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毕业设计论文
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TJ01-032@坝后式厂房双曲拱坝设计,毕业设计论文
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水利水电工程专业毕业设计 - 1 - 目 录 第一章 调洪演算 . - 2 - 1.1 调洪演算的原理 . - 2 - 1.2 调洪方案的选择 . - 3 - 1.2.1 对以下四种方案进行调洪演算 . - 3 - 1.2.2 方案比较 . - 7 - 1.2.3 2 浅孔 +2 中孔方案选定后坝顶高程的计算 . - 8 - 第二章 大坝工程量比较 . - 10 - 2.1 大坝剖面设计计算 . - 10 - 2.1.1 混凝土重力坝设计 . - 10 - 2.2 大坝工程量比较 . - 17 - 2.2.1 重力坝工程量 . - 17 - 2.2.2 拱坝工程量 . - 18 - 2.2.3 重力坝与拱坝工程量比较 . - 19 - 第三章 第一主要建筑物的设计 . - 19 - 3.1 拱坝的型式尺寸及布置 . - 19 - 3.1.1 坝型选择 . - 19 - 3.1.2 拱坝的尺寸 . - 19 - 3.2 荷载组合 . - 23 - 3.2.1 正常水位 +温降 . - 23 - 3.2.2 设计水位 +温升 . - 23 - 3.2.3 校核水位 +温升 . - 23 - 3.2.4 正常水位 +温降 +地震 . - 23 - 3.3 拱坝的应力计算 . - 23 - 3.3.1 对荷载组合 1， 2， 3 使用 FORTRAN 程序进行电算 . - 23 - 3.3.2 对荷载组合 4 进行手算 . - 24 - 3.4 坝肩稳定验算 . - 37 - 3.4.1 计算原理 . - 37 - 3.4.2 验算工况 . - 38 - 3.4.3 验算步骤 . - 38 - 4.1 泄水建筑物的型式尺寸 . - 42 - 4.2 坝身进水口设计 . - 42 - 4.2.1 管径的计算 . - 42 - 4.2.2 进水口的高程 . - 42 - 4.3 泄槽设计计算 . - 43 - ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 2 - 4.3.1 坎顶高程 . - 43 - 4.3.2 坎上水深 hc . - 43 - 4.3.3 反弧半径 R . - 44 - 4.3.4 坡度（直线段） . - 44 - 4.3.5 挑射角 . - 44 - 4.4 导墙设计 . - 44 - 4.5 消能防冲计算 . - 45 - 4.5.1 水舌挑距 . - 45 - 4.5.3 消能率计算 . - 47 - 4.6 泄水孔口应力及配筋 . - 49 - 4.6.1 孔口应力 . - 49 - 4.6.2 配筋计算 . - 51 - 附录 . - 53 - 参考文献 . - 55 - 结语 . - 56 - 第一章 调洪演算 1.1 调洪演算的原理 先对一种泄洪方案，求得不同水头下的孔口泄洪能力，并作孔口泄洪能力曲线，再假定几组最大泄流量，对设计（校核）洪水过程线进行调洪演算，求得这几组最大泄流量分别对应的水库存水量，查水位库容曲线，得出这几组最大泄流量分别对应的上游水位，并作最大泄流量与上游水位的关系曲线。上述两条曲线相交得出一交点，此交点坐标即为设计（校核）情况下的孔口最大泄流量及相应的水库水位，再对其它泄洪方案按同样的方法进行调洪演算，最后选定的泄洪方案孔口最大泄流量应接近并不超过容许值 ， 并最好与所给限制流量差值在 100m3/s以内 。 nts水利水电工程专业毕业设计 - 3 - 1.2 调洪方案的选择 1.2.1 对以下四种方案进行调洪演算 （ 1） 2浅孔 +2中孔 （ 2） 4表孔 +2 中孔 （ 3） 4中孔 （ 4）坝身泄流与利用导流隧洞 1.2.1.1方案一 2 浅孔 2中孔 浅孔 : 进口 底 高程 为 164m, 出口 底 高程 为 154m 102Q A gH（ 1-1） 式中： B 孔口宽 ,m ； H 孔口高 ,m ； A 孔口面 积 (=B H)， m2； 流量 系数（ =0.80）； H0 出口中心处水头 ,m。 中孔 : 进口高程 底 135m, 出口 底 高程 130m 202Q A gH式中： B 孔口宽 ,m ； H 孔口高 ,m ； A 孔口面积 (A=B H) ,m2； 流量系数 ， （ =0.97-0.3a/H0 ）； a 孔口高度 ,m； H0-出口中心处水头， m。 表 1-1 2浅孔流量 方案 高 宽 出口高程 上游水位 出口中心处水头 流量系数 2孔面积 起调流量 （ m） （ m） (m) （ m） （ m） （ m3） （ m3/s） 1 设计 8.0 8.5 154.0 182.0 24.0 0.884 136.00 2609.817 校核 8.0 8.5 154.0 182.0 24.0 0.884 136.00 2609.817 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 4 - 表 1-2 2中孔流量 方案 高 宽 出口高程 上游水位 出口中心处水头 流量系数 2孔面积 起调流量 （ m） （ m） （ m） （ m） （ m） （ m3） （ m3/s） 1 设计 7.5 7.5 130.0 182.0 48.5 0.927 112.5 3200.80 校核 7.5 7.5 130.0 182.0 48.5 0.927 112.5 3200.80 表 1-3 2浅孔 +2 中孔总流量 方案 2浅孔起调流量 2中孔起调流 量 总起调流量 （ m3/s） （ m3/s） （ m3/s） 1 设计 2609.82 3200.80 6148.62 校核 2609.82 3200.80 6148.62 表 1-4 最大泄洪流量与最高水位结果表 方案 起调流量 最大泄量 最高水位 （ m3/s） （ m3/s） （ m） 1 设计 6148.62 6600 186.7 校核 6148.62 6880 189.8 最大设计泄洪流量为 6600m3/s，校核流量为 6880m3/s，最高设计水位为 186.7m，最高校核水位为 189.8m。 1.2.1.2方案二 4 表孔 +2中孔 nts水利水电工程专业毕业设计 - 5 - 表 孔 : 进口 底 高程 179m 2/301 2 HgBmQ （ 1-2） 式中： B 堰顶宽， m； m 流速 系数 ； 侧收缩系数 ； H0 出口中心处水头， m。 中孔 : 进口 底 高程 135m, 出口 底 高程 130m 02 2 gHAQ 式中： B 孔口宽 ,m ； H 孔口高 ,m ； A 孔口面积 (=B H)， m2； 流量 系数（ =0.9 7-0.3a/H0） ； a 孔口高度 ,m； H0 出口中心处水头， m。 表 1-5 4表孔流量 方案 高 宽 出口高程 上游水位 堰顶水位 流速系数 4孔面积 起调流 量 （ m） （ m） (m) （ m） （ m） （ m3） （ m3/s） 1 设计 4 12.0 179.0 182.0 3.0 0.48 192.00 530.29 校核 4 12.0 179.0 182.0 3.0 0.48 192.00 530.29 表 1-6 2中孔流量 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 6 - 方案 高 宽 出口高 程 上游水位 出口中心处水头 流量系数 2孔面积 起调流量 （ m） （ m） （ m） （ m） （ m） （ m3） （ m3/s） 1 设计 7.5 7.5 130.0 182.0 48.5 0.927 112.5 3200.8 校核 7.5 7.5 130.0 182.0 48.5 0.927 112.5 3200.8 表 1-7 4表 孔 +2 中孔 总流量 方案 4表孔起调流量 2中孔起调流量 总起调流量 （ m3/s） （ m3/s） （ m3/s） 1 设计 530.29 3200.8 4096.1 校核 530.29 3200.8 4096.1 表 1-8 最大泄洪量与最高水位结果表 方案 起调流量 最大泄量 最高水位 （ m3/s） （ m3/s） （ m） 1 设计 4096.1 5580 188.1 校核 4096.1 7620 190.1 1.2.1.3方案三 4 中孔 中孔 : 进口 底 高程 135m, 出口 底 高程 130m 02Q A gHnts水利水电工程专业毕业设计 - 7 - 式中： B 孔口宽 ,m ； H 孔口高 ,m ； A 孔口面积 (=B H)， m2； 流量 系数（ =0.9 7-0.3a/H0 ） ； a 孔口高度 ,m； H0 出口中心处水头， m。 表 1-9 4中孔最大泄洪量与最高水位结果表 高 宽 出口高程 上游水位 出口中心处水头 流量系数 起调流量 最大下泄量 最高水位 （ m） （ m） （ m） （ m） （ m） （ m3/s） （ m3/s） （ m） 设计 7 7.5 130 182 48.5 0.927 6277.956 6580 186.7 校核 7 7.5 130 182 48.5 0.927 6277.956 6770 189.7 1.2.1.4方案四 坝身泄流与利用导流隧洞 因客观因素，现对坝身泄流与利用导流隧洞不进行调洪计算，只对其进行定性分析。 1.2.2 方案比较 方案 一 即泄水建筑物采用 2 浅孔 +2 中孔时所需坝顶高程最小，加之方案一与方案三都存在对坝体的结构影响较大的问题（方案 二 的 4 表孔使得坝体堰顶以上失去空间结构作用，方案 三 的 4 中孔使得坝体同一高程开孔数量过多，该层拱圈削弱过多）， 并由调洪演算 结果看， 故本设计选择 2浅孔 +2中孔的泄流方案，浅孔位于两岸，中孔位于水电站进水口两侧，对称布置。 设计洪水时，允许泄量 6650m3/s，校核洪水时，允许泄量 7650m3/s。 设置两浅孔，孔口宽 8.5m，高 8.0m，进口底高程为 164m，出口底高程为 154m；两中孔，孔口宽 7.5m，高 7.5m，进口底高程为 135m，出口底高程为 130m，设计洪水时，下泄流量 6600m3/s，校核洪水时，下泄流量 6880m3/s， 均小 于允许下泄流量，设计洪水位为 186.7m，校核洪水位为 189.8m。 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 8 - 1.2.3 2 浅孔 +2 中 孔方案选定后坝顶高程的计算 拱坝 坝顶超出水库静水位的高度 h 为 1 % z c 2h h h h （ 1-3） 式中 h1% 累积频率 1%的 波浪高度（ m），按 式（ 1-4）、（ 1-5）、（ 1-6）求出； hz 波浪中心线高出静水位的高度 (m),按式 （ 1-7） 计算 ； hc 取决于坝的级别和计算情况的 安全超高 （等级为 1级时：设计 hc=0.7m，校核 hc=0.5m） 。 0 . 52001 3 . 9 ( )mmg T g hVV （ 1-4） 22 mm gTL （ 1-5） 1 / 1 2 1 / 3022000 . 0 0 7 6 ( )g h g DVVV （ 1-6） 21% 2z mmh Hh c thLL （ 1-7） 式中 V0 计算风速 , m/s； D 库面吹程 ， m； mh 平均波高， m； mT 平均波周期， s； H 水深， m。 H D V0 gD/V02 Lm h5% h1% h1%2/Lm cth(2H/Lm) hz 94.7 4000 20 98.1 11.37 1.112 0.83 0.319 1 0.521 1.2.3.1设计洪水位情况下 查表得 ： c 0.7mh 1 . 6 6 0 . 5 2 1 0 . 7 2 . 8 8 1 mh 设 1.2.3.2校核洪水位情况下 H D V0 gD/V02 Lm h10% h1% h1%2/Lm cth(2H/Lm) hz nts水利水电工程专业毕业设计 - 9 - 97.93 4000 12 272.5 6.824 0.588 0.832 0.319 1 0.319 查表得 c 0.5mh 1 . 6 6 4 0 . 3 1 9 0 . 5 2 . 4 8 3 mh 校 综上： 设计情况： = 1 8 6 . 7 0 3 . 6 8 5 1 9 0 . 9 9 m坝 顶 校核情况： 1 8 9 . 8 2 . 4 8 3 1 9 2 . 2 8 m 取得坝 顶 高 程为 : 1 9 2 .4 m坝 顶 由此计算得到的 拱坝 坝高为 1 9 2 . 4 9 2 1 0 0 . 4 mH ntsA 坝后式厂房双曲拱坝设计 - 10 - 第二章 大坝工程量比较 2.1 大坝剖面设计计算 2.1.1 混凝土重力坝设计 坝前最大水深 1 8 9 . 8 9 2 9 7 . 8 mH 最大坝高 1 9 2 . 4 9 2 1 0 0 . 4 mH 2.1.1.1基本剖面 （ 1） . 按应力条件确定坝底最小宽度 )( 10 cHB （ 2-1） 式中 c=24kN/m3 ； 0=10kN/m3； 1=扬压力折减系数 ,取 0.3（河床坝段 =0.2 0.3，岸坡坝段 =0.30.4）。 则 9 7 . 8 6 7 . 3 524( 0 . 2 5 )10Bm （ 2） .按稳定条件确定坝底最小宽度 10cKHBf （ 2-2） 式中 K=1.05(查水工建筑物表 4-1)； f=0.7 ； =0 ； 1=0.25。 则 1 . 0 5 9 7 . 8 6 8 . 0 9240 . 7 0 0 . 2 510Bm 综合 （ 1）、（ 2） ，取两值中的较大值，取坝底最小宽度 B=68.5m nts水利水电工程专业毕业设计 - 11 - 2.1.1.2实用剖面 （ 1） .坝顶宽度 ： 取坝高的 8 10%，即（ 8 10） % 100.5=(8.04 10.5)m，取为 10.0m。 （ 2） .下游坡度 ： (1 ) / 7 0 / 9 7 . 8 0 . 7 1 5m B H 且坝底宽约为坝高 0.7-0.9倍，则 取 m=0.76。 （ 3） .上游折坡点 ： 上游设折坡，折坡点距坝底的高度取为坝高的 （3132） 范围内，即 （3132） 100.5=(33.5 67)m,取为 54m，上游折坡点高程为 折 =146m。 （ 4） .上游坡度 ： 上游折坡的坡度取为 1:0.15。 （ 5） .坝底宽度 ： 坝底宽度为 5 4 0 . 1 5 9 7 . 8 0 . 7 6 8 2 . 4 3 m 2.1.1.3排水装置 设计 洪水最大下泄流量 6600m3/s，则 Z 下 =114.4m， 下游水深 114.4-92=22.4m ，水头 1 8 6 . 7 1 1 4 . 4 7 2 . 3 mH 。 基础帷幕灌浆廊道上游壁到上游坝面的距离应不小于 0.05-0.10 倍水头，且不小于 4-5m，即 （ 0.05 0.1） 72.3=（ 4.735 7.23） m， 取 6m，宽取 2.5m，高取 3m，廊道底离坝底距离不小于 1.5倍底宽，取 5m。 基础排水廊道兼作灌浆廊道宽取 2.0m，高取 2.5m。 坝内纵向 排水 廊道上游壁到上游坝面不小于（ 0.05 0.10）倍水头，并不小 于 3m，即 （ 0.05 0.1） 72.3=（ 4.735 7.23） m,取帷幕排水廊道距上游坝面距离为 5m。 2.1.1.4荷载计算 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 12 - 图 2-2 坝体自重计算图 图 2-3坝底扬压力计算图 表 2-1 荷载 设计值 计算表 (设计水位 状况 ) 荷载（ kN/m） 水平应力（ kN/m） 铅直应力（ kN/m） 力臂 力矩 （ m） + （逆时针） -（顺时针） nts水利水电工程专业毕业设计 - 13 - 自重 W1 W2 W3 5248.8 24120.0 69850.5 38.50 30.07 2.32 212418.9 725288.4 162262.6 水压力 W 水上 W 水下 5379.5 1870.5 37.45 35.53 202320.0 66450.0 P 上 P 下 43988.48 2461.3 32.60 7.47 18377.7 1434019.7 扬压力 U1 U2 U3 U4 3748.5 6063.7 2503.6 18106.9 36.50 4.33 34.15 0.00 136817.7 26283.37 136820.1 0.0 浪压力 PL 53.29 95.00 2200.2 泥沙压力 Pn2 1583.0 7.67 12145.3 表 2-2 荷载 设计值 计算表 (校核水位 状况 ) 荷载（ kN/m） 水平应力（ kN/m） 铅直应力（ kN/m） 力臂 力矩 （ m） + （逆时针） -（顺时针） ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 14 - 自重 W1 W2 W3 5248.8 24120.0 69850.5 40.47 30.07 2.32 212418.9 725288.4 162262.6 水压力 W 水上 W 水下 5625.8 1920.9 37.55 35.45 211470.8 68112.3 P 上 P 下 46915.5 2527.5 32.64 7.57 19136.3 1529457.6 扬压力 U1 U2 U3 U4 3911.0 6315.0 2607.4 19226.8 36.5 4.33 34.15 0 142756.2 27346.97 89043.6 0 泥沙压力 Pn1 1582.97 7.67 12147.5 2.1.1.5坝体强度验算 用定值安全系数计算法 沿坝基面的抗滑稳定分析 ： 若认为坝体与基岩胶结较差，用下式 计算 ()f W UKP (2-3) W 为作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和； P 为作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和； U为作用于滑动面上的扬压力； f为滑动面上的抗剪摩擦系数 ， f=0.7； K 为按抗剪强度计算公式计算的抗滑稳定安全系数，查水工建筑物表 4-1 有K=1.10， 1.05。 nts水利水电工程专业毕业设计 - 15 - 若认为 坝体与基岩胶结良好，按下式计算 ( ) f W U c AKP （ 2-4） W 为作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和 ，用标准值 ； P 为作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和 ，用标准值 ； U为作用于滑动面上的扬压力； f 为滑动面上的抗剪摩擦系数 , f =0.75； c 为坝体与坝基连接面的抗剪断凝聚力 , c =0.5MPa； A 为坝体与坝基连接面的面积； K 为按抗剪 断 强度计算公式计算的抗滑稳定安全系数，查水工建筑物表 4-1有 K =3.0、 2.5。 第一种方法偏于安全。 （ 1）设计状况 ()f W UKP 0 . 7 7 3 4 5 2 . 2 3 1 . 1 8 .4 3 4 9 0 . . 8 6 K 1 1 0 所以在 设计 水位情况下 ，坝体抗滑稳定满足要求。 （ 2）偶然状况 ()f W UKP = 0 . 7 6 8 7 1 4 . 1 4 1 . 0 44 6 3 5 1 . 5 5 K=1.0 偶然状况的抗滑稳定系数偏小，不满足要求，故需采用一些工程措施，因为坝基岩较坚硬，可将坝基开挖成若干倾向上游的斜面，在坝踵和坝趾设置深入基岩的齿墙，以增强坝基抗滑稳定性。 2.1.1.6应力分析（取坝基面） 水平截面上的边缘正应力 y 和 y y =26BMBW （ 2-5） ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 16 - y =26BMBW （ 2-6） 式中 W 作用在计算截面以上全部荷载的铅直分力总和（向下为正） ； M 作用在计算截面以上全部荷载对截面形心的力矩总和（逆时针 正） ； B 计算截面沿上下游方向的宽度 。 （ 1） 设计状况 M =MG+MU+MP= -396250.3 kNm (计入扬压力 ) W= 74488.4kN(计入扬压力 ) a. y =26BMBW =0.548MPa y =26BMBW =1.184 MPa b.边缘剪应力 和 （ m=0.8 n=0.15） npp yu )( =-0.548 0.15=-0.084MPa mpp uy )( = y m 1 . 1 8 4 0 . 8 0 . 9 4 6 M P a c.铅直截面上的边缘正应力和 x和 x(计入泥沙压力 ) npppp uux )()( 2=-0.544 0.152 =-0.0126MPa 2)()( mpppp uyux = y 22m 1. 1 8 4 0 . 8 0 . 7 5 8 M P a d.上游边缘主应力 1 和 2 21 ( 1 ) ( ) 1 . 1 5 0 . 5 4 8 0 . 6 2 8 M P ayun p p n upp2 =0 MPa e. 下游边缘主应力 1 和 2 221 ( 1 ) ( ) 1 . 9 3 5 M P ayum p p m upp2 =0 MPa (2)校核状况 nts水利水电工程专业毕业设计 - 17 - G U PM M M M = -510397.76 kNm (计入扬压力 ) W =74474.4kN(计入扬压力 ) a. y =26BMBW =0.452MPa y =26BMBW =1.273MPa b.边缘剪应力 和 （ m=0.74 n=0.15） npp yu )( =0.076 MPa ()yup p m =0.84 MPa c.铅直截面上的边缘正应力和 x和 x(计入泥沙压力 ) npppp uux )()( 2=0.948 MPa 2)()( mpppp uyux =0.895 MPa d.上游边缘主应力 1 和 2 21 )()1( nppn uy 0.441 MPa upp2 =0 MPa e. 下游边缘主应力 1 和 2 221 ( 1 ) ( ) 1 . 9 4 6yum p p m M P a upp2 =0 MPa 综上，设计状况与偶然状况下 坝踵、坝趾处没有出现过大拉应力， 且主压应力未大于允许压应力 ，故满足应力要求。 2.2 大坝工程量比较 2.2.1 重力坝工程量 在 146m 及 176.64m 将坝体沿水平向分成三块，从 下 往 上 依次为 I、 II、 III，ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 18 - 工程量计算利用下式分别对三个坝块进行计算： HmmbLHmmbLHV 212211 2336 （ 2-7）式中 V 所求坝块的体积， m3； H 所求坝块的高度， m； L1 所求坝块坝面长度， m； L2 所求坝块坝底长度， m； b 所求坝块坝顶宽度， m； m1、 m2 所求坝块上、下游坡度。 表 2-3 重力坝分块工程量计算列表 L1 L2 b m1 m2 H V I 205 78 35.04 0.15 0.8 54 434414.7 II 259 205 10 0 0.8 31.3 252917.0 III 297 259 10 0 0 15.2 42256 3I I I I I I 7 2 9 5 8 7 . 7 mV V V V 2.2.2 拱坝工程量 拱坝工程量计算利用下式分别对四个坝块进行计算： 2 hAA 下上V（ 2-8） 其中 A /360 （ R 外 2-R 内 2） 第 i层拱圈的中心角； R1 第 i层拱圈的外半径， m； R2 第 i层拱圈的内半径， m。 表 2-4 拱坝各高程拱圈面积计算列表 高程 (m) R 内 (m) R 外 (m) 中心角（） V (m3) 192.4 195.75 204.25 103 167.3 154.4375 167.5625 103 85890 相 关 数 据 坝 体 分 块 nts水利水电工程专业毕业设计 - 19 - 142. 2 128.125 145.875 102 97350 117.1 84.8125 107.1875 104 99690 92 55.5 82.5 72 80430 38 5 8 9 0 9 7 3 5 0 9 9 6 9 0 8 0 4 3 0 3 6 3 3 6 0 mV 2.2.3 重力坝与 拱坝工程量比较 经比较，拱坝较重力坝可节约工程量 ： ( ) / ( 7 2 9 5 8 7 . 7 3 6 3 3 6 0 ) / 7 2 9 5 8 7 . 7 5 0 . 2 %V V V 第三章 第一主要建筑物的设计 3.1 拱坝的型式尺寸及布置 3.1.1 坝型选择 坝型选择双曲拱坝。 3.1.2 拱坝的尺寸 3.1.2.1坝顶的厚度 Tc 根据结构、人防、运用等要求并考虑改善坝体应力，初步设计，采用下列经验公式： 14.201.0 LHT C （ 3-1） Tmin=3 5m 式中 H 坝高（ m）， H=100.4m； b1 坝顶高程处两拱端新鲜基岩之间的直线距离（ m）， b1=312m。 1 m i n0 . 0 1 ( 2 . 4 ) 0 . 0 1 ( 1 0 0 . 4 7 4 8 . 8 ) 8 . 4 4 5 m T 3 5 mHb 取 Tc=8.5m 3.1.2.2坝底的厚度 TB ( 拱坝在高程上分为 5层 ) ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 20 - a nB HLLKT 11 （ 3-2） 式中 L1 坝顶高程处两拱端新鲜基岩之间的直线距离（ m）， L1=312m； Ln-1 坝 体倒 第二层拱圈处 两拱端新鲜基岩之间的直线距离（ m） ， Ln-1=160m； H 坝体高度， m； K=0.0035； a 拱的允许压应力（ MPa ） ， 国内 a一般取 4-7MPa。 0 . 0 0 3 5 3 1 2 1 6 0 1 0 0 . 4 / 6 . 5 5 2 5 . 5 2 mBT 取 TB=25.7m 3.1.2.3 上游面的曲线采用二次抛物线 221 HyxHyxZ （ 3-3） 式中：1 1 22XX， 22 121BTX 其中 1 、2为经验系数 ，（ 1=0.6 0.65， 2=0.3 0.6）。 取 1 0.62， 2 0.30， H=100.4m，则 2x 0 . 3 0 2 5 . 7 / ( 2 0 . 6 2 1 ) = 3 2 . 1 2 5 1x 2 0 . 6 2 3 2 . 1 2 5 3 9 . 8 3 5 则 上游面的曲线方程为 : 23 9 . 8 3 5 3 2 . 1 2 5yyZHH 3.1.2.4 下游面的曲线 Tc， TB沿高程线性内插 ，然后光滑修匀。 设第 i层拱圈的厚度为 Ti , 则 i c B c 8 . 5 2 5 . 7 8 . 5 / 1 0 0 . 4 8 . 5 0 . 1 7 1 4 4iiT T T T y y （ 3-4） 下游面曲线方程为 iZ Z T表 3-1 拱冠梁端面的几层典型拱圈的几何尺寸 nts水利水电工程专业毕业设计 - 21 - 层数 高程 上游面坐标 下游面坐标 坝体厚度 1.00 192.4 0.00 8.50 8.50 2.00 167.3 -7.95 4.85 12.80 3.00 142. 2 -11.89 5.21 17.10 4.00 117.1 -11.81 9.59 21.40 5.00 92 -7.71 17.99 25.70 检验倒悬度：见附图，均满足小于 1： 3的要求。 表 3-2 各层拱圈特性参数 高 程 拱圈厚 平均半径 中心角 右 半中心角 左 半中心角 1/2 弦长 岸坡平均坡度 （ m） （ m） （ m） （ ） （ ） （ ） （ m） （ ） 192.4 8.5 200 103 51 52 155 45 167.3 12.8 169 97 48 49 126.5 45 142. 2 17.1 140 97 48 49 104.5 45 117.1 21.4 116 104 54 50 71.5 45 92 25.7 71 75 37 38 42.5 45 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 22 - 192.40167.38142.2592.00117.13-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00系列 2系列 1图 3-1 拱冠梁横剖面示意图（单位： m） nts水利水电工程专业毕业设计 - 23 - 3.2 荷载 组合 3.2.1 正常水位 +温降 3.2.2 设计水位 +温升 3.2.3 校核水位 +温升 3.2.4 正常水位 +温降 +地震 3.3 拱坝的应力计算 3.3.1 对荷载组合 1， 2， 3 使用 FORTRAN 程序进行电算 3.3.1.1正常水位 +温降 n= 5 u= 0.20 AT=-47.00 BT= 3.39 RG= 2.40 FS=10.00 RS= 0.85 EC=2200000.0 EF=2200000.0 GC=0.000008 HW= 8.65 HS= 77.00 X1= 39.835 X2= 32.125 输出结果： 239.97 143.51 106.34 282.93 .00 .00 .00 .00 286.80 110.32 52.19 243.81 61.22 49.53 -13.20 115.16 285.14 54.29 -4.48 203.44 86.59 116.51 14.59 169.10 209.32 -19.52 -54.77 125.72 42.88 232.81 133.97 118.30 94.33 -57.45 -40.59 48.50 -77.95 411.16 333.57 -34.82 .045341 .000315 .00 -8.12 8.12 .00 .037206 .000379 16.38 .09 15.32 .97 .026633 .000471 41.50 16.47 22.23 2.79 .014058 .000435 66.63 37.85 22.43 6.35 .003499 .000194 105.81 68.24 23.46 14.11 1635.56 .00 580.59 1643.78 -17.30 -1062.88 2570.07 .00 2407.18 2609.43 -87.45 -4244.82 2982.65 .00 5611.18 3089.76 -238.99 -9384.04 2181.86 .00 8683.44 2372.20 -463.68 -13395.22 711.93 .00 8169.55 961.70 -751.52 -9564.19 3.3.1.2设计水位 +温升 n= 5 u= 0.20 AT= 47.00 BT= 3.39 RG= 2.40 FS=10.00 RS= 0.85 EC=2200000.0 EF=2200000.0 GC=0.000008 HW= 5.70 HS= 77.00 X1= 39.835 X2= 32.125 ntsA 江坝后式厂房双曲拱坝设计 - 24 - 输出结果： 282.66 215.40 189.49 312.63 .00 .00 .00 .00 303.03 169.37 125.35 268.07 87.06 24.96 -13.20 115.16 296.55 111.27 64.10 228.58 120.00 84.62 14.59 169.10 226.67 37.85 8.77 155.79 81.46 194.11 133.97 118.30 122.88 -10.40 4.40 80.63 -5.12 329.83 333.57 -34.82 .031764 .000125 .00 -10.46 10.46 .00 .028333 .000215 19.33 .88 17.86 .58 .021538 .000347 44.45 16.42 25.64 2.39 .011748 .000350 69.57 36.67 27.62 5.28 .003180 .000160 108.76 63.91 32.88 11.98 2120.83 .00 404.86 2126.56 -12.07 -741.17 3044.99 .00 1823.09 3074.80 -66.23 -3214.84 3551.48 .00 4503.58 3637.45 -191.81 -7531.71 2954.92 .00 7164.75 3111.97 -382.58 -11052.45 1654.33 .00 7174.02 1873.66 -659.94 -8398.71 3.3.1.3校核水位 +温升 n= 5 u= 0.20 AT= 47.00 BT= 3.39 RG= 2.40
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