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1、 网络教育学院网络教育学院 水工建筑物课程设计水工建筑物课程设计题 目：某混凝土重力坝设计学习中心：奥鹏远程教育福州学习中心（直属）30专 业： 水利水电工程 年 级： 2012 年 春 季 学 号： 121024301623 学 生： 黄水艇 指导教师： 李明理 11 项目基本资料1.1 气候特征根据当地气象局 50 年统计资料，多年平均最大风速 14 m/s，重现期为 50 年的年最大风速 23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位 3.0 km 。最大冻土深度为 1.25m。河流结冰期平均为 150 天左右，最大冰厚 1.05m。1.2 工程地质与水文地质1.2.11.2.1
2、 坝址地形地质条件坝址地形地质条件（1）左岸：覆盖层 23m，全风化带厚 35m，强风化加弱风化带厚 3m，微风化厚 4m。（2）河床：岩面较平整。冲积沙砾层厚约 01.5m，弱风化层厚 1m 左右，微风化层厚 36m。坝址处河床岩面高程约在 38m 左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。（3）右岸：覆盖层 35m，全风化带厚 57m，强风化带厚 13m，弱风化带厚 13m，微风化厚 14m。1.2.21.2.2 天然建筑材料天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游 23km 均可开采，储量足，质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料
3、满足砼重力坝要求。1.2.31.2.3 水库水位及规模水库水位及规模死水位：初步确定死库容 0.30 亿 m3，死水位 51m。正常蓄水位： 80.0m。注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。表一状况坝底高程 (m)坝顶高程 (m)上游水位 (m)下游水位 (m)上游坡率下游坡率设计情况31 84.982.5045.50010.8校核情况3184.984.7246.45010.8本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况：基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥2沙压力+浪压力。特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合
4、为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。32 设计及计算内容2.1 坝高计算按照所给基本资料进行坝高计算，详细写明计算过程和最终结果。解：按重力坝设计规范中有关规定，本水库坝顶高程波浪高+ 浪高中心线高出静水位高度+安全超高 （1）最大波浪在坝坡上的爬高 R 计算： 风浪要素的计算 A、风速 ：本水库多年平均最大风速 14.0m/s，重现期最大风速 23.0m/s ： B、风区吹程长度 D：风作用于水域的长度； D 设计=2600m，D 校核=3000m。 风浪爬高计算：采用莆田试验站公式计算风浪各要素及波浪爬高，计算得：h 设计=2.05m，h 校核=1.11m。 （2）浪高中心线高出
5、静水位高度：h 设计 0=0.62m，h 校核 0=0.33m （3）安全加高值 ：A 设计=0.5m，A 校核=0.4m。 （4）坝体安全超高成果：设计坝顶高程=82.5+2.05+0.62+0.5=85.67m，校核坝顶高程=84.72+1.11+0.33+0.4=86.56m； 水库坝顶高程为 84.9m，需设防浪墙高 1.7m，即：防浪墙顶高程为 86 .6m。 2.2 挡水坝段剖面设计按照所给基本资料进行挡水坝段剖面设计，详细写明计算过程和最终结果。解：1、坝顶高度确定 根据资料提供，确定坝顶高程为 84.90 米。2、坝顶宽度 坝顶宽度 B=0.1H=0.1*(84.9-31)=5
6、.39m 为适应施工和运用检修的需要，并考虑坝体各部分尺寸协调，坝顶宽度取坝高的 10%左右，即 5.5米。 2.3 挡水坝段荷载计算按照所给基本资料进行挡水坝段荷载计算，详细写明计算过程和最终结果。解：1、计算情况确定 荷载组合分二种 （1） 、基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力； （2） 、特珠组合为校核洪水位情况，其荷载组合：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。42.4 挡水坝段建基面抗滑稳定计算按照所给基本资料进行挡水坝段建基面抗滑稳定计算，详细写明计算过程和最终结果。解：1、按抗剪断公式计算（f1W+C1A） K1= PK1抗剪断计算
7、的抗滑稳定安全系数f1滑动面上的抗剪断摩擦系数C滑动面上的抗剪断凝聚力A滑动面截面积P 计算截面上的所有切向力W作用于计算截面上的所有法向力2参数确定按地质资料砼和微风化岩石的抗剪断系数为C1=700Kpa f1=1.02.5 挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核按照所给基本资料进行挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核，详细写明计算过程和最终结果。53 设计书及图纸第二章坝体荷载作用和坝体稳定应力计算最终结果要以表格的形式给出，具体的格式见表二和表三。表二荷载 计算荷载垂直力(kN)水平力(kN)力臂(m)力矩(kN.m)方向+-W1681840.54276416 自重W3419.81.938
8、10.2P11326117.2227651 水压力P210514.85081扬压力PL1627721.6135867U17.851.3398u2u3浪压力u4合计 955727768133781051注：建议自重按三角形和矩形分块计算，扬压力折减系数=0.25表三挡水坝段建基面处设计校核抗滑稳定安全系数 Ksa.上游边缘垂直 正应力b.下游游边缘垂 直正应力c.上游面剪应力正常工况下边缘 应力d.下游面剪应力非正常工况下边e.上游边缘水平6正应力 f.下游游边缘水平 正应力 g.上游边缘主应 力缘应力h.下游游边缘主 应力CAD 图内容为挡水坝段剖面图，无需绘制坝体细部构造图（如廊道细部构造、止水片细部构造）图纸大小为 A2，剖面图应包括挡水坝段主要构造。剖面图还应包括：1）坝顶构造；2）灌浆排水廊道、排水管幕；3）坝基排水廊道；4）防渗帷幕灌浆 ；5）各种特征水位的标注；6）图纸标题及相关说明。
