水工建筑物课程设计 (2).doc

水工建筑物课程设计 (2)
水工建筑物课程设计 (2)
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水工建筑物设计
Ａ．非溢流坝段剖面计算
一、确定坝顶高程H (分别按照设计情况和校核情况计算）
拦河坝为浆砌石重力坝，由溢流段和非溢流段状的确定
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,本设计采用上游坝面上部铅直，下部倾斜；下游坝面亦为上部铅直，,、下游的起坡点的高度将通过设定的不同的方案比较选择最优的来确定。(详见非溢流坝剖面图。)
　　 　　 　
二、坝顶宽度
根据规范的规定,坝顶宽度一般取坝高的　８%—－10%,且不小于2m并应满足交通和运行管理的需要。，-，但考虑到交通要求，取坝顶宽度为7ｍ.
三、坝底宽度
－０．9倍,本工程的坝高为５７。348米,即坝底宽度在（40．1４36m-－-51。６１32m）之间。具体确定坝底宽度将通过最优方案的比较,，最终确定的坝底宽度
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B= 49。893ｍ。
四、重力坝的应力分析
1、荷载计算及组合
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、冰压力、地震荷载等,常取1ｍ坝长进行计算。
自重W
坝体自重的计算公式： （kN) 　　　 　 　 　(3）
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所示的若干个简单的几何图形分别计算重力;
-坝体混凝土的重度（本设计中混凝土的重度为24kN／m3）
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，如图2—1-：
　(kN）　　 　　　 　 　 　　　　 　 （４）
式中：H—计算点处的作用水头，m;
VW ——斜坡面上水体的体积，m3。γＷ—水的重度， kN／m3；
（垂直水压力按水重计算.）
⑶ 扬压力　U
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　 　 　　 　 图3 　 重力坝荷载计算示意图
泥沙压力 Ps
一般计算年限取５0~100年,水平泥沙压力ＰskＨ为：
（ｋN)　 　 　 　 　　　 　　 　　 　 　 （5)
式中：γsb—－泥沙的浮重度,kＮ／m3；
hｓ——坝前淤沙厚度，m;
φs——淤沙的内摩擦角，度.
竖直方向的泥沙压力Pskv按作用面上的淤沙重量（按淤沙的浮重度)计算.
浪压力
当H〉Ｌ/2时,可假定浪顶及水深等于L/2处的浪压力为零，静水位处的浪压力最大,并呈三角形分布，如图４,
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　 　 　 　　 　 　　　图４　 浪压力分布
则浪压力Pl为:
　　 （6)
浪压力对坝底中点的力矩M为：
　　 （7)
式中：　 　H1——－坝前水深，m；
y1、ｙ２———分别是浪压力到坝底面形心的力臂,m。
(波浪要素L、hｌ、ｈｚ在前面已计算过,故在此省略。）
其它荷载
地震荷载：一般地，当地震的设计烈度为6度及６度以下时,不考虑地震荷载。冰压力、土压力应根据具体情况来定。温度荷载一般可以采取措施来消除，稳定和应力分析时可以不计入．风荷载、雪荷载、人群荷载等在重力坝荷载中所占比例很小,可以忽略不计。
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(７）荷载组合可分为基本组合和偶然组合,它们分别考虑的荷载见下表:
　　 　 　 　　　　　荷载组合

荷载作用
自重
静水
压力
扬压力
泥沙压力
浪压力
冰压力
动水压力
土
压力
地震力
基本组合
正常蓄水情况
+
＋
＋
＋
+
０
0
+
0
设计洪水情况
+
+
+
+
＋
０
+
＋
０
冰冻情况
＋
＋
+
+
0
+
0
+
０
偶然组合
校核洪水情况
＋
+
+
+
＋
0
+
+
0
地震情况
＋
+
+
+
＋
０
0
＋
+
注:1 应根据各种作用同时