重力坝的设计
一、拟定非溢流坝剖面尺寸。

(1)坝顶高程的确定。

坝顶在水库静水位以上的超高公式计算
c z h h h h ++=∆1
对于安全级别为Ⅲ的坝，查得安全超高设计洪水位时为0.4m,校核洪水位时为0.3。

分设计洪水位和校核洪水位两种情况计算。

1） 设计洪水位情况。

已知风区长度D 为3.00km,计算风速V 0在设计洪水位情况下取多年平均年最大风速的1.5倍为28.5m/s 。

由官厅公式可算出
①波高：
g v v gD v h l 2
03
12012
10
0076.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-
=
8.95.285.2830008.95
.280076.023
1
212
1⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯-
=88.823090.37564.00076.0⨯⨯⨯ =1.575(m)
②波长：
g
v v gD v L 2
075
.31
2015
.210
331.0⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡=-
8.95.285.2830008.95.28331.0275
.312
15
.21⨯
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯⨯⨯=-
88.8260.221.0331.0⨯⨯⨯=
98.14=（m ）
③波浪中心线至计算水位的高度：
L H
cth
L h h l z ππ22
= 因L H ≥ ，12≈L H cth π
52
.098.1458.114.32
2
=⨯==L h h l Z π(m)
50.258.152.04.0=++=∆h (m) 坝顶高程=355+2.5=357.50（m ）
2) 校核洪水位情况。

风区长度D 为3km ，计算风速v 0在校核洪水位情况取多年平均最大风速的1倍为19m/s 。

①波高：
g v v gD v h l 2
03
12012
1
0076.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-
=
8.9191930008.919
0076.023
1
212
1⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯-
84.3633.478.00076.0⨯⨯⨯=
95.0≈(m)
②波长：
8.9191930008.919331.0275
.31215
.21⨯
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯⨯⨯=-
84.3623.325.0331.0⨯⨯⨯=
85.9=(m)
③波浪中心线至计算水位的高度：
29
.085.995.014.32
2
=⨯==L h h l Z π(m)
54.195.029.03.0=++=∆h (m)
g
v v gD v L 2
075
.312015
.210
331.0⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣
⎡=-
坝顶高程=356+1.54=357.54（m ）
取上述两种情况坝顶高程中的最大值，并取防浪墙高度 1.2m ，防浪墙基座高0.1m 并外伸0.3m ，则坝顶高程为357.54-1.2-0.1≈356.24m ；最大坝高为356.0-308.0=48.24m 。

（2）坝顶宽度。

因该水利枢纽位于山区峡谷，无交通需要，按构造要求取坝顶宽度5m ，同时满足维修时的单车道要求。

（3）坝坡的确定。

根据工程经验，考虑利用部分水重增加坝体
稳定，上游坝面采用折坡，起坡点按要求为31∽32
坝高，该工程拟折
坡点高程为324.0 m ，上部铅直，下部为1:0.2的斜坡，下游坝坡取1：0.75，基本三角形顶点位于坝顶，349.33m 以上为铅直坝面。

（4）坝体防渗排水。

根据上述尺寸算得坝体最大宽度为40.4m 。

分析地基条件，要求设防渗灌浆帷幕和排水幕，灌浆帷幕中心线距上游坝踵5.3m ，排水孔中心线距防渗帷幕中心线1.5m 。

拟设廊道系统，实体重力坝剖面设计暂不计入廊道的影响。

拟定的非溢流坝剖面如下图所示。

二、荷载计算及组合
以设计洪水位情况为例进行稳定和应力的验算（运用偏心公式）。

根据作用（荷载）组合表，设计洪水位情况的荷载组合包含：自重+静水压力+淤沙压力+扬压力+浪压力。

沿坝轴线取单位长度1m计算。