課程設(shè)計(jì)蔣連華.doc

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1、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書學(xué)號(hào):姓名:蔣連華目錄1、重力壩非溢流壩段的設(shè)計(jì)31.1、非溢流壩段的剖面設(shè)計(jì)31.1.1、壩頂高程的確定31.1.2、壩頂寬度的確定41.2.3、壩底寬度的確定51.2.4、上下游邊坡51.2.5、廊道的布置52、非溢流壩段的應(yīng)力及穩(wěn)定分析52.1、荷載計(jì)算52.1.1、自重荷載62.1.2、靜水壓力62.1.3、揚(yáng)壓力62.1.4、泥沙壓力82.1.5、波浪壓力82.2、抗滑穩(wěn)定分析92.3、重力壩的應(yīng)力分析102.3.1不考慮揚(yáng)壓力下的應(yīng)力分析102.3.2、考慮揚(yáng)壓力下的應(yīng)力分析122.4、應(yīng)力分析結(jié)果142.4.1、考慮揚(yáng)壓力程

2、序計(jì)算結(jié)果142.4.2不考慮揚(yáng)壓力程序計(jì)算結(jié)果213、溢流壩段的設(shè)計(jì)283.1、頂部曲線段283.2、中間直線段293.3、反弧段303.4、挑角的確定303.5、溢流壩剖面圖繪制304、附錄301、重力壩非溢流壩段的設(shè)計(jì)1.1、非溢流壩段的剖面設(shè)計(jì)1.1.1、壩頂高程的確定(1)、基本資料的確定根據(jù)已知風(fēng)向的吹力:多年平均最大風(fēng)速20m/s,歷年最大風(fēng)速30m/s。風(fēng)向基本垂直壩軸線,吹程D=3km。(2)、壩頂高程的確定壩頂高程應(yīng)高于校核洪水位,壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱?,?yīng)高于波浪頂高程,防浪墻頂至設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的高差可按下式計(jì)算式中:為累

3、計(jì)頻率為1%時(shí)的波浪高度,m;為波浪中心線高于靜水位的高度;為安全加高,按下表選用:表1安全加高單位:m運(yùn)用情況壩的級別123設(shè)計(jì)情況(基本情況)0.70.50.4校核情況(特殊情況)0.50.40.3由已知條件可知該壩址主要建筑物為2級建筑物,所以安全加高在設(shè)計(jì)情況和校核情況是分別為0.5m和0.4m,由此可計(jì)算波浪的。已知該壩水庫吹程D=3km,歷年最大風(fēng)速為30m/s,多年平均最大風(fēng)速為20m/s。正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水時(shí)宜采用相應(yīng)最大風(fēng)速,即為30m/s,校核情況宜采用最大風(fēng)速的歷年平均值,即為20m/s,帶入官廳水庫公式;;中有:正常蓄水位時(shí):

4、由于在20-250之間,所以設(shè)計(jì)洪水位時(shí):由于在20-250之間,所以校核洪水位時(shí):由于在20-250之間,所以設(shè)計(jì)洪水位時(shí):相應(yīng)的壩頂高程為:605.00+3.1473=608.1473m校核洪水位時(shí):相應(yīng)的壩頂高程為:611.3+1.9605=613.2605m防浪墻頂高程按下式計(jì)算,并選用其中的較大值。可見校核洪水情況所要求的壩頂高程為控制高程,由于防浪墻高1.2m故采用壩頂高程為613.2605-1.2=612.1m。所以壩高=612.1-565=47.1m,可近似取為48m。1.1.2、壩頂寬度的確定取壩高的8%--10%,且不小于2m,因此

5、在3.76m--4.7m之間,取為4m。1.2.3、壩底寬度的確定為了滿足要求,取壩底寬度為壩高的0.7--0.9倍之間,即32.9m--42.3m之間。故取為36m。1.2.4、上下游邊坡本次設(shè)計(jì)采用上游壩面鉛直,下游破率取為0.8。1.2.5、廊道的布置根據(jù)要求,廊道上游壁到上游壩面的距離應(yīng)不小于0.05-1.0倍的水頭,故取4m,寬度為2.5m-3m,取3m,高為3-3.5m,取3.5m。1.26、非溢流壩段剖面圖2、非溢流壩段的應(yīng)力及穩(wěn)定分析2.1、荷載計(jì)算一般重力壩結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容包括穩(wěn)定和強(qiáng)度的計(jì)算,重力壩抗滑穩(wěn)定及壩體應(yīng)力計(jì)算的荷載組合分為基

6、本組合和特殊組合兩種,宜以正常蓄水位時(shí)的荷載組合作為基本組合;在嚴(yán)寒地區(qū)冰凍情況也應(yīng)作為一種基本組合;以校核洪水時(shí)的荷載或地震荷載作為特殊組合。本設(shè)計(jì)基本組合只計(jì)算正常蓄水位時(shí)的荷載組合,特殊組合只計(jì)算校核和地震荷載。且選取壩基面和靠近壩基的廊道底面作為計(jì)算截面。該重力壩承受的荷載與作用主要有:(1)自重(包括固定設(shè)備重);(2)靜水壓力;(3)揚(yáng)壓力;(4)泥沙壓力;(5)波浪壓力;(6)地震作用(不考慮)等。其荷載組合如表(2-1)所示。且取1m壩長進(jìn)行計(jì)算;排水孔距上游面4m。表2荷載組合荷載組合主要考慮情況荷載自重靜水壓力揚(yáng)壓力泥沙壓力波浪壓力

7、基本組合(1)正常蓄水位√√√√√(2)設(shè)計(jì)洪水位√√√√√特殊組合(3)校核洪水位√√√√√2.1.1、自重荷載混泥土自重公式為:式中:混泥土容重;V壩體體積;取1m壩體長度進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)檎P钏?、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位三種設(shè)計(jì)工況下壩體自重與水位無關(guān),所以三種設(shè)計(jì)工況下壩體自重都為:2.1.2、靜水壓力正常蓄水位工況:7848.00KN170.743KN136.594KN設(shè)計(jì)洪水位工況:9888.529KN754.193KN603.354KN校核洪水位工況:10514.799KN907.229KN725.783KN2.1.3、揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力包括上浮

8、力及滲流壓力,上浮力是由壩體下游水深產(chǎn)生的浮托力;滲流壓力是在上、下游水位差作用下,水流通過基

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