坝顶防浪墙配筋计算书

Fok — 主动土压力标准值（kN/m） ，作用于距墙底 γ — 填土重度（kN/m3） ；
H — 挡土墙的高度（m） ；
H 处； 3
K 0 — 静土压力系数。
根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 14.1.4 条防浪墙荷载分项 系数取 1.2。 根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 11 章表 7 静土压力系数为 0.45。 ∴ 静土压力 1 Fok = 1.2 × × 22 × 3.0 2 × 0.5 = 59.4 kN/m 2
∴钢筋截面面积 As = 满足允许条件
f c ξbh0 12.5 × 0.15 × 1000 × 455 = = 2752 mm2 fy 310
根据 《水工钢筋混凝土结构设计规范》 附录三表 2， 受力钢筋选用 6 根 Φ 25 @200，
As = 2945 mm2。构造钢筋用 φ 8 @300。 ρ= As 2945 = = 0.65% > ρ min = 0.15% bh0 1000 × 455
（附 E-1）
； H cr — 使波浪破碎的临界水深（m）
Lm
— 平均波长（m） ；
h1% — 累积频率为 1%的波高（m） 。
∴
H cr =
11.593 11.593 + 2 × 3.14 × 1.414 ln = 1.87 m 4 × 3.14 11.593 − 2 × 3.14 × 1.414
根据 《水工钢筋混凝土结构设计规范》 附录一， 查得防浪墙所处环境为二类环境， 混凝土保护层厚度 C=45mm。单排钢筋，则 h0 = 500 − 45 = 455 mm。单位长度防浪墙 宽度 C=1000m，由附录二表 1 和表 3 查得混凝土强度设计值 f c = 12.5 N/mm2,钢筋强 度设计值 f y = 310 N/mm2。已配钢筋截面面积 As = 2945 mm2。 相对受压高度 件 截面抵抗矩系数 正截面受弯承载力
附录 E 某面板堆石坝坝顶防浪墙设计配筋计算
E.1 计算基本资料 **流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨， 蒸 发量大，春季多风，库区最大风速 18m3/s,多年平均最大风速 12.6m3/s,风向多顺河， 风向基本上与坝轴线正交，吹程 D=5.3km。**水库属内陆峡谷水库。 东田水库枢纽工程的部分设计参数： � � � � � 死水位 1400.0m 正常蓄水位 1435.5m 设计洪水位 1437.66m 校核洪水位 1440.25m 正常运用条件下，计算水深 53.66m，风浪平均波长 11.593m，波浪中 心线至计算水位的高度为 0.542m，累积频率为 1%的波高是 1.414m � 非常运用条件下，计算水深 56.25m，风浪平均波长 7.724m，波浪中 心线至计算水位的高度为 0.348m，累积频率为 1%的波高是 0.971m。 � 上游防浪墙为 L 形挡墙，高 5.0m，顶宽 0.50m，底宽 4.0m，混凝土 强度等级为 C25。使用Ⅱ级热扎钢筋。 E.2 设计计算情况 大坝的设计基本烈度为Ⅵ度， 故结构计算时可不考虑地震作用。作用在防浪墙上 的荷载可分为两类：一类为基本荷载，它包括有防浪墙自重、设计水位以上的静水压 力、浪压力、冰压力、土压力、动水压力等；另一类为特殊荷载，它包括有校核水位 以上的静水压力、浪压力、冰压力、土压力、动水压力等。考虑到各荷载的作用对防 浪墙的影响有所不同， 考虑主导作用， 为简化计算， 本设计只考虑静水压力、 土压力、 浪压力及防浪墙自重四种力的作用情况。 防浪墙结构计算的荷载组合情况：基本组合和特殊组合两种情况 防浪墙的配筋计算应考虑最不利情况，由于正常蓄水位在防浪墙底高程之下， 故 去需考虑正常蓄水位的情况，而设计洪水位和校核洪水位均在防浪墙底高程之上。 故 而，实际计算时应考虑这两种情况。 E.2.1 设计洪水位情况下配筋计算
H cr = 0.71 < H = 52.33 m，
Lm 7.75 = = 3.88 < h = 52.33 m 2 2
所以，根据式（1－2）计算浪压力值。 根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 14.1.4 条防浪墙荷载分项 系数取 1.2。 ∴ 1 Pwk = 1.2 × × 10 × 7.75 × (0.83 + 0.64) = 34.18 kN/m 4
根据 《水工钢筋混凝土结构设计规范》 附录三表 1， 受力钢筋选用 5 根 Φ12 @250，
As = 565 mm2。构造钢筋用 φ 8 @300。
本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的 《水工建筑物抗震设计规范》 （DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不 进行抗震计算，但对 1 级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。 E.3 坝顶超高计算 混凝土面板堆石坝的设计中坝顶上游常采用高防浪墙， 采用高防浪墙可以减少较 多的坝体填筑量，节省工程投资。防浪墙高一般为 4～6m，且与混凝土面板相结合。 故面板坝的坝顶超高应采用重力坝的坝顶超高计算公式进行计算。 E.3.1 坝顶超高计算公式 防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高△h 所得数值的最大值确定。 坝体预留沉降 E.3.2 竣工后 竣工后坝体预留沉降
f c = 12.5 N/mm2,钢筋强度设计值 f y = 310 N/mm2。 γdM 1.2 × 163.52 × 10 6 αs = = = 0.076 f c bh02 12.5 × 1000 × 455 2 ξ = 1 − 1 − 2α s = 1 − 1 − 2 × 0.076 = 0.08 < ξ b = 0.544
满足最小配筋率要求，不会造成
超筋破坏。
E.2.1
校核洪水位情况下的配筋计算
第 5.3.6 规定坝顶应预留竣工后的沉降超高。
F.2.2 F.2.3 F.2.3.1
正常运用条件下的配筋计算 非常运用条件下的复核计算 荷载计算
根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 14 章式（14.2.1-3）计算 波浪破碎的临界水深：
∴实际承受的弯矩 M = 47.94 kN·m< 计要求。 F.2.4 土压力配筋计算
防浪墙位于坝顶，一面起挡水作用，另一面起挡土作用。所以防浪墙的配筋 应为双筋。 根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 11 章、第 11.1.3 条计算静
土压力： 1 Fok = γH 2 K 0 2 式中 （F—3）
根据 《水工钢筋混凝土结构设计规范》 附录一， 查得防浪墙所处环境为二类环境， 混凝土保护层厚度 C=45mm。单排钢筋，则 h0 = 500 − 45 = 455 mm。单位长度防浪墙 宽度 C=1000m，由附录二表 1 和表 3 查得混凝土强度设计值 f c = 12.5 N/mm2,钢筋强 度设计值 f y = 310 N/mm2。
类环境，混凝土保护层厚度 C=45mm。单排钢筋，则 h0 = 500 − 45 = 455 mm。
M = γ 0ϕPwk l = 1.1 × 0.95 × 104.32 × 1.5 = 163.52 kN·m
单位长度防浪墙宽度 C=1000m，根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》 ，简化后 的防浪墙按正截面受弯承载力计算。由附录二表 1 和表 3 查得混凝土强度设计值
附表 C-1 列表项目 防浪墙顶 高程 Z(m) 特征水位 Z(m) 超高值△h(m) 水头 H(m) 吹程 D（km） 设计计算 风速 V0(m/s) V02 gD/V02 平均波长 Lm(m) 波高 h(m) ① 累计频率为 1%的波高 h1% πh1%2/Lm 2πH/Lm cth(2πH/Lm) 波浪中心线 至特征水位 的高差 hz(m) 安全加高 hc(m) 11.593 1.139 1.414 0.542 29.083 1 0.542 18.9 357.21 145.553 11.593 1.139 1.414 0.542 27.913 1 0.542 7.724 0.686 0.971 0.384 45.760 1 0.384 超高值 ∆h 及防浪墙顶高程计算统计表 正常运用情况 设计洪水位 正常蓄水位 +正常超高 +正常超高 1440.316 1437.66 2.656 53.66 1438.156 1435.5 2.656 51.5 5.3 12.6 158.76 327.494 7.724 0.686 0.971 0.384 41.895 1 0.384 非常运用情况 校核洪水位+ 正常蓄水位+ 非常超高 非常超高 1442.005 1440.25 1.755 56.25 1437.255 1435.5 1.755 51.5
αs =
γdM 1.2 × 65.34 × 10 6 = = 0.03 f c bh02 12.5 × 1000 × 455 2
满足允许条件
ξ = 1 − 1 − 2α s = 1 − 1 − 2 × 0.03 = 0.03 < ξ b = 0.544
∴钢筋截面面积 As =
f c ξbh0 12.5 × 0.03 × 1000 × 455 = = 550.4 mm2 fy 310
（1）荷载计算
作用在防浪墙上的荷载主要有浪压力、静水压力、土压力及自重。防浪墙的荷载 计算可简化为悬臂梁的计算。 浪压力计算 根据《水工建筑物荷载设计规范》 （FL5077-1997） ，第 14 章式（14.2.1-3）计算 波浪破碎的临界水深：
H cr =
式中
L + 2πh1% LM ln M 4π Lm − 2πh1%
ξ=
f y As f c bh0
=
310 × 2945 = 0.16 < ξ b = 0.5Байду номын сангаас4 12.5 × 1000 × 455