水工建筑物重力坝课程设计

《水工建筑物重力坝课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工建筑物重力坝课程设计（39页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第一章基本资料1.1工程概况该河流自西向东汇入东海，干流全长153公里，流域面积4860平方公里。罢 职以上流域面积2761平方公里，流于境内为山区，平均海拔高度662米，最高峰 达1921米，流域境内气候湿润，雨量充沛，属热带气候。径流主要来自降雨，小 部分由地下水补给，每年4-9月份为汛期，其中5、6份为梅雨季节，河道坡道上 上游陡下游缓，平均坡降6.32-0.97%，因河道陡，蓄水能力低，汇流快，有暴雨 产生的洪水迅速涨落，一次洪水过程线尖瘦，属典型的山区性河流。流于境内， 一以农林为主，森林繁茂，植被良好，水土流失不严重枢纽下游为谋省的主要农 副业生产基地某平原。坝址下游约50公里有县

2、级城市两座，在河流入海处有省辖 市一座。水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是防洪、发电、 灌溉、渔业养殖。根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为三等 工程，主坝为3级建筑物，其它建筑物按4级建筑物考虑。1.2水文条件1. 年径流：根据资料分析，坝址处的多年平均流量100m3/s，多年平均总量为 31.5m3/s，年内分配很不均匀，主要集中在汛期4-9月份。丰水年时占全年80%， 枯水年占20%。2. 洪水：根据统计资料推算1000年一遇的浑水流量为11700m3/s，5000年一 遇的洪水14900m 3/s。施工期间各设计洪水频率流量见下表。频率时段10-4 月9

3、-6月10-3 月11-6 月11-2 月12-2 月备注5%208717721367136788482410%167314101072107265459620%127510457847844343323.固体流量及水库淤积：根据水文站实测资料分析，年固体径流量为331万吨，百年之后水库淤积高程115m。淤沙浮容重为8.5kn/m3，内摩擦角100。4.其他;本坝址地震烈度为7 o1.3气象条件(1) 气温：坝址处的多年气温为17.3C,月平均气温5C (一月份)、最高29C (七月份)。实测极端气温-8.2C( 一月份)、最高气温40.6C(七月份)。(2) 湿度：年平均相对湿度为79%左右

4、，其中六月份87%为最大，一月份72% 最小，日变化较大。(3) 降雨量：坝址以上流域的年平均降雨量1860毫米，实测最大降雨量为2574 毫米，最少降雨量1242毫米。雨量在年内分配不均，其中4-9月份占全年雨量的 80%，5-6月份站全年雨量的1/3,往往形成起伏多峰的洪水。(4) 蒸发量：坝址处多年平均蒸发量为1349毫米其中以七月份最大，月蒸发 量为217毫米，二月份最少，月蒸发量为45.5毫米。(5) 风向风力：实测最大风速为17米/分，风向西北偏西，吹程4.5公里，多 年平均风速成为：汛期为12米/分，非汛期为13米/分。风行基本垂直坝轴线， 吹程4公里。1.4工程地质1、坝址工程

5、地质(1) 地貌：坝址河床宽度约100米。河底高程约100米，水深1-3米。河床 覆盖层，厚度为5-10米左右。河谷近似梯形，两岸约40-60。(2) 岩性及工程地质：坝基为花岗斑岩，分化较浅，岩性均一，新鲜坚硬完 整，抗压强度达120-200MPa。坝址构造简单，无大的地质构造，缓倾角解理延伸 短，整体滑动的可能行小。但陡倾角解理较发育，以构造解理为主，左右岸各有 走向互相垂直的二组解理。解理的倾角约35-90度(3) 岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质表岩性 或地 质构 造容重(KN/m3)孔 隙 率 (%)抗压强度(MPa)弹性模量(MPa)摩擦系数粘着力(MPa)泊松比(u)抗剪系数

6、抗剪短系数干湿干饱和混凝土与基岩基岩内部混凝土与基岩基岩内部花岗斑岩0.5 (基27.328.12.3210190220000.700.750.751.20岩与混凝土0.2解理 面0.650.751.0 （基岩内）（4）库区工程地质：库区岩性以火山岩和沉积岩为主，褶皱规模不大，均为背斜， 两翼底层平缓，切不对称。有较大的断层两条，这些褶皱和断层成北东走向，以 压扭性为主，倾角较陡，延伸长度达几十公里，断层单宽一米左右，个别达十米 以上。断层破碎都已胶结。库区水文地质较简单，一裂隙水为主，地下分别水岭 高程均高出库水位以上。1.5建筑材料1、石料坝区大部分为花岗岩，基岩埋省深浅，极易开采，且河床

7、覆盖层中的块石、 卵石也可利用由此筑坝石料极易解决。2、砂料在坝下游勘探6个砂料场，最远料厂离坝约9公里，以石英带料场为主，估计 砂料储量430万方。经质量检测，砂料符合规范规定。坝址处缺乏筑坝材料。1.6库区经济库区出有小片盆地外，其余多为高山峡谷地带。耕地主要分布在小片盆地上， 高山森林茂密。在正常蓄水位时，需迁移21444人，拆迁房屋19240间，淹没耕 地面积16804亩，淹没森林面积18450亩，淹没县乡建造的两座水电站（装机容 量2210KW）共需赔偿费4120万元。本坝址上游左岸30公里处有铁路干线，车站， 另有公路与坝址下游50公里的两座县城相连对外交通较方便。本电站主要供应坝

8、 下游某平原的农村生产生活用电，比担负某电网的调峰任务。第2章工程总体布置工程等别及建筑物级别根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)，确定工程规模、 工程等别、防洪标准及设计标准。该水利枢纽水电站装机容量为20千万时；工程建成后，可增加保灌面积50 万亩，可以列为中等，属于III等中型工程。保护某城镇和某平原，属于一般，属 于W等小(1)型工程。根据规范，按各指标中最高等级确定工程等别：该水利枢纽水库工程等级为 I等中型工程。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)中“水库大坝提 级指标”表中的规定，混凝土和浆砌石重力坝大坝高度超过了 100m，按提高一级

9、 的规定，大坝的建筑物级别提高为1级。其余永久性水工建筑物中的主要建筑物 为2级，次要建筑物和临时建筑物为3级，而洪水标准不提高。第3章非溢流坝坝体设计3.1剖面拟定3.1.1剖面设计原则1、设计断面要满足稳定和强度要求；2、力求剖面较小；3、外形轮廓简单；4、工程量小，运用方便，便于施工。3.1.2拟定基本剖面重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项 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，如图3一 1，在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压力U的条件下，根据抗滑 稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。根据工程经验，一

10、般 情况下，上游坝坡坡率n=00.2，常做成铅直或上铅直下部倾向上游；下游坝坡 坡率m=0.60.8；底宽约为坝高的0.70.9倍。图3-1重力坝的基本剖面图示3.1.3拟定实用剖面一、确定坝顶高程1、超高值Ah的计算（1）基本公式坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，防 浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差A h,可由式（3-1）计算。Ah = hi% + hz + hc（3-1）Ah一防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；H1% 累计频率为1%时的波浪高度，m；hz 一波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；hc 一安全加高，按表3-1采用，对于III

11、级工程，设计情况hc = 0.5m，校核情况 hc = 0.4m。运用情况坝的级别123设计情况（基本情况）0. 70. 50. 4校核情况（特殊情况）0. 50. 40. 3表31坝的安全加高hc卜面按官厅公式计算h1%，hz。(3-2)(3-3)(3-4)力厂=O.O166z/3Z =10.4U;)Sh =一 cthL LV0为计算风速，m/s，设计洪水位和校核洪水位采用不同的计算风速值。正 常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50年的最大风速17m/s；校核洪水位时， 采用多年平均风速13m/s。D为吹程，km，按回水长度计算：正常蓄水位时为4.5km，设计洪水位时为4.5km， 校核洪

12、水位时为4km。波高hl,当gD/V2=20250时，为累计频率5%的波高h ；当gD/V2=250 U5%01000时，为累计频率10%的波高h10%。规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24 ；对应于10%波高，应乘以1.41。首先计算波浪高度外和波浪长度L和波浪中心线超出静水面的高度hz。(1) 设计洪水位时 h计算风速采用50年一遇的风速17m/s，吹程D=4.5km。波浪三要素计算如下：波高 hl=0.0166 V*4 D1/3=0.946m波长 1=10.4()。.8 =9.48m壅高hz= n h2/L=0.285mgD/V02=152.595h%=1

13、.24h5%=1.17m ； hz = 0.31m ； hc = 0.5m h = h1% + hz + hc=1.98m(2) 校核洪水位时Ah计算风速采用多年平均风速13m/s，D=4km。波浪三要素计算如下：波高外=0.0166 V/4 D1/3=0.65m波长 1=10.4()0.8 =7.37m壅高hz= n h2/L=0.18mgD/V02=231.95；h%=1.41h10%=0.915m ； hz = 0.02m ； hc = 0.4mAh = h1% + hz + hc=1.3365m2、坝顶高程计算坝顶高程按式(3-5)计算，并选用其中较大值坝顶高程二设计洪水位+Ah设坝顶

14、高程二校核洪水位+Ah校(3-5)根据以上两种水位时Ah计算结果，得出两种状况下坝顶高程。(1)设计洪水位时的坝顶高程：坝顶二设计洪水位+Ah二 186.64+1.98=188.62m(2) 校核洪水位时的坝顶高程：坝顶二校核洪水位+ A h二189.60+1.3365=190.9365m为保证大坝的安全运行，应该选用其中的较大值坝顶= 190.94m，且坝顶高 程要高于校核洪水位，所以取坝顶高程为190.94m。二、确定坝基高程河床高程约100m,校核洪水位为189.60m,地基开挖时河床上的冲积砂夹石层、 冲积粘土夹碎石层必须清除(由地质剖面图上量得大多在10m以上)，所以开挖 应按100

15、m以上坝高标准要求考虑。根据规范，坝高超过100m时，可建在新鲜、 微风化至弱风化下部基岩上。弱风化层厚5.56.5m，微风化层厚67m，原则上应考虑技术加固处理后， 在满足坝的强度和稳定的基础上，减少开挖。基础中存在的局部工程地质缺陷， 例如表层夹泥裂缝、强风化区、断层破碎带、节理密集带及岩溶充填物等均应结 合基础开挖予以挖除。初步定出开挖深度7.5m，通过立式图上确定的坝基开挖线 定出建基面最低开挖高程为82.5m。因此，最大坝高为108.44m，属于高坝。三、拟定坝顶宽度坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定并应满足抗 震，特大洪水时维护等要求。因无特殊要求，根据规范的

16、规定，坝顶宽度可采用坝高的8%10%取值，且不 小于2m并应满足交通和运行管理的需要。按坝高的10%计算，即为10.8米，考 虑到上游防浪墙、下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等，取坝顶宽为11m，以满 足大坝维修作业通行需要。四、拟定剖面尺寸根据规范SL319-2005规定，非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝 顶附近。基本断面上部设坝顶结构。坝体的上游面可为铅直面、斜面或折面。实体重力坝上游坝坡宜采用1：01： 0.2,坝坡采用折面时，折坡点高程应 结合电站进水口、泄水孔等布置，以及下游坝坡优选确定。下游坝坡可采用一个或几个坡度，应根据稳定和应力要求并结合上游坝坡同 时选定。下游坝坡宜

17、采用1： 0.61： 0.8；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重 力坝，可考虑相邻坝段联合受力的作用选择坝坡。拟定坝体形状为基本三角形。坝的下游面为均一斜面，斜面的延长线与上游 坝面相交于最高库水位处，为了便于布置进口控制设备，又可利用一部分水重帮 助坝体维持稳定，本次设计采用上游坝面上部铅直，下部倾斜的形式。该形式为 实际工程中经常采用的一种形式，具有比较丰富的工程经验。上游设置成折面可利用淤沙增加坝体自重，折点设置在淤沙水位以上，由资 料可知，百年后水库的淤积高程为115m，由于死水位为164m，折点取在高程为165m 的位置。通过最优方案的比较，上游坝坡取1： 0.1，下游坝坡取1： 0.

18、75。五、坝底宽度拟定坝底宽度约为坝高的0.70.9倍，本工程的坝高为108.44m，通过已经确定 的上下游坝坡坡率，最终确定坝底宽度B=87m。六、基础灌浆廊道尺寸拟定高、中坝内必须设置基础灌浆廊道，兼作灌浆、排水和检查之用。基础灌浆廊道的断面尺寸，应根据浇灌机具尺寸即工作要求确定，一般宽为 2.53m，高为34m，为了保证完成其功能且可以自由通行，本次设计基础灌浆 廊道断面取3.0X3.5m，形状采用城门洞型。廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面 0.050. 1倍作用水头、且不小于45m处设置，本次设计取10m，为满足压力 灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1

19、.5倍廊道宽度，取5m。初步拟定坝体形状剖面如图（3-2）所示。图3-2非溢流坝段剖面尺寸图3.2荷载计算及其组合重力坝的主要荷载主要有：自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力、 地震荷载等，常取1m坝长进行计算。荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。基本组合属于设计情况或正常情况， 由同时出现的基本荷载组成。特殊组合属校核情况或非常情况，由同时出现的基 本荷载和一种或几种特殊荷载组成。设计时应从这两类组合中选择几种最不利的、 起控制作用的组合情况进行计算，使之满足规范中规定的要求。本次设计考虑的基本荷载组合为正常蓄水位和设计洪水位；特殊组合为校核 洪水位和地震情况，它们分别考虑的荷载如表3

20、-2所示。表3-2荷载组合何载组合主要考虑情 况何载自重静水压力扬压 力泥沙压力浪压 力地震何载动水压力土压 力基本(1)正常蓄 水位情况VVVVVV组合(2)设计洪 水位情况VVVVVVV特殊(1)校核洪 水位情况VVVVVVV组合(2)地震情 况VVVVVVV注：1.应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合；2. 分期施工的坝应按相应的荷载组合分期进行计算。3. 施工期的情况应作必要核算，作为特殊组合。4. 根据地质和其他条件，如考虑运用时排水设备，易于堵塞，须经常维修时， 应考虑排水失效的情况，作为特殊组合。5. 地震情况的静水压力、扬压力、浪压力按正常蓄水位计算。下

21、面就各种情况计算相应荷载，计算示意图如下6. 表中的“/”表示应考虑的荷载。y y y y 1 yx y yyxbq 3图3-3重力坝荷载计算示意图(1) 自重可坝体自重的计算公式：W=VYc (kN)(3-6)式中V坝体体积，m3；由于取1m坝长，可以用断面面积代替，通常把它分 成如图3-3所示的若干个简单的几何图形分别计算重力；Yc 坝体混凝土的重度(本设计中混凝土的重度为24kN/m3)四种情况下自重相同。Wn=24X0.5X8.25X82.5=8167.5kNW12=24 X 11X 108.44=28628.16kNW13=24X0.5X89.593X67.75=72839.109k

22、NW1=W11+W12+W13=109634.769kN(2)静水压力P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水压力PH和垂直水压力PV两种。计算各种情况下的上下游水深：根据水力学公式Q=(3。式中：根据相关规范，C=1, m=0.49,e1=1,os=1；溢流坝宽度10m，B=10m；H0为堰上水头，堰顶高程与正常蓄水位平齐。(地震情况按正常蓄水位考虑)所得结果列表如下：表3-3不同情况下上下游水深特征水位上游水深H1 (m)下游水深H2 (m)上下游水位差H(m)正常蓄水位101.7530.2171.54设计洪水位104.1431.6572.49校核洪水位107.133.

23、074.1计算各种情况下静水压力： 水平水压力PH计算公式为:式中：H 一计算点处的作用水头，m；Yw 一水的重度，常取9.81 kN/m3；垂直水压力PV按水重计算。a. 正常蓄水位：上游水平水压力：PHi=Pu=50781.77kN ( )下游水平水压力：PH2=Pd=4476.52kN (-)上游垂直水压力：PV1=W2 =1557.95kNPv2=w=3338.47kN下游垂直水压力：PV3=W3=3356.28kNb. 设计洪水位：上游水平水压力：PH1=Pu=53195.4kN ( )下游水平水压力：PH2=Pd=4913.4kN ()上游垂直水压力：PVi=W2 =1751.38

24、kNPV2=W2” =3338.47kN下游垂直水压力：PV3=W3=3685.087kNc. 校核洪水位：上游水平水压力：PH1=Pu=56262.36kN ( )下游水平水压力：PH2=Pd=5341.545kN (-)上游垂直水压力：PV1=W2 =1990.94kNPV2=W2” =3338.47kN下游垂直水压力：PV3=W3=4006.16kN地震情况按正常蓄水位情况考虑。(3) 扬压力U根据规范，排水处扬压力折减系数：a=0.25，如图3-3所示，将扬压力分成 四部分，U1, U2, U3, U4。a. 正常蓄水位:U=1/2X 10X(71.54-0.25X71.54)X9.8

25、1=2631.78kNU2=9.81X0.25X71.54X 10=1754.52kNU3=1/2X9.81X0.25X71.54X77=6754.896kNU4=9.81X30.21X 87=25783.33kNU=U+U2+U3+U4=36924.496kNb.设计洪水位:U=1/2X 10X(72.49-0.25X72.49)X9.81=2666.73kNU2=9.81X0.25X 72.49 X 10=1777.82kNU3=1/2 X9.81X0.25X 72.49 X 77=6844.596kNU4=9.81X31.65X87=27012.33kNU=U1+U2+U3+U4=383

26、01.476kNc.校核洪水位:U=1/2X 10X(74.1-0.25X74.1)X9.81=2725.95kNU2=9.81 X0.25X 74.1 X 10=1817.30kNU3=1/2 X9.81X0.25X74.1X 77=6996.61kNU4=9.81X33.0X87=28164.51kNU=U1+U2+U3+U4=39704.37kN地震情况按正常蓄水位计算。(4) 泥沙压力Ps般计算年限取50100年，水平泥沙压力Ps为：4二2知消邪-岑(3-9)式中：Ysb泥沙的浮容重，kN/m3；hs坝前淤沙厚度，m；中s淤沙的内摩擦角，()。黄河流域几座水库泥沙取样试验结果，浮容重为

27、7.810.8kN/m3。淤沙以粉 砂和砂粒为主时，6s在2630。之间。结合夕昌水库河流地质情况，本次设计 取泥沙浮容重为8.8kN/m3,6s取28。水库坝址处多年平均输沙量为4.38万t,按30年，全部淤积计算，总淤积量为4.38 X30=131.4万t，约87.6万m3,由ZV曲线查得泥沙水位2897.5m。淤沙厚度58m。 故泥沙压力为Ps=1/2X8.5X32.52Xtan2 (45 - 5) =3160.696kN(5) 浪压力1. 基本数据表3-4浪压力计算基本数据表正常蓄水位设计洪水位校核洪水位计算风速V (m/s) 0171713有效吹程D(m)450045004000重力

28、加速度g(m/s ) 29.89.89.8水位高程(m)184.25186.64189.60坝基高程(m)82.582.582.5安全超高hc(m)0.50.50.4迎水面深度H(m)101.75104.14107.12. 波浪要素计算及波态判别根据规范SL319-2005，波浪要素按官厅水库公式计算(适用于V020m/s及 DLm /2,属于深水波。b. 设计洪水位：Lm=0.331X17T/2.15(9.8X4500/172) 1/3%X202/9 . 8=10mh%=1.172mh=0.4313m z因HLm /2,属于深水波。c. 校核洪水位Lm=0.331X 13/2m(9.8X 4

29、0002)折 x 13/9.8=7.393mh1%=0.8067mhz=0.2764m 因HLm /2,属于深水波。3. 波浪压力计算各种情况均按深水波计算浪压力，如图3-4所示。图3-4深水波浪压力分布 浪压力计算公式为罚=+ 您)a. 正常蓄水位：Pi=yLm(hi%+hz)/4=39.28 kNb. 设计洪水位：Pi=yLm(hi%+hz)/4=39.28kNc. 校核洪水位：Pi=yLm(hi%+hz)/4=19.62kN地震情况按正常蓄水位计算。(6) 地震荷载工程区地震烈度为7度，设计时考虑水平向地震惯性力代表值Fi,按式(3-15) 计算氏二皿跆曲！ g3满足规范要求。b. 设计

30、洪水位：承载能力极限状态设计法：荷载设计值及相应计算结果见附表，由附录一附表查得各分项系数。(1) 计算作用效应函数S( - ) = 2P=64829.73kN（2）抗滑稳定抗力函数查得f，的分项系数为1.3, C，的分项系数为3.0。坝基面抗剪断系数设计值f，=1.35/1.3=1.04坝基面抗剪断黏聚力设计值C，=1300/3.0=433.33kPa抗滑稳定抗力函数R（）=f，2W +c，A =1.04X83596.688+433.33X87=124472kN（3）验算抗滑稳定性偶然状况（偶然组合）设计状况系数巾=0.85；结构重要性参数Y0=1.0；根据水 工建筑物抗震设计规范抗滑稳定结

31、构系数Yd=1.2。根据式Y0WS（ ） =1.0X0.85X61083=51920.6KN1R（）=1/1.2X126228=124472KNY d51920.62.3满足规范要求。3.4应力分析用材料力学法计算边缘应力。在一般情况下，坝体的最大和最小应力都出现 在坝面，应校核坝体边缘应力是否满足强度要求。当采用材料力学法分析坝体应力时，SL 319-2005混凝土重力坝设计规范规定的强度指标如下（本次设计只考虑运用期）。重力坝坝基面坝踵、坝趾的垂直应力应符合下列要求：运用期1）在各种荷载组合下（地震荷载除外），坝踵垂直应力不应出现拉应力， 坝趾垂直应力应小于坝基容许压应力；2）在地震荷载作

32、用下，坝踵、坝趾的垂直应力应符合水工建筑物抗震设计规范（SL 203-97）的要求；重力坝坝体应力应符合下列要求：运用期1）坝体上游面的垂直应力不出现拉应力（计扬压力）。2）坝体最大主压应力，应不大于混凝土的允许压应力值。3）在地震情况下，坝体上游面的应力控制标准应符合水工建筑物抗震设 计规范（SL 203-97）的要求。同样采用单一安全系数法和分项系数极限状态设计式对四种情况分别分析水 平截面上的正应力。1.单一安全系数法因为假定。y按直线分布，所以按偏心受压公式计算上、下游的边缘应力膈和膈。W作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力的总和，kN；SM作用于计算截面以上全部荷载对坝基截面垂直水流

33、流向形心轴的力 矩总和，kN - m；B计算截面的长度，m。坝体最大主应力按下游边缘最大主应力计算：(3-24)2.分项系数极限状态设计法:坝趾抗压强度极限状态抗力函数为（1）坝趾抗压强度承载能力极限状态：坝趾抗压强度计入扬压力情况下的极限状态作用效应函数为(3-26)a.A）=乌式中：Ra为混凝土抗压强度。（2）坝踵应力约束条件的正常使用极限状态以坝踵铅直应力不出现拉应力作为正常使用极限状态。正常蓄水位：利用承载能力极限状态设计式和正常使用极限状态设计判别大坝是否满足强 度要求。荷载及力矩设计值及相应计算结果见附表，由附录一附表查得各分项系数。（1）计算作用效应函数=80926.97/87-

34、6X (-736333)/872 X (1+0.752)=1606.1kN(2) 验算抗压强度持久状况(基本组合)设计状况系数巾=1.0;结构重要性参数Y0=1.0;抗压 基本组合结构系数Yd=1.8，混凝土性能分项系数1.5。根据式S()威)Y0WS( ) =1.0X1.0X1606.1=1606.1KN1 R()=1/1.8X9533=5296KNYd1606.10计算结果表明，重力坝在正常蓄水位情况下应力满足规范要求。 b.设计洪水位：采用单一安全系数法yw m0坝踵铅直应力没有出现拉应力，符合规范要求。y二80926.97820214)/872=1580.8kN坝趾铅直应力小于坝基容许

35、压应力，符合规范要求。匚. = , 1 - - =(1+0.752) X 1580.=2575kN小于混凝土的容许压应力。c. 校核洪水位：偶然状况，只需采用承载能力极限状态法判别大坝是否满足强度要求。荷载及力矩设计值及相应计算结果见附表，由附录一附表查得各分项系数。(1) 计算作用效应函数%)二=80926.97/87-6X (-1016450.82)/872 X (1+0.752)=2713kN(2) 验算抗压强度偶然状况(特殊组合)设计状况系数 =0.85；结构重要性参数Y0=1.0；抗 压基本组合结构系数Yd=1.8。根据式r0c)-)Y0WS( ) =1.0X1.0X2713=271

36、3KN1R()=1/1.8X9533=5296KNYd27132.55,满足要求。上游最高水位因非溢流坝段应力和稳定均满足要求，故嚣流坝应力稳定不再做详细分析。考虑到溢流坝下泄水流会产生掺气现象，故需要在溢流坝两边设置导墙。初步估 算导墙高出坝面2m。第5章细部构造设计5.1坝顶构造坝顶路面应具有23%的横向坡度，并设置砼排水沟(30X30cm)以排出坝顶 雨水，坝顶上游的防浪墙(宽0.5m，高1.2m )要承受波浪和漂浮物的作用，因此 墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，而 下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即 在上游侧每隔2

37、5m设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。 根据大坝正常运行需要，在坝顶还要设置通向坝体内部各层廊道、电站的电梯井， 便于观测和维修人员快速进出。5.2分缝止水一、坝体分缝1、横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；2、纵缝：适应砼的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设 置。一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若 干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应 设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系 统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从峰内流出，必须在缝的四周设止浆片

38、。3、水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面。浇筑块厚度一般为1.5 4.0m；在靠近基岩面附近用0.751.0m的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防 止开裂。二、止水设计横缝内需设止水，止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采 用两道止水片，中间设沥青井，金属片止水一般采用1.01.6mm后的紫铜片，第 一道止水治上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.52.0m（本设计 采用1.0m），每侧埋入砼的长度约为2025cm （本设计采用25cm），在止水片的 安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧 可用预制砼块，预制块长1.01.5m，厚51

39、0cm（本设计采用1mX10cm），沥青 井尺寸大致为15cm15cm至25cm25cm （本设计采用20cmX20cm），井内灌注的 填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，井内设加热设备（通常采用电 加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井 底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为1520cm。止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约3050cm，井内填满沥青砂，止水 片必须延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶。图5-1止水设计1第一道止水铜片；2一沥青井；3第二道止水铜片;4预制块；5横缝6沥青油毡；7加热电极5.3混凝土标号分区砼重力坝坝体各部分的工作条件及受力条件不同，对砼材料性能指标的要求 也不同，为了满足坝体各部分的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经 济统一起来，通常将坝体砼按不同工作条件进行分区,选用不同的强度等级和性能 指标，一般分为6个区,见下图（5-2）。图5-2坝体混凝土分区示意图I区一上、下游水位以上坝体表层砼，其特点是受大气影响；II区一上、下游水位变化区坝体表层砼，既受水位的作用也受大气影响；III区一上、下游最低水位以下坝体表层砼；W区一坝体基础砼；V区一把体内部砼；丑区一抗冲刷部分的砼。为了便