混凝土重力坝毕业设计计算书

1兵团广播电视大学开放教育（专科）题 目 ： 混 凝 土 重 力 坝 设 计 分 校：姓 名：学 号：专 业：指导教师： 目 录目 录 .1第一章 非溢流坝设计 .31.1 坝基面高程的确定 .31.2 坝顶高程计算 .31.2.1 基本组合情况下： .31.2.1.1 正常蓄水位时： .31.2.1.2 设计洪水位时： .41.2.2 特殊组合情况下： .51.3 坝宽计算 .51.4 坝面坡度 .61.5 坝基的防渗与排水设施拟定 .6第二章 非溢流坝段荷载计算 .72.1 计算情况的选择 .72.2 荷载计算 .72.2.1 自重 .72.2.2 静水压力及其推力 .82.2.3 扬压力的计算 .92.2.4 淤沙压力及其推力 .122.2.5 波浪压力 .132.2.6 土压力 .14第三章 坝体抗滑稳定性分析 .153.1 总则 .153.2 抗滑稳定计算 .173.3 抗剪断强度计算 .18第四章 应力分析 .194.1 总则 .194.1.1 大坝垂直应力分析 .194.1.2 大坝垂直应力满足要求 .214.2 计算截面为建基面的情况 .2134.2.1 荷载计算 .214.2.2 运用期（计入扬压力的情况） .224.2.3 运用期（不计入扬压力的情况） .234.2.4 施工期 .23第五章 溢流坝段设计 .245.1 泄流方式选择 .255.2 洪水标准的确定 .255.3 流量的确定 .255.4 单宽流量的选择 .255.5 孔口净宽的拟定 .265.6 溢流坝段总长度的确定 .265.7 堰顶高程的确定 .265.8 闸门高度的确定 .275.9 定型水头的确定 .285.10 泄流能力的校核 .285.11.1 溢流坝段剖面图 .285.11.2 溢流坝段稳定性分析 .29（1）正常蓄水情况 .29（2）设计洪水情况 .29（3）校核洪水情况 .30第六章 消能防冲设计 .306.1 洪水标准和相关参数的选定 .316.2 反弧半径的确定 .316.3 坎顶水深的确定 .326.4 水舌抛距计算 .336.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 .34第七章 泄水孔的设计 .367.1 有压泄水孔的设计 .367.2 孔径 D 的拟定 .367.3 进水口体形设计 .367.4 闸门与门槽 .377.5 渐宽段 .377.6 出水口 .377.7 通气孔和平压管 .38参考文献 .395第一章 非溢流坝设计1.1 坝基面高程的确定由混凝土重力坝设计规范可知，坝高 10050 米时，重力坝可建在微风化至弱风化中部基岩上，本工程坝高为 50100m，由于本坝址岩层分布主要为石英砂岩，故可确定坝基面高程为 832.0 m。由水位库容曲线查的该库容为 0.03108m3，故可知该工程等级为级。1.2 坝顶高程计算 1.2.1 基本组合情况下：1.2.1.1 正常蓄水位时：坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用以下公式进行计算：波浪要素按官厅公式计算。公式如下：1/31/21020.76ghgDvv1/3.751/2.50200.3Lv21zhHctL库水位以上的超高 ：h1cz式中 -波浪高度， m1h-波浪中心线超出静水位的高度，mzh-安全超高，mc-计算风速。水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年平均ov最大风速的 1.52.0 倍；校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，m/sD-风区长度；mL-波长；MH-坝前水深1.2.1.2 设计洪水位时：根据水库总库容在 之间可知，大坝工程安全级别为 级880.21.50 计算风速 取相应洪水期多年平均最大风速的 1.8 倍，即 =47.7m/sov ov根据公式 ，可知波浪高度 =2.71m/31/21020.76ghgDv1h根据公式 ，可知波长 L=23.19m1/3.751/2.50200.3Lv根据公式 ，可知波浪中心线超静水位高度 =0.994274m1zhHct zh可知库水位超高 =4.1m1czh可知坝顶高程=890.00+4.1=894.1m 1.2.1.2 校核洪水位时：计算风速 取相应洪水期多年平均最大风速，即 =26.5m/sov ov根据公式 ，可知波浪高度 =1.30m1/31/21020.76ghgDv1h根据公式 ，可知波长 L=7.0034m1/3.751/2.50200.3Lv根据公式 ，可知波浪中心线超静水位高度 =0.7577m1zhHct zh可知库水位超高 =2.355m1czh可知坝顶高程=890.00+2.355=892.355m1.2.2 特殊组合情况下： Vo=26.5 m/s7故按莆田试验站公式计算： 0.450.7 222 .70 .018/gh.13.v37mmmgDVgHtthVtH=6.4310-3故 hm=0.4603 m0.5m20ghgT13.9vvm=1.1146故 Tm=3.011 s综合（1） 、 （2） ，可知最大坝顶高程取 894.1m1.3 坝宽计算为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的 8%10%。 ，且不小于 3m所以坝顶宽度=6m，并可算出坝底宽为 78.5m1.4 坝面坡度上游坝坡采用折线面，一般起坡点在坝高的 2/3 附近，建坝基面高程为 832m，折坡点高程为 873.4m， 坡度为 1：0.2；下游坡度为 1：0.8。因为基本三角形的顶点与正常蓄水位齐平，故重力坝剖面的下游坡向上延伸应与正常蓄水位相交，具体尺寸见下图图 1.1 重力坝剖面图1.5 坝基的防渗与排水设施拟定由于防渗的需要，坝基须设置防渗帷幕和排水孔幕。据基础廊道的布置要求，初步拟定防渗帷幕及排水孔廊道中心线在坝基面处距离坝踵 5.5m。 建 基 面 高 程 832m设 计 洪 水 位 891.0校 核 洪 水 位 23坝 顶 高 程 4设 计 为 水 位 853.70m校 核 尾 水 位 62河 床 高 程 49第二章 非溢流坝段荷载计算 2.1 计算情况的选择作用在坝基面的荷载有：自重、静水压力、扬压力、淤沙压力、浪压力、土压力，常取 坝长进行计算。1m2.2 荷载计算2.2.1 自重自重 在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位完全一样计算步骤如下；W坝体自重 的计算公式：()KNcWVr式中： 331cVmr坝 体 体 积 ， ， 由 于 取 坝 长 ， 可 以 用 断 面 面 积 替 代 ， 通 常 把 它 分成 如 图 所 示 的 若 干 个 简 单 的 几 何 图 形 分 别 计 算 ；坝 体 混 凝 土 的 重 度 ， 取 24KN/。可知： W1=0.5 6 30 2.4 9.81=2118.96 KNW2=6 62.1 2.4 9.81=8772.494 KNW3=0.5 66.5 57.3 2.4 9.81=44856.62KNW=W1+W2+W3=55748.47KN 坝体自重 =55748.47KN2.2.2 静水压力及其推力 静水压力 与作用水头 有关，所以在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水PH位时静水压力 各不相同，应分别计算； 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平压力 和垂HP直压力 两种。VP的计算公式为：H21HwPr式中： 计算点的作用水头， ；Hm水的重度，常取 ；wr 39.81/KN（1）基本组合：正常蓄水位情况：F1=0.5 9.81 582=16500.42KNW1=0.5 (58+28) 6 9.81=2538.72KN设计洪水位情况：F1=0.5 9.81 58.092= 16551.67KNF2=0.5 9.81 21.72= -2309.715KNW1=0.5 (58.09+28.09) 6 9.81= 2536.277KN W2=0.5 21.7