福州大学拱坝课程设计计算说明书

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1、《水工建筑物课程设计计算说明书》课程设计学生姓名：林伯江学号：050902214专业班级：水利水电（2）指导教师：邹盛堂二○一二年九月十四日2目录1.课程设计目的32.课程设计题目描述和要求32.1设计的内容33.设计步骤43.1工程等级的确定43.2拱坝形式的选择与坝高的确定53.3拟定圆心角与坝轴线半径63.4初步拟定拱冠梁的剖面尺寸63.5拱坝应力分析103.6坝肩稳定分析123.7坝体细部构造设计154.结束语20参考书目：2121.课程设计目的本课程设计的目的是为巩固和加强所学《水工建筑物》课程关于拱坝部分的知识，进一步理解拱坝的设计原理，为

2、今后的工作学习设计拱坝做准备。本课程设计的任务是设计某河水库混凝土双曲拱坝体型设计的合理布置。2.课程设计题目描述和要求2.1设计的内容1．选择拱坝的布置型式。2．进行坝体平面布置及断面初选。3．通过拱冠梁法对坝体应力及坝肩稳定进行分析计算。4．通过消能计算评价所选定的消能防冲措施的安全可靠性。5．通过设计成果分析，对所选定的拱坝体型布置提出评价或修改意见2.2工程概况2.2.1设计标准设计标准，本水库总库容2.1千万方。灌溉2万亩，电站装机1万千瓦2.2.2坝址地形地质条件1．坝址区峡谷呈“V””型，两岸谷坡陡削，高程300米以下较为对称，坡角40—

3、50度。唯右岸自高程300米以上地形转缓变为25~30度。两岸附近山高均超出400米高程以上．河谷底宽11米高程260米，左岸受冲沟切割后山脊较为单薄。2．河床和岸坡有大片基岩课露，距河床高47米范围内形成岩石陡壁。以上为第四纪残、坡积的砂壤覆盖层。厚度左岸2～5米，右岸3～5米，坝址区基岩一般风化不深，剧风化垂直深度，左岸为3～6米，右岸为4～8米，河床为0～3米，微风化或新鲜基岩距地表深度，在320米高程以下：两岸为10～20米，河床为4米左右。坝址区岩性为坚硬致密的花岗岩，较为新鲜完整的物理力学指标甚高，抗压强度1500kg／cm2，岩石容重g＝

4、26KN／m3。滑动面上岩石之间的摩擦系数f＝0.65、粘着力c＝2kg／cm2。基岩弹性模量Ef＝（1～4）×105kg／cm2。泊松比m＝0.2，坝体混凝土基岩摩擦系数f＝0.65。两岸基岩无成组有规律的节理裂隙存在，主要受F1、F3、F5断裂切割影响。21F1断裂切割右岸坝肩，其底板高程在314米，顶底岩层破碎。靠右岸在314米高程以上坝肩稳定须予重视。F3、F5断裂在较接近拱坝坝后通过，在拱座推力作用下，将产生压缩变形因此在拱座推力作用范围内必须给予工程上的处理。3．岩层抗冲刷条件：泄洪建筑物下游高速水流沿程河床和岸坡，基岩基本裸露、岩性坚硬，

5、抗冲刷力强，大部不须抗冲处理，但在靠近坝体部分的岸坡段对断裂破碎带等出露地带必须封闭固结，适当扩大表层固结灌浆。4．区域地震条件；本区地震基本裂度为六度。2.2.3特征水位经水库规划计算结果、坝址上、下游特征水位如下：P＝0.2%校核洪水位319m，相应尾水位270.5m。P＝2%设计洪水位316.8。相应尾水位269m。正常高水位316m死水位298m淤砂高程283m。坝顶溢流堰堰顶高程310.2m坝顶高程320m2.2.4荷载及荷载组合荷载应按实际情况进行分析，决定计算内容、荷载组合根据实际情况分析选取二种控制性的组合进行设计计算。有关荷载资料及设

6、计系数如下，未经列出者由设计人自行拟定。1．坝体自重，混凝土容重g＝24KN／m3。2．上游砂压力，泥砂干容重gg＝14KN／m3，空隙率n＝0．4，淤砂内摩擦角j＝16o。3．温度荷载：均匀温度变化t；按经验公式估算4．混凝土线膨胀系数a＝1×10－5（1/oC）。5．混凝土弹性模量Eh=1.85×105kg／cm2（C10砼）。3.设计步骤3.1工程等级的确定本水库总库容2.1千万方。灌溉2万亩，电站装机1万千瓦。根据SL525-2000表2.1.2（水利水电工程分等指标）可21以确定该工程等别为III级，工程规模为中型。此外根据SL525-200

7、0表2.2.1（永久性水工建筑物的级别）可以确定本工程等别为III级，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。3.2拱坝形式的选择与坝高的确定3.2.1确定可用基岩等高线经充分研究坝址地形图、地质剖面图和地形地质报告，可以初步确定拱坝大致布置于高程255～320m左右，属于中坝。根据[2]《水工建筑物》的建议，中坝坝基应当尽量开挖到微风化至弱风化中、下部。本工程坝址区基岩一般风化不深，剧风化垂直深度，左岸为3～6米，右岸为4～8米，河床为0～3米，微风化或新鲜基岩距地表深度，在320米高程以下：两岸为10～20米，河床为4米左右。所以本工程左岸基本沿建议开

8、挖线开挖，只在高程280～290m处修均。而右岸为了同左岸对称在高程260～320m比建议开挖