水工毕业设计拱坝计算书.docx

水工毕业设计拱坝计算书

计算书目录：

1、设计参数及控制指标

2、拱坝体形

3、应力计算

4、拱肩稳定计算

5、消能计算

6、坝体细部及放空、取水孔设计

1、设计参数及控制指标

1.1设计参数

坝体材料：200#砼，容重2.4t/m3,弹模1.7E6(坝体弹模考虑徐变的影响，取为瞬时弹性模量的0.6--0.7)，泊松比0.167，线胀系数1×10-5/℃,导温系数

3m2/月。

坝基：灰岩，容重3t/m3,弹模2E6，泊松比0.27，线胀系数1.4×10-5/℃,导温系数3m2/月。淤沙浮容重按1t/m3,内摩擦角14°。

水文及地基f、c等有关各专业的基础资料请见附件1。

温度荷载按规范(SD145-85)附录公式由程序动计算，封拱灌浆温度取8-12℃。

1.2控制指标

大坝拱肩稳定及应力控制指标均严格按照《混凝土拱坝设计规范》（SD145-

85）执行，见表1-1、1-2。

表1-1抗滑稳定安全系数表

类别

荷载组合情况

安全系数

抗剪断强度K’

基本组合

3

特殊组合

2.5

表1-2大坝允许应力表

类别

荷载组合情况

允许应力

允许拉应力(kg/cm2)

基本组合

12

特殊组合

15

允许压应力(kg/cm2)

基本组合

50

特殊组合

55

2、拱坝体形

拱坝体形为双曲拱坝，拱圈平面曲线采用圆弧。因两岸地形不完全对称而采用两岸不同半径的双曲拱坝。

2.1坝顶高程的拟定

2.1.1已知:校核洪水位(p=0.2%)：848.87m

设计洪水位(p=2%)：848.35m正常蓄水位：848m

2.1.2坝顶高程根据各种运行情况的水库静水位加上相应超高后的最大值确定。顶超高值Δh按下式计算(请见SD145-85《混凝土拱坝设计规范》第八章拱坝构造）

Δh=2hl+h0+hc

式中：Δh………坝顶距水库静水位高度(m)

2hl………浪高(m)

h0………波浪中心线至水库静水位的高度(m)

hc………安全超高(m)：正常运用情况取0.4m，非常运用情况取0.3m。

2.1.3波浪要素按“官厅——鹤地”公式计算：

2hl=0.0166Vf5/4Df1/32L1=10.4(2hl)0.8

h0=4πhl2/(2L1)

式中：2L1………波长（m）；

Df………吹程，由坝前沿水面至对岸的最大直线距离(km),取1Km。

Vf………计算风速(m/s)，正常和设计情况取15m/s，校核情况取

9.6m/s。

2.1.4坝顶高程计算成果见下表：

计算情况

设计情况

校核情况

相应水位（m）

848.35

848.87

Vf（m）

15

9.6

Df（km）

1

1

hc（m）

0.3

0.4

2hl（m）

0.490

0.281

h0（m）

0.128

0.066

Δh（m）

0.918

0.747

坝顶高程（m）

849.268

849.617

结论：综合考虑后，取坝顶高程为849.7m

河床底部高程为782.3m，按地质提供的基本资料，挖深按20.5m计，则坝高为87.4m，属于高坝，在坝顶高程849.7m开挖后的河谷水平宽度为193.63m，则河谷宽高比L/H=193.63/87.4=2.215，属“V”型河谷。

2.2、拱坝体型设计

2.2.1坝顶厚度Tc（参见《砌石坝设计》P137）

Tc=0.4+0.01(L+3H)式中Tc——坝顶厚度（m）

H——最大坝高（m）=87.4L——顶拱弦长（m）=193.63

经计算得Tc=0.4+0.01(193.63+3×87.4)=4.9583m，考虑交通等要求，取Tc=5m。

2.2.2拱圈厚度

（1）坝底厚Tb

①参见《砌石坝设计》P138经验公式

Tb=(0.132(L/H)0.269+(2H/1000))×H式中Tb——坝底厚度（m）

H——最大坝高（m）=87.4L——顶拱弦长（m）=193.63

经计算得Tb=(0.132(193.63/87.4)0.269+(2×87.4/1000))×87.4=29.57m。

②由美国肯务局的经验公式

Tb=30.0012HL1L2(H/122)H/122

式中Tb——坝底厚度（m）

H——最大坝高（m）=87.4L1——顶拱弦长（m）=193.63

L2——顶底以上0.15H处弦长（m）=42.2经计算得Tb=8.77m。

综合考虑后，取坝底厚度为Tb=22m。

水平拱圈厚度按T=Tc