《混凝土重力坝设计》PPT课件.ppt

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1、第五章混凝土重力坝设计熟练掌握重力坝布置和设计基本要求。熟练掌握重力坝泄洪、消能型式及结构设计。熟练掌握泄水建筑物的水力计算。熟练掌握重力坝的抗滑稳定与应力计算。考试大纲第五章混凝土重力坝设计掌握重力坝结构、构造设计和坝体分区。掌握坝基处理设计。掌握碾压混凝土重力坝材料性能、构造要求与施工特点。了解重力坝坝体温度控制与混凝土防裂措施。了解重力坝的安全监测设计。考试大纲第五章混凝土重力坝设计第一节重力坝布置和设计基本要求一、重力坝布置(1)应结合枢纽布置全面考虑，首先考虑泄洪建筑物的布置。(2)碾压混凝土重力坝宜采用引水式或地下式厂房。若采用坝后式厂房时，宜采用背管式布置。(

2、3)位于洪水流量大而狭窄河道上高坝的枢纽布置，可选用厂房顶溢流式、厂前挑流式、坝内式或地下式厂房等；（4）坝体溢流段的前沿长度，溢流泄水孔孔数、孔口型式、尺寸和堰顶高程应综合比较决定。（5）坝体泄洪及消能防冲设施应根据坝高、坝基及下游河床和两岸地形地质条件，下游河道水深变化情况，结合过木、排冰、排漂等要求合理选择。（6）可根据功能要求设置坝体泄水孔、放水孔。（7）泄水孔位置、型式、高程、孔数和孔口尺寸的选择应考虑的因素。（8）重力坝的施工导流建筑物如底孔、缺口、梳齿等，应根据导流方案和地形、地质、水文等条件经比较确定，其布置应符合的要求。（9）设于坝内的发电引水管道的进水口

3、高程，应根据水利动能设计要求和泥沙淤积等条件确定，并符合SD30388《水电站进水口设计规范》或SL285《水利水电工程进水口设计规范》的有关规定。（10）大型枢纽工程的重力坝布置应经水工模型试验验证运行期和施工期的流态与冲淤状况是否满足各项建筑物的运行需要。（二）重力坝设计原则（1）重力坝的断面原则上应由持久状况控制，并以偶然状况复核，此时，可考虑坝体的空间作用或采用其它适当措施，不宜由偶然状况控制设计断面。（2）分期施工投入运行的坝，强度和稳定计算应按持久状况计算。（3）宽缝重力坝可用材料力学法计算坝体应力，局部区域如头部附近等部位，也可用有限元法计算，并允许在离上游面

4、较远部位出现不超过坝体混凝土允许的拉应力。（4）空腹重力坝可用结构力学、材料力学法和有限无法计算坝体应力，并用模型试验验证。所得应力成果应避免特别不利的应力分布状态。（5）有横缝的重力坝，其强度和稳定计算应按平面问题考虑，可取一个坝段或取单位宽度进行计算。（6）厂坝连接的坝后式厂房，在坝的稳定核算中，可考虑厂坝联合的抗滑作用。厂房作用于坝上的抗滑力，可根据厂坝整体分析的应力状态确定。第二节坝体结构、构造设计和坝体材料分区（一）坝体结构设计（二）坝体构造设计（1）坝顶（2）廊道（3）坝体分缝（4）止水和排水（三）大坝混凝土材料及分区（一）泄水建筑物型式（1）溢流坝段（2）坝身

5、泄水孔（二）消能型式及结构设计（1）消能型式选择（2）消能防冲结构设计一般规定（3）高速水流区的防空蚀设计（4）消能防冲设施的设计第三节泄洪、消能建筑物型式及结构设计第四节、泄水建筑物的水力计算（一）泄流能力及掺气水深计算（1）开敞式溢流堰泄流能力计算公式（2）孔口泄流能力计算公式（3）溢流坝水面线计算（二）挑流消能设计（1）水舌抛距估算公式（2）最大冲坑水垫厚度按下式估算（三）底流消能设计（1）护坦长度可根据其上是否设置辅助消能设施及水力特性，按照下式计算。（2）护坦上的时均水压力分布，可按下列规定取值：1）当护坦面为水平时，作用在其上的时均水压力可近似取计算断面上的水深

6、；2）当不设消力墩、坎等辅助消能设施的护坦上发生水跃时,可取跃首、跃尾间水面连一直线，作为近似水面线；3）当护坦上设有消力墩时，则墩下游可按跃后水深估算，墩上游可按跃后水深的一半估算。（四）水流对尾槛的冲击力水流对消力池尾槛的冲击力代表值可按下式计算：式中：——作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值(N)；——尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积(m2);——水跃收缩断面的流速(m/s)；——阻力系数。对于消力池中未形成水跃、水流直接冲击尾槛的情况，可取＝0.6；对于消力池中已形成水跃且3≤≤10的情况，可取＝0.1～0.5(弗氏数大者取小值，反之取大值)。（五）脉动压力（1

7、）作用于一定面积上的脉动压力代表值可按下式计算（2）脉动压强代表值可按下式计算对于消力池水流，可取收缩断面的平均流速；对于泄槽水流，可取计算断面的平均流速；对于反弧鼻坎挑流，可取反弧最低处的断面平均流速。第五节、混凝土重力坝的抗滑稳定与应力计算（一）抗滑稳定分析抗滑稳定分析是重力坝结构计算中的一项重要内容，其目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。（1）沿坝基面的抗滑稳定分析（2）深层抗滑稳定分析（3）岸坡坝段的抗滑稳定分析（二）重力坝的应力分析重力坝应力分析包括以下内容:计算坝体选定截面上的