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1、H江碾压混凝土重力坝设计完整设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。 目录第一章 工程规模的确定3第一节 水利枢纽与水工建筑物的等级划分3第二节 永久建筑物洪水标准3第二章 调洪演算4第一节 洪水调节计算4一、调洪演算计算过程4二、计算结果统计：10第三章 非溢流坝剖面设计11第一节 剖面尺寸拟定11一、坝顶高程确定11第二节 非溢流坝剖面设计13一、坝顶宽度13二、开挖线的确定13三、折坡点高程拟订13四、坝面坡度拟定13第三节 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算23一 、荷载计算成果23二 、坝体强度和稳定承载能力极限状态验算39第四节 应力计算48一、 边缘应力48二、内部应力49三
2、、截面应力计算表50应力图64第四章 溢流坝段剖面设计68第一节 孔口设计68一、 孔口净宽拟定68二、溢流坝段总长度确定68三、闸门设计68第二节 消能防冲68一、消能防冲设计68二、挑流鼻坝设计68三、 反弧半径的确定69四、挑距和冲抗的估算69第三节 剖面设计71一、堰面曲线的拟定71第四节 荷载计算72一、荷载的计算72二、荷载计算成果73第五节 坝基面坝体强度和稳定承载能力极限状态验算80一、正常蓄水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算80二、校核洪水位时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算81三、正常蓄水位地震时坝体沿坝基面的抗滑稳定性及强度验算82第六节 应力计算83一、应力计算
3、表83二、 应力分布图88第五章 非溢流坝渗流和应力有限元计算92第一节 渗流有限元计算92一、材料信息92二、节点坐标92三、渗流计算成果93第二节 有限元应力计算97一、材料信息97二、应力计算成果97第六章 第二建筑物（压力钢管）的设计计算108第一节 引水管道的布置108一、压力钢管的型式108二、管道轴线布置108三、 进水口设计109第二节 闸门及启闭设备110第三节 细部结构110一、通气孔110二、充水阀110三、伸缩节110第四节 压力钢管结构设计110一、确定钢管厚度110二、承受内水压力的结构分析112三、混凝土开裂情况的判别114四、 钢管稳定强度分析116第七章 施工
4、组织设计118第一节 施工导流方案118一、导流标准118二、导流方案的选择118三、导流建筑物118四、导流时段的确定118第二节 施工总进度安排119第三节 导流工程参数119一、导流工程特性表119第一章 工程规模的确定第一节 水利枢纽与水工建筑物的等级划分参考水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-20001、可确定该工程规模为大（1）型工程等级为级2、水工建筑物级别（永久性水工建筑物）工程等级为级，则主要建筑物级别1级，次要建筑物3级3、临时性水工建筑物级别保护对象为1级主要永久建筑物，3级次要永久建筑，则临时性水工建筑物为4级。第二节 永久建筑物洪水标准正常运用（设计）洪水重现期
5、500年，频率为0.2非常运用（校核）洪水重现期10000年，频率为0.01第二章 调洪演算第一节 洪水调节计算一、调洪演算计算过程根据本工程软弱岩基，允许单宽流量q取为250 m3/s，允许校核洪水最大下泄流量28150 m3/s,再扣除发电流量2500m3/s，即溢流前缘净宽B=(Q校-Q机)/q =102m, 故溢流前缘净宽大于102m。假定三种方案，堰宽和堰顶高程分别为 ：B=715m 堰顶= 353.90m; B=715m 堰顶= 354.9m; B= 715m 堰顶= 356.9m ; 故根据公式： (2-1) 求得的q，堰顶高程及其相应 q的作出Hq关系曲线。正常蓄水位376.9
6、m，库容为164亿m3；用列表试算法进行调洪演算列表计算如下： 表2-1 B=715m 堰顶=353.9m 设计情况调洪演算时间 t (h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)4.52252122521 164376.962330022910.522542 22532 0.020466162.0205376.814912260002465022725 22633 0.435571162.456376.94118273002665023066
7、22895 0.811032163.2671377.175824276002745023449 23257 0.905612164.1727377.43830270002730023787 23618 0.795293164.968377.668236259002645024022 23905 0.54977165.5177377.827442248002535024140 24081 0.274108165.7919377.706748234002410024136 24138 -0.0082165.7836377.71445422100227502401324075 -0.28618165
8、.4975377.82156020700214002378223898 -0.53963164.9578377.66536619600201502346323623 -0.75024164.2076377.44817218500190502307823271 -0.91171163.2959377.18427817500180002403623557 -1.20032162.0956377.8367结论: 最大下泄流量为q24136（m3/s)； 在48h时出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计377.71m。 表2-2 B=715m 堰顶=354.9m 校核情况调洪演算时间 t (h)入
9、库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s) 时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)3.82282022820 164376.96245002366022880 22850 0.110849613162.1108376.841112278002615023167 23024 0.675315541162.7862377.036618283302806523600 23384 1.01116645163.7973377.329324267702755023951 23776 0.815254
10、319164.6126377.565330246602571524109 24030 0.363963499164.9765377.670736226002363024066 24087 -0.098783318164.8778377.642142217702218523898 23982 -0.388163746164.4896377.529748215502166023699 23799 -0.461948984164.0277378.3965424000227752361723658 -0.190760964163.8369378.34086028000260002382823723 0
11、.491828355164.3287378.48326630660293302332024074 1.135190887165.4639378.81187234000323302304124681 1.652201022167.1161377.29017835200346002391225477 1.970523643169.0866377.860684351003515023764263381.903297475170.9899378.411690342203466023499271311.626064879172.616378.882396330003361023073277861.257
12、842951173.8738378.2465102310003200023444282590.808025249174.6819378.4804108290003000024136285180.320032478175.0019377.0511427440282202355628574-0.076560342174.9253377.050912025500264702335928457-0.42939785174.4959377.026612624500250002304128200-0.691309212173.8046377.0264结论: 最大下泄流量为q24136（m3/s)； 在10
13、8h时出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计378.06m。 表2-3 B=715m 堰顶=356.9m 设计情况调洪演算时间 t (h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)1.72109421094 164376.96233002219721174 21134 0.164500468162.1645376.856612260002465021469 21321 0.71896344162.8835377.0648182730026650
14、21910 21689 1.071470051163.9549377.37524276002745022386 22148 1.145211902165.1001377.706530270002730022811 22598 1.015541619166.1157377.000536259002645023128 22969 0.75184939166.8675377.218242248002535023322 23225 0.459088539167.3266377.351148234002410023678 23356 0.160775121167.4874377.397654221002
15、27502333323362 -0.132128365167.3553378.35946020700214002316423249 -0.399440038166.9558378.24376619600201502290223034 -0.622838286166.333378.06347218500190502256822735 -0.796031862165.537378.8337817500180002217422372 -0.944252667164.5927378.1596结论: 最大下泄流量为q23678（m3/s)； 在48h时出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计377.3
16、9m。表2-4 B=715m 堰顶=353.9m 校核情况调洪演算时间 t (h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)1.82137221372 164376.96245002293621479 21426 0.228356372162.2284377.875112278002615021881 21680 0.965450238163.1938377.154618283302806522417 22149 1.27781212164.471
17、6377.524524267702755022866 22641 1.060241742165.5319377.831530246602571523116 22991 0.588412472166.1203377.001836226002363023161 23139 0.106141834166.2264377.032542217702218523075 23118 -0.201590545166.0248378.974248215502166022951 23013 -0.29228808165.7325378.88965424000227752293522943 -0.036336124
18、165.6962378.8796028000260002320523070 0.632817353166.329378.06236630660293302374723476 1.264430849167.5934378.42837234000323302451424131 1.771045814169.3645378.9417835200346002542624971 2.079969105171.4445378.54328435100351502631725872.082.004030959173.4485378.12339034220346602709026703.851.71852752
19、8175.167378.62099633000336102769927394.971.342445869176.5095378.009510231000320002810427901.920.885185387177.3947378.265810829000300002859228193.660.390169528177.7848378.378711427440282202827728280.09-0.01298046177.7718379.374912025500264702810628191.83-0.37191584177.3999379.267312624500250002781427
20、960.38-0.639441568176.7605379.0632结论: 最大下泄流量为q28592（m3/s)； 在108h时出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计378.37m。 表2-5 B=715m 堰顶=354.9m 设计情况调洪演算时间 t (h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)4.91970419704 164376.96202001995219720 19712 0.009511504162.0095376.8118
21、12233002175019887 19804 0.420423165162.4299376.933518260002465020282 20085 0.98612086163.4161377.218924273002665020814 20548 1.318022299164.7341377.100530276002745021374 21094 1.372877045166.107377.99836270002730021879 21626 1.225517153167.3325378.152842259002645022271 22075 0.945086982168.2776378.2
22、26448248002535022536 22403 0.636477794168.914378.280654234002410022671.322604 0.323196434169.2372378.904260221002275022678.122675 0.016246435169.2535378.388966207002140022567.522623 -0.264139365168.9893378.832472196002015022358.922463 -0.499664463168.4897378.687878185001905022074.422217 -0.684005902
23、167.8057379.4897结论: 最大下泄流量为q28283（m3/s)； 在60出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计378.38m.表2-6 B=715m 堰顶=356.9 校核情况调洪演算时间 t (h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量Q平均(m3/s)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量q平均(m3/s)时段内水库存水量变化 V(亿m3)水库存水量 V(亿m3)水库水位Z(m)01996019960 164376.96245002223020162 20061 0.46841787162.4684376.944612278002615020666 20414 1.
24、23890811163.7073377.303318283302806521295 20981 1.530191337165.2375377.746324267702755021832 21564 1.293037634166.5306377.120630246602571522159 21996 0.803365932167.3339377.353236226002363022296 22227 0.302952681167.6369377.440942217702218522286 22291 -0.022862281167.614377.434348215502166022232 222
25、59 -0.129347337167.4847378.396854240002277522278.7822255 0.112276919167.5969378.429360280002600022602.9322441 0.768773726168.3657378.651966306602933023193.0422898 1.389313624169.755378.054172340003233024003.2023598 1.886085016171.6411378.600178352003460024955.1824479 2.186094725173.8272379.233843510
26、03515025883.3325419.262.10184054175.929379.841590342203466026691.7926287.561.808445969177.7375379.36596330003361027335.2627013.531.4248375179.1623379.7775102310003200027772.0827553.670.960406642180.1227380.0555108290003000027981.6427876.870.458597156180.5813380.1883114274402822028454.0827992.870.049
27、060604180.6304380.1125120255002647027859.7527931.92-0.315774798180.3146380.1111126245002500027591.2327725.49-0.58870644179.7259379.9407结论: 最大下泄流量为q28454（m3/s)； 在114h时出现最大下泄流量； 对应的水库水位为Z设计380.11m二、计算结果统计： 表2-13 调洪演算结果统计表方案堰顶（m）B（m）工况q（m3/s）H上（m）1353.9715设计24136377.71校核28592377.902354.9715设计23390378.0
28、6校核28283378.383356.9715设计23678379.90校核28454380.11注：正常蓄水位376.9m 校核洪水位时最大下泄流量限制为28480m3/s 校核洪水位不超过正常蓄水位5m结果：选取方案3校核水位满足要求，校核时的最大流量较接近限制的最大下泄流量。 第三章 非溢流坝剖面设计第一节 剖面尺寸拟定 一、坝顶高程确定1、确定特征水位和特征流量 Q设 =22390 m3/s, H设=378.06m； Q校 =28283 m3/s，H校=378.4m；2、正常情况下 在正常运用条件下，采用相应洪水期多年平均最大风速的1.52.0倍，本坝区多年平均最大风速为13.7m/s
29、,吹程为2km.Vo =13.7(1.52.0)=(20.5527.4)m/s由鹤地公式：,得h2% =1.56m ,得Lm =12.13m查水工建筑物书表2-12得：P=2%时，hm=0.7,得h1%1.694m hZ=0.743m 得：h=1.694+0.743+0.7=3.137m 顶=H正+h =376.9+3.137=380.037m3、 校核情况下Vo =13.7m/s，D=2000m 由鹤地公式：,得h2% =0.781m ,得Lm =7.55m查水工建筑物书表2-12得：P=2%时，hm=0.35,得h1%0.847m hZ=0.299m 得：h=0.847+0.299+0.4
30、=1.55m 顶=H校+h 378.38+1.55=379.93m 综合以上两种情况，取大值，381.2m，防浪墙顶高程为381.2m。根据规范取1.2米的防浪墙高度，最终确定坝顶高程380m.第二节 非溢流坝剖面设计一、坝顶宽度根据坝顶有双线公路交通要求，坝顶宽度取12m。二、开挖线的确定由于坝顶高程380.0m，由上坝线地质剖面图及规范规定，坝基最底点高程195m 。三、折坡点高程拟订经济流速取为6米，根据公式Q=V*A，A=D2/4，得到压力钢管直径D为10.67m，利用GORDON公式： 式中：C:经验系数为0.550.73; V：经济流速为6.0m;=0.556=10.78m折=死-
31、 SCr-D-=329.9-10.789-10.67-18.5=290m;四、坝面坡度拟定 选取上游坡度、下游坡度拟订若干种方案，对不同的方案分别进行正常工况、校核工况和地震工况下的荷载计算。可变参数：上游坡度、下游坡度、计算截面高程、上游水位、下游水位及波浪要素、不变参数：g取9.81kN/m3，设计水位高程=376.39m，折坡点高程m，坝基高程m。 ,设计水位=181.4m,大坝高度=185m泥沙淤积高度Hs=92.6m 水容重w=9.81N/m2 混凝土容重c=24N/m2 泥沙浮容重s=12N/m2泥沙内摩擦角s=240凝聚力C=1100 ， 坝基抗剪断摩擦系数f=1.11、荷载计算
32、力以竖直向下或水平向右为正，产生的弯矩以逆时针为正：1-1断面（195m)1)自重作用 G1=2 =- 图3-1 自重分块 合计： () 2)静水作用竖向：P上=（2H上-)2水平向：22合计：()() 3)扬压力 图3-2 1-1截面的扬压力分布图合计：4)浪压力：图3-3 波浪压力计算简图(+)+)5)淤沙压力：竖向：水平： 2-2断面（290） 1)自重作用 图3-4 自重分块 2)静水作用 3)浪压力+)4)扬压力 图3-5 2-2截面扬压力分布图3-3断面（359.5）1)自重作用 2)静水作用 3)浪压力 +)4)扬压力 图3-6 3-3面扬压力分布图5)地震作用力计算a、地震惯性
33、力采用拟静力法计算地震作用效应，沿建筑物高度作用于质点I的水平地震惯性力代表值按下式计算：地震力分块示意图：图3-7 坝体分块地震惯性力计算地震力分块GEihiGEi/GE(hi/H)4(GEi/GE)*(hi/H)4aiFi199562.75215.433915210.3304121744.79213E-051.58338E-051.1122684412768.512675278427.39247.281361290.2602716830.0042206980.0010985281.1308298732217.200943355821.57678.582066050.185251290.03
34、22046150.0059659471.2553085261751.832508441390.16111.02905860.1373587260.1283426420.0176289821.6829517241741.441029520222.66038144.32444740.0671115760.3664240390.0245912952.7419904221386.25852765904.405634174.74929580.0195945520.7875644080.0154319724.615315901681.2674301总计 GEi=301328.9460.064732556b
35、、地震动水压力 沿坝轴线单位宽度的总地震动水压力为： 其作用点位于水位以下0.54H1处。 当迎水坝面倾斜，且与水平面夹角为时，动水压力要乘以折减系数 =2、抗压强度承载能力极限状态 （3-8） （3-9） （3-10）3、抗滑稳定极限状态：1）作用效应函数： （3-10）2）抗滑稳定抗力函数 （3-11）式中： 坝基面上全部切向作用之和，kN； 坝基面上全部法向作用之和，kN，向下为正； 坝基面扛剪断摩擦系数； 坝基面扛剪断黏聚力，kPa； 坝基面的面积，抗滑稳定性需满足 ： 4、坝踵应力 （3-12）式中： 全部作用对坝基面形心的力矩之和，kNm，逆时针方向为正； 坝基面上全部法向作用之和
36、，kN，向下为正； 坝基面的面积，m2；坝基面形心轴到下游面的距离，m。5、计算结果满足稳定条件和应力条件，剖面面积最小，经过优化程序可得出结果：n=0.15， m=0.71。第三节 非溢流坝段坝体强度和稳定承载能力极限状态验算一 、荷载计算成果由EXCEL表格计算各个高程的荷载计算成果如下:119表3-1 坝基面（1-1面）正常水位下荷载计算成果荷载作用及分项系数标准值（103KN）设计值（103KN）对截面形心的力臂（m）力矩标准值（103KN.m）力矩设计值（103KN.m）垂直力水平力垂直力水平力+-+-坝体自重G1（1.0）16.2516.2561.701002.251002.25G2（1.0）53.2853.2850.952714.402714.40G2（1.0）231.24231.246.231441.081441.08水平水压力P上（1.0）162.30162.30-60.639840.479840.47P下（1.0）4.565.6510.1746.3946.39垂直水压力P1（1.0）18.79
