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1、、 非溢流坝设计一)、初步拟定坝型的轮廓尺寸(1)坝顶高程的确定校核洪水位情况下波浪高度2h=0.0166V5/4Di/3=0.0166xl85/4x4i/3=0.98m波浪长度2L=1O.4x(2h)o.8=1O.4xO.98o.8=1O.23m波浪中心线到静水面的高度安全超高按III级建筑物取值 坝顶高出水库静水位的高度 设计洪水位情况下：h0=n(2h)2/ 2L=3.14x0.982/10.23=0.30m hc=0.3mch =2hl+ h0+ hc=0.98+0.30+0.3=1.58m校 l 0 c波浪高度2h=0.0166(1.5V)5/4D1/3=0.0166x(1.5x18
2、)5/4x41/3=1.62m波浪长度2L=1O.4x(2h)o.8=1O.4x1.62o.8=15.3m波浪中心线到静水面的高度安全超高按III级建筑物取值h0=n(2hl)2/ 2L=3.14x1.622/15.3=0.54m hc=0.4mc坝顶高出水库静水位的高度h 设=2%+ h+ hc=1.62+.54+.4=2.56m两种情况下的坝顶高程分别如下：校核洪水位时： 225.3+1.58=226.9m设计洪水位时： 224.0+2.56=226.56m坝顶高程选两种情况最大值226.9 m,可按227.00m设计，则坝高227.00-174.5=52.5m。(2) 坝顶宽度的确定本工
3、程按人行行道要求并设置有发电进水口，布置闸门设备，应适当加宽以满足闸门 设备的布置，运行和工作交通要求，故取 8 米。(3) 坝坡的确定考虑到利用部分水重增加稳定，根据工程经验，上游坡采用1：0.2，下游坡按坝底宽 度约为坝高的0.70.9倍，挡水坝段和厂房坝段均采用1： 0.7。(4) 上下游折坡点高程的确定理论分析和工程实验证明，混凝土重力坝上游面可做成折坡，折坡点一般位于 1/32/3 坝高处，以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。根据坝高确定为 52.5m，则 1/3H=1/3X52.5=17.5m，折坡点高程=174.5+17.5=192m； 2/3H=2/3 X 52.5=35m，折
4、坡点高程=174.5+35=209.5m，所以折坡点 高程适合位于 192m209.5m之间，则取折坡点高程为203.00m。挡水坝段和厂房坝段的下游折坡点在统 一高程216.5m处。(5) 坝底宽度的确定由几何关系可得坝底宽度为 T= (203-174.5) x0.2+8+(216.5-174.5)x0.7=43.1m(6)廊道的确定坝内设有基础灌浆排水廊道，距上游坝面6.1m，廊道底距基岩面4m,尺寸2.5x3.0m (宽x高)。(7)非溢流坝段纵剖面示意图8m(二)基本组合荷载计算及稳定分析由上述非溢流剖面设计计算得知校核洪水位情况下的波浪三要数：波浪中心线到静水面的高度h0=0.3m波
5、浪高度2h=0.98m波浪长 2L=10.23m因为 gD/v2=9.81x4000/182=121.11m，在 20250m 之间所以波高应安转换为累计频率1%时的波高：2hl (1%) =0.98x1.24=1.22m。又因为半个波长L=10.23/2=5.12vH (坝前水深H=50.8m),所以浪压力P按深水波计算。式中：其中灌浆处及排水处扬压力折减系数取a=0.25水重度 Y=9.81KN/m3混泥土等级强度C10混泥土重度24KN/m3坝前淤沙浮容重0.95T/m3=9.5KN/ m3 水下淤沙内摩擦角=18。(1)正常洪水位情况Bm227.00正常辺匕0030宝规194. 30L
6、. 521&.50正常 1EQ： 00,21. 55m3”21. 55 m .6. 95ijTi.36. 15m.正常洪水位情况下荷载计算示意图 正常洪水位情况下的荷载计算过程见附表1何载符号计算公式垂直力(KN)水平力(KN)对 的T自重W1/2x5.7x28.5x241949.40W28x52.5x2410080.00W31/2x29.4x42x2414817.60水平水 压力P11/2x9.81x42.528859.66P21/2x9.81x5.52148.38垂直水 压力Q15.7x14x9.81782.84Q21/2x5.7x28.5x9.81796.82Q31/2x3.85x5.5
7、x9.81103.86扬压力U143.1x5.5x9.812325.46U21/2x36.15x9.25x9.811640.17U36.95x9.25x9.81630.66U41/2x6.95x27.75x9.81945.99浪压力P111/2x9.81x(5.12+0.3+1.22)x5.12166.75P121/2x9.81x5.122128.58水平泥 沙压力Pni1/2x9.5x202xtg(45-18/2)1002.94垂直泥 沙压力Pn21/2x4x20x9.5380.00合计28910.525542.88276.9610029.35总计W=23368.24P=9752.39坝高：
8、52.5m计算情形：正常洪水下游水位:180.00m上游水位： 217.00m注：垂直力以j为正，T为负；水平力以T为正，为负；力矩以顺时针为正，逆时针为负抗滑稳定分析f（W-U） + CAKs 二歩=0.9x （23368.24-5542.88+700x43.1/9752.39=4.74 3.0,满足抗滑稳定要求。(2)校核洪水位情况工194. 5CPi174.508m校枝洪水2羽.范216. 50203. 00Pr18：. 5H2rr.21.E5m. 21.55m:6.95lin35. 15mrin1UiU;SHU-X校核洪水位情况下荷载计算示意图校核洪水位情况下的荷载计算过程见附表2何载
9、符号计算公式垂直力(KN)水平力(KN)对坝偏T自重W1/2x5.7x28.5x241949.40W28x52.5x2410080.00W31/2x29.4x42x2414817.60水平水压 力P11/2x9.81x50.8212658.04P21/2x9.81x16.1521279.33垂直水压 力Q15.7x22.3x9.811246.95Q21/2x5.7x28.5x9.81796.82Q31/2x11.31x16.15x9.81895.93扬压力U143.1x16.15x9.816828.40U21/2x36.15x8.67x9.811537.33U36.95x8.67x9.8159
10、1.12U41/2x6.95x25.98x9.81885.65浪压力P111/2x9.81x(5.12+0.3+1.22)x5.12166.75P121/2x9.81x5.122128.58水平泥沙 压力Pn】1/2x9.5x202xtg(45-18/2)1002.94垂直泥沙 压力Pn29.5x1/2x4x20380.00合计30166.709842.491407.9213827.73总计W=203 24.20P=12419.82坝高：52.5m计算情形：校核洪水上游水位：225.30m下游水位:190.65m注：垂直力以j为正，T为负；水平力以T为正，J为负；力矩以顺时针为正，逆时针为负。
11、 抗滑稳定分析=0.9x (20324.20-9842)并700M3.1 /12419.82广(工 W - U) + CA Ks 二Ep= 3.192.5,满足抗滑稳定要求。四、应力分析（运行期）（一）正常洪水位情况下1 、水平截面上的正应力W 6 乂 M+B B 2yu竺空 + 6 x 628245 二 562.48(kPa)43.143.12yd工 W 6 工 M 22586-046 x 6282.45 = 52i.89(kPa)B243.143.122、剪应力上游面水压力强度：P = r H + r H tan2(45o-l) = 9.81x 42.5 + 9.5 x19.8tan2(4
12、5。竺)=51622(kPa)u w 1 sb 淤22下游面水压力强度 ：P = r H = 9.81 x5.5 = 53.96(kPa)d w 2剪应力：t = (P -c )n = (516 .22 562 .48) x 0.2 = 9.25(kPa ) u u yut = (c P )m = (521.89 53.96) x 0.7 = 327.56(kPa)d yd d3、水平应力c = P t n = 516.22 (9.25) x 0.2 = 518.07(kPa) xuuuc = P +t m = 53.96 + 327.56 x 0.7 = 283.25(kPa)xddd4、主应力c =(1+n2)c P n2 =(1+0.22)x562.48516.22x0.22 = 564.33(kPa) 1uyu uc =(1+m2)c P m2 = (1+ 0.72 ) x521.89 53.96x0.72 = 751.18(kPa) 1 dyd dc = P = 516.22(kPa)2 uu
