混凝土重力壩電算課程設計

1、<p>　　《混凝土重力壩電算》</p><p><b>　　課程設計</b></p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　專業(yè)班級： 2010級水利(1)班 </p>

2、;<p>　　指導教師： </p><p><b>　　二○一一年七月五日</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1課程設計目的1</p><p>　　2課程設計題目描述和要求2</

3、p><p>　　2.1基本資料2</p><p>　　2.2設計內容3</p><p>　　3課程設計報告內容4</p><p>　　3.1確定工程等別4</p><p>　　3.2非溢流壩的剖面設計4</p><p>　　3.3確定荷載組合8</p><

4、p>　　3.4荷載計算9</p><p>　　3.5壩體抗滑穩(wěn)定分析15</p><p>　　3.6壩體應力分析16</p><p>　　3.7地基處理設計24</p><p>　　3.8壩體構造24</p><p>　　3.9壩內廊道及通道24</p><p>　

5、　3.10壩體止水和排水26</p><p>　　3.11壩體混凝土分區(qū)設計26</p><p><b>　　4總結28</b></p><p>　　4.1問題分析及解決28</p><p><b>　　4.2結論29</b></p><p>　　4.3

6、課設感受29</p><p><b>　　參考文獻：30</b></p><p>　　附錄I 電算成果原始文件31</p><p><b>　　課程設計目的</b></p><p>　　課程設計安排在“水工建筑物”課程內容學習完成之后進行，課程設計作為綜合性實踐環(huán)節(jié)，是對平時作業(yè)的一個補充

7、，課程設計包括重力壩設計的主要理論與計算問題，通過課程設計可以達到綜合訓練的目的?！　?lt;/p><p>　　課程設計的目的，是使學生融會貫通“水工建筑物”課程所學專業(yè)理論知識，完成重力壩較完整的設計計算過程，以加深對所學理論的理解與應用。培養(yǎng)綜合運用已學的基礎理論知識和專業(yè)知識來解決基本工程設計問題的初步技能，全面分析考慮問題的思想方法、工作方法。</p><p>　　培養(yǎng)設計計算、繪圖、

8、編寫設計文件、使用規(guī)范手冊和應用計算機的能力。</p><p>　　提高查閱和應用參考文獻和資料的能力。</p><p>　　課程設計題目描述和要求</p><p><b>　　基本資料</b></p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　某水庫位于某河

9、道的上游，庫區(qū)所在位置屬高山峽谷地區(qū)。根據當地的經濟發(fā)展要求需修建水庫，該工程以發(fā)電、灌溉、防洪為主。擬建的水庫總庫容1.33億立方米，電站裝機容量9600kW。</p><p><b>　　壩基地質條件</b></p><p>　　本工程壩體在河床部分的基巖設計高程原定在827.7m；壩體與壩基面接觸面的抗剪斷摩擦系數=1.03，粘結力系數＝950kPa；基巖抗壓強

10、度：1500。</p><p><b>　　特征水位</b></p><p>　　經水庫規(guī)劃計算，壩址上、下游特征水位如下及各水位相應上下游水深見表2-1：</p><p>　　表2-1 特征水位及水深 單位：m</p><p&g

11、t;<b>　　其他資料</b></p><p>　　筑壩材料：混凝土容重。</p><p>　　壩基揚壓力、壩基防滲處理：根據水庫地基情況，設置帷幕灌漿和排水孔幕，帷幕灌漿中心線距上游壩踵5m ，排水孔中心線據帷幕中心線1.5m。為簡化計算起見，揚壓力折減系數取0.3，折減位置距上游壩軸線6.5m。</p><p>　　風速與吹程：壩址洪水期

12、多年平均最大風速18.1m/s，洪水期50年重現(xiàn)期最大風速25m/s，壩前吹程1公里。</p><p>　　水庫淤沙：淤沙浮容重為8.0，淤沙內摩擦角。</p><p>　　壩址地震基本烈度：根據“中國地震烈度區(qū)劃圖”壩址位于7度區(qū)，設防烈度按7度考慮。</p><p>　　壩頂有一般交通要求。</p><p><b>　　設計內容

13、</b></p><p>　　根據提供的水文、水利計算成果，在分析研究所提供的資料的基礎上，進行水工建筑物的設計工作，設計深度為初步設計。主要設計內容為：</p><p>　　確定水利樞紐工程和水工建筑物的等級、洪水標準</p><p>　　通過穩(wěn)定、強度分析，擬定壩體經濟斷面尺寸；</p><p>　　通過壩基水平截面處壩體內部

14、應力分析，定出壩體混凝土分區(qū)方案；</p><p>　　壩體細部構造設計：廊道布置、壩體止水、壩體排水及基礎防滲和排水等。</p><p>　　要求成果：1、設計計算說明書一份； 2、A2設計圖紙一張。</p><p><b>　　課程設計報告內容</b></p><p><b>　　確定工程等別</b&

15、gt;</p><p>　　根據SL252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，該工程擬建的水庫總庫容1.33億立方米，屬于Ⅱ等、大(2)型工程；電站裝機容量9600kW，屬于Ⅴ等、小(2)型。按最高等確定其工程等別，即Ⅱ等、大(2)型工程。相應的其主要建筑物等級為2級，壩的安全級別為Ⅱ級。</p><p><b>　　非溢流壩的剖面設計</b></p&

16、gt;<p><b>　　基本剖面尺寸的確定</b></p><p>　　假定基本剖面為三角形，壩頂與校核洪水位齊平（H=909.92-827.7=82.22m），揚壓力、靜水壓力均為三角形分布，確定滿足強度和穩(wěn)定條件下的最小壩底寬度T。如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 重力壩基本三角形剖面示意圖</p><p>

17、;　?、侔礉M足強度條件確定壩底的最小寬度T</p><p>　　當庫滿時： </p><p>　　上游邊緣鉛直正應力 (3-1)</p><p>　　下游邊緣鉛直正應力 (3-2)</p><p>　　當庫空時，令式3-1、式3-2中=0，得：</p><p&g

18、t;　　上游邊緣鉛直正應力 (3-3)</p><p>　　下游邊緣鉛直正應力 (3-4)</p><p>　　強度控制條件是壩基面不允許出現(xiàn)拉應力。當庫空時，由式3-3可以看出：只要在0～1之間，即上游坡度取正坡，壩基面不出現(xiàn)拉應力。當庫滿時要使上游不出現(xiàn)拉

19、應力，可令式3-2中0，求得壩底寬度為：</p><p>　　由該式可知，當H為一定值時，值越小，則底寬也越小?？紤]庫空時，下游壩面不出現(xiàn)拉應力，可取=0，求得上游壩面為鉛直面的三角形基本剖面的最小底寬：</p><p><b>　　。</b></p><p>　?、诎礉M足穩(wěn)定條件確定壩底的最小寬度T</p><p>　

20、　由上求得T=56.12m，可得：</p><p><b>　　安全系數：</b></p><p>　　校核洪水位下，規(guī)范要求最小安全系數為2.5，顯然上述結果滿足要求。下游坡度。</p><p><b>　　壩頂高程的確定</b></p><p>　　擬設置防浪墻，則防浪墻頂高程按式3-5、3-6

21、計算，并取其中的大值：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　庫區(qū)所在位置屬高山峽谷地區(qū)，按3-7、3-8、3-9式計算波浪要素，以下式子由官廳水庫公式中取 g=9.81m/s2化簡得。另外官廳水庫公式適用范圍為，本設計中洪水期50年重現(xiàn)期最大風

22、速25m/s，超出范圍，但是仍然認為適用。</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　計算風速v0設計情況取洪水期50年重現(xiàn)期最大風速25m/s，校核情況取

23、洪水期多年平均最大風速18.1m/s，</p><p>　　當時，認為h為累計頻率為5%的波高h5%。</p><p><b>　　當時，、，所以，。</b></p><p>　　安全加高hc對于2級壩，設計情況取0.5m、校核情況取0.4m。</p><p>　　根據已給的設計洪水位及校核洪水位，考慮風浪及安全加高等，

24、確定壩頂及防浪墻頂高程。計算如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 防浪墻頂高程計算表</p><p>　　由表3-1可以確定防浪墻頂高程為911.30m，取壩頂以上防浪墻高度為1.3m，那么壩頂高程為910.00m，相應壩高為82.30m，屬于高壩。</p><p><b>　　壩頂寬度<

25、;/b></p><p>　　壩頂需要行走門式起重機，門機軌距7.0米，且考慮到交通要求、防浪墻及下游側欄桿的布置。因此，取壩頂寬度B為10m。</p><p><b>　　擬定壩體實用剖面</b></p><p>　　為方便布置進口控制設備并利用水重幫助壩體穩(wěn)定，上游面宜采用部分折坡壩面，上游坡度n=0.2，折坡點定高度32.0m；取下

26、游坡度m=0.70，下游折坡點高度68.00m。壩體基本三角形頂點在校核洪水位附近。基本斷面如圖3-2所示：</p><p><b>　　那么壩底寬度：。</b></p><p>　　圖3-2 壩體基本斷面示意圖</p><p><b>　　確定荷載組合</b></p><p>　　結合本設計實際

27、情況，經分析研究，參照規(guī)范規(guī)定，寫出各工況荷載組合表如表3-2：</p><p>　　表3-2 荷載組合表</p><p><b>　　荷載計算</b></p><p>　　如圖3-3所示，取單寬壩段計算。各工況按式3-10至3-27分別計算各項荷載，并計算各荷載對計算截面形心的力矩。荷

28、載及力臂正方向如圖3-3所示。</p><p>　　自重： (3-10) (3-11) </p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　水重：

29、 (3-13)</p><p><b>　　(3-14)</b></p><p><b>　　(3-15) </b></p><p>　　上游水壓力： (3-16)</p

30、><p>　　下游水壓力： (3-17)</p><p>　　揚壓力： (3-18)</p><p><b>　　(3-19)</b></p><p

31、><b>　　(3-20)</b></p><p><b>　　(3-21)</b></p><p>　　圖3-3 荷載計算簡圖</p><p>　　水平泥沙壓力： (3-22)</p><p>　　豎直泥沙壓力：

32、 (3-23)</p><p>　　浪壓力（深水波）： (3-24)</p><p>　　設計烈度為7度，僅考慮水平地震慣性力及地震動水壓力(校核洪水位)，，一般取，壩體分成n=6塊如圖3-4所示，按3-25、3-26式計算，計算結果見表3-3：</p><

33、;p><b>　　(3-25)</b></p><p><b>　　(3-26)</b></p><p>　　圖3-4 地震分塊示意圖 </p><p>　　表3-3 水

34、平地震慣性力計算表</p><p>　　地震情況結合正常蓄水位進行設計，單位寬度上的總地震動水壓力，到壩底面形心的力臂為0.46H1。本設計中上游為折坡面，折坡高度H'=32m<0.5H1=0.5×78=39m，可以近似取作鉛直；下游為斜坡m=0.7，建筑物迎水面與水平面的水平夾角，計算動水壓力時，應乘于折減系數/90o。作用在壩體上下游面的地震動水壓力均垂直于壩面，且兩者方向一致。計算結

35、果見表3-4：</p><p>　　表3-4 地震動水壓力計算表</p><p>　　考慮地震組合時，水平荷載以指向下游更為不利。因此，以上荷載方向均指向下游。并認為地震對揚壓力與泥沙壓力無影響。</p><p>　　各工況荷載計算及組合見表3-5至表3-9。</p><p>　　表3-5

36、 正常工況荷載計算組合表</p><p>　　表3-6 設計工況荷載計算組合表</p><p>　　表3-7 校核工況荷載計算組合表</p><p>　　表3-8 地震工況荷載計算組合表</p>

37、<p>　　結合理正軟件的重力壩設計功能，對手算結果進行校核。輸入基本參數，并設置各分項系數為1，可得各項荷載的標準值。對電算結果整理得表3-10：</p><p>　　表3-10 荷載電算成果表</p><p>　　經分析，除地震動水壓力與浪壓力稍有差別外，荷載手算與電算結果基本一致。分析其原因有以下幾點：</p>

38、<p>　　地震荷載手算是同時考慮上下游的動水壓力，即認為下游動水壓力有減小的影響，是不利的，而電算僅考慮上游動水壓力。</p><p>　　浪壓力計算有所差別，其原因可能是計算方法不一樣。不過浪壓力本身就不大，其差值更小，可認為手算結果是可靠。</p><p>　　綜上所述，荷載計算基本可靠。</p><p><b>　　壩體抗滑穩(wěn)定分析<

39、;/b></p><p>　　對幾種荷載組合情況分別進行穩(wěn)定分析（包括電算結果及手算結果）：按照規(guī)范規(guī)定的抗剪斷強度計算公式，各情況下安全系數計算見表3-11。式中：f’ 為壩體混凝土與基巖接觸面的抗剪斷摩擦系數取1.03；c’ 為壩體混凝土與基巖接觸面的抗剪斷凝聚力取950kPa；為作用于壩體全部荷載對滑動平面的法向分值；為作用于壩體全部荷載對滑動平面的切向分值。</p><p>

40、　　表3-11 各工況抗滑穩(wěn)定分析成果表</p><p>　　由表3-11可知，該壩體在各個工況下抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。且電算結果與手算結果基本一致。因此，就穩(wěn)定性而言，設計斷面是合理的。但是，計算安全系數總體來說是偏大的，這可能和應力的控制有關。</p><p><b>　　壩體應力分析</b></p>

41、<p><b>　　說明</b></p><p>　　采用材料力學法進行計算，并且僅對壩基面進行應力分析，考慮揚壓力。</p><p><b>　　壩體邊緣應力分析</b></p><p>　　依次按式3-27至3-31計算各工況、、、、、及主應力、、、；</p><p><b>

42、;　　(3-27)</b></p><p><b>　　(3-28)</b></p><p><b>　　(3-29)</b></p><p><b>　　(3-30)</b></p><p><b>　　(3-31)</b></p>

43、;<p>　　上游壩踵處有泥沙壓力，下游壩趾處無泥沙。在考慮地震作用的情況下：</p><p>　　不考慮地震荷載時，另地震動水壓強部分等于0即可。各工況計算結果見表3-12：</p><p>　　表3-12 各工況壩體邊緣應力分析手算成果表 單位：kPa</p><p>　　由電算得

44、出結果，如表3-13：其中X軸:水平指向壩體下游為正,壩頂面的上游垂直壩面點為x軸零點，Y軸:豎直向上為正，角度:逆時針方向為正，應力單位均為MPa，距離和長度的單位均為m，角度的單位為度。</p><p>　　表3-13 壩體邊緣應力電算成果表</p><p>　　壩踵壩趾處屬Ⅴ區(qū)混凝土，采用強度標號為C15。其軸心抗壓強度。安全系數K正常水

45、位和設計水位下取4、校核情況取3.5。相應的容許壓應力分別為1.8Mpa和2.06Mpa。</p><p>　　經分析，運用期壩踵鉛直應力?yu不出現(xiàn)拉應力，壩趾最大鉛直應力校核時為1.3MPa、設計時為1.19MPa，均不超過其容許應力；施工期壩趾并未出現(xiàn)拉應力，比規(guī)范規(guī)定的0.1MPa的容許拉應力更加安全。因此，非地震工況下壩體邊緣應力滿足規(guī)范要求。地震情況下，壩踵也無拉應力，壩趾處壓應力為1.316MPa，

46、沒的超過容許應力，壩址處雖然出現(xiàn)了主拉應力，但是值很小，故可認為是安全的。</p><p>　　壩體邊緣應力手算與成果電算無太大出入。應力分析結果可靠。</p><p><b>　　壩體內部應力分析</b></p><p>　　選取壩基水平截面處9個計算點，每個計算點間距為8m?，F(xiàn)僅對校核工況對、、、、分別進行計算。坐標正方向及計算點位置如圖3

47、-5所示：</p><p>　　圖3-5 壩體應力計算簡圖</p><p><b>　　垂直正應力?y分布</b></p><p><b>　　列分布表達式：</b></p><p>　　用上、下游邊緣處、的邊界條件定系數、，列出方程式如下：</p><p>　　列表計算

48、各計算點的值如表3-14：</p><p>　　畫出分布圖如圖3-6：</p><p>　　圖3-6 ?y分布圖</p><p><b>　　剪應力分布</b></p><p><b>　　列分布表達式：</b></p><p>　　用上、下游邊緣處、的邊界條件及積分關系

49、定系數、、</p><p>　　列表3-15計算各計算點的值</p><p>　　畫出分布圖如圖3-7：</p><p>　　圖3-7 ?分布圖</p><p><b>　　水平正應力分布</b></p><p><b>　　列分布表達式：</b></p>

50、<p>　　用上、下游邊緣處、的邊界條件定系數、，列出方程式；</p><p>　　列表3-16計算各計算點的值</p><p>　　畫出截面分布圖如圖3-8：</p><p>　　圖3-8 ?x分布圖</p><p><b>　　主應力計算與分布</b></p><p><b&

51、gt;　　計算公式</b></p><p>　　將各點的、、代入公式計算、，將計算成果列表3-17如下；</p><p><b>　　計算主應力方向</b></p><p>　　從鉛直線到主應力的夾角，即。順時針為下。將值列表3-18計算如下：</p><p>　　表3-18

52、 值計算表 </p><p>　　繪制各點主應力圖，以矢量表示其大小和方向，如圖3-9：</p><p><b>　　計算主剪應力：</b></p><p>　　，所在平面與主應力面成45°，計算結果見表3-19：</p><p>　　圖3-9 主應力矢量圖</p>

53、;<p><b>　　電算結果</b></p><p>　　為方便比較，利用上述得出的壩內應力分布方程，取跟電算一致坐標，計算出各點應力，列表如3-20：</p><p>　　表3-20 校核洪水位壩內應力手電算比較</p><p>　　另附，電算其他工況下的壩體內部應力如表3-21：&l

54、t;/p><p>　　表3-21 其他工況壩內應力電算成果表</p><p><b>　　小結</b></p><p>　　校核工況下，壩體上游面的鉛直應力沒有出現(xiàn)拉應力；壩體最大主應力為1.938MPa小于容許應力2.06MPa。因此，壩體內部應力滿足要求。與電算結果比較，內部應力也基本一致，但是在第二主應力與主應

55、力方向角的計算上有較大的誤差[表中電算與手算的應力起始角不一樣，相差90度且方向相反，即手算角度=-(電算角度-90度)]。不過這對壩體分的析影響不大，總體設計成果還是可以。</p><p><b>　　地基處理設計</b></p><p><b>　　壩基開挖</b></p><p>　　本設計中建基面高程為827.70

56、m，就垂直壩軸線方向而言，開挖成水平狀。</p><p><b>　　固結灌漿</b></p><p>　　本設計中基巖抗壓強度：，基巖強度足夠，無須固結灌漿。</p><p><b>　　壩基防滲和排水</b></p><p>　　為降低壩底滲流壓力、防止壩基內產生機械或化學管涌，減少壩基滲流量，

57、應對壩基設置帷幕灌漿和排水孔幕，帷幕灌漿中心線距上游壩踵5m，排水孔中心線據帷幕中心線1.5m。對于高壩，帷幕灌漿孔設置成兩排，孔深第一排為20m、第二排為10m，孔距取為1.5m；排水孔幕略向上游傾斜，排水孔距2m，孔徑20cm，孔深12m，為鑄鐵管。</p><p><b>　　壩體構造</b></p><p><b>　　壩頂</b><

58、;/p><p>　　壩頂寬度為10m，中間布置門式起重機，門機軌距7.0m，門機軌道孔尺寸為50cm×50cm，岸邊設置抽排裝置，以便雨期排水；門機下布置公路以滿足一般交通要求，公路由中間向兩側放坡2%；兩側布置人行道，寬各1.0m，人行道表面高出公路30cm，外側設排水孔。壩頂兩側以牛腿結構各向外廷伸0.2m以便布置防浪墻及欄桿。防浪墻設置在上游側，墻身高度為1.3m，采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結構，

59、墻身厚度取為30cm，在壩體橫縫處留伸縮縫，并設一道厚1.5mm的銅片止水；欄桿設置在下游側，桿身高度1.2m，采用采用鋼筋混凝土結構，布置厚度為20cm。具體布置如圖3-10所示：</p><p><b>　　壩內廊道及通道</b></p><p><b>　　基礎灌漿廊道</b></p><p>　　本設計為高壩，壩內

60、必須設置縱向基礎灌漿廊道。斷面采用城門洞形，尺寸（寬×高）為3.0m×3.5m；底板混凝土厚度不小于1.5倍廊道寬度4.5m，取5m；廊道位置作用水頭約80m，到上游壩面不小于0.05倍的作用水頭即4m（且不小于3m），取4.5m。壩體竣工后基礎灌漿廊道可兼作壩底的排水廊道，其下游側設置排水溝，斷面尺寸（寬×高）為30cm×30cm，，并設壩基排水孔幕及揚壓力觀測孔，并在靠近廊道的最低處設置集水井

61、，集水井配抽水設施。如圖3-11所示：</p><p>　　圖3-10 壩頂構造 圖3-11 基礎灌漿廊道</p><p><b>　　排水廊道</b></p><p>　　考慮壩體排水要求，擬設置三層縱向排水廊道，因為上部排水量較小，所以斷面尺寸自下而上逐漸變小。第一層為壩體竣工后的基礎灌

62、漿廊道，具體信息見5.2.1中描述；第二層(1#)廊道底面設置在EL857.00m處，為協(xié)調豎井及排水管布置，到上游壩面（以垂直面為準）取為4m，斷面采用城門洞形，尺寸（寬×高）為2.5m×3.0m；第三層(2#)廊道底面高程為885m，到上游壩面（以垂直面為準）為4m，斷面采用城門洞形，尺寸（寬×高）為2.0m×2.5m。同時，排水廊道兼作安全監(jiān)測、檢查維修、運行操作、壩內交通等功用。排水廊道上

63、游側設置排水溝，斷面尺寸（寬×高）為30cm×30cm，在靠近廊道的最低處設置集水井，集水井設抽排設備。如圖3-12：</p><p><b>　　其他廊道</b></p><p>　　除上述所提及的廊道及其作用，其他廊道本設計中暫不考慮。</p><p>　　圖3-12 排水廊道</p><p>&

64、lt;b>　　壩體止水和排水</b></p><p><b>　　橫縫止水</b></p><p>　　高壩上游面附近的橫縫止水采用兩道厚1.5mm的止水銅片，做成“}”形，每一側埋入混凝土30cm，其間設一道方形瀝青排水井尺寸為30cm×30cm，井內設加熱設備，井的一側用混凝土預制塊，止水片及瀝青井伸入基巖40cm。橫縫止水之后設置排水

65、井。防浪墻橫縫處設一道厚1.5mm的止水，并與壩體第一道止水連接。下游面最高水位以下的縫間各穿越橫縫的廊道周邊均設一道厚1.5mm止水片銅片。見圖3-13：</p><p>　　圖3-13 橫縫止水構造</p><p><b>　　壩體排水</b></p><p>　　為減小滲水對壩體不利影響，在靠近壩體的上游面需要設置鉛直排水管幕。二、三層

66、廊道間垂直布置排水管幕，上游側至上游面（垂直面）距離取4m（與廊道協(xié)調）。一、二層廊道間采用傾斜排水管幕，與豎直方向夾角為5°。排水管采用預制多孔混凝土管，間距3m，內徑15cm；排水管與各層廊道用直通式連接，下部通至縱向排水廊道的排水溝，上部通至上層廊道或壩頂。</p><p><b>　　壩體混凝土分區(qū)設計</b></p><p>　　結合壩體應力分析成

67、果及各分區(qū)的特性，可將非溢流壩段宜分成五區(qū)，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ區(qū)。各分區(qū)混凝土強度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗裂和低熱性等級要求確定如表3-15；各分區(qū)范圍如圖3-14所示：</p><p>　　圖3-14 壩體材料分區(qū)圖</p><p><b>　　總結</b></p><p><b>　　問題分析及解決</b><

68、/p><p><b>　　防浪墻</b></p><p>　　最初設計時，取防浪墻高度1.2m。隨后發(fā)現(xiàn)波浪計算時誤將計算成，導致計算有誤。改正后防浪墻頂高程比原先高出0.1m，所以改防浪墻高度為1.3m，壩高保持不變，減小了一定的修改工作量。</p><p><b>　　浪壓力</b></p><p>

69、;　　浪壓力的標準值和電算結果有所差別，但差值不是很大。并且有后面的穩(wěn)定與應力分析中可知，其影響微乎其微。</p><p><b>　　地震</b></p><p>　　地震荷載計算中，地震慣性力的標準值手算結果與電算結果基本一致，但是力矩的計算則有所差別，差值在3000kN.m左右。其原因可能是手算中地震慣性力作用點取在各分塊的形心位置，電算的算法則不詳，可能不一樣

70、；另外計算時分塊的不同，也可能產生差別。</p><p>　　在計算動水壓力時，起初水體的質量密度標準值取為9.81kN/m3,所得計算結果與電算相差懸殊。經分析，確定實際水體的質量密度標準值應取為0.981kN/m3·s2，則計算結果與電算相近，差值在50左右。分析其原因，是手算時直接認為上游坡直立，地震動水壓力并未折減。電算中不考慮下游的動水壓力，手算中認為下游的動水壓力對下游靜水壓力有抵消的作用，

71、是不利的。</p><p><b>　　電算</b></p><p>　　關于電算，采用的是理正巖土軟件中的重力壩設計功能。該軟件較為成熟，雖然是破解版的，但是對比手算結果，認為是可靠的。</p><p><b>　　其他</b></p><p>　　本次設計為課程設計，其更大的意義在于學習、熟悉設

72、計過程。設計中資料有限，部分地方采取近似或假定的方法進行設計，如細部構造中大多采用一般作法，不再做具體的分析論證。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　通過對壩體非溢流壩段典型剖面的設計、荷載計算及穩(wěn)定應力分析，結果表明設計成果是合理經濟的。結合電算成果分析，認為設計成果可靠。</p><p>　　手算成果與電算結果經

73、過比較，就結論而言，基本一致，二者相互驗證。若干差別對設計影響不大，誤差在可接受范圍之內。</p><p><b>　　課設感受</b></p><p>　　本次課設內容充實，學習到很多。設計過程進行了多次修改，雖然有點累，但是經過不斷努力，最后基本達到設計目的，順利完成設計任務；并且熟悉了常態(tài)混凝土重力壩的設計基本過程，加深了對專業(yè)知識的理解；提高了查閱文獻及利用計

74、算機輔助設計的能力。這些對將來工作會有一定幫助。最后，感謝許文達老師的悉心指導。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 中華人民共和國水利部. SL319-2005混凝土重力壩設計規(guī)范. 北京：中國水利水電出版社，2005</p><p>　　[2] 中華人民共和國水利部. SL25-2006漿砌壩設計規(guī)范

75、. 北京：中國水利水電出版社，2006</p><p>　　[3] 中華人民共和國水利部. SL314-2004碾壓混凝土壩設計規(guī)范. 北京：中國水利水電出版社，2004</p><p>　　[4]中華人民共和國水利部. SL252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標準. 北京：中國水利水電出版社，2000</p><p>　　[5]林繼鏞. 水工建筑物(第四版)

76、. 北京：中國水利水電出版社，2006</p><p>　　[6] 中華人民共和國水利部. SL73.1-95水利水電工程制圖標準-基礎制圖.北京：中國水利水利出版社，1995</p><p>　　[7] 中華人民共和國水利部. SL73.2-95水利水電工程制圖標準-水工建筑圖.北京：中國水利水利出版社，1995</p><p>　　附錄I 電算成果原始文件&

77、lt;/p><p>　　說明：由于原始文件內容較多，因此對其稍微進行處理。保留原文件格式。</p><p><b>　　重力壩計算</b></p><p>　　----------------------------------------------------------------------</p><p><

78、b>　　[用戶輸入信息]</b></p><p><b>　　1.壩體基本信息</b></p><p>　　重力壩級別: 2級</p><p>　　結構安全級別: II級</p><p>　　結構重要性系數: 1.00</p><p>　　重力壩類型: 實

79、體重力壩</p><p>　　壩體高度: 82.300m</p><p>　　壩頂標高: 910.000m</p><p>　　壩頂寬度: 10.000m</p><p><b>　　2.壩體分層信息</b></p><p>　　分層編號 分層厚度(m) 上游坡度 下游

80、坡度</p><p>　　1 14.300 0.00 0.00</p><p>　　2 36.000 0.00 -0.70</p><p>　　3 32.000 0.20 -0.70</p><p><b>　　3.水位信息</b

81、></p><p>　　水位狀態(tài) 上游水位(m) 下游水位(m) 水的容重(kN/m3)</p><p>　　正常蓄水位 905.700 855.700 9.810</p><p>　　設計洪水位 907.320 859.800 9.810</p><p>　　校核洪水位

82、 909.920 861.150 9.810</p><p>　　冬季庫水位 905.700 855.700 9.810</p><p><b>　　4.永久設備</b></p><p><b>　　沒有永久設備!</b></p><p>&l

83、t;b>　　5.附加荷載</b></p><p><b>　　沒有附加荷載!</b></p><p><b>　　6.揚壓力</b></p><p>　　壩內設防水帷幕和排水系統(tǒng)</p><p><b>　　壩內沒有設抽排系統(tǒng)</b></p>&

84、lt;p>　　主排水孔位置: 6.500m</p><p>　　滲透壓力強度系數: 0.30 </p><p><b>　　壩內沒有設排水管</b></p><p>　　其中排水管及排水孔的位置均為距離壩頂面上游端點的水平距離</p><p><b>　　7.淤沙壓力</b>&

85、lt;/p><p>　　淤沙上表面標高(m): 842.700m</p><p>　　淤沙厚度(m): 15.000m</p><p>　　淤沙天然容重(kN/m3): 15.000kN/m3</p><p>　　淤沙浮容重(kN/m3): 8.000kN/m3</p><p>　　淤沙的內摩擦角(度):

86、 12.00度</p><p><b>　　8.浪壓力</b></p><p>　　壩體位置類型:內陸峽谷地區(qū)</p><p>　　計算風速(50年一遇): 25.000m/s</p><p>　　計算風速(多年平均最大): 25.000m/s</p><p>　　底坡:

87、 0.00</p><p>　　正常蓄水位--風區(qū)長度:1000.000m</p><p>　　設計洪水位--風區(qū)長度:1000.000m</p><p>　　校核洪水位--風區(qū)長度:1000.000m</p><p>　　正常蓄水位--風區(qū)內平均水深: 78.000m</p><p>　　設計洪水

88、位--風區(qū)內平均水深: 79.620m</p><p>　　校核洪水位--風區(qū)內平均水深: 82.220m</p><p><b>　　9.冰壓力</b></p><p><b>　　用戶不考慮冰作用</b></p><p><b>　　10.土壓力</b></p

89、><p><b>　　上游沒有填土</b></p><p><b>　　下游沒有填土</b></p><p><b>　　11.地震作用</b></p><p>　　設計烈度: 7</p><p>　　水平向地震設計加速度(g): 0.

90、10</p><p>　　地震作用效應折減系數: 0.25</p><p>　　計算動態(tài)分布系數時的分層厚度: 5.00m</p><p>　　計算動態(tài)分布系數時的最大分層數: 25</p><p>　　計算地震主動土壓力的計算系數: 0.25</p><p>　　計算地震主動土壓力的修正系數:

91、 1.00</p><p>　　下游地震主動土壓力的計算方式:不計算</p><p><b>　　12.作用分項系數</b></p><p>　　壩體自重作用分項系數: 1.00</p><p>　　永久設備作用分項系數(不利): 1.00</p><p>　　永久設備作用分項系數(有

92、利): 1.00</p><p>　　附加荷載作用分項系數: 1.00</p><p>　　靜水壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　壩底面浮托力作用分項系數: 1.00</p><p>　　壩底面滲透力作用分項系數: 1.00</p><p>　　壩底面主排水孔前作用分項系數: 1.

93、00</p><p>　　壩底面殘余揚壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　壩體內部浮托力作用分項系數: 1.00</p><p>　　壩體內部滲透力作用分項系數: 1.00</p><p>　　淤沙壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　浪壓力作用分項系數: 1.00<

94、/p><p>　　靜冰壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　動冰壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　土壓力作用分項系數: 1.00</p><p>　　地震作用分項系數: 1.00</p><p><b>　　13.材料性能</b></p>

95、<p>　　混凝土容重: 24.00 kN/m3</p><p>　　混凝土抗拉強度: 1.10MPa</p><p>　　混凝土抗壓強度: 9.60MPa</p><p>　　混凝土層面抗剪斷摩擦系數: 1.00</p><p>　　混凝土層面抗剪斷粘聚力: 1.00MPa</p><

96、p>　　壩基面抗剪斷摩擦系數: 1.03</p><p>　　壩基面抗剪斷粘聚力: 0.95MPa</p><p>　　基巖抗剪斷摩擦系數: 1.35</p><p>　　基巖抗剪斷粘聚力: 1.75MPa</p><p>　　基巖抗壓強度:150.00MPa</p><p>　　14

97、.地震作用下材料性能提高系數</p><p>　　混凝土抗拉強度: 1.00</p><p>　　混凝土抗壓強度: 1.00</p><p>　　混凝土層面抗剪斷摩擦系數: 1.00</p><p>　　混凝土層面抗剪斷粘聚力: 1.00</p><p>　　壩基面抗剪斷摩擦系數: 1.00&l

98、t;/p><p>　　壩基面抗剪斷粘聚力: 1.00</p><p>　　基巖抗剪斷摩擦系數: 1.00</p><p>　　基巖抗剪斷粘聚力: 1.00</p><p>　　基巖抗壓強度: 1.00</p><p>　　15.材料性能分項系數</p><p>　　抗剪斷強

99、度--摩擦系數--(混凝土/基巖): 1.00</p><p>　　抗剪斷強度--粘聚力 --(混凝土/基巖): 1.00</p><p>　　抗剪斷強度--摩擦系數--(混凝土/混凝土): 1.00</p><p>　　抗剪斷強度--粘聚力 --(混凝土/混凝土): 1.00</p><p>　　抗剪斷強度--摩擦系數-

100、-(軟弱結構面): 1.00</p><p>　　抗剪斷強度--粘聚力 --(軟弱結構面): 1.00</p><p>　　混凝土抗壓強度: 1.00</p><p>　　混凝土抗拉強度: 1.00</p><p>　　基巖抗壓強度: 1.00</p><p><b&g

101、t;　　16.作用組合</b></p><p><b>　　共有5 種作用組合</b></p><p><b>　　荷載組合 1</b></p><p>　　名稱: 持久狀況-基本組合-正常蓄水位</p><p><b>　　組合系數</b></p>

102、<p>　　抗滑穩(wěn)定: 1.00 混凝土抗壓: 1.00</p><p>　　基巖抗壓: 1.00 混凝土抗拉: 1.00</p><p>　　計算水位：正常蓄水位</p><p><b>　　作用組合</b></p><p>　　壩體自重: 計算 揚壓力 : 計算&

103、lt;/p><p>　　永久設備: 計算 淤沙壓力 : 計算</p><p>　　附加荷載: 計算 土壓力 : 計算</p><p>　　靜水壓力: 計算 地震慣性力 : 不計算</p><p>　　浪壓力 : 50年一遇 地震動水壓力:

104、 不計算</p><p>　　冰壓力 : 不計算 地震動土壓力: 不計算</p><p><b>　　荷載組合 2</b></p><p>　　名稱: 短暫狀況-基本組合-施工期</p><p><b>　　組合系數</b></p><p>　　抗滑穩(wěn)

105、定: 1.00 混凝土抗壓: 1.00</p><p>　　基巖抗壓: 1.00 混凝土抗拉: 1.00</p><p>　　計算水位：正常蓄水位</p><p><b>　　作用組合</b></p><p>　　壩體自重: 計算 揚壓力 : 不計算</p><

106、p>　　永久設備: 計算 淤沙壓力 : 不計算</p><p>　　附加荷載: 計算 土壓力 : 計算</p><p>　　靜水壓力: 不計算 地震慣性力 : 不計算</p><p>　　浪壓力 : 不計算 地震動水壓力: 不計算</p>

107、<p>　　冰壓力 : 不計算 地震動土壓力: 不計算</p><p><b>　　荷載組合 3</b></p><p>　　名稱: 偶然狀況-偶然組合-校核洪水位</p><p><b>　　組合系數</b></p><p>　　抗滑穩(wěn)定: 1.00 混凝土抗壓

108、: 1.00</p><p>　　基巖抗壓: 1.00 混凝土抗拉: 1.00</p><p>　　計算水位：校核洪水位</p><p><b>　　作用組合</b></p><p>　　壩體自重: 計算 揚壓力 : 計算</p><p>　　永久設備:

109、 計算 淤沙壓力 : 計算</p><p>　　附加荷載: 計算 土壓力 : 計算</p><p>　　靜水壓力: 計算 地震慣性力 : 不計算</p><p>　　浪壓力 : 多年最大 地震動水壓力: 不計算</p><p>　　冰壓

110、力 : 不計算 地震動土壓力: 不計算</p><p><b>　　荷載組合 4</b></p><p>　　名稱: 偶然狀況-偶然組合-地震</p><p><b>　　組合系數</b></p><p>　　抗滑穩(wěn)定: 1.00 混凝土抗壓: 1.00</p>

111、<p>　　基巖抗壓: 1.00 混凝土抗拉: 1.00</p><p>　　計算水位：正常蓄水位</p><p><b>　　作用組合</b></p><p>　　壩體自重: 計算 揚壓力 : 計算</p><p>　　永久設備: 計算 淤沙壓力

112、 : 計算</p><p>　　附加荷載: 計算 土壓力 : 計算</p><p>　　靜水壓力: 計算 地震慣性力 : 計算</p><p>　　浪壓力 : 多年最大 地震動水壓力: 計算</p><p>　　冰壓力 : 不計算

113、地震動土壓力: 計算</p><p><b>　　荷載組合 5</b></p><p>　　名稱: 荷載組合-設計</p><p><b>　　組合系數</b></p><p>　　抗滑穩(wěn)定: 1.00 混凝土抗壓: 1.00</p><p>　　基巖抗壓:

114、 1.00 混凝土抗拉: 1.00</p><p>　　計算水位：設計洪水位</p><p><b>　　作用組合</b></p><p>　　壩體自重: 計算 揚壓力 : 計算</p><p>　　永久設備: 計算 淤沙壓力 : 計算</p&

115、gt;<p>　　附加荷載: 計算 土壓力 : 計算</p><p>　　靜水壓力: 計算 地震慣性力 : 不計算</p><p>　　浪壓力 : 50年一遇 地震動水壓力: 不計算</p><p>　　冰壓力 : 不計算 地震動土壓力: 不計算<

116、;/p><p><b>　　[作用力計算說明]</b></p><p>　　取單位米長度的壩段為計算單位</p><p>　　考慮地震作用時地震水平加速度指向壩體下游</p><p>　　作用力的位置: 截面形心</p><p>　　作用力的方向: 水平力以指向壩體下游為正</p>&l

117、t;p>　　豎向力以豎直向上為正</p><p>　　彎矩方向以壩體下游出現(xiàn)拉應力為正</p><p>　　[壩體強度和穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)計算]</p><p>　　1.壩趾抗壓強度承載能力極限狀態(tài)檢算</p><p>　　荷載組合1:持久狀況-基本組合-正常蓄水位</p><p>　　(1)各種荷載對計算截面的

118、作用力</p><p>　　作用力名稱 水平力(kN) 豎向力(kN) 彎矩(kN*m)</p><p>　　-------------------------------------------------------------------</p><p>　　壩體自重 +0.000e

119、+000 -6.105e+004 +4.647e+005</p><p>　　永久設備 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000</p><p>　　附加荷載 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000</p>

120、<p>　　靜水壓力(上游) +2.984e+004 -3.893e+003 -6.627e+005</p><p>　　靜水壓力(下游) -3.846e+003 -2.692e+003 -3.266e+004</p><p>　　揚壓力(浮托力) +0.000e+000 +1.758e

121、+004 +0.000e+000</p><p>　　揚壓力(滲透力) +0.000e+000 +6.303e+003 -8.758e+004</p><p>　　淤沙壓力 +5.902e+002 -1.800e+002 +2.629e+003</p><p>　　浪壓力

122、 +3.806e+001 +0.000e+000 -2.926e+003</p><p>　　土壓力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000</p><p>　　土壓力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.0

123、00e+000</p><p>　　-------------------------------------------------------------------</p><p>　　總計 +2.662e+004 -4.393e+004 -3.186e+005</p><p>　　(2)計算截面的幾何參數

124、</p><p>　　截面長度=64.000m 對形心軸的慣性矩=21845.334m3 上游坡度=0.200 下游坡度=-0.700</p><p>　　(3)壩趾混凝土抗壓強度檢算</p><p>　　作用效應函數S(.)=((43933.238/64.000-(-318563.781)*32.000/21845.334)*(1+0.700*0.700))/10

125、00 = 1.718MPa</p><p>　　結構重要性系數=1.00設計狀況系數=1.00</p><p>　　總作用效應=1.00*1.00*1.718=1.718MPa</p><p>　　結構抗力函數R(.)=9.600MPa</p><p>　　結構系數=1.00材料性能分項系數=1.00</p><p&

126、gt;　　總抗力效應=(1/1.00)*(9.600/1.00)=9.600MPa</p><p>　　總作用效應=1.718MPa 總抗力=9.600MPa</p><p>　　壩趾混凝土抗壓強度滿足要求</p><p>　　(4)壩趾基巖抗壓強度檢算</p><p>　　作用效應函數S(.)=((43933.238/64.000-(