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《水工建筑物课程设计》
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题 目：某混凝土重力坝设计
请把你所在的学习中心名称完整填写。阅后删除此文本框 学习中心： 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师：
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1 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
1.2.1坝址地形地质条件
（1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，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0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。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3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。 1.2.2天然建筑材料
粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km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。砂石料满足砼重力坝要求。 1.2.3水库水位及规模
①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。 ②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) 84.9 84.9
上游水位(m)
下游水位(m)
上游坡率
下游坡率
设计情况 校核情况
31 31
82.50 84.72
45.50 46.45
0 0
1∶0.8 1∶0.8
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+泥沙
1
压力+浪压力。
特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
1.3大坝设计概况
1.3.1工程等级
本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。 1.3.2坝型确定
坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3基本剖面的拟定
重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的0.8倍），下游边坡m=0.8，上游面为铅直。
2
2 设计及计算内容
2.1 坝高计算
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： ①风浪要素的计算
A、 风速W: 本水库多年平均最大风速14. Om/s, 重现期最大风速23.0m/s : B、 风区吹程长度D: 风作用千水域的长度；
D设计=2600m, D校核=3000m。
②风浪爬高计算：采用背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)浪高中心线高出静水位高度： h设计o=O.62m, h校核o=O.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2.5+2.05-t0.62+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
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=O.lH=O. 1*(84.9-31)=5. 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
荷载组合分三种 (1)基本荷载组合：
坝体自重；设计洪水位坝体上游静水压力；设计洪水位扬压力；设计洪水位泥沙压力 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) 特殊荷载组合：
坝体自重；校核洪水位上下游静水压力；校核洪水位扬压力；校核洪水
3
位泥沙压力
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。
表二 设计洪水情况荷载计算表
荷载计算 荷载
垂直力(KN)
水平力（KN)
力
臂力矩（kN.m）
（m）
方向 自重
G1 G2 G3
水压力
P1 P2
扬压力 浪压力
PL1 PL2 PL3 PL4 U1
6277 438 2183 658 9557
6818 20530 419.8 27768
- 13262 7.8 109 13378
+ 1051 1051
40.54 25.21 1.93 17.2 4.8 21.6 41.3 26.2 42 51.3 2.3
+ - 276416 517473 810.2 5081
227651 135867 18115 57263 27605 398 253
泥沙压力 Pn 合计
799780 467151
表三 校核洪水情况荷载计算表
荷载计算 荷载
垂直力(KN)
水平力（KN)
力
臂力矩（kN.m）
（m）
方向 自重
G1 G2 G3
水压力
P1 P2
扬压力
PL1
6688
6818 20530 477
- 14429
+ 1194
40.54 25.21 2.06 17.9 5.2 21.6
+ - 276416 517473 983.5
258379
6146.6
144802
4
大工20春《水工建筑物课程设计》离线作业答案 - 图文
