计算对于不同的库水位 风速可采 用同期多年平均最大风速的倍 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第条冰压力 在严寒地区水库表面形成较厚的冰盖时 应考虑冰压力的作用冰压力 可分为两种 静冰压力 坝前冰盖层当气温升高受热膨胀后 对坝面产生的压力 可按附录二所规定的图 表选用 动冰压力 由于冰块流动撞击坝面 闸墩 胸墙以及其他建筑物上所产生的压力计算公式 见附录二 第条动水压力 当混凝土拱坝采用坝顶或坝面泄流时 应计算溢流段反弧面上的动 水压力 对溢流面的脉动压力和负压力的影响可以不考虑 第二节荷载组合 第条混凝土拱坝设计荷载组合可分为基本组合和特殊组合二类 一 基本组合 水库正常蓄水位及相应的尾水位和设计正常温降 自重 扬压力 泥沙压力 浪压力 冰压 力 水库死水位 或运行最低水位 及相应的尾水位和此时出现的设计正常温升 自重 扬压力 或不计泥沙压力 浪压力 其他常遇的不利荷载组合 二 特殊组合 校核洪水位及相应的尾水位和此时出现的设计正常温升 自重 扬压力 泥沙压力 动水压 力 浪压力 基本组合加地震荷载 施工期的荷载组合 包括接缝未灌浆和分期灌浆两种情况 接缝未灌浆 甲 自重 乙 遭遇施工洪水时的静水压力加自重 分期灌浆 甲 自重及接缝灌浆部分坝体温度荷载 设计正常温升或设计正常温降 乙 遭遇施工洪水时 静水压力 自重及接缝灌浆部分坝体温度荷载 设计正常温升 其他稀遇的不利荷载组合 注在上述荷载组合中 可根据工程的实际情况选择控制性的荷载组合进行计算在初步选择体形时 可用基本组合 作为控制性的荷载组合 在地震较频繁的地区 当施工期较长时 应采取措施及时封拱 必要时对施工期的荷载组合尚应增加一项 上述情况 加地震荷载其地震烈度可按设计烈度降低一度考虑 第五章拱坝应力分析 第一节拱坝应力分析内容 第条拱坝应力分析的主要内容一般包括 各计算截面上的应力分布 包括拱端 拱冠和其它需要计算应力的部位 坝体上下游面在各计算点上的主应力 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 坝体削弱部位 孔洞 泄水管道部位等 的局部应力 需要时分析坝基内部应力 设计时可根据工程规模 坝的具体情况和不同的设计阶段 计算上述内容的部分或全部 或另 加其它内容 第条拱坝应力分析中 可根据其重要程度和必要性 部分或全部考虑下述问题 计算中能反映不同体形布置对坝体应力的影响 并优选技术经济合理 坝体应力分布比较 有利的体形布置 如坝体内设有大的孔洞 应考虑其对坝体应力的影响 基础变形对坝体应力的影响 分期蓄水 分期施工和施工程序对坝体应力的影响 封拱温度对坝体应力的影响 混凝土徐变对坝体应力的影响 在施工期坝体横缝灌浆以前 应验算各单独坝段的坝体应力和抗倾复稳定性 当拱坝设有重力墩 推力墩或周边缝时对坝体应力的影响 第条对于坝址地质 地形条件特别不利而十分重要的拱坝 尚需对坝基应力和位移情 况作专门研究必要时 应结合拱座稳定和基础处理方案的选择一并研究 第二节拱坝应力分析方法 第条拱坝应力分析一般以拱梁分载法计算成果作为衡量强度安全的主要标准 采用拱梁分载法计算时 拱梁布置宜力求均匀 拱梁数目的选用应达到设计精度的要求 第条对于级工程 或比较复杂的拱坝 如拱坝内设有大的孔洞 基础条件复杂等 情况 当用拱梁分载法计算不能取得可靠的应力成果时 应进行有限元法计算或结构模型试验加以 验证必要时 二者应同时进行 相互验证 用有限元法计算拱坝应力时 单元的剖分应达到设计所要求的精度 单元的型式应结合拱坝体 形加以合理选用 按照结构模型试验或有限元法计算所得的结果 应没有特殊不利的应力分布状态 局部应力数 值可不受本规范第条关于应力指标的限制如果局部应力数值超过指标较多 并范围较大 时 应研究其原因 必要时应设法改善 第三节拱坝应力控制指标及其它规定 第条用拱梁分载法计算时 坝体内的主压应力和主拉应力应符合以下应力控制指标 的要求 容许压应力混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数对于基本 荷载组合 安全系数采用对于特殊荷载组合 安全系数采用 容许拉应力在拱坝设计中 应尽可能在保持拱座稳定的条件下 通过调整坝的体形来减 小坝内拉应力的作用范围和数值对于基本荷载组合 拉应力不得大于对于特殊荷载 组合 拉应力不得大于 注混凝土的极限抗压强度 一般指天龄期的强度 用拱冠梁法计算时 拱和梁的法向应力应满足本条所规定的应力控制指标 并根据具体情况 适当留有安全裕度 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 对于以上的高坝 其应力控制指标应作专门研究 坝体的局部结构按 水工钢筋混凝土结构设计规范 计算时 其安全系数应符合该规范的有关要求 第条拱坝应力计算除考虑运行期外 还应验算施工期的坝体应力和抗倾复稳定性 在坝体横缝灌浆以前 按单独坝段分别进行验算时 坝体最大拉应力不大于坝体抗倾 复安全系数按第条二甲 荷载时不小于按第条二乙 时不小于 第条地震区的拱坝应力分析及其控制指标应符合 水工建筑物抗震设计规范 的有关规定和要求当拱坝设有重力墩时 重力墩的应力和稳定分析应符合 混凝土重 力坝设计规范的有关规定 第条对于级高拱坝应力分析中所采用的混凝土弹性模量和泊桑比 宜通过试验 确定 计算拱坝的基础变位时应考虑综合变形模量及其沿整个基础面上的变化坝基础的变形模量 和弹性模量宜通过试验确定 可行性研究阶段和初步设计阶段 当缺乏上述资料时 可参照类似条件下的经验数据 第条有关拱坝溢流段的闸墩强度计算可参照 混凝土重力坝设计规范的 有关规定 第六章拱座稳定分析 第一节一般原则 第条在拱坝设计的各阶段 都应重视两岸拱座的稳定性 作出相应于各阶段工作深度 的分析论证必要时应采取适当的工程措施 以保证拱座的稳定 第条在评价两岸拱座稳定性时 应进行以下四项主要工作 深入了解两岸岩体的工程地质和水文地质勘探资料 了解岩石 结构面以及结构面中填充物的物理力学特性等的试验条件 并合理选用设计数 据 研究和确定作用在拱座上的各种作用力 采用合理的稳定分析方法 第条在研究拱座稳定时 应结合坝的布置 包括坝轴线 坝的平面布置 拱端构造 坝 的体型 泄洪方式等坝体应力情况 基础处理和施工方法等综合考虑 使拱坝设计达到安全和经 济 第条拱坝稳定分析所需的地质资料 除 水利水电工程地质勘察规范已 有规定外 尚应特别注意查明影响岩体滑动的主要软弱结构面的产状 包括成组不连续裂隙的方向 性不平整度 密集程度 连通率 有无填充物和错动情况 以及结构面的可能组合和拱座岩体内地 下渗流的性质及其分布特性 第条拱座稳定分析主要研究岩体的可能滑动问题但在拱座附近下游如存在较大软 弱带或断层 而有可能引起较大变形时 也应进行专门研究必要时应采取工程措施 予以控制 参 阅条 第二节抗滑稳定 第条抗滑稳定分析中的滑动体边界 常由若干个滑裂面和临空面组成滑裂面一般 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 应是岩体内的各种结构面 尤其是软弱结构面临空面则为天然地表滑裂面必须在工程地质勘 测的基础上 经过研究得出最可能的滑动破坏型式之后确定 然后进行抗滑稳定分析 第条对于选定的滑裂面及其两侧的岩石 包括滑裂面中的充填物应取样进行室内试 验 取得其岩石力学指标 包括抗压 抗剪强度 变形模量和渗透系数等在重要工程上 对于一些 关键性的滑裂面 应进行现场直接试验 以取得直接的数据所有试验都应遵照 水利水电工程岩 石试验规程试行 进行 第条滑裂面上的抗剪强度参数和的设计值 应根据第条规定求得的试验值 结合实际岩体情况 蓄水后可能的变化 采取的工程处理措施 并参照类似工程的经验 判断选定 第条拱座的抗滑稳定分析 在初步设计阶段可采用数值计算方法在初步设计以后 的阶段 对于地质情况复杂或重要工程 除采用较精确的数值分析方法外 并可辅以地质力学模型 试验 第条拱座抗滑稳定的数值计算方法 以刚体极限平衡法为主对于大型工程或复杂 地质情况 可辅以有限元法或其它方法进行分析论证 第条采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时 对级工程及高坝 应采用公式 计算 其他则可采用下述公式或公式进行计算 式中和抗滑稳定安全系数 垂直于滑动方向的法向力 沿滑动方向的滑动力 计算滑裂面的面积 公式中的抗剪强度参数 即摩擦系数和凝聚力值 应按相应于材料的峰值强 度采用 公式中的抗剪强度参数 即摩擦系数应按相当于下述特性值取用 对脆性破坏的材料 采用比例极限 对塑性或脆塑性破坏的材料 采用屈伏强度 对已经剪切错断过的材料 采用残余强度 第条采用第条中两个公式进行计算时 相应安全系数应满足表规定的要求 表抗滑稳定安全系数 荷载组合 建筑 物 的 级 别 按公式 基本 特殊 无地震 有地震 按公式 基本 特殊 无地震 有地震 第条拱座稳定分析原则上应按空间问题处理 确定其整体抗滑稳定安全系数在情 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 况简单无特定的滑裂面和作初步估算时 可按平面分层核算此时如个别断面的安全系数不满足 表的要求时 可根据具体情况确定是否需采取措施 有条件时 并可分析破裂面上局部 点 安全系数 了解进入破坏状态的区域和范围 第三节变形稳定及其它 第条对于拱座下游存在较大断层或软弱带因受力引起的变形问题 应进行专门研究 必要时应采取加固措施以控制其变形量加固的必要性和加固方案 可以通过平面或空间有限元 分析或模型试验进行比较论证后确定 第条在拱座稳定计算中 应考虑下列荷载 坝体传来的作用力 岩体的自重 渗透压力 和地震力荷载的组合应按第四章第二节规定采用坝体传来的作用力应采用第五章内规定的拱 梁分载法所得的成果 选用最不利的一种进行稳定分析 第条作用在岩体上的渗透压力 可按附录二的规定计算为了保证运行期内的渗透 压力不超过设计值 应采取下列措施 按照第七章第四 五节的规定做好防渗和排水设施 应设置渗透压力和渗水量的监测系统对于地质情况不良的可能的滑动区 宜从勘探阶段 起即布置地下渗透水压力的观测孔网 进行长期渗透水压力和渗水量的监测 必要时 可在勘测设计阶段利用观测孔群 进行渗透性试验 以取得比较可靠的设计依据 第条地震区的拱座稳定分析 其地震力应按 水工建筑物抗震设计规范 的有关规定计算 第条对于平面曲率较小的拱坝 尚宜校核沿坝基面的抗滑稳定 即根据第条规 定的计算成果 先校核单宽悬臂梁或拱梁结合部位的局部稳定如安全系数不满足表的要 求时 可根据相差的值 考虑坝的整体作用 取较大的区段再做分析 并根据分析成果研究是否调整 体形或采取加固措施 第七章坝基处理 第一节一般规定 第条混凝土拱坝的地基经处理后应达到下列要求 具有足够的整体性和稳定性 保证抗滑安全 具有足够的强度和刚度 能承受拱坝传来的力和各种荷载 不发生不能容许的变形 具有足够的抗渗性和有利的渗流场 满足渗透稳定要求 降低渗透压力 具有足够的耐久性 以免在水的长期作用下恶化 坝体和地基接触面的形状适宜 避免不利的应力分布 第条坝基 包括两岸拱座和河床段的地基 处理设计必须根据坝址地质条件和基岩的 物理力学性质 综合考虑坝体和地基之间的相互关系 包括坝轴线的位置 坝体形状与构造等泄 洪建筑物的布置 施工技术等因素 认真研究 选择安全 经济和有效的处理方案 对岩溶地区的坝基处理 应进行专门研究 第条坝基处理措施 通常有风化破碎岩石的挖除 基坑形状的控制 固结灌浆 接触灌 浆 防渗帷幕 坝基排水 断层破碎带与软弱夹层的处理 包括用混凝土置换等 以及用预应力加固 基岩等 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 第二节坝基开挖 第条坝基的开挖深度 除应满足第条的要求外 还应根据坝传来的荷载 坝基 内的应力分布情况 基岩的地质条件和物理力学性质 坝基处理的效果 工期和费用等综合研究确 定一般高坝应尽量开挖至新鲜或微风化的基岩 中坝应尽量开挖至微风化或弱风化中 下部的基 岩 第条两岸拱座利用岩面宜开挖成径向面如拱端厚度较大而使开挖量过多时 也可 采用非全径向面图所示的利用岩面形状可供参考河床段利用岩面的上下游高差不应过 大 宜略向上游倾斜整个坝基利用岩面的纵坡应平顺 不应有突变 经充分论证 在保证安全 经济的条件下 拱座利用岩面也可开挖成其他形状 图拱座利用岩面形状示意图 第条坝基开挖设计中应对爆破方式提出要求 并宜进行现场试验 保证利用岩面的形 状和基岩的完整性符合设计要求 第三节固结灌浆和接触灌浆 第条固结灌浆的范围和孔深 主要根据基岩的裂隙情况 受力条件 坝基和拱座的变 形控制和稳定要求确定 固结灌浆孔的孔距和孔向应根据地质条件 裂隙分布情况确定 对于高坝还应通过固结灌浆试 验来验证 孔距一般采用 固结灌浆应注意加强冲洗以提高灌浆效果 第条固结灌浆的压力宜通过灌浆试验确定 为提高灌浆效果 在保证不掀动岩石的条 件下 可取较大值一般无混凝土盖重时取有混凝土盖重时取当拱座 岩坡较陡时 宜先浇盖重混凝土 如采用分序深孔固结灌浆时 灌浆压力可随孔深适当提高对地 质条件较差 缓倾角裂隙发育的地段 灌浆压力可适当降低 第条为了提高坝基接触面上的抗剪强度和抗压强度 防止沿基础接触面渗漏 对下列 部位应进行接触灌浆 坡度大于的陡壁面 上游坝基接触面 混凝土拱坝设计规范 试行 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 标准资料收藏家 易启标准网免费提供十万标准书籍资料下载 会打字、5分钟快速自助建网站 易启建站网免费提供建站平台，商业网站1年仅60元 在基岩中开挖的所有的槽 井 洞等回填混凝土的顶部 坝基面的接触灌浆应在坝身混凝土浇筑到一定高度 基础混凝土充分收缩以后并在排水孔钻 设之前进行有条件时 可利用帷幕孔与部分固结灌浆孔进行接触灌浆 第四节防渗帷幕 第条坝基和两岸的防渗帷幕一般采用水泥灌浆在水泥灌浆达不到设计防渗要求时 可采用化学材料补充灌浆 但应注意防止污染环境 对岩溶地区的防渗帷幕应作专门研究 第条帷幕 包括向两岸延伸的帷幕 线的位置应根据拱座和坝基应力情况 并考虑到 将来可能需要修补和补强的条件 一般布置在压应力区 并尽可能地靠近上游面应特别重视两岸 防渗帷幕的布置帷幕轴线的方向 以及伸入岸坡内的长度应根据工程地质 水文地质和地形条 件 拱座的稳定情况和防渗要求研究决定 并与河床部位的帷幕保持连续性帷幕灌浆可在基础廊 道内进行两岸山坡的帷幕灌浆 可在两岸岩体中设置的灌浆平洞内进行 第条防渗帷幕孔的深度应根据坝高 基岩地质条件岩体的单位吸水量等因素结合拱 坝的稳定要求确定 原则上应伸入相对隔水层若相对隔水层埋藏较深 帷幕孔深一般可采用 倍的坝高 对地质条件特别复杂的地段 帷幕孔深可达倍坝高以上 但均应进行论证后确 定 第条防渗帷幕及其下部岩体的透水性 根据不同坝高应达到下列标准 帷幕防渗体的透水性 坝高 单位吸水量渗透系数 高坝 中坝 低坝 第条主辅防渗帷幕孔的排数 排距和孔距 孔向应根据拱坝稳定要求 地形和工程地质 水文地质条 件 坝前作用水头 灌浆试验资料及允许水力坡降等选 定主帷幕孔一