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水工建筑课程课程设计-混凝土重力坝设计
2、防浪墙顶高程的确定
设计防浪墙顶高程H设=70.8+3.25=74.05m,校核防浪墙顶高程H校=72.1+1.90=74m。
防浪墙顶高程取以上两者中的最大值,故四舍五入取大值,将防浪墙顶高程取为74.10m,完全符合“高出静水位最小超高1m”的要求。在现场条件允许的情况下,为了安全起见,本坝的坝基考虑下到微风化层顶部,故本坝的最大坝高为50.1m。
微风化岩顶面:150—160Mpa
3、坝体混凝土与岩基的摩擦系数
坝体混凝土与弱风化岩的抗剪断摩擦系数:0.85;抗剪断粘聚力1.0Mpa。
坝体混凝土与微风化岩的抗剪断摩擦系数:1.05;抗剪断粘聚力1.3Mpa。
二、水库特征
表1水库特征值
正常高水位
死水位
淤积高程
总库容
正常设计吹程
校核水位吹程
70.0m
为防止波浪漫过坝顶,防浪墙顶在各种水位以上还应有相应的超高
1、安全超高:
Δh正=hl+hz+hc(m)
式中:
hL——波浪高度,坝顶部上游面多为竖直方向,垂直方向传来的波浪在此坝面产生的驻波,浪顶高出波浪中心线的高度是其余波浪的两倍。
hz——波浪中心线至静水位的高度。
hc——安全加高,参照《水工建筑物》坝顶安全加高选取表,选坝的设计安全加高为0.5m,校核安全加高为0.4m。
47.0m
42.0m
9.21×108m3
4km
4.5km
表2各种频率下的水位和流量
频率(%)
5
1
0.1
0.05
上游水位(m)
70.0
70.8
72.1
72.8
下游水位(m)
35.0
35.6
36.0
36.4
流量(m3/s)
3200
4000
5200
6600
三、气象资料
本地区的多年平均气温为9.3℃,最高气温为35.3℃,最低气温为-23.5℃。冰冻期为每年的11月上旬至第二年的3月中旬,每年春天都有约15天的流冰期,河心最大冰层厚0.73m,多年平均最大风速15m/s。
12.37
0.34
42.1
72.1
0.4
74.0
根据计算结果,采用实用断面中的常用断面形式b,上游坝面上部铅直,下部倾斜,既便于布置进口控制设备,又可利用这一部分水重帮助坝体维持稳定。
3、坝顶宽度的拟定
本工程设计坝顶宽度参照同类工程,取坝高的1/8或1/10,故初步拟定坝顶宽度为5m。
4、上、下游坡比的拟定
Lm=0.0123V0D1/2,得Lm设=17.5m,Lm校=12.37m
当H≥L/2时,可采用hz≈ 进行计算,得hZ设=0.73m,hZ校=0.34m。
由此可得:
Δh设=hl设+hz设+hc设=2.02+0.73+0.5=3.25m
Δh校=hl校+hz校+hc校=1.16+0.34+0.4=1.90m
假设此水库为丘陵地区水库,根据已知多年平均最大风速15m/s,正常蓄水位和设计水位的吹程为4km,校核水位时的吹程为4.5km,采用鹤地水库公式计算,计算中,在设计水库正常挡水位情况下,计算风速取多年平均最大风速的1.5倍;在校核洪水情况下,分别取洪水期多年平均最大风速的1倍。
hL=1.364×10-3V01.4583D1/3,得hl设=2.02m,hl校=1.16m
四、其它资料
该水库灌溉农田83.6万亩,淤砂干容重14KN/m3,孔隙率为0.4,淤砂内摩擦角为16°,地震基本烈度为7度,设计烈度为7度。
第二节、坝体剖面尺寸的确定
一、水工建筑物的等级及防洪标准
按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)和《防洪标准》(GB50201—94)规定,本工程灌溉面积为83.6万亩,库容9.21×108m3,为大(2)型工程,工程等别为Ⅱ级。大坝为2级主要永久性水工建筑物。
水工建筑课程课程设计
设计方案一:混凝土重力坝设计
班级:姓名:学号:
混凝土重力坝设计说明书
第一节:基本资料
一、坝基地质资料
1、各部分高程
河床高程:30.00m
河床弱风化岩顶线高程:26.00m
河床微风化岩顶线高程:24.00m
河床砂卵石盖层厚度:2—5m
2、岩石极限抗压强度标准值
弱风化岩顶面:100—120Mpa
按实体重力坝进行设计,最大坝高50.1m,为中型坝,上游坡比采用为1:0.15,下游坡比采用1:0.7。各部分详见剖面图。
根据水库工程水工建筑物的防洪标准,设计洪水标准为100—500年,校核洪水标准为1000—2000年,本工程取设计洪水标准为100年,校核洪水标准为1000年。
二、坝顶高程的确定(Δh正,Δh校)
根据规范(DL5108—1999)[4],坝顶应高出校核洪水位,最小宽度为3m(常规混凝土)~5m(碾压混凝土),具体还应根据交通和运行管理需要,当在坝顶布置移动式启闭机时,坝顶宽度要满足安装门机轨道的要求。
分别计算波浪要素及防浪墙高程如下表:
内容要素
工况
风速V0(m/s)
吹程D(km)
波高hL(m)
平均波长Lm(m)
波浪中心线至静水位高度hz(m)
平均水深Hm(m)
静水位H
(m)
安全加高hc(m)
防浪墙顶高程H
(m)
设计
22.5
4
2.02
17.50ຫໍສະໝຸດ 7340.870.8
0.5
74.05
校核
15
4.5
1.16