混凝土重力坝毕业设计计算书

5.4
坝址处基础节理裂隙发育，岩石软弱，综合枢纽的布置及下游的消能防冲要求，单宽流量取20 m3/（s.m）。
5.5
孔口净宽拟定，分别计算设计和校核情况下溢洪道所需的孔口宽度，计算成果如下表：
表5.1孔口净宽
计算情况
流量(m3/s)
单宽流量q〔m3/(s.m)〕
孔口净宽B（m）
设计情况
115.75
20
D-风区长度；m
L--波长；M
H--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
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/s
根据公式 ，可知波浪高度 =2.71m
根据公式 ，可知波长L=23.19m
根据公式 ，可知波浪中心线超静水位高度 =0.994274m
1.2
1.2.1
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：
库水位以上的超高 ：
式中 --波浪高度，m
--波浪中心线超出静水位的高度，m
--安全超高，m
--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最大风速的1.5~2.0倍；校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，m/s
图1.1重力坝剖面图
1.5
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。
第二章
2.1
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。
2.
2.2.1
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；
①静水压力 与作用水头 有关，所以在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时静水压力 各不相同，应分别计算；
②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 和垂直压力 两种。
的计算公式为：
式中：
——计算点的作用水头， ；
——水的重度，常取 ；
（1）基本组合：
正常蓄水位情况：
F1=0.5 9.81 582=16500.42KN
重力坝坝基面：
运用期：
要求上游面垂直正应力不小于0，下游面垂直正应力应小于坝基容许压应力4.0Mpa=4000Kpa。；
施工期：
坝趾垂直应力可允许由小于0.1Mpa（100Kpa）的拉应力；
重力坝坝体截面：
运用期：坝体上游面不出现拉应力（计扬压力），下游面垂直正应力应不大于混凝土压应力值，采用C15混凝土，故混凝土压应力值为15/4=3.75Mpa=3750Kpa。
5.79
校核情况
176
20
8.8
根据以上计算，溢流坝孔口净宽取B=16m，假设每孔宽度为b=8m，则孔数n为2。
5.6
溢流坝段总长度（溢流孔口的总宽度）的确定：根据工程经验，拟定闸墩的厚度。初拟中墩厚d为2.5 m，边墩厚t为3m，则溢流坝段的总长度B0为：
B0=n×b+(n－1)×d+2×t = 2×8+（2－1）×2.5+2×3=24.5(m)
施工期：坝体任何截面上的主压应力应不大于混凝土的允许压应力，下游面可允许有不大于0.2Mpa（200Kpa）的主拉应力。
4.
（1）自重力矩
自重如下图所示：
图4.2自重力矩计算图示
W1=2118.96KN；
W2=8772.494KN；
W3=44856.62KN
自重力矩计算如下：
M1=2118.96 28.31=59987.76 KNm
W1=0.5 (58+28) 6 9.81=2538.72KN
设计洪水位情况：
F1=0.5 9.81 58.092= 16551.67KN
F2=－0.5 9.81 21.72= -2309.715KN
W1=0.5 (58.09+28.09) 6 9.81= 2536.277KN
W2=0.5 21.7 27.125 9.81= 2887.144KN
坝体自重 的计算公式：
式中：
可知：
W1=0.5 6 30 2.4 9.81=2118.96KN
W2=6 62.1 2.4 9.81=8772.494KN
W3=0.5 66.5 57.3 2.4 9.81=44856.62KN
W=W1+W2+W3=55748.47KN
坝体自重 =55748.47KN
2.2.2
4.2.
(1)上游面垂直正应力：
T=109.45
(2)下游面垂直正应力：
第五章
5.1
为了使水库具有较大的超泄能力，采用开敞式孔口，WES实用是Ⅲ级建筑物，根据GB50201—94表6.2.1，采用50年一遇的洪水标准设计，500年一遇的洪水标准校核。
5.3
流量的确定：根据基础资料可知，设计情况下，溢流坝的下泄流量为115.75m3/s；在校核情况下溢流坝的下泄流量为176m3/s。
式中：
表3.1坝基面抗滑稳定安全系数K′
荷载组合
K′
基本组合
3
特殊组合
(1)
2.5
(2)
2.3
表3.2全部荷载计算结果
荷载
水平力
垂直力
正常工况
设计工况
校核工况
正常工况
设计工况
校核工况
自重
144598.97
144598.97
144598.97
水压力
67144.54
60426.6
60333.51
9025.20
M2=8772.494 24.2=212294.4 KNm
M3=44856.62 2.03=91058.94KNm
M =M1+M2+M3=363341.1KNm
4.2.
(1)上游面垂直正应力：
T=109.45
(2)下游面垂直正应力：
4.2.
(1)上游面垂直正应力：
T=109.45
(2)下游面垂直正应力：
规范：当坝基设有防渗帷幕和排水孔时，坝底面上游（坝踵）处的扬压力作用水头为 ，排水孔中心线处为 （ ，下游（坝趾）处为 ，其间各段依次以直线连接,则：
A坝踵处的扬压力强度为 ,坝址处的扬压力强度为 ,帷幕灌浆和排水孔处的渗透压力为 （ , 的取值如表2-1所示）。
B扬压力的大小等于扬压力分布图的面积。
2.2.6
（1）正常蓄水情况：
（2）设计及校核洪水位情况：
第三章
3.1总则
A、按抗剪断强度的计算公式进行计算，按抗剪断强度公式计算的坝基面抗滑稳定安全系数 值应不小于表3-1规范规定；
B、它认为坝体混凝土与坝基基岩接触良好，属于交界面；
C、基础数据：
；
；
A=1 78.5=78.5 m2。
此时其抗滑稳定安全系数 的计算公式为：
可知库水位超高 =4.1m
可知坝顶高程=890.00+4.1=894.1m1.2.1.2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/s
根据公式 ，可知波浪高度 =1.30m
根据公式 ，可知波长L=7.0034m
根据公式 ，可知波浪中心线超静水位高度 =0.7577m
可知库水位超高 =2.355m
∑P=17061.85 KN
K′=3.190789>2.3
> 2.3
故非溢流坝段抗滑稳定满足设计规范要求。
第四章
4.1
4.1.1
根据SL319-2005《混凝土重力坝设计规范》，按下列公式进行应力计算：
图4.1应力计算图示
(1)上游面垂直正应力：
(2)下游面垂直正应力：
式中：
4.
由《混凝土重力坝设计规范》SL319—2005可知：
U4=0
Ucc=-（0+1962.981+5718.249+0）=-7681.23 KN
（2）设计洪水情况：
H1=890.9－832.0=58.09
H2=21.7
U1=γH2=-212.877 KN
U2=-11.5 0.3 9.81 58.09=-1966.027 KN
U3=-0.5 67 0.3 9.81 58.09=-5727.122 KN
0.2
0.15
0.5
空腹重力坝
0.25
-
-
岸坡
实体重力坝
0.35
-
-
宽缝重力坝
0.3
-
-
则：帷幕灌浆处的 ，排水孔处的 。
（1）正常蓄水情况下：
H1=890.0－832.0=58.0
H2=0
U1=γH2=0
U2=-11.5 0.3 9.81 58=-1962.981 KN
U3=-0.5 67 0.3 9.81 58=-5718.249 KN
可知坝顶高程=890.00+2.355=892.355m
1.2.2
Vo=26.5m/s
故按莆田试验站公式计算：
=6.43×10-3
故hm=0.4603 m
=1.1146
故Tm=3.011 s
综合（1）、（2），可知最大坝顶高程取894.1m
1.3
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
（2）特殊组合：
校核蓄水位情况：
F1=0.5 9.81 60.332=17852.77KN
F2=－0.5 9.81 17.52=－1502.156KN