非溢流重力坝的剖面设计PPT课件
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1、设计变量
上、下游坝面的坡率n、m，坝顶距上、下游起坡点的高度 yn和ym。
2、建立目标函数V(x) 3、确定约束条件
如稳定约束、应力约束、几何约束等。
4、选择求解方法
目标函数和约束条件都是设计参数的非线性函数，因此重力
坝的优化设计是一个非线性规划问题。
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下一节
• 采用铅直的上游坝面，适用于坝基摩擦系数较 大，由应力条件控制坝体剖面的情况。
优点：便于布置和 操作坝身过水管道进 口控制设备
缺点：由于在上游 面为铅直的基本三角 形剖面上增加坝顶重 量，空库时下游坝面 可能产生拉应力。
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• 工程中经常采用的剖面形态
特点：上游坝面上部铅直 而下部呈倾斜，即可利用部 分水重来增加稳定性，又可 保留铅直的上部便于管道进 口布置设备和操作的优点。
三、实用剖面
1、 坝顶宽度 根据施工、交通、设备安装等条件确定。 一
般B=(8～10)%H，且不小于2m。 或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力情
况确定。 2、坝顶高程
坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防 浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。防浪墙顶与 正常蓄水位或校核洪水位的高差Δh按下式计算：
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坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算后选 用较大值：
防浪墙顶高程 = 正常蓄水位+△h正 防浪墙顶高程 = 校核洪水位+△h校 坝顶高程＝最大值 - 1.2 m
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3、剖面形态
有基本剖面修改为适用剖面，有三种常 用的形态，如图：
图（a）
图（b）
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图（c）
四、实用断面的优化设计
二、重力坝基本剖面
基本剖面是指坝 体在自重、静水压力 和扬压力3项主要荷载 作用下，满足稳定和 强度要求，并使工程 量最小的三角形剖面。
根据工程经验，一般上游坝坡坡率n=0～0.2， 常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡 率m=0.6～0.8，底宽约为坝高的0.7～0.9倍。
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第9页/共10页
感谢您的观看！
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h h1% hz hc
h1% —累积频率为1%时的波高，m。
hZ —波浪中心线至静水位的高度，m。
hc—安全超高m，见下表。
坝的安全级别
相应水位
Ⅰ(1级) Ⅱ(2、3级)
Ⅲ(4、5级)
正常蓄水位
0.7
校核洪水位
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
注：在计算h1%时，两种情况应采用不同的计算风速值。
上游折坡的起坡点位置应 结合应力控制条件和引水、 泄水建筑物的进口高程来选 定。一般在坝高的1/3~2/3 的范围内。设计时要验算起 Βιβλιοθήκη 点高程水平截面的强度和 稳定条件。
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上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶，适用于坝基 础摩擦系数较小的情况
倾斜的上游坝面可以增 加坝体自重和利用一部 分水重，以满足抗滑稳 定的要求。修建在地震 区的重力坝，可采用此 种剖面。
上、下游坝面的坡率n、m，坝顶距上、下游起坡点的高度 yn和ym。
2、建立目标函数V(x) 3、确定约束条件
如稳定约束、应力约束、几何约束等。
4、选择求解方法
目标函数和约束条件都是设计参数的非线性函数，因此重力
坝的优化设计是一个非线性规划问题。
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• 采用铅直的上游坝面，适用于坝基摩擦系数较 大，由应力条件控制坝体剖面的情况。
优点：便于布置和 操作坝身过水管道进 口控制设备
缺点：由于在上游 面为铅直的基本三角 形剖面上增加坝顶重 量，空库时下游坝面 可能产生拉应力。
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• 工程中经常采用的剖面形态
特点：上游坝面上部铅直 而下部呈倾斜，即可利用部 分水重来增加稳定性，又可 保留铅直的上部便于管道进 口布置设备和操作的优点。
三、实用剖面
1、 坝顶宽度 根据施工、交通、设备安装等条件确定。 一
般B=(8～10)%H，且不小于2m。 或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力情
况确定。 2、坝顶高程
坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防 浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。防浪墙顶与 正常蓄水位或校核洪水位的高差Δh按下式计算：
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坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算后选 用较大值：
防浪墙顶高程 = 正常蓄水位+△h正 防浪墙顶高程 = 校核洪水位+△h校 坝顶高程＝最大值 - 1.2 m
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3、剖面形态
有基本剖面修改为适用剖面，有三种常 用的形态，如图：
图（a）
图（b）
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图（c）
四、实用断面的优化设计
二、重力坝基本剖面
基本剖面是指坝 体在自重、静水压力 和扬压力3项主要荷载 作用下，满足稳定和 强度要求，并使工程 量最小的三角形剖面。
根据工程经验，一般上游坝坡坡率n=0～0.2， 常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡 率m=0.6～0.8，底宽约为坝高的0.7～0.9倍。
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h h1% hz hc
h1% —累积频率为1%时的波高，m。
hZ —波浪中心线至静水位的高度，m。
hc—安全超高m，见下表。
坝的安全级别
相应水位
Ⅰ(1级) Ⅱ(2、3级)
Ⅲ(4、5级)
正常蓄水位
0.7
校核洪水位
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
注：在计算h1%时，两种情况应采用不同的计算风速值。
上游折坡的起坡点位置应 结合应力控制条件和引水、 泄水建筑物的进口高程来选 定。一般在坝高的1/3~2/3 的范围内。设计时要验算起 Βιβλιοθήκη 点高程水平截面的强度和 稳定条件。
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上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶，适用于坝基 础摩擦系数较小的情况
倾斜的上游坝面可以增 加坝体自重和利用一部 分水重，以满足抗滑稳 定的要求。修建在地震 区的重力坝，可采用此 种剖面。