碾压混凝土坝毕业设计计算书打印

'水利水电工程专业毕业设计目录第一章工程规模的确定4第一节水利枢纽与建筑物的等级划分4第二节永久建筑物洪水标准4第二章调洪演算5第一节洪水调节计算5一、调洪演算计算方法5二、洪水调节具体计算及成果5三、计算结果统计11第二节溢流坝段总长确定11一、空口净宽拟定11二、闸门设计11三、溢流坝段总长确定11第三章非溢流坝剖面设计12第一节坝顶高程确定12一、计算方法12二、计算过程12第二节坝顶宽度13第三节开挖线的确定13第四节非溢流坝剖面设计14一、折坡点高程拟定14二、非溢流坝剖面拟定14三、非溢流坝坝体强度。抗拉和稳定承载能力状态验算25第五节应力计算71一、边缘应力71二、内部应力72三、应力计算结果73四、应力分布图103第四章溢流坝剖面设计106第一节孔口设计106一、孔口净宽拟定106二、溢流坝段总长确定106三、闸门设计106第二节消能防冲107一、消能防冲设计107二、挑流鼻坎设计107三、反弧半径确定107四、挑距和冲坑的估算108第三节剖面设计109一、堰面曲线的拟定109第四节荷载计算110-1- 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计一、荷载计算110二、成果和强度稳定分析110第五节应力计算116一、应力计算表116二、应力分布图122第五章非溢流坝渗流和应力有限元计算125第一节渗流有限元计算125一、材料信息125二、节点坐标125三、渗流计算成果125第二节有限元应力计算129一、材料信息129二、应力计算成果129第六章第二建筑物（压力钢管）的设计计算138第一节引水管道的布置138一、压力钢管的形式138二、管道轴线的布置138三、进水口设计139第二节闸门及启闭设备139第三节细部结构140一、通气孔140二、充水阀140三、伸缩节140第四节压力钢管结构设计140一、钢管厚度140二、承受内水压力的结构分析142三、混凝土开裂情况的判别144四、钢管稳定强度分析146参考文献148-2- 水利水电工程专业毕业设计摘要本设计对位于我国西南地区的某水利枢纽进行了以坝工为重点的工程设计。经过对几种可建造坝型的经济比较估算，最终选择建造高碾压混凝土重力坝。溢洪道为河川水利枢纽中必备的泄水建筑物，用以排泄水库不能容纳的多余洪水量，保证枢纽挡水建筑物及其它有关建筑物的安全运行。重力坝通常设置坝顶溢洪道。入库设计洪水的选择和确定，必须在充分研究流域水文因素的基础上进行，然后才能确定溢洪道尺寸。对于过坝水流的调泄，需要有合理审慎的设计，以避免生命财产的损失。本次设计的调洪演算在基于水量平衡的基础上，采用列表试算法，在可行的几种泄流方案中，择优选出采用的方案和相应的设计与校核水位。然后进入主要建筑物设计。确定枢纽的组成建筑物，包括挡水建筑物、泄水建筑物、水电站等。在定性分析的基础上，确定出大坝的型式。在第一主要建筑物设计阶段，确定出大坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基的处理方案和坝身构造。之后依次进行了细部构造设计、稳定计算、材料力学法分析、应力有限元法和渗流计算，从各个方面验证了设计剖面的可行性。在设计坝体断面时，必须本着重力坝依靠自身重量来维持结构稳定的原则。本次设计中，下游面坡度是一致的，和上游面交于水库设计洪水位处。坝体上游面垂直，只在坝踵附近有陡的折坡，溢流坝上游顶部有倒悬。重力坝坝体的应力以材料力学法分析，坝体稳定的条件是坝体和坝基的最大应力须在坝段混凝土和坝基岩石的容许应力范围之内。重力坝以材料力学法分析，它可以直接求出坝体横剖面边界之内的任何一点的应力。坝体稳定的条件是坝体和坝基的最大应力须在坝段混凝土和坝基岩石的容许应力范围之内。溢流坝段的分析也是一样。其次为第二主要建筑物设计。确定出泄水建筑物的结构型式和轮廓尺寸，进行选线布置。进行水力计算，从挑距和冲刷深度等方面验证设计型式的可行性。并进行细部构造设计。本次设计我掌握了碾压混凝土重力坝的设计方法，了解了这样一个水利工程项目建设的主要步骤，完成了专业知识从理论学习到实际运用的过渡，体会了身为一个水利项目设计者所需要具备的品质和担负的责任，这些必将在我今后的学习工作中起到关键性的指导作用。关键词：碾压混凝土重力坝；有限单元法；RCC-1- 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计AbstractThedesignisdesignedforoneriverwatercontrolprojectlyingtotheSouthwestofChinaandthedamconstructionisemphasized.Aftermakingandevaluatingalternativeeconomicestimatesofthepossibletypeofdam,wechosethetypeofhighRCCD.Thespillwayisanecessarydischargestructureforariverproject,whichisusedtodischargetheexcessfloodthatthereservoircannotaccommodatesoastoguaranteetheprojectretainingstructureandotherstructuresecurityrun.Usuallythegravitydaminstallsspillwayinthecrest.Theselectionofthereservoirinflowdesignfloodmustbebasedonanadequatestudyofthehydrologicfactorsofthebasinandthentodecidethespillwaysize.Theroutingoftheflowpastthedamrequiresareasonablyconservativedesigntoavoidlossoflifeandpropertydamage.Thedesignofthebloodcalculusbasedonthewaterbalance,andIusedthelistalgorithm,findoutthebestoneinthepracticablespillingalternatives,withtheirdesignwaterlevelandcheckwaterleveltogether.Thenitisthemainstructuredesigngrade.thepartsofprojectaredefined,consistingofblockingstructure,spillwaystructure,hydropowerstation,andsoon.Thedamtypeisdefinedbasedonthequalitativeanalysis.Thebasiscrosssectionandtheoutlinedimensionisdefinedinthefirstmainstructuredesigngrade.Theprocessingalternativeofthedamfoundationandtheconstructionofthedambodyisformulatedinthesametime.Afterthis,thefeasibilityofdesignconstructionisverifiedfromdetailconstructionplan,infiltratingstabilityanalysis,gravitymethodsanalyzed,FEMtheory,seepagecompute.Whenwedesignthecrosssectionofagravitydam,wemustrelyontheprinciplethatagravitydamdependsonitsownweightforstructuralstability.Inthisdesign,thedownstreamfaceisuniformslopeandwouldintersecttheupstreamfaceatthemaximumreservoirlevel.Theupstreamfaceisnormallyverticalexceptingforsteepbatterneartheheel.Iusedmechanicsofmaterialstoanalyzethestressofthegravitydam.Forthegravitydamtobestable,maximumstressesinthedamsectionandthefoundationshouldbewithinthepermissiblestressoftheconcreteusedinthedamsectionandthefoundationrockrespectively.Gravitydamscanbeanalyzedbygravitymethods.Itprovidesadirectmethodofcalculatingstressesatanypointwithintheboundariesofatransversesectionofthedam.-2- 水利水电工程专业毕业设计ThentheauthorhasmadeaparticularanalysisandresearchinthebasisoftheFEMtheorywithaprojectpracticeandliteraturesresearch.Afterthat,studyontheFEMtheorycitedbytheanalysisoftheseepage.Theauthorhasanalyzeditsseepage-controlmeasuresandseepagecharacteristics.ThedesignhasenabledustograspthemethodofRCCDandknowthemainstepsoftheconstructionwaterproject.Inpractice,Iachievetheprofessionalknowledgeofthetheoreticalstudyandknowthenecessaryresponsibilityandfactorsasawaterprojectdesigner.Theseexperienceswilldefinitelyplayainstructiveroleinmyfuturework.Keywords:RCCD;finiteelementmethod(FEM);RCC-3- 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计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《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180-20031、可确定该工程规模为大（1）型工程等级为Ⅰ级2、水工建筑物级别（永久性水工建筑物）工程等级为Ⅰ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3库容为161.97亿m，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3级。第二节永久建筑物洪水标准水利水电枢纽工程永久性挡水和泄水建筑物所采用的正常运用和非常运用洪水标准，应根据建筑物级别确定。本工程为大（1）型工程等级为Ⅰ级，由《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》正常运用（设计）洪水重现期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％-4- 水利水电工程专业毕业设计第二章调洪演算第一节洪水调节计算一、洪水调节计算方法结合水库特有条件，用水量平衡原理如下：QqV/t（2-1）3式中：Q——计算时段中的平均入库流量（m/s）；3q——计算时段中的平均下泄流量（m/s）；3V——时段初末水库蓄水量之差(m)；t——计算时段，一般取1-6小时，本设计取6小时。即在一个计算时段内，入库水量与下泄水量之差为该时段中蓄水量的变化。二、洪水调节具体计算及结果3根据本工程岩基特点，允许单宽流量取[q]=255m/s，允许校核洪水最大下33泄流量28800m/s,再扣除发电流量2500m/s，溢流坝前缘净宽为B=（Q校核-Q机组）/q=（28800-2500）/255=103.1m,取105m。假定3种方案，堰宽和堰顶高程分别为：B=7×15m和H堰=354m；B=7×15m和H堰=355m；B=7×15m和H堰=356m。用列表试算法进行调洪演算，列表计算如下：表2-1B=7×15m和H堰=354m设计情况调洪演算时间入库洪时段平下泄流时段平时段内水水库存水水库水t(h)水流量均入库量均下泄库存水量量位Z(m)33变化3Q(m/s)流量Qq(m/s)流量q平V(亿m)3平均均(m/s)△V(亿33(m/s)m)0.532354023540162375.56260002477023625235820.233849162.2338375.558512273002665023856237410.628417162.8623375.71565 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计18276002745024133239940.746391163.6087375.902224270002730024376242540.657843164.2665376.066630259002645024537244570.430586164.6971376.174336248002535024600245680.168854164.8659376.21654223400241002456124580-0.10372164.7622376.19064822100227502442124491-0.37601164.3862376.09663结论：在36h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=24600m/s，对应的水库水位为376.22m。表2-2B=7×15m和H堰=354m校核情况调洪演算时间入库洪时段平下泄流时段平时段内水库存水库水t(h)水流量均入库量均下泄水库存水量位Z(m)Q(m3/s)流量Qq(m3/s)流量q水量变V(亿平均平均化m3)(m3/s)(m3/s)△V(亿m3)4.82385423854162375.56245002417723857238550.013894162.0139375.503512280002625024043239500.496772162.5107375.627718284002820024367242050.862886163.3736375.843424270002770024627244970.69183164.0654376.016330248002590024727246770.264164164.3295376.08243623000239002464824688-0.17012164.1594376.03994221900224502448424566-0.45711163.7023375.92564821900219002428924387-0.53709163.1652375.79135424000229502418424236-0.27787162.8874375.721860280002600024326242550.376878163.2642375.816166310002950024730245281.073927164.3382376.084572340003250025341250351.612341165.9505376.487678353003465026081257111.930822167.8813376.970384352003525026808264451.901955169.7833377.445890341003465027449271291.624611171.4079377.85296329003350027939276941.254155172.662378.16556 水利水电工程专业毕业设计102310003195028269281040.830755173.4928378.3732108290003000028412283410.358398173.8512378.462811427500282502839628404-0.03332173.8179378.45453结论：在102h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=28412m/s，对应的水库水位为378.46m。表2-3B=7×15m和H堰=355m设计情况调洪演算时间入库洪时段平下泄时段平时段内水水库存水库水t(h)水流量均入库流量均下泄库存水量水量位Z(m)33变化3Q(m/s)流量Qq(m/s)流量q平V(亿m)3平均均(m/s)△V(亿33(m/s)m)3.662208922089162375.562330022694.522106220980.050268162.0503375.512612260002465022296222010.52895162.5792375.644818273002665022623224600.905117163.4843375.871124276002745022986228051.003391164.4877376.121930270002730023314231500.896377165.3841376.34636259002645023552234330.65169166.0358376.508942248002535023690236210.37353166.4093376.602348234002410023721237050.085271166.4946376.62365422100227502364723684-0.20172166.2929376.57326020700214002347523561-0.46682165.826376.45653结论：在42h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=23721m/s，对应的水库水位为376.62m。7 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表2-4B=7×15m和H堰=355m校核情况调洪演算时间入库洪时段平下泄流时段平时段内水水库存水水库水t(h)水流量均入库量均下泄库存水量量位Z(m)33变化3Q(m/s)流量Qq(m/s)流量q平V(亿m)3平均均(m/s)△V(亿33(m/s)m)3.62238222382162375.56245002344122411223960.090279162.0903375.522612280002625022702225570.797785162.8881375.72218284002820023113229081.143094164.0312376.007824270002770023468232910.952445164.9836376.245930248002590023661235640.50455165.4882376.37236230002390023686236730.049001165.5372376.38434221900224502359423640-0.25698165.2802376.324821900219002346323528-0.35176164.9284376.23215424000229502341123437-0.10527164.8231376.205860280002600023616235140.537035165.3602376.3466310002950024063238391.222692166.5829376.645772340003250024724243931.751048168.3339377.083578353003465025507251162.059436170.3934377.598384352003525026286258972.020313172.4137378.103490341003465026949266171.735069174.1487378.537296329003350027487272181.357008175.5057378.8764102310003195027844276650.925514176.4313379.1078108290003000028027279350.44595176.8772379.2193114275002825028062280440.044408176.9216379.230412025600265502792127991-0.31136176.6103379.15263结论：在102h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=28062m/s，对应的水库水位为379.23m。8 水利水电工程专业毕业设计表2-5B=7×15m和H堰=356m设计情况调洪演算时间入库洪时段平下泄量时段平时段内水水库存量水库水3库存水量3t(h)水流量均入库q(m/s)均下泄V(亿m)位Z(m)3变化Q(m/s)流量Q流量q平3平均均(m/s)△V(亿33(m/s)m)0.922067320673162375.562330021986.520755207140.232712162.2327375.558212260002465021038208960.810787163.0435375.760918273002665021451212441.167623164.2111376.052824276002745021902216761.247156165.4583376.364630270002730022290220961.124076166.5824376.645636259002645022607224490.864256167.4466376.861742248002535022810227090.570494168.0171377.004348234002410022912228610.267619168.2847377.07125422100227502289722905-0.03339168.2513377.06286020700214002278122839-0.31088167.9405376.98516619600201502257922680-0.54645167.394376.84853结论：在48h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=22912m/s，对应的水库水位为377.07m。9 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表2-6B=7×15m和H堰=356m校核情况调洪演算时间入库洪时段平下泄流时段平时段内水库存水水库水水流量均入库量q均下泄水库存量位Z流量Q流量q平水量变V平均均化△V333333t(h)Q(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)(亿m)(亿m)(m)1.22094520945162375.562450022722.521048209970.298248162.2982375.574612280002625021438212431.081497163.3797375.844918284002820021932216851.407233164.787376.196724270002770022367221501.198876165.9859376.496530248002590022638225030.733845166.7197376.679936230002390022743226910.261192166.9809376.74524221900224502271722730-0.06053166.9204376.73014821900219002264422681-0.16859166.7518376.687954240002295022686226650.061523166.8133376.703360280002600022922228040.690272167.5036376.875966310002950023432231771.365722168.8693377.217372340003250024123237771.88408170.7534377.688378353003465023521238222.338883173.0922378.273184352003525024392239572.43934175.5316378.882990341003465026700255461.966461177.498379.374596329003350027255269771.408948178.907379.7267102310003195027637274460.972855179.8798379.97108290003000027836277370.488873180.3687380.0922114275002825027863278490.086542180.4553380.113812025600265502774827805-0.27112180.1841380.0463结论：在108h出现最大下泄流量，最大下泄流量为q=27863m/s，对应的水库水位为380.11m。10 水利水电工程专业毕业设计三、计算结果统计表2-7调洪演算结果统计最大下泄流量方净宽B堰顶高库容（亿m3）水位（m）（m3/s)案（m）程（m）设计校核设计校核设计校核173.8511053542460028412164.85376.216378.461176.92379.2321053552372128062166.49376.62329180.45380.1131053562291227863168.28377.0753注：正常蓄水位为375.5m；3校核洪水时最大下泄流量限制为28800m/s校核洪水位不超过正常蓄水位4.6m结论：综合考虑，选择方案一，此时校核情况的最大下泄流量最接近限制的最大下泄流量。第二节溢流坝段总长确定一、孔口净宽拟定单个孔口宽b一般为8～16m,由调洪演算结果本设计每孔宽度取为15m,共分为7孔，总的孔口净宽为B=105m。二、闸门设计检修闸门采用平板闸门，工作闸门采用弧形闸门。三、溢流坝段总长度确定L=B+（n-1)d+2tB-表示溢流堰净宽,根据调洪演算得105m；n-表示闸孔数，满足闸门开启要求取7孔；11 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计闸墩厚度取d=4.0m，边墩厚度取t=2.0m；L经计算得133.0m第三章非溢流坝设计第一节坝顶高确定一、计算方法由规范，防浪墙顶高程高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差可根据《SL319-2005混凝土重力坝设计规范》，由下式计算，应选择两者中高程的高者作为坝顶或防浪墙高程。hh1%hzhc(3-1)h1%—累计频率为1％的波高，m；hz—波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；hc—安全超高，查《SL319-2005混凝土重力坝设计规范》。库区多年平均最大风速13.7m/s，实测最大风速为24m/s，吹程2Km。坝的安全级别相应水位123正常蓄水位0.70.50.4校核洪水位0.50.40.3二、计算过程1、设计情况在设计蓄水位条件下，采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5~2.0倍V0=13.7×(1.5~2.0)=(20.55~27.4)m/s,取Vo=24m/s11gh2%gD30.00625v6()202由鹤地公式：v0v0,得h2%=2.02m12 水利水电工程专业毕业设计1gLgDm0.0386()222vv00,得Lm=13.23m查混凝土重力坝设计规范SL319-2005得：P=2%时，hm=0.90,得h1%＝2.178m2h1%2Hhcth=0.517mZLLmm得：Δh=2.178+0.517+0.7=3.395m▽顶=H正+Δh=376.22+3.395=379.611m2、校核情况在校核洪水位下，采用相应洪水期多年平均最大Vo=13.7m/s，D=2000m11gh2%gD3由鹤地公式：20.00625v06(2),得h2%=0.871mv0v01gLgDm0.0386()2,得Lm=7.55m22vv00查混凝土重力坝设计规范SL319-2005得：P=2%时，hm=0.39,得h1%＝0.944m2h1%2HhZcth=0.393mLLmm得：Δh=0.871+0.393+0.5=1.837m▽顶=H校+Δh=378.46+1.837=380.297m综合以上两种情况，取大值380.297m，则防浪墙顶高程为381.5m。根据规范取1.2米的防浪墙高度，最终确定坝顶高程380.3m。第二节坝顶宽度根据坝顶又双向公路交通要求，且由《水工建筑物》知，碾压混凝土坝非溢流坝段坝顶最小宽度5m，非溢流坝的坝顶宽度一般为坝高的8%--10%,故取坝顶宽为16m。第三节开挖线的确定由于坝顶高程380.3m，由坝线地质剖面图及规范规定，溢流坝坝基最底点13 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计高程190m，非溢流坝段坝基最底点高程202m。第四节非溢流坝段剖面设计一、折坡点高程拟定由《水工建筑物》知，折坡点到坝基面最低点的高度一般为1/3——2/3的坝高，即63.4—126.86m，取为100m。则初拟折坡点高程▽折=190+100=290m。由《水电站》知，经济流速一般为4m—6m取为6米，每台机组满发时流量537m3/s根据公式Q=V*A，A=πD2/4，得到压力钢管直径D为10.67米，利用戈登公式：Scvdcr（3-2）式中：C：经验系数为0.55~0.73，取为0.55V：经济流速为6m则SCr=10.78m▽进水口底=▽死-SCr-D=330.1-10.78-10.67=308.65m>290m故折坡点高程取290m。二、非溢流坝段剖面拟定选取上游坡度n、下游坡度m拟订若干种方案，对不同的方案分别进行正常工况、设计工况、校核工况和地震工况下的荷载计算。对于正常工况和核设计工况，需进行抗滑稳定承载能力极限状态，坝趾抗压强度承载能力极限状态和坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算；对校核工况和地震工况，需进行抗滑稳定承载能力极限状态，坝趾抗压强度承载能力极限状态。可变参数：上游坡度n、下游坡度m、计算截面高程计、上游水位上、下游水位下及波浪要素Lm、h1%、hz3不变参数：g取9.81kN/m，正常蓄水位▽正常=375.5m，设计水位高程▽设计=376.22m，校核水位高程▽校核=378.46m，折坡点高程▽折=290m，非溢流坝段坝基开挖最低高程▽基=202m，溢流坝段坝基开挖最低高程▽基=190m坝前百年淤沙高程287.60m。3水容重γw=9.81kN/m3混凝土容重γc=24kN/m3泥沙浮容重γs=12kN/m14 水利水电工程专业毕业设计0泥沙内摩擦角υs=24最高溢流坝段：凝聚力C′=1.1MPa，坝基抗剪断摩擦系数f′=1.1非溢流最高坝段左岸：凝聚力C′=1.2MPa，坝基抗剪断摩擦系数f′=1.1非溢流最高坝段右岸：凝聚力C′=1.0MPa，坝基抗剪断摩擦系数f′=1.01、荷载计算公式力以竖直向下或水平向右为正，产生的弯矩以逆时针为正，扬压力、浪压力、淤砂压力公式参考《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》。1-1断面（190m或202m)1)自重作用THnHmC设计12GnH1cC2T2LHnG1C23MGLG11G1G16H2设计CTLHn-8G2C2MGLG22G2116G(Hm-16)(H)3设计设计C2mT2L(Hm16)G3设计23MGLG33G315 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计图3-1自重分块合计：GGGG123MMMMGGGG1232)静水作用竖向：1P(2HH)Hn上2上CCW12(H上-HC)H上HCnLT-P上2H上-HCH上3MPLP上上P上12PHm下2下W11LP-TH下m下23MPLP下下P下水平向：12P"H上2上W1LP"H上上3MP"LP"P上"上上16 水利水电工程专业毕业设计12P"H下2下W1LH下P下"3MP"LP下"下P下"合计：PPP上下PP"P"上下MMMMMPP上P下P上"P下"3)扬压力Hc*n+7Hd*m-17100.5H上ⅡⅢH下Ⅳ下Ⅰ0.2H上H图3-21-1截面的扬压力分布图1U（H上0.2H上）(HCn7)1W21HCn720.2H上H上LUT1230.2H上H上MULU11U11（H设计m17)U(0.2H上0.5H下）2W231H设计m1720.5H下0.2H上LUTHn72C290.5H下0.2H上MULU22U217 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1(H设计m-17）2UH3下W2312(H设计m17)LUT(Hn7)3C23MULU33U31U(0.5HH)104下下W211020.5H下0.2H上LUT3230.5H下0.2H上MULU44U4合计：UUUUU1234MMMMMUU1U2U3U44)浪压力：h1%hzLm/2Lm/2图3-3波浪压力计算简图1PL(hh)WkWm1%z4Lm1y1H上-(hh)1%z33Lmy2H上-31Lm1Lm2M(hL)Ly1(）yPwkW1%zmW2422218 水利水电工程专业毕业设计5)淤沙压力：竖向：12P"Hnskss2T1LHsnPsk23MPsk"LPskPsk水平：122sPHtan(45)skss221LHPsks3MPLPskskPsk6)地震作用力计算a、地震惯性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：aGhEiiFig14(hi)4H1.4inGEjhj414()GHj1E地震力分块示意图：19 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计图3-4坝体分块b、地震动水压力沿坝轴线单位宽度的总地震动水压力为：2F0.65aH0hWo其作用点位于水位以下0.54H0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c=c902-2断面（290）1)自重作用20 水利水电工程专业毕业设计11:m2图3-5自重分块T(HH)m22dcG16()1坝顶2-2CT22L8G12MGLG11G1121G(T-16)222C2mT222L(T16)G22223MGLG22G22)静水作用12PH上2-2水深W21LPH上2-2水深3MPLP上上P上3)浪压力1PL(hh)WkWm1%z4Lm1y1H-(hh)2-2水深1%z33Lmy2H-2-2水深321 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1Lm1Lm2M(hL)Ly1(）yPwkW1%zmW242224)扬压力7T2-2-70.25H上H上图3-62-2截面扬压力分布图1U(0.25HH）71W22水深22水深211(20.25H22水深H22水深）LT7U122230.25HH2-2水深22水深MULU11U11U0.25H（T7)2W22水深22212LT(T7)U2222223MULU33U35）地震荷载计算与1-1剖面类似3-3断面（354.89）1)自重作用T163316G16(（))1坝顶设计mCL0G1MGLG11G12)静水作用12PH上33水深W222 水利水电工程专业毕业设计1LPH上33水深3MPLP上上P上3)浪压力1PL(hh)WkWm1%z4Lm1y1H-(hh)33水深1%z33Lmy2H-33水深31Lm1Lm2M(hL)Ly1(）yPwkW1%zmW242224)扬压力7T3-3-70.25H上H上图3-63-3面扬压力分布图1U(0.25HH）71W33水深33水深211(20.25H33水深H33水深）LT7U133230.25HH33水深33水深MULU11U11U0.25H（T7)2W33水深33212LT(T7)U2333323MULU33U35)地震作用力计算如剖面1-123 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计2、抗滑稳定承载能力极限状态1）作用效应函数：S(*)PR2）抗力效应函数：R(*)fWcARRRR1对于基本组合，抗滑稳定性需满足：0S(*)≤R(*)d11对于偶然组合，抗滑稳定性需满足：0S(*)≤R(*)d24、抗压强度承载能力极限状态WRMRTR2作用效应函数：S(*)()(1m)2AJRR抗力效应函数:R(*)fc或R(*)fR1对于基本组合，抗滑稳定性需满足：0S(*)≤R(*)d11对于偶然组合，抗滑稳定性需满足：0S(*)≤R(*)d25、坝体上游面拉应力正常使用极限状态WMTCCC0AJCC6、坝体坝踵拉应力正常使用极限状态WMTRRR0AJRR7、计算结果2121(Hdm16)满足稳定条件和应力条件，剖面面积AHn16HC22m24 水利水电工程专业毕业设计最小，对比你n，m几个不同方案，经过优化程序可得出结果：n=0.15，m=0.75三、非溢流坝段坝体强度，抗拉和稳定承载能力极限状态验算1.荷载计算成果（1）河床中部最高坝段25 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-1非溢流坝正常蓄水位下的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自重G2（1.0）73.0873.0854.333970.363970.36G3（1.0）276.24276.245.111411.821411.82P上（1.0）168.78168.78-61.83-10436.37-10436.37水平水压力P下（1.0）-6.18-6.18-11.8373.1573.15P上（1.0）19.9419.9470.761410.771410.77垂直水压力P下（1.0）4.644.64-68.46-317.38-317.38Pskx（1.2）24.1028.92-32.53-784.18-941.01泥沙压力Psky（1.2）8.5710.2972.45621.15745.38浪压力Pwk（1.2）0.090.10-184.19-16.11-19.33U1（1.1）-24.02-26.4268.78-1652.07-1817.28U2（1.2）-11.00-13.2037.29-410.24-492.29扬压力U3（1.2）-14.24-17.09-26.44376.55451.86U4（1.2）-2.61-3.13-72.89190.38228.45总计348.59186.79342.33191.63-4350.18-4519.8826 水利水电工程专业毕业设计表3-2非溢流坝正常蓄水位下的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数33垂直力水平力垂直力水平力（m）（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-28.50P（1.0）35.8635.86-1021.92-1021.92力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.19-7.36-8.83U1（1.1）-3.67-4.0429.53-108.37-119.21扬压力U2（1.2）-6.05-7.266.11-36.95-44.33总计62.8535.9461.2835.96-326.66-346.3627 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-3非溢流坝正常蓄水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数33垂直力水平力垂直力水平力（m）（10KN*m）（10KN*m）坝体自重G1（1.0）9.769.760.000.000.00水平水压-6.87P（1.0）2.082.08-14.32-14.32力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-19.31-1.69-2.03U1（1.1）-0.88-0.975.20-4.60-5.06扬压力U2（1.2）-0.23-0.27-2.000.450.55总计8.652.178.512.19-20.15-20.86表3-4非溢流坝设计洪水位下的1-1断面荷载计算28 水利水电工程专业毕业设计33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自重G2（1.0）73.0873.0854.333970.363970.36G3（1.0）244.69244.695.111250.561250.56P上（1.0）170.10170.10-62.07-10558.37-10558.37水平水压力P下（1.0）-21.97-21.97-22.31489.99489.99P上（1.0）20.0420.0470.751418.171418.17垂直水压力P下（1.0）16.4716.47-60.60-998.40-998.40-32.53Pskx（1.2）24.1028.92-784.18-941.01泥沙压力Psky（1.2）8.5710.2972.45621.15745.38-184.91Pwk（1.2）0.090.10-16.17-19.40浪压力U1（1.1）-24.11-26.5368.78-1658.49-1824.34U2（1.2）-14.18-17.0235.25-499.90-599.87扬压力U3（1.2）-26.84-32.21-26.44709.83851.80U4（1.2）-4.92-5.91-72.89358.87430.65总计310.80172.32300.91177.16-4484.57-4572.5029 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-5非溢流坝设计洪水位下的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水-28.74P（1.0）36.4636.46-1047.95-1047.95压力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.91-7.43-8.91U1（1.1）-3.70-4.0729.53-109.28-120.21扬压力U2（1.2）-6.10-7.326.11-37.26-44.71总计62.7736.5561.1836.57-353.98-373.8530 水利水电工程专业毕业设计表3-6非溢流坝设计洪水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自G1（1.0）9.769.760.000.000.00重水平水2.232.23-7.11-15.87-15.87P（1.0）压力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-20.03-1.75-2.10U1（1.1）-0.92-1.015.20-4.76-5.24扬压力U2（1.2）-0.24-0.28-2.000.470.57总计8.612.328.472.34-21.92-22.65表3-7非溢流坝校核洪水位下的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自重G2（1.0）73.0873.0854.333970.363970.36G3（1.0）276.26276.265.111411.901411.90水平水压力P上（1.0）174.21174.21-62.82-10943.98-10943.9831 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计P下（1.0）-24.35-24.35-23.49571.93571.93P上（1.0）20.3720.3770.741441.191441.19垂直水压力P下（1.0）18.2618.26-59.72-1090.65-1090.65-32.53Pskx（1.2）24.1028.92-784.18-941.01泥沙压力Psky（1.2）8.5710.2972.45621.15745.38-187.65Pwk（1.2）0.020.03-4.65-5.57浪压力U1（1.1）-24.40-26.8468.78-1678.44-1846.28U2（1.2）-14.63-17.5535.12-513.61-616.33扬压力U3（1.2）-28.26-33.92-26.44747.38896.85U4（1.2）-5.18-6.22-72.89377.86453.43总计342.07173.99331.73178.81-4661.75-4740.81表3-8非溢流坝校核洪水位下的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水P（1.0）36.4636.46-28.74-1047.95-1047.9532 水利水电工程专业毕业设计压力浪压力Pwk（1.2）0.020.03-85.41-2.11-2.54U1（1.1）-3.70-4.0729.53-109.28-120.21扬压力U2（1.2）-6.10-7.326.11-37.26-44.71总计62.7736.4961.1836.49-348.67-367.48表3-9非溢流坝校核洪水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自G1（1.0）9.769.760.000.000.00重水平水-7.86P（1.0）2.732.73-21.42-21.42压力浪压力Pwk（1.2）0.020.03-22.76-0.56-0.68U1（1.1）-1.01-1.115.20-5.26-5.79扬压力U2（1.2）-0.26-0.31-2.000.520.62总计8.492.758.332.76-26.72-27.2633 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-10非溢流坝正常蓄水位下地震的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自重G2（1.0）73.0873.0854.333970.363970.36G3（1.0）276.24276.245.111411.821411.82P上（1.0）168.78168.78-61.83-10436.37-10436.37水平水压力P下（1.0）-6.18-6.18-11.8373.1573.15P上（1.0）19.9419.9470.761410.771410.77垂直水压力P下（1.0）4.644.64-68.46-317.38-317.38Pskx（1.2）24.1028.92-32.53-784.18-941.01泥沙压力Psky（1.2）8.5710.2972.45621.15745.38浪压力Pwk（1.2）0.090.10-184.19-16.11-19.33U1（1.1）-24.02-26.4268.78-1652.07-1817.28U2（1.2）-11.00-13.2037.29-410.24-492.29扬压力U3（1.2）-14.24-17.09-26.44376.55451.86U4（1.2）-2.61-3.13-72.89190.38228.45F1(1.0)1.081.08-177.59-191.90-191.90地震惯性力F2(1.0)1.541.54-144.71-223.28-223.2834 水利水电工程专业毕业设计F3(1.0)1.591.59-113.94-181.35-181.35F4(1.0)1.781.78-84.13-149.40-149.40F5(1.0)2.132.13-54.36-115.73-115.73F6(1.0)3.603.60-19.12-68.77-68.77F0x上（1.0）5.495.49-100.17-549.47-549.47地震动水压F0x下（1.0）0.090.0919.171.821.82力F0y下（1.0）0.070.0762.964.484.48348.59204.16342.33209.00-5823.78-5993.48总计表3-11非溢流坝正常蓄水位下地震的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-28.50P（1.0）35.8635.86-1021.92-1021.92力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.19-7.36-8.8335 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计U1（1.1）-3.67-4.0429.53-108.37-119.21扬压力U2（1.2）-6.05-7.266.11-36.95-44.33F1(1.0)0.070.07-77.59-5.45-5.45地震惯性F2(1.0)1.491.49-144.71-215.45-215.45力F3(1.0)0.960.96-113.94-109.91-109.91地震动水F0x上（1.0）1.171.17-46.17-53.80-53.80压力总计62.8539.6361.2839.65-711.27-730.97表3-12非溢流坝正常蓄水位下地震的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数33垂直力水平力垂直力水平力（m）（10KN*m）（10KN*m）坝体自0.00G1（1.0）9.769.760.000.00重水平水-6.87P（1.0）2.082.08-14.32-14.32压力-19.31-1.69-2.03浪压力Pwk（1.2）0.090.10扬压力U1（1.1）-0.88-0.975.20-4.60-5.0636 水利水电工程专业毕业设计U2（1.2）-0.23-0.27-2.000.450.55地震惯F1(1.0)0.340.34-12.71-4.34-4.34性力地震动F0x上（1.0）0.070.07-11.13-0.75-0.75水压力8.652.588.512.60-25.25-25.96总计（2）河床左岸实际最高坝段表3-13左岸非溢流坝正常蓄水位下的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）37 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计G1（1.0）13.9413.9463.13880.02880.02坝体自重G2（1.0）68.4768.4750.733473.513473.51G3（1.0）239.63239.634.511080.911080.91P上（1.0）147.65147.65-57.83-8539.18-8539.18水平水压力P下（1.0）-2.71-2.71-7.8321.2221.22P上（1.0）16.7716.7766.081108.111108.11垂直水压力P下（1.0）2.032.03-66.06-134.20-134.20Pskx（1.2）18.5422.25-28.53-529.04-634.84泥沙压力Psky（1.2）6.597.9167.65446.14535.37浪压力Pwk（1.2）0.090.10-172.19-15.06-18.07U1（1.1）-20.63-22.6964.08-1321.82-1454.00U2（1.2）-8.63-10.3635.91-309.97-371.97扬压力U3（1.2）-8.73-10.48-24.04210.02252.02U4（1.2）-1.73-2.07-67.49116.69140.03总计307.70163.57303.14167.30-3512.66-3661.0838 水利水电工程专业毕业设计表3-14左岸非溢流坝正常蓄水位下的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-28.50P（1.0）35.8635.86-1021.92-1021.92力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.19-7.36-8.83U1（1.1）-3.67-4.0429.53-108.37-119.21扬压力U2（1.2）-6.05-7.266.11-36.95-44.33总计62.8535.9461.2835.96-326.66-346.36表3-15左岸非溢流坝正常蓄水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数33垂直力水平力垂直力水平力（m）（10KN*m）（10KN*m）坝体自重G1（1.0）9.769.760.000.000.00水平水压-6.87P（1.0）2.082.08-14.32-14.32力39 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计浪压力Pwk（1.2）0.090.10-19.31-1.69-2.03U1（1.1）-0.88-0.975.20-4.60-5.06扬压力U2（1.2）-0.23-0.27-2.000.450.55总计8.652.178.512.19-20.15-20.86表3-16左岸非溢流坝设计洪水位下的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）13.9413.9463.13880.02880.02坝体自重G2（1.0）68.4768.4750.733473.513473.51G3（1.0）239.64239.644.511080.971080.97P上（1.0）148.88148.88-58.07-8645.93-8645.93水平水压力P下（1.0）-14.79-14.79-18.31270.84270.84P上（1.0）16.8616.8666.081114.201114.20垂直水压力P下（1.0）11.1011.10-58.20-645.81-645.81-28.53Pskx（1.2）18.5422.25-529.04-634.84泥沙压力Psky（1.2）6.597.9167.65446.14535.3740 水利水电工程专业毕业设计-172.91Pwk（1.2）0.090.10-15.12-18.14浪压力U1（1.1）-20.71-22.7964.08-1327.31-1460.04U2（1.2）-11.58-13.8933.54-388.31-465.97扬压力U3（1.2）-20.41-24.50-24.04490.81588.97U4（1.2）-4.04-4.85-67.49272.70327.24总计299.85152.71291.89156.44-3522.33-3599.62表3-17左岸非溢流坝设计洪水位下的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-28.74P（1.0）36.4636.46-1047.95-1047.95力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.91-7.43-8.91U1（1.1）-3.70-4.0729.53-109.28-120.21扬压力U2（1.2）-6.10-7.326.11-37.26-44.71总计62.7736.5561.1836.57-353.98-373.8541 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-18左岸非溢流坝设计洪水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自G1（1.0）9.769.760.000.000.00重水平水-7.11P（1.0）2.232.23-15.87-15.87压力浪压力Pwk（1.2）0.090.10-20.03-1.75-2.10U1（1.1）-0.92-1.015.20-4.76-5.24扬压力U2（1.2）-0.24-0.28-2.000.470.57总计8.612.328.472.34-21.92-22.65表3-19左岸非溢流坝校核洪水位下的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）13.9413.9463.13880.02880.02坝体自重G2（1.0）68.4768.4750.733473.513473.51G3（1.0）239.64239.644.511080.971080.97水平水压力P上（1.0）152.73152.73-58.82-8983.73-8983.7342 水利水电工程专业毕业设计P下（1.0）-16.76-16.76-19.49326.66326.66P上（1.0）17.1517.1566.061133.151133.15垂直水压力P下（1.0）12.5712.57-57.32-720.62-720.62-28.53Pskx（1.2）18.5422.25-529.04-634.84泥沙压力Psky（1.2）6.597.9167.65446.14535.37-175.65Pwk（1.2）0.020.03-4.35-5.22浪压力U1（1.1）-20.98-23.0864.08-1344.37-1478.81U2（1.2）-11.99-14.3933.38-400.28-480.33扬压力U3（1.2）-21.73-26.07-24.04522.45626.94U4（1.2）-4.30-5.16-67.49290.28348.34总计299.36154.54290.98158.25-3829.20-3898.60表3-20左岸非溢流坝校核洪水位下的2-2断面荷载计算43 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数33垂直力水平力垂直力水平力（m）（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-29.49P（1.0）38.3838.38-1131.77-1131.77力浪压力Pwk（1.2）0.020.03-87.65-2.17-2.60U1（1.1）-3.80-4.1829.53-112.12-123.34扬压力U2（1.2）-6.26-7.516.11-38.22-45.87总计62.5238.4160.8938.41-436.35-455.64表3-21左岸非溢流坝校核洪水位下的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力臂力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自重G1（1.0）9.769.760.000.000.00水平水压-7.86P（1.0）2.732.73-21.42-21.42力浪压力Pwk（1.2）0.020.03-22.76-0.56-0.68扬压力U1（1.1）-1.01-1.115.20-5.26-5.7944 水利水电工程专业毕业设计U2（1.2）-0.26-0.31-2.000.520.62总计8.492.758.332.76-26.72-27.26表3-22左岸非溢流坝正常蓄水位下地震的1-1断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）13.9413.9463.13880.02880.02坝体自重G2（1.0）68.4768.4750.733473.513473.51G3（1.0）239.63239.634.511080.911080.91P上（1.0）147.65147.65-57.83-8539.18-8539.18水平水压力P下（1.0）-2.71-2.71-7.8321.2221.22P上（1.0）16.7716.7766.081108.111108.11垂直水压力P下（1.0）2.032.03-66.06-134.20-134.20Pskx（1.2）18.5422.25-28.53-529.04-634.84泥沙压力Psky（1.2）6.597.9167.65446.14535.37浪压力Pwk（1.2）0.090.10-172.19-15.06-18.07U1（1.1）-20.63-22.6964.08-1321.82-1454.00扬压力U2（1.2）-8.63-10.3635.91-309.97-371.97U3（1.2）-8.73-10.48-24.04210.02252.0245 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计U4（1.2）-1.73-2.07-67.49116.69140.03F1(1.0)1.021.02-165.59-169.21-169.21F2(1.0)1.731.73-144.71-250.72-250.72F3(1.0)1.681.68-113.94-191.58-191.58地震惯性力F4(1.0)1.771.77-84.13-149.00-149.00F5(1.0)2.062.06-54.36-111.90-111.90F6(1.0)3.453.45-19.12-65.99-65.99F0x上（1.0）4.804.80-93.69-449.59-449.59地震动水压F0x下（1.0）0.040.0412.690.530.53力F0y下（1.0）0.030.0362.421.951.95总计307.70180.16303.14183.88-4898.16-5046.59表3-23左岸非溢流坝正常蓄水位下地震的2-2断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）34.6834.6824.33843.73843.73坝体自重G2（1.0）37.8937.890.114.204.20水平水压-28.50P（1.0）35.8635.86-1021.92-1021.92力46 水利水电工程专业毕业设计浪压力Pwk（1.2）0.090.10-84.19-7.36-8.83U1（1.1）-3.67-4.0429.53-108.37-119.21扬压力U2（1.2）-6.05-7.266.11-36.95-44.33F1(1.0)0.070.07-77.59-5.45-5.45地震惯性F2(1.0)1.491.49-144.71-215.45-215.45力F3(1.0)0.960.96-113.94-109.91-109.91地震动水F0x上（1.0）1.171.17-46.17-53.80-53.80压力总计62.8539.6361.2839.65-711.27-730.973-24左岸非溢流坝正常蓄水位下地震的3-3断面荷载计算33标准值（10KN）设计值（10KN）力矩标准值力矩设计值荷载作用及分项系数力臂（m）33垂直力水平力垂直力水平力（10KN*m）（10KN*m）坝体自重G1（1.0）9.769.760.000.000.00水平水压-6.87P（1.0）2.082.08-14.32-14.32力-19.31-1.69-2.03浪压力Pwk（1.2）0.090.10扬压力U1（1.1）-0.88-0.975.20-4.60-5.0647 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计U2（1.2）-0.23-0.27-2.000.450.55地震惯性F1(1.0)0.340.34-12.71-4.34-4.34力地震动水F0x上（1.0）0.070.07-11.13-0.75-0.75压力8.652.588.512.60-25.25-25.96总计48 水利水电工程专业毕业设计（3）河床右岸实际最高坝段右岸基岩开挖高程与左岸一样，故右岸的荷载计算与左岸相同。2、坝体的强度，抗拉和稳定承载能力验算（1）河床中部最高坝段正常蓄水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=191.63（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=346.38（10KN）RRRRf=1.1/1.3,CR=1.1/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×191.63=210.79（10KN）0R(*)=346.38/1.2=288.65＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=5.23Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.75MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝趾抗压强度满足要求C、坝体坝踵拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝踵垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：49 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计WMTRRR1.16Mpa0AJRR所有，坝踵垂直应力不出现拉应力，满足要求（2）河床中部最高坝段正常蓄水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=39.65（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.56（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×39.65=37.07（10KN）0R(*)=79.56/1.2=66.30＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=2.26Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.48MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：50 水利水电工程专业毕业设计WMTCCC0.50Mpa0AJCC所有，坝体上游垂直应力不出现拉应力，满足要求（3）河床中部最高坝段正常蓄水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.19（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.73（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×2.19=2.41（10KN）0R(*)=14.73/1.2=12.27＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=1.60Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.75MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：51 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计WMTCCC0.07Mpa0AJCC所有，坝体上游应力不出现拉应力，满足要求（4）河床中部最高坝段设计洪水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=177.16（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=311.33（10KN）RRRRf=1.1/1.3,CR=1.1/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×177.16=194.87（10KN）0R(*)=311.33/1.2=259.44＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=4.83Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.32MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝趾抗压强度满足要求C、坝体坝踵拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝踵垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTRRR0.88Mpa0AJRR52 水利水电工程专业毕业设计所有，坝踵垂直应力不出现拉应力，满足要求（5）河床中部最高坝段设计洪水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=36.57（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.49（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×36.57=40.22（10KN）0R(*)=79.49/1.2=66.24＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=2.32Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.55MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.46Mpa0AJCC所有，坝体上游垂直应力不出现拉应力，满足要求53 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计（6）河床中部最高坝段设计洪水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.34（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.69（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×2.24=2.57（10KN）0R(*)=14.69/1.2=12.24＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=1.66Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.82MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.0234Mpa0AJCC54 水利水电工程专业毕业设计所有，坝体上游应力不出现拉应力，满足要求（7）河床中部最高坝段校核洪水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=178.81（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=337.40（10KN）RRRRf=1.1/1.3,CR=1.1/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×178.81=167.19（10KN）0R(*)=337.40/1.2=281.17＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=5.21Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=4.87MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝趾抗压强度满足要求55 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计（8）河床中部最高坝段校核洪水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=36.49（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.49（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×36.49=34.12（10KN）0R(*)=79.49/1.2=66.24＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=2.30Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.15MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求56 水利水电工程专业毕业设计（9）河床中部最高坝段校核洪水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.76（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.59（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×2.76=2.58（10KN）0R(*)=14.59/1.2=12.16＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=1.81Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.69MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求（10）河床中部最高坝段正常蓄水位地震时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=209（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=346.38（10KN）RRRR57 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计f=1.1/1.3,CR=1.1/3.0R②01.1，0.85，d11.23S(*)=1.1×0.85×209=195.41（10KN）0R(*)=346.38/1.2=288.65＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=5.58Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.81MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝趾抗压强度满足要求（11）河床中部最高坝段正常蓄水位地震时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=39.65（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.56（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d11.23S(*)=1.1×0.85×39.65=37.07（10KN）0R(*)=79.56/1.2=66.30＞S(*)0d158 水利水电工程专业毕业设计所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=3.16Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.95MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求（12）河床中部最高坝段正常蓄水位地震时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.6（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.73（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d11.23S(*)=1.1×0.85×2.6=2.43（10KN）0R(*)=14.73/1.2=12.27＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=1.78MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d11.859 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.67MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求（13）河床左右岸最高坝段正常蓄水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=167.30（10KN）R3抗力效应函数：左岸：R(*)fWcA=314.05（10KN）RRRR3右岸：R(*)fWcA=281.14（10KN）RRRR左岸：f=1.1/1.3,CR=1.2/3.0R右岸：f=1/1.3,CR=1/3.0R②01.1，1.0，d11.23左岸：S(*)=1.1×1.0×167.30=184.03（10KN）0R(*)=314.05/1.2=261.71＞S(*)0d13S(*)=1.1×1.0×167.30=184.03（10KN）右岸：0R(*)=281.14/1.2=234.28＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=4.95MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa60 水利水电工程专业毕业设计②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.45MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝趾抗压强度满足要求C、坝体坝踵拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝踵垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTRRR1.12Mpa0AJRR所有，坝踵垂直应力不出现拉应力，满足要求（14）河床左右岸最高坝段正常蓄水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=35.96（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.56（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×35.96=39.56（10KN）0R(*)=79.56/1.2=66.30＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=2.26MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.861 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.48MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.50Mpa0AJCC所有，坝体上游垂直应力不出现拉应力，满足要求（15）河床左右岸最高坝段正常蓄水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.19（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.73（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×2.19=2.41（10KN）0R(*)=14.73/1.2=12.27＞S(*)0d1所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=1.60MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.75MpaAJRR62 水利水电工程专业毕业设计R(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.07Mpa0AJCC所有，坝体上游应力不出现拉应力，满足要求（16）河床左右岸最高坝段设计洪水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=156.44（10KN）R3抗力效应函数：左岸：R(*)fWcA=304.53（10KN）RRRR3右岸：R(*)fWcA=272.49（10KN）RRRR左岸：f=1.1/1.3,CR=1.2/3.0R右岸：f=1.0/1.3,CR=1.0/3.0R②01.1，1.0，d11.23左岸:S(*)=1.1×1.0×156.44=172.08（10KN）0R(*)=304.53/1.2=253.78＞S(*)0d13右岸:S(*)=1.1×1.0×156.44=172.08（10KN）0R(*)=272.49/1.2=227.07＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=4.80MpaAJRR63 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.28MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝趾抗压强度满足要求C、坝体坝踵拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝踵垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTRRR1.06Mpa0AJRR所有，坝踵垂直应力不出现拉应力，满足要求（17）河床左右岸最高坝段设计洪水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=36.57（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.49（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×36.57=40.22（10KN）0R(*)=79.49/1.2=66.24＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=2.32MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.864 水利水电工程专业毕业设计WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.55MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d1所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.46Mpa0AJCC所有，坝体上游垂直应力不出现拉应力，满足要求（18）河床左右岸最高坝段设计洪水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.34（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.69（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，1.0，d11.23S(*)=1.1×1.0×2.34=2.57（10KN）0R(*)=14.69/1.2=12.24＞S(*)0d1所以，设计洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=1.66MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.11.0d11.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.82MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d165 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计所以，坝体截面下游抗压强度满足要求C、坝体上游面拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：坝体上游应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为：WMTCCC0.02Mpa0AJCC所有，坝体上游应力不出现拉应力，满足要求（19）河床左右岸最高坝段校核洪水位时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=158.25（10KN）R3抗力效应函数：左岸：R(*)fWcA=303.76（10KN）RRRR3右岸：R(*)fWcA=271.79（10KN）RRRR左岸：f=1.1/1.3,CR=1.2/3.0R右岸：f=1.0/1.3,CR=1.0/3.0R②01.1，0.85，d21.23左岸：S(*)=1.1×0.85×158.25=147.96（KN）0R(*)=303.76/1.2=253.13＞S(*)0d23右岸：S(*)=1.1×0.85×158.25=147.96（10KN）0R(*)=271.79/1.2=226.49＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=4.93MpaAJRR66 水利水电工程专业毕业设计抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=4.61MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝趾抗压强度满足要求（20）河床左右岸最高坝段校核洪水位时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=38.41（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.27（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×38.41=35.92（10KN）0R(*)=79.27/1.2=66.06＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=2.49MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.33MpaAJRR67 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计R(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求（21）河床左右岸最高坝段校核洪水位时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.76(10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.59（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×2.76=2.58（10KN）0R(*)=14.59/1.2=12.16＞S(*)0d2所以，校核洪水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=1.81MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.69MpaAJRR68 水利水电工程专业毕业设计R(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求（22）河床左右岸最高坝段正常蓄水位地震时1-1面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=183.88（10KN）R3抗力效应函数：左岸：R(*)fWcA=314.53（10KN）RRRR3右岸：R(*)fWcA=281.14（10KN）RRRR左岸：f=1.1/1.3,CR=1.2/3.0R右岸：f=1.0/1.3,CR=1.0/3.0R②01.1，0.85，d21.23左岸：S(*)=1.1×0.85×183.88=171.93（10KN）0R(*)=314.53/1.2=262.11＞S(*)0d23右岸：S(*)=1.1×0.85×183.88=171.93（10KN）0R(*)=281.14/1.2=234.28＞S(*)0d2所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=5.58MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.869 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.22MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝趾抗压强度满足要求（23）河床左右岸最高坝段正常蓄水位地震时2-2面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=39.65（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=79.56（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×39.65=37.07（10KN）0R(*)=79.56/1.2=66.3＞S(*)0d2所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m2)=3.12MpaAJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=2.92MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求70 水利水电工程专业毕业设计（24）河床左右岸最高坝段正常蓄水位地震时3-3面坝体的强度和抗滑稳定承载能力验算a、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3①作用效应函数：S(*)P=2.60（10KN）R3抗力效应函数：R(*)fWcA=14.73（10KN）RRRRf=0.97/1.3,CR=1.57/3.0R②01.1，0.85，d21.23S(*)=1.1×0.85×2.60=2.43（10KN）0R(*)=14.73/1.2=12.27＞S(*)0d2所以，正常蓄水位时坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定性满足要求。b、坝体截面下游抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR2①作用效应函数：S(*)()(1m)=1.78Mpa2AJRR抗力效应函数:R(*)25.4Mpa②01.10.85d21.8WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=1.67MpaAJRRR(*)=14.11Mpa＞S(*)0d2所以，坝体截面下游抗压强度满足要求第五节应力计算一、边缘应力按照实体重力坝坝面应力基本公式71 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计uWM上游面垂直正应力：6y2TTdWM下游面垂直正应力：6y2TTuuu上游面剪应力：(pp)nuyudd下游面剪应力：(p"p)myuuuuu2上游面水平正应力：(pp)(pp)nxuuydddd2下游面水平正应力：(p"p)(p"p)mxuyuu2u2u上游面主应力：1(1n)yn(ppu)uupp2ud2d2d下游面主应力：1(1m)ym(p"pu)ddp"p2u式中：T——坝体计算截面沿上、下游方向的宽度；n——上游坝面坡率；m——下游坝面坡率；p、p’——计算截面处上、下游坝面所受到的水压力强度（如有泥沙压力、地震动水,压力时应计入在内）；udp、p——计算截面处上、下游坝面处的扬压力强度；uuΣW——计算截面上全部垂直力之和（包括坝体自重、水重、淤沙重及计算的扬压力等），以下向下为正，对于实体重力坝，均切取单位宽度坝体为准（下同）；ΣM——计算截面上全部垂直力及水平力对于计算截面形心的力矩之和，以使上游面产生压应力者为正。二、内部应力垂直正应力：yabxdWMay62TT72 水利水电工程专业毕业设计ud12Myyb3TT2剪应力：abxcx111da16Pudb(24)/T1T6Pud2c(33)/T1T式中:P——计算截面在上、下游坝面所受到的水平总荷载（如有泥沙压力、地震动水压力时应计入在内）水平正应力：abxx33da3x1udb()3xxTxyyx22主应力：()122xyyx22()12220.5arctan()yx式中：以顺时针为正。三、应力计算结果1、河床中部最高坝段表3-25非溢流坝1-1截面正常蓄水位下的应力计算表标准值▽上游375.502A（m)154.67ΣW(KN)348592.00▽坝基190.00T（m）154.67ΣP(KN)-186792.0▽下游225.50水的容重9.81ΣM(KN*m)-4350180▽287.60泥沙的浮重度（KN/m3泥沙)12.0073 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计uup(Kpa)2313.69pu(Kp)1819.76p-pu(Kp)493.93n0.15ddp"(Kpa)348.26pu(Kp)348.26p"-pu(K)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)1162.73的边缘正应3344.98d力σy(KPa)uτ(KPa)-100.32边缘剪应力dτ(KPa)2508.73u铅直截面上σx(KPa)508.98的边缘正应1881.55d力σx(KPa)uσ1(KPa)1177.78uσ2(KPa)493.93边缘主应力dσ1(KPa)5226.53dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a3344.98面上的正应σy=a+bx-14.11力σyba12508.73坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb1-16.73τc10.00坝内水平正a31881.55σx=a3+b3x应力σxb3-8.87σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）03344.981881.552508.735226.530.00-36.87103203.881792.802341.324943.6553.03-36.62203062.791704.062173.724660.84106.01-36.32302921.691615.312005.964378.13158.88-35.98402780.601526.571838.014095.60211.56-35.58502639.501437.831669.893813.36263.97-35.11602498.411349.081501.593531.54315.94-34.5374 水利水电工程专业毕业设计702357.311260.341333.123250.37367.28-33.82802216.211171.591164.472970.15417.66-32.92902075.121082.85995.652691.40466.57-31.761001934.02994.10826.642414.96513.17-30.191101792.93905.36657.472142.37555.92-27.991201651.83816.61488.111876.60591.84-24.731301510.74727.87318.581624.00614.61-19.571401369.64639.12148.871398.82609.95-11.09154.671162.73508.98-100.321177.78493.938.53表3-26非溢流坝2-2截面正常蓄水位下的应力计算表标准值▽上游375.502A（m)64.67ΣW(KN)62852.31▽坝基290.00T（m）64.67ΣP(KN)-35944.2▽下游225.50水的容重9.81ΣM(KN*m)-326662▽290.00泥沙的浮重度（KN/m3泥沙)12.00uup(Kpa)838.76pu(Kpa)838.76p-pu(Kpa)0.00n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)503.25的边缘正应1440.69d力σy(KPa)uτ(KPa)-75.49边缘剪应力dτ(KPa)1080.51u铅直截面上σx(KPa)11.32的边缘正应810.39d力σx(KPa)uσ1(KPa)514.57uσ2(KPa)0.00边缘主应力dσ1(KPa)2251.07dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a1440.69σy=a+bx面上的正应b-14.5075 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计力σya11080.51坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb1-12.93τc1-0.08坝内水平正a3810.39σx=a3+b3x应力σxb3-12.36σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）01440.69810.391080.512251.070.00-36.87101295.72686.82943.581982.75-0.22-36.06201150.75563.25791.351701.1112.89-34.82301005.78439.68623.801407.7537.71-32.8040860.81316.11440.951106.7470.18-29.1550715.85192.54242.79811.1497.24-21.4360570.8868.9729.33572.5967.26-3.3364.67503.2511.32-75.49514.570.008.53表3-27非溢流坝3-3截面正常蓄水位下的应力计算表标准值▽上游376.00AΣW（16.002(KN)8398.74▽坝基355.21m)T（m）16.00水的容ΣP(KN)-2217.5▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-20788▽泥沙355.2112.00uup(Kpa)203.98pu(Kpa)203.98p-pu(Kpa)0.00n0.1576 水利水电工程专业毕业设计ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)37.71上的边缘1012.13d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-5.66d力τ(KPa)759.10u铅直截面σx(KPa)0.85上的边缘569.32d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)38.56u边缘主应σ2(KPa)0.00d力σ1(KPa)1581.45dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a1012.13截面上的σy=a+bx-60.90正应力σyba1759.10坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-137.10力τc15.58坝内水平a3569.32σx=a3+b3x正应力σxb3-35.53σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）01012.13569.32759.101581.450.00-36.871951.23533.79627.581403.8981.13-35.802890.33498.26507.231238.09150.50-34.433829.43462.73398.041084.32207.84-32.634768.53427.20300.01943.02252.71-30.185707.62391.67213.15814.96284.34-26.736646.72356.15137.44701.43301.43-21.7177 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计7585.82320.6272.90604.54301.90-14.408524.92285.0919.53526.50283.51-4.629464.02249.56-22.69466.39247.185.9710403.12214.03-53.74417.33199.8214.8111342.22178.50-73.64370.46150.2520.9912281.32142.97-82.36319.70104.5824.9913220.42107.44-79.93261.8066.0527.3814159.5171.91-66.34195.2036.2228.281598.6136.38-41.58119.4315.5626.591637.710.85-5.6638.560.008.53表3-28非溢流坝1-1截面设计洪水位下的应力计算表标准值▽上游376.22AΣW154.672（m)(KN)310795.74▽坝基190.00T（m）154.67ΣP水的(KN)-172320.3▽下游256.92容重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-4484574▽泥沙287.6012.00uup(Kpa)2320.75pu(Kpa)1826.82p-pu(Kpa)493.93n0.15ddp"(Kpa)656.49pu(Kpa)656.49p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)884.64上的边缘3134.31d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-58.61d力τ(KPa)2350.73u铅直截面σx(KPa)502.72上的边缘1763.05d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)893.43边缘主应uσ2(KPa)493.93力dσ1(KPa)4897.3678 水利水电工程专业毕业设计dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a3134.31截面上的σy=a+bx-14.55正应力σyba12350.73坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-16.82力τc10.01坝内水平a31763.05σx=a3+b3x正应力σxb3-8.15σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σ2(KPaxσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）2350.73134.311763.054897.360.00-36.87032183.32988.861681.564614.3356.09-36.671082017.62843.401600.074332.96110.52-36.442021853.42697.951518.594053.27163.26-36.183061690.92552.491437.103775.30214.29-35.874011529.92407.041355.613499.08263.57-35.525061370.62261.591274.123224.67311.04-35.096001212.82116.131192.642952.16356.61-34.587051056.71970.681111.152681.66400.16-33.93800901825.221029.66902.152413.39441.49-33.1079 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1001679.77948.17749.202147.70480.24-31.991101534.31866.69597.851885.23515.77-30.411201388.86785.20448.101627.30546.75-28.021301243.41703.71299.951377.03570.09-24.011401097.95622.22153.411143.13577.04-16.41154.67884.64502.72-58.61893.43493.938.53表3-29非溢流坝2-2截面设计洪水位下的应力计算表标准值▽上游376.222A（m)64.67ΣW(KN)62770.50▽坝基290.00T（m）64.67ΣP(KN)-36550.7▽下游256.92水的容重9.81ΣM(KN*m)-353984▽290.00泥沙的浮重度（KN/m3泥沙)12.00uup(Kpa)845.82pu(Kpa)845.82p-pu(Kpa)0.00n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)462.78的边缘正应1478.62d力σy(KPa)uτ(KPa)-69.42边缘剪应力dτ(KPa)1108.97u铅直截面上σx(KPa)10.41的边缘正应831.73d力σx(KPa)uσ1(KPa)473.19uσ2(KPa)0.00边缘主应力dσ1(KPa)2310.35dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a1478.62面上的正应σy=a+bx-15.71力σyb坝内剪应力a11108.972τ=a1+b1x+c1xτb1-14.0180 水利水电工程专业毕业设计c1-0.07坝内水平正a3831.73σx=a3+b3x应力σxb3-12.70σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）01478.62831.731108.972310.350.00-36.87101321.53704.72962.392023.722.52-36.12201164.44577.71802.771725.7716.37-34.96301007.34450.69630.111417.8640.18-33.0840850.25323.68444.401103.5070.43-29.6850693.16196.67245.65794.1595.68-22.3560536.0769.6633.85538.5167.22-4.1364.67462.7810.41-69.42473.190.008.53表3-30非溢流坝3-3截面设计洪水位下的应力计算表标准值▽上游376.222ΣWA（m)16.00(KN)8607.68▽坝基354.89T（m）16.00水的容ΣP(KN)-2319.8▽下游256.92重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-21916▽泥沙354.8912.00uup(Kpa)209.28pu(Kpa)209.28p-pu(Kpa)0.00n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力水平截面σu24.33y(KPa)上的边缘d1051.63正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-3.65d力τ(KPa)788.72铅直截面σu(KPa)0.55x81 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计上的边缘591.54d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)24.88u边缘主应σ2(KPa)0.00力dσ1(KPa)1643.17dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a1051.63截面上的σy=a+bx-64.21正应力σyba1788.72坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-142.35力τc15.80坝内水平a3591.54σx=a3+b3x正应力σxb3-36.94σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2τ(KPaσ2(KPaxσy(KPa)σx(KPa))σ1(KPa))υ(°）788.71051.63591.541643.170.00-36.8702652.1987.42554.601458.1583.88-35.8217527.2923.22517.671285.31155.57-34.4822413.8859.01480.731124.92214.82-32.7238312.1794.80443.79977.39261.21-30.3343222.0730.60406.86843.47293.98-26.9550143.4666.39369.92724.45311.86-22.03667602.19332.9876.53622.42312.74-14.8182 水利水电工程专业毕业设计8537.98296.0421.21539.83294.20-4.979473.77259.11-22.51476.11256.775.9210409.57222.17-54.63424.33207.4115.1211345.36185.23-75.14375.10155.4921.5912281.16148.30-84.05321.86107.5925.8413216.95111.36-81.36261.1467.1728.5114152.7474.42-67.06191.2435.9329.861588.5437.48-41.16111.4414.5829.101624.330.55-3.6524.880.008.53表3-31非溢流坝1-1截面校核洪水位的应力计算表标准值▽上游378.462342066.2A（m)154.67ΣW(KN)1▽坝基190.00T（m）154.67-173988.水的ΣP(KN)9▽下游260.46容重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-4661755▽泥沙287.6012.00up-pu(Kup(Kpa)2342.72pu(Kp)1848.79pa)493.93n0.15dp"-pu(Kdp"(Kpa)691.21pu(Kp)691.21p)0.00m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)1042.38上的边缘3380.93d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-82.27d力τ(KPa)2535.70u铅直截面σx(KPa)506.27上的边缘1901.78d正应力σx(KPa)u边缘主应σ1(KPa)1054.72u力σ2(KPa)493.9383 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计dσ1(KPa)5282.71dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a3380.93截面上的σy=a+bx-15.12正应力σyba12535.70坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-20.87力τc10.03坝内水平a31901.78σx=a3+b3x正应力σxb3-9.02σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σx(KPaσ2(KPaxσy(KPa))τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）1901.72535.73380.935282.710.00-36.870801811.52329.53229.734955.6885.60-36.5310501721.32128.43078.534633.90165.95-36.1620211631.01932.42927.334317.43240.99-35.7330931540.81741.52776.134006.32310.67-35.2440651450.61555.72624.933700.66374.90-34.6650471360.41375.12473.733400.57433.57-33.9860101270.11199.52322.533106.22486.49-33.1670841179.91029.02171.332817.88533.40-32.148058902020.121089.7863.732535.97573.89-30.8584 水利水电工程专业毕业设计31001868.92999.50703.482261.17607.25-29.141101717.72909.27548.341994.73632.27-26.801201566.52819.04398.311738.98646.59-23.411301415.32728.82253.381498.71645.43-18.221401264.12638.59113.551284.09618.61-9.98154.671042.38506.27-82.271054.72493.938.53表3-32非溢流坝2-2截面校核洪水位的应力计算表标准值▽上游376.222A（m)64.67ΣW(KN)62770.50▽坝基290.00T（m）64.67ΣP(KN)-36488.0▽下游260.46水的容重9.81ΣM(KN*m)-348673▽290.00泥沙的浮重度（KN/m3泥沙)12.00uup(Kpa)845.82pu(Kpa)845.82p-pu(Kpa)0.00n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)470.40的边缘正应1471.00d力σy(KPa)uτ(KPa)-70.56边缘剪应力dτ(KPa)1103.25u铅直截面上σx(KPa)10.58的边缘正应827.44d力σx(KPa)uσ1(KPa)480.99uσ2(KPa)0.00边缘主应力dσ1(KPa)2298.44dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a1471.00面上的正应σy=a+bx-15.47力σyb坝内剪应力ττ=a21+b1x+c1xa11103.2585 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计b1-13.71c1-0.07坝内水平正a3827.44σx=a3+b3x应力σxb3-12.63σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）01471.00827.441103.252298.440.00-36.87101316.27701.12959.312016.111.28-36.11201161.53574.80801.621721.7814.54-34.95301006.80448.48630.191416.8838.39-33.0540852.06322.16445.001105.0169.21-29.6250697.32195.83246.05797.8895.27-22.2360542.5969.5133.36544.9367.17-4.0164.67470.4010.58-70.56480.990.008.53表3-33非溢流坝3-3截面校核洪水位的应力计算表标准值▽上游378.462ΣWA（m)16.00(KN)8486.82▽坝基354.89T（m）16.0ΣP水的容(KN)-2750.5▽下游260.46重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-26722▽泥沙354.8912.00uup(Kpa)231.25pu(Kpa)231.25p-pu(Kp)0.00n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kp)0.00m0.75边缘应力uσy(KP水平截面-95.88a)上的边缘dσy(KP正应力1156.73a)u边缘剪应τ(KPa14.3886 水利水电工程专业毕业设计力)dτ(KPa867.55)uσx(KP铅直截面-2.16a)上的边缘dσx(KP正应力650.66a)uσ1(KP-98.03a)uσ2(KP0.00边缘主应a)力dσ1(KP1807.39a)dσ2(KP0.00a)内部应力坝内水平a1156.73截面上的σy=a+bx-78.29正应力σyba1867.55坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-154.22力τc16.31坝内水平a3650.66σx=a3+b3x正应力σxb3-40.80σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σy(KPσx(KPτ(KPaxa)a))σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）1156.7867.5650.661807.390.00-36.870351078.4719.6609.861600.9687.34-35.9814321000.1569.06584.31407.43161.79-34.8887 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计53461.6921.87528.261226.90223.22-33.4634351.5843.58487.461059.60271.43-31.5746254.1765.29446.65905.89306.06-28.9650169.2687.00405.85766.44326.42-25.14647608.71365.0597.00642.62331.15-19.268530.43324.2537.37536.99317.69-9.969452.14283.45-9.64452.69282.903.2610373.85242.65-44.05387.27229.2316.9411295.56201.85-65.84329.52167.8927.2812217.27161.05-75.02269.27109.0534.7313138.99120.25-71.59201.8157.4241.271460.7079.44-55.54126.4013.74-40.2115-17.5938.64-26.8949.43-28.38-21.8616-95.88-2.1614.380.00-98.038.53表3-34非溢流坝1-1截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游375.502ΣWA（m)154.67(KN)348592.00▽坝基190.00T（m）154.67水的容ΣP(KN)-204160.0▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-191895▽泥沙287.6012.00upu(Kpup(Kpa)2344.17a)1819.76p-pu(Kpa)524.41n0.15ddpu(Kpp"-pu(Kpap"(Kpa)344.81a)348.26)-3.44m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)2205.7288 水利水电工程专业毕业设计上的边缘2301.98d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-252.20d力τ(KPa)1729.07u铅直截面σx(KPa)562.24上的边缘1293.36d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)2243.55u边缘主应σ2(KPa)524.41力dσ1(KPa)3598.79dσ2(KPa)-3.44内部应力坝内水平a2301.98截面上的σy=a+bx-0.62正应力σyba11729.07坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb19.75力τc1-0.15坝内水平a31293.36σx=a3+b3x正应力σxb3-4.73σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σx(KPaxσy(KPa))τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）1293.31729.02301.983598.79-3.44-36.870671246.01812.02295.763657.40-115.55-36.9210901198.81865.72289.543688.00-199.64-36.8520251151.51890.32283.313690.64-255.78-36.673053402277.091104.21885.73665.48-284.12-36.3689 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计731057.01851.92270.863612.81-284.94-35.9350061009.71789.02264.643533.04-258.67-35.3460311696.82258.42962.463426.84-205.96-34.557091575.52252.19915.193295.24-127.86-33.508091425.12245.97867.923139.89-26.01-32.109021245.42239.74820.652963.6196.78-30.1610081036.62233.52773.382771.39235.51-27.4211061202227.30726.11798.672572.72380.68-23.391302221.07678.83531.502386.50513.41-17.291402214.85631.56235.152249.04597.38-8.27-252.22205.72562.242243.55524.418.53154.670表3-35非溢流坝1-1截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游376.00154.2ΣWA（m)91(KN)317813.88▽坝基190.00T（m）154.91水的容ΣP(KN)-205174.4▽下游225.50重9.81ΣM12.03泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-187858▽泥沙287.600up-pu(Kpaup(Kpa)2349.15pu(Kpa)1824.66)524.49n0.15ddpu(Kpp"-pu(Kpp"(Kpa)344.81a)348.26a)-3.44m0.75边缘应力90 水利水电工程专业毕业设计u水平截面σy(KPa)2004.70上的边缘2098.64d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-222.03d力τ(KPa)1576.56u铅直截面σx(KPa)557.80上的边缘1178.98d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)2038.00u边缘主应σ2(KPa)524.49力dσ1(KPa)3281.07dσ2(KPa)-3.44内部应力坝内水平a2098.64截面上的σy=a+bx-0.61正应力σyba11576.56坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb113.46力τc1-0.16坝内水平a31178.98σx=a3+b3x正应力σxb3-4.01σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）1178.91576.52098.643281.07-3.44-36.870861138.81694.92092.583376.50-145.04-37.1410871098.71781.02086.513440.86-255.57-37.2520811058.61834.62080.453474.05-334.92-37.223088402074.381018.51855.93476.08-383.12-37.0691 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计891844.92068.32978.483447.11-400.32-36.775021801.42062.25938.373387.41-386.78-36.346091725.62056.19898.273297.45-342.98-35.737081617.52050.12858.173177.96-269.67-34.898011476.92044.06818.073030.20-168.06-33.739071304.02038.00777.972856.26-40.29-32.1110071098.72031.93737.872660.04109.76-29.7511091202025.87697.77861.142449.26274.38-26.181302019.80657.67591.132240.56436.91-20.481402013.74617.57288.752071.10560.21-11.24-222.02004.70557.802038.00524.498.53154.913表3-36非溢流坝2-2截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游375.5064.6262852.3A（m)T（m）64.677ΣW(KN)1▽坝基290.00ΣP(KN)-39633.2▽下游225.50水的容重9.8112.03泥沙的浮重度（KN/m)ΣM(KN*m)-711272▽泥沙290.000upu(Kpaup(Kpa)854.48)838.76p-pu(Kpa)15.73n0.15dpu(Kpadp"(Kpa)0.00)0.00p"-pu(Kp)0.00m0.75边缘应力92 水利水电工程专业毕业设计u水平截面上的σy(KPa)-48.62d边缘正应力σy(KPa)1992.55uτ(KPa)9.65边缘剪应力dτ(KPa)1494.41u铅直截面上的σx(KPa)14.28d边缘正应力σx(KPa)1120.81uσ1(KPa)-50.06uσ2(KPa)15.73边缘主应力dσ1(KPa)3113.36dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截面a1992.55σy=a+bx上的正应力σyb-31.57a11494.41坝内剪应力ττ=a21+b1x+c1xb1-35.87c10.20坝内水平正应a31120.81σx=a3+b3x力σxb3-17.11σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）1120.81494.41992.553113.360.00-36.870111155.61676.90949.692524.82101.77-36.27107201361.25778.58856.861974.95164.88-35.61301045.59607.46597.981463.37189.69-34.9440729.94436.34379.02989.60176.69-34.4150414.29265.22199.99553.18126.33-34.786098.6494.1160.89157.3035.44-43.9364.67-48.6214.289.6515.73-50.068.5393 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计表3-37非溢流坝3-3截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游375.502A（m)16.0ΣWT（m）16.00(KN)8646.53▽坝基354.89水的容ΣP(KN)-2580.9▽下游225.50重9.81ΣM12.03泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-25248▽泥沙354.890uup(Kpa)204.44pu(Kpa)202.22p-pu(Kpa)2.22n0.15ddp"(Kpa)0.00pu(Kpa)0.00p"-pu(Kpa)0.00m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)-51.35上的边缘1132.17d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)8.04力dτ(KPa)849.12u铅直截面σx(KPa)1.02上的边缘636.84d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)-52.56u边缘主应σ2(KPa)2.22d力σ1(KPa)1769.01dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a1132.17截面上的σy=a+bx-73.97正应力σyba1849.12坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-152.80力τc16.26坝内水平a3636.84σx=a3+b3x正应力σxb3-39.7494 水利水电工程专业毕业设计σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σx(KPaσ2(KPaxσy(KPa))τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）01132.17636.84849.121769.010.00-36.8711058.20597.10702.591567.1088.20-35.922984.23557.37568.591378.12163.47-34.713910.26517.63447.121202.26225.63-33.154836.29477.89338.171039.80274.37-31.045762.32438.15241.75891.29309.17-28.086688.35398.41157.86757.71329.05-23.727614.38358.6786.50640.89332.16-17.048540.41318.9327.67543.81315.53-7.019466.44279.19-18.63468.27277.365.6310392.47239.45-52.41408.70223.2217.2111318.50199.71-73.66353.72164.4925.5612244.53159.98-82.37294.84109.6631.4213170.56120.24-78.56227.8962.9036.121496.5980.50-62.23151.2925.8041.321522.6240.76-33.3666.26-2.88-37.4016-51.351.028.042.22-52.568.532、河床左岸实际最高坝段表3-38左岸非溢流坝1-1截面正常蓄水位下的应力计算表标准值▽上游375.50143.82307702.8A（m)7ΣW(KN)0▽坝基202.00T（m）143.87-163571.水的容ΣP(KN)2▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-3512657▽泥沙287.6012.00u1702.0p-pu(Kpup(Kpa)2135.24pu(Kp)4)433.20n0.1595 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计ddp"(Kpa)230.54pu(Kp)230.54p"-pu(K)0.00m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)1120.53上的边缘3157.13d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-103.10d力τ(KPa)2367.85u铅直截面σx(KPa)448.67上的边缘1775.89d正应力σx(KPa)uσ1(KPa)1135.99u边缘主应σ2(KPa)433.20d力σ1(KPa)4933.02dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平a3157.13截面上的σy=a+bx-14.16正应力σyba12367.85坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb1-16.98力τc10.00坝内水平a31775.89σx=a3+b3x正应力σxb3-9.23σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σx(KPaσ2(KPaxσy(KPa))τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）1775.82367.83157.134933.020.00-36.870951683.62197.83015.574646.1653.04-36.5710381591.32027.62874.014359.34106.04-36.222084302732.441499.11857.14072.63158.94-35.8296 水利水电工程专业毕业设计241406.81686.32590.883786.14211.61-35.3340771314.61515.32449.313500.03263.90-34.7450141222.31344.02307.753214.52315.59-34.0160631130.11172.42166.192929.96366.33-33.0870061037.81000.62024.622646.89415.58-31.888053901883.06945.60828.522366.25462.40-30.251001741.50853.34656.152089.72505.12-27.961101599.93761.09483.521820.59540.43-24.531201458.37668.83310.611565.92561.28-19.101301316.81576.58137.441341.50551.88-10.19143.871120.53448.67-103.101135.99433.208.53备注：正常蓄水位下2-2，3-3断面应力与河床中部最高坝段相同。表3-39左岸非溢流坝1-1截面设计洪水位下的应力计算表标准值▽上游376.22143.82299850.2A（m)7ΣW(KN)4▽坝基202.00T（m）143.87水的容ΣP(KN)-152713.5▽下游256.92重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-3522327▽泥沙287.6012.00u1709.1p-pu(Kpaup(Kpa)2142.30pu(Kp)0)433.20n0.15ddp"(Kpa)538.77pu(Kp)538.77p"-pu(Kp)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)1063.14的边缘正应dσy(KPa)3105.3597 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计力uτ(KPa)-94.49边缘剪应力dτ(KPa)2329.01u铅直截面上σx(KPa)447.37的边缘正应1746.76d力σx(KPa)uσ1(KPa)1077.32uσ2(KPa)433.20边缘主应力dσ1(KPa)4852.11dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a3105.35面上的正应σy=a+bx-14.20力σyba12329.01坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb1-19.17τc10.02坝内水平正a31746.76σx=a3+b3x应力σxb3-9.03σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σ2(KPaxσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）1746.73105.352329.014852.110.00-36.87061656.42963.402138.924546.4473.40-36.511041566.12821.451952.064244.27143.30-36.092021475.82679.491768.433945.68209.61-35.603001385.42537.541588.033650.79272.23-35.03408502395.591295.11410.873359.74331.01-34.3598 水利水电工程专业毕业设计61204.82253.631236.943072.74385.73-33.516041114.52111.681066.242790.15436.05-32.477021024.21969.73898.782512.50481.43-31.13800901827.77933.88734.542240.66520.99-29.341001685.82843.56573.541976.24553.14-26.861101543.87753.24415.781722.26574.85-23.221201401.91662.92261.241484.94579.90-17.631301259.96572.60109.941277.12555.45-8.87143.871063.14447.37-94.491077.32433.208.53备注：设计洪水位下2-2，3-3断面应力与河床中部最高坝段相同。表3-40左岸非溢流坝1-1截面校核洪水位的应力计算表标准值▽上游378.462299363.2A（m)143.87ΣW(KN)5▽坝基202.00T（m）143.87水的容ΣP(KN)-154535.1▽下游260.46重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-3829201▽泥沙287.6012.00up-pu(Kpup(Kpa)2164.27pu(Kp)1731.07a)433.20n0.15dp"-pu(Kdp"(Kpa)573.49pu(Kp)573.49p)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)970.80的边缘正应3190.93d力σy(KPa)uτ(KPa)-80.64边缘剪应力dτ(KPa)2393.20u铅直截面上σx(KPa)445.3099 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计的边缘正应1794.90d力σx(KPa)uσ1(KPa)982.89uσ2(KPa)433.20边缘主应力dσ1(KPa)4985.83dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a3190.93面上的正应σy=a+bx-15.43力σyba12393.20坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb1-20.62τc10.02坝内水平正a31794.90σx=a3+b3x应力σxb3-9.38σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σ2(KPaxσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）03190.931794.902393.204985.830.00-36.87103036.611701.092189.384657.7979.90-36.52202882.291607.281990.324334.70154.86-36.12302727.971513.471796.024016.62224.82-35.66402573.651419.661606.483703.61289.69-35.12502419.331325.851421.703395.80349.38-34.48602265.011232.041241.693093.34403.70-33.71702110.681138.231066.432796.50452.41-32.74801956.361044.42895.942505.68495.10-31.51901802.04950.61730.202221.57531.08-29.881001647.72856.80569.231945.38559.14-27.611101493.40762.99413.021679.52576.87-24.261201339.08669.18261.561429.11579.15-18.991301184.76575.36114.871205.70554.43-10.33100 水利水电工程专业毕业设计1401030.44481.55-27.061031.77480.222.82143.87970.80445.30-80.64982.89433.208.53备注：校核洪水位下2-2，3-3断面应力与河床中部最高坝段相同。表3-41左岸非溢流坝1-1截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游375.50143.82307702.8A（m)7ΣW(KN)0▽坝基202.00T（m）143.87水的容ΣP(KN)-180159.2▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-169207▽泥沙287.6012.00uupu(Kpap-pu(Kpp(Kpa)2163.75)1702.04a)461.71n0.15ddpu(Kpap"-pu(Kp"(Kpa)228.26)230.54p)-2.28m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)2089.78的边缘正应2187.88d力σy(KPa)uτ(KPa)-244.21边缘剪应力dτ(KPa)1642.62u铅直截面上σx(KPa)498.34的边缘正应1229.69d力σx(KPa)uσ1(KPa)2126.41uσ2(KPa)461.71边缘主应力dσ1(KPa)3419.85dσ2(KPa)-2.28内部应力坝内水平截a2187.88面上的正应σy=a+bx-0.68力σyb坝内剪应力τ=a21+b1x+c1xa11642.62101 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计τb19.95c1-0.16坝内水平正a31229.69σx=a3+b3x应力σxb3-5.08σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）1229.61642.62187.883419.85-2.28-36.870921178.81726.1-117.42181.063477.32-36.91105011128.01777.5-201.72174.243504.02-36.80202161077.11796.8-255.42167.423500.02-36.56308521026.31784.1-278.62160.613465.58-36.18404331739.3-271.72153.79975.513401.06-35.6450461662.4-235.42146.97924.673307.08-34.9160941553.5-170.62140.15873.843184.62-33.9170641412.52133.33823.003035.28-78.95-32.568071239.52126.51772.172861.7736.91-30.689021034.32119.69721.332669.04171.98-27.9710091102112.87670.50797.212466.69316.67-23.931202106.05619.66527.952274.49451.23-17.691302099.23568.83226.632132.09535.97-8.25143.872089.78498.34-244.212126.41461.718.53102 水利水电工程专业毕业设计备注：正常蓄水位下地震的2-2，3-3断面应力与河床中部最高坝段相同。3、河床右岸实际最高坝段河床右岸实际最高坝段与左岸相同。四、应力分布图对于河床中部的最高坝段应力分布图如下，河床左右岸最高坝段应力分布与此类似。1、正常蓄水位的分布图的分布图yx的分布图主矢量分布图103 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计2、正常蓄水位的地震情况的分布图的分布图yx的分布图主矢量分布图3、设计洪水位104 水利水电工程专业毕业设计的分布图的分布图yx的分布图主矢量分布图4、校核洪水位的分布图的分布图yx105 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计的分布图主矢量分布图第四章溢流坝段剖面设计第一节孔口设计一、孔口净宽拟定单个孔口宽b一般为8～16m,由调洪演算结果本设计每孔宽度取为15m,共分为7孔，总的孔口净宽为B=105m。二、溢流坝段总长度确定L=B+（N-1)d+2tB-表示溢流堰净宽,根据调洪演算得105m；N-表示闸孔数，满足闸门开启要求取7孔；闸墩厚度取d=4.0m，边墩厚度取t=2.0m；L经计算得133.0m三、闸门设计检修闸门采用平板闸门，工作闸门采用圆弧形106 水利水电工程专业毕业设计工作闸门高=H正-H堰+0.2m=375.5-354+0.2=21.7m第二节消能防冲一、消能防冲设计H江枢纽设计水头较高，下落有一定水垫深度，且某岩条件良好，同时挑流消能具有结构简单，工程段资省，检修施工方便等特点，故D江枢纽最终采用挑流消能的消能方式。二、挑流鼻坝设计1、挑流鼻坎型式连续式鼻坝虽然存在水在空气中扩散掺气的消能作用较差动式鼻坝差，冲刷坑较深，引起下游水位波动也较剧裂的缺点，但由于它构造简单，施工方便，水流平顺，射程较远的优点得到普遍采用，D江枢纽挑流消能执流鼻坝型式采用连续式。2、挑射角。。H江枢纽鼻坝挑射角ψ采用30，即ψ=303、鼻坝高程鼻坝高程与工程布置相有关，一般应高于游最高位约1~2m，以利于挑流水舌下缘的掺气。H江枢纽下游最高水位为校核洪水位相应的下游水位，其值为260.46m，故可取鼻坝高程262m。三、反弧半径的确定①鼻坎处水流平均流速v按下式计算：v2gH（4-1）0——堰面流速系数H——库水位至坎顶的高差0107 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计=45.89m/sQ②因为QABh，所以鼻坝平均水深为：h（4-2）Bv3Q——校核洪水时溢流坝下泄流量为m/s；B——鼻坎处水面宽度，m。h=Q/(Bv)=(28412-2500)/(105*45.89)=5.9m③反弧半径R(4～10)=23.4～58.5取R=48.05m四、挑距和冲抗的估算①连续式挑流鼻坎的水舌挑距L按水舌外缘计算：根据《混凝土重力坝设计规范》公式C5：1222L[vsincosvcosvsin2g(hh)]（4-3）11112g式中：L——坝下游垂直面到挑流水舌外缘进入下游水面后与河床面交点的水平距离，m；v——坝顶水面流速，m/s，按鼻坎处平均流速v的1.1倍计，即计算时1v1.1v1.12gH（Ho为水库水位至坝顶的落差，m）；10——鼻坎的挑角，（度）；h1——坝顶垂直方向水深，m，h1hcos，h为坎顶平均水深；——堰面流速系数；T——最大冲坑深度，由河床面至坑底，m；1222L(1.145.89)sin30cos301.145.89cos30(1.145.89)sin3029.81(5.172)9.81=319m②最大冲坑水垫厚度估算：参见《混凝土重力坝设计规范》公式。0.50.25tkqH（4-4）k"0.50.25tkqHH（4-5）k2式中：tk——水垫厚度，自水面到坑底，m；v0.96(29.81(378.46262)"tk——冲坑深度，m；108 水利水电工程专业毕业设计3q——单宽流量，m/s；H——上、下游水位差，m;H2——下游水深,m;k—冲坑系数，坚硬基岩取k0.9~1.2，坚硬但完整性较差的基岩k1.2~1.5，对于软弱破碎裂隙发育的基岩有k1.5~2.0。上游最高水位θ下游最高水位图4-1挑流消能简图28412-25002所以：q==246.78m/s1050.50.25t=1.2*246.78*（378.46-260.46）=62.13mk"t=62.13-(260.46-190）=-8.33m<0k满足《混凝土重力坝设计规范》7.4.2的规定要求。由此可知，挑流消能形成的冲坑不会影响大坝的安全。第三节剖面设计一、堰面曲线的拟定根据重力坝设计规范规定，采用开敞式溢流堰在堰顶下游的堰面曲线为：n(1n)xkHyd（4-6）式中：Hd——定型设计水头，按堰顶最大作用水头Hmax的75％～95％计算；经过曲线拟和最终确定Hd=20m。K、n——与上游坝面坡度有关的系数和指数，挡坝面铅直时，109 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计K=2.0,n=1.8501.85即堰面曲线为y=x/25.52上游面的曲线采用三段圆弧，堰顶为原点b1=0.175Hd=3.5m,R1=0.5Hd=10mb2=0.276Hd=5.52m,R2=0.2Hd=4mb3=0.2818Hd=5.64m,R3=0.04Hd=0.8mHmax采用倒悬堰顶，应满足d2Hmax(378.46354)=12.23m取13m。22水库校核洪水位图4-2倒悬示意图第四节荷载计算一、荷载的计算1、自重、水压力、扬压力、淤沙压力的计算公式见非溢流坝的荷载计算公式。2、校核水位时的动水压力1）直线段的动水压力：PhcosA水平段：Px=Psin110 水利水电工程专业毕业设计垂直段：P=Pcosyqv2）反弧段的动水压力：P=gR水平段：P=P（coscos)x垂直段：P=P（(sinsin)y3式中：——水的重度（KN/m）;h——垂直于过水面的水流厚度（m);o——斜坡与水平面的夹角为53;o——挑射角为30;2q——单宽流量（m/s),扣除发电流量后的单宽流量.v——流速（m/s）2A——直线段的单宽面积（m）二、荷载计算成果和强度稳定分析4-1溢流坝正常蓄水位下的1-1断面荷载计算标准值设计值`力矩标力矩设计33荷载作用及分（10KN）（10KN）力臂准值值33项系数垂直水平力垂直力水平（m）（10KN（10KN*力力*m）m）G1（1.0）18.018.0067.331211.991211.99G2（1.0）10.910.9961.31673.63673.63坝体G3（1.0）115.3115.3144.785163.965163.96自重G4（1.0）116.4116.429.431097.641097.64G5（1.0）106.6106.63-44.75-4771.61-4771.61水平168.7-61.83P上（1.0）168.78-10436.37-10436.37水压8力P下（1.0）-6.18-6.18-11.8373.1573.15垂直70.76P上（1.0）19.9419.941410.771410.77水压111 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计力Pskx28.9-32.5324.10-784.18-941.01泥沙（1.2）2压力Psky72.458.5710.29621.15745.38（1.2）U1（1.1）-24.02-26.4268.78-1652.07-1817.28扬压U2（1.2）-11.00-13.2037.29-410.24-492.29力U3（1.2）-14.24-17.09-26.44376.55451.86U4（1.2）-2.61-3.13-72.89190.38228.45343.9191.186.70337.72-7235.25-7401.72总计853抗滑稳定承载能力极限状态（基本组合）:3S(*)=1.1×1.0×191.53=210.68（10KN）0R(*)3=342.47/1.2=285.40（10KN）d1坝趾抗压强度承载能力极限状态（基本组合）：WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=6.94MpaAJRRR(*)=14.11Mpad1坝体坝踵拉应力正常使用极限状态验算（基本组合）：WMTRRR0.41Mpa0AJRR1结论：a、0S(*)≤R(*)在正常蓄水位的工况下稳定能够满足要求；d1WMTRRRb、0在正常蓄水位的工况下坝踵拉应力能够满足要求；AJRR1c、0S(*)≤R(*)在正常蓄水位的工况下坝趾抗压强度能够满足要求。d1表4-2溢流坝校核洪水位下的1-1断面荷载计算112 水利水电工程专业毕业设计设计值3标准值（10KN）力矩标准力矩设计3（10KN）荷载作用及分项系力臂值值水33数垂直（m）（10KN*（10KN*垂直力水平力平力m）m）力G1（1.0）0.960.9663.7961.0261.02G2（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自G3（1.0）122.88122.8846.095663.445663.44重G4（1.0）117.25117.259.151072.911072.91G5（1.0）112.07112.07-45.88-5141.52-5141.52174.2P上（1.0）174.21-62.82-10943.98-10943.98水平水1压力-24.3P下（1.0）-24.35-23.49571.93571.935垂直水P上（1.0）20.3720.3770.741441.191441.19压力P下（1.0）Pskx24.1028.92-32.53-784.18-941.01泥沙压（1.2）力Psky8.5710.2972.45621.15745.38（1.2）U1（1.1）-24.40-26.8468.78-1678.44-1846.28U2（1.2）-14.63-17.5535.12-513.61-616.33扬压力U3（1.2）-28.26-33.92-26.44747.38896.85U4（1.2）-5.18-6.22-72.89377.86453.43P1X动水压-2.37-2.48-124.73295.11309.86（1.05）力（直P1Y线段）1.771.867.3112.9813.63（1.05）PX动水压（1.-3.06-3.37-65.52200.69220.76力（反弧1）段）PY14.9716.47-52.22-781.67-859.84（1.113 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1）172.9总计344.38168.54335.63-7565.77-7686.593抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3S(*)=1.1×0.85×172.93=161.69（10KN）0R(*)3=340.7/1.2=283.92（10KN）d2坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=5.99MpaAJRRR(*)=14.11Mpad21结论：a、0S(*)≤R(*)在校核洪水位的工况下稳定能够满足要求；d21b、0S(*)≤R(*)在校核洪水位的工况下坝趾抗压强度能够满足要d2求。表4-3溢流坝正常蓄水位下地震的1-1断面荷载计算标准值设计值33荷载作用及分项系（10KN）（10KN）力臂数垂直水平垂直水平（m）力矩标准值力矩设计值33力力力力（10KN*m）（10KN*m）G1（1.0）0.960.9663.7961.0261.02G2（1.0）18.0018.0067.331211.991211.99坝体自G3（1.0）122.88122.8846.095663.445663.44重G4（1.0）117.25117.259.151072.911072.91G5（1.0）112.07112.07-45.88-5141.52-5141.52水平水P上（1.0）168.78168.78-61.83-10436.37-10436.37压力P下（1.0）-6.18-6.18-11.8373.1573.15垂直水70.76P上（1.0）19.9419.941410.771410.77压力114 水利水电工程专业毕业设计P下（1.0）泥沙压Pskx（1.2）24.1028.92-32.53-784.18-941.01力Psky（1.2）8.5710.2972.45621.15745.38U1（1.1）-24.02-26.4268.78-1652.07-1817.28U2（1.2）-11.00-13.2037.29-410.24-492.29扬压力U3（1.2）-14.24-17.09-26.44376.55451.86U4（1.2）-2.61-3.13-72.89190.38228.45F1(1.0)0.940.94-154.66-145.22-145.22F2(1.0)1.231.23-138.38-170.83-170.83F3(1.0)地震惯1.991.99-113.87-226.06-226.06性力F4(1.0)1.941.94-83.89-163.03-163.03F5(1.0)2.882.88-54.42-156.84-156.84F6(1.0)3.873.87-19.78-76.59-76.59地震动F0x上（1.0）5.495.49-100.17-549.47-549.47水压力F0x下（1.0）0.200.2019.173.853.85总计347.81205.25341.55210.07-9227.23-9393.71抗滑稳定承载能力极限状态（偶然组合）:3S(*)=1.1×0.85×210.07=196.41（10KN）0R(*)3=345.71/1.2=288.09（10KN）d1坝趾抗压强度承载能力极限状态（偶然组合）：WRMRTR20S(*)=0()(1m2)=6.67MpaAJRRR(*)=14.11Mpad11结论：a、0S(*)≤R(*)在正常蓄水位的地震工况下稳定能够满足要求；d2115 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1b、0S(*)≤R(*)在正常蓄水位的地震工况下坝趾抗压强度能够d2满足要求。第五节应力计算一、应力计算表1、边缘应力：计算公式同非溢流坝计算边缘应力公式。2、内部应力：计算公式同非溢流坝计算内部应力公式。3、计算表格：表4-4溢流坝1-1截面正常蓄水位下的应力计算表标准值▽上游375.50154.62343978.8A（m)7ΣW(KN)3▽坝基190.00T（m）154.67水的容ΣP(KN)-186704.6▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-7235250▽泥沙287.6012.00upu(Kpa1819.7up(Kpa)2313.69)6p-pu(Kpa)493.93n0.15ddpu(Kpap"-pu(Kpap"(Kpa)348.26)348.26)0.00m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)409.26的边缘正应4038.79d力σy(KPa)uτ(KPa)12.70边缘剪应力dτ(KPa)3029.09u铅直截面上σx(KPa)492.03的边缘正应2271.82d力σx(KPa)116 水利水电工程专业毕业设计uσ1(KPa)407.35uσ2(KPa)493.93边缘主应力dσ1(KPa)6310.61dσ2(KPa)0.00内部应力坝内水平截a4038.79面上的正应σy=a+bx-23.47力σyba13029.09坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb1-31.67τc10.08坝内水平正a32271.82σx=a3+b3x应力σxb3-11.51σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σ2(KPaxσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）2271.83029.04038.796310.610.00-36.870292156.72720.23804.125822.63138.24-36.5810522041.62427.03569.455350.03261.10-36.2620791926.62149.73334.784892.76368.62-35.9330001811.51888.03100.114450.77460.86-35.5840251696.41642.12865.444024.00537.89-35.2050531581.31411.92630.773612.37599.78-34.8160861466.31197.52396.103215.79646.61-34.397002117 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1351.22161.43998.822834.17678.48-33.968031236.11926.76815.862467.38695.53-33.539051121.01692.09648.642115.27697.89-33.1210081006.01457.41497.161777.70685.72-32.7911001201222.74890.93361.411454.51659.16-32.67130988.07775.86241.411145.66618.27-33.14140753.40660.78137.14851.84562.34-35.67154.67409.26492.0312.70493.93407.358.53表4-5溢流坝1-1截面正常蓄水位下地震校核洪水位的应力计算表标准值▽上游378.46154.62344381.8A（m)7ΣW(KN)9▽坝基190.00T（m）154.67-168535.水的容ΣP(KN)1▽下游260.46重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)295108▽泥沙287.6012.00uupu(Kpa1848.7p-pu(Kpap(Kpa)2373.69)9)524.90n0.15ddpu(Kpap"-pu(Kpp"(Kpa)684.38)691.21a)-6.83m0.75边缘应力u水平截面σy(KPa)2300.65上的边缘2152.61d正应力σy(KPa)u边缘剪应τ(KPa)-266.36d力τ(KPa)1619.58u铅直截面σx(KPa)564.85上的边缘1207.85d正应力σx(KPa)118 水利水电工程专业毕业设计uσ1(KPa)2340.61u边缘主应σ2(KPa)524.90d力σ1(KPa)3367.30dσ2(KPa)-6.83内部应力坝内水平a2152.61截面上的σy=a+bx0.96正应力σyba11619.58坝内剪应2τ=a1+b1x+c1xb13.83力τc1-0.10坝内水平a31207.85σx=a3+b3x正应力σxb3-4.16σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)力σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2σx(KPaσ2(KPaxσy(KPa))τ(KPa)σ1(KPa))υ(°）1207.81619.52152.613367.30-6.83-36.870581166.21647.52162.183385.37-56.91-36.5910831124.71654.72171.753383.82-87.36-36.2220151083.11641.22181.333362.90-98.44-35.7530361041.51607.02190.903322.93-90.47-35.1640641552.12200.47999.983264.35-63.89-34.435001476.42210.04958.413187.82-19.37-33.516041380.02219.61916.843094.2842.17-32.37705119 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1262.92229.18875.262985.16119.28-30.908051125.12238.76833.692862.67209.78-29.019021002248.33792.12966.582730.35310.09-26.501102257.90750.54787.312594.12414.32-23.131202267.47708.97587.322464.01512.42-18.501302277.04667.39366.612356.61587.83-12.241402286.61625.82125.172296.00616.44-4.29-266.32300.65564.852340.61524.908.53154.676表4-6溢流坝1-1截面正常蓄水位下地震的应力计算表标准值▽上游375.502347806.4A（m)154.67ΣW(KN)3▽坝基190.00T（m）154.67水的容ΣP(KN)-205247.2▽下游225.50重9.81ΣM3泥沙的浮重度（KN/m)(KN*m)-145222▽泥沙287.6012.00upu(Kpa1819.7up(Kpa)2344.17)6p-pu(Kpa)524.41n0.15ddpu(Kpap"-pu(Kpap"(Kpa)342.42)348.26)-5.83m0.75边缘应力u水平截面上σy(KPa)2212.35的边缘正应2285.20d力σy(KPa)uτ(KPa)-253.19边缘剪应力dτ(KPa)1718.27u铅直截面上σx(KPa)562.39的边缘正应1282.87d力σx(KPa)120 水利水电工程专业毕业设计uσ1(KPa)2250.33uσ2(KPa)524.41边缘主应力dσ1(KPa)3573.90dσ2(KPa)-5.83内部应力坝内水平截a2285.20面上的正应σy=a+bx-0.47力σyba11718.27坝内剪应力2τ=a1+b1x+c1xb110.32τc1-0.15坝内水平正a31282.87σx=a3+b3x应力σxb3-4.66σ1=(σx+σy)/2+{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)坝内主应力σ2=(σx+σy)/2-{[(σy-σx)/2]^2+τ2}^(1/2)σ1、σ2υ=arctan[-2τ/(σy-σx)]/2xσy(KPa)σx(KPa)τ(KPa)σ1(KPa)σ2(KPa)υ(°）02285.201282.871718.273573.90-5.83-36.87102280.491236.291806.523638.84-122.07-36.94202275.781189.701864.953675.14-209.66-36.88302271.071143.121893.563682.85-268.66-36.71402266.361096.541892.343662.12-299.22-36.41502261.651049.951861.293613.21-301.61-35.99602256.941003.371800.433536.57-276.26-35.40702252.23956.791709.743432.83-223.81-34.63802247.52910.201589.233303.03-145.31-33.59902242.81863.621438.903148.82-42.40-32.201002238.10817.041258.742973.0082.13-30.281102233.39770.451048.762780.57223.27-27.551202228.68723.87808.962581.05371.50-23.541302223.97677.29539.342393.46507.79-17.451402219.26630.70239.892254.69595.27-8.40154.672212.35562.39-253.192250.33524.418.53121 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计二、应力分布图1、正常蓄水位工况的、、与主矢量的分布图如下（三个截面）：yxxy图6-5y的分布图图6-6x的分布图图6-7xy的分布图图6-8主矢量分布图122 水利水电工程专业毕业设计2、校核水位工况的y、x、xy与主矢量的分布图如下（三个截面）：图6-9y的分布图图6-10x的分布图图6-11xy的分布图图6-12主矢量分布图123 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计3、正常水位+地震工况的y、x、xy与主矢量的分布图如下（三个截面）：图6-13y的分布图图6-14x的分布图图6-15xy的分布图图6-16主矢量分布图124 水利水电工程专业毕业设计第五章非溢流坝渗流和应力有限元计算第一节渗流有限元计算渗流计算按正常蓄水位情况下计算。从上游面开始，第一种材料为二级配混凝土（厚5m）、第二种材料为碾压混凝土、第三种材料为帷幕，第四种材料为碾压混凝土。网格划分为12个区。一、材料信息材料编号材料的渗透系数1碾压混凝土-92.3×102基岩-71.1×103二级配混凝土-101.8×104帷幕-81.0×10二、节点坐标节点编号xy10-154.672386.6725-154.673386.6725-504220.0025-505214.0025-50695.3375-50789.3375-5080-509386.6725010232.0025011220.0025012214.002501395.33750125 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计1489.337501584.337501677.33750170018157.00251001999.33751002092.337510021108.3375164.88672299.3375164.88672392.3375164.886724108.3375190.32599.3375190.32692.3375190.327205.4048135.463593三、渗流计算成果1、有限元网格图126 水利水电工程专业毕业设计图5-1有限元网格图2.流网图和指定截面的渗流量图5-2流网图和指定截面渗流量127 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计3、流动方向速度矢量图图5-3流动方向速度矢量图4、三个水平截面的渗透压力（扬压力）与之前计算的扬压力进行比较128 水利水电工程专业毕业设计结论：软件计算出来的的扬压力分布图面积偏大，因为没有考虑坝基排水的情况，导致坝基中间段的扬压力偏大，不过两者扬压力最大值和最小值基本相等。第二节有限元应力计算一、材料信息材料编号弹性模量1基岩1.35Mpa2帷幕3.5Mpa3二级配RCC3.5Mpa4碾压混凝土3.5Mpa二、应力计算成果1.成果图129 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计5-4有限元网格图130 水利水电工程专业毕业设计图5-5变形后的网格图131 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计图5-6位移矢量图图5-7X向位移分布图132 水利水电工程专业毕业设计图5-8y向位移分布图133 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计图5-9σx分布图134 水利水电工程专业毕业设计图5-9σy分布图图5-10τxy分布图135 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计图5-10σ1的分布图136 水利水电工程专业毕业设计图5-10σ2的分布图2.三个水平截面的应力分布图σx分布图σy分布图137 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计τxy分布图第六章第二建筑物（压力钢管）的设计计算第一节引水管道的布置一、压力钢管的型式本设计采用3#机组设计，坝后式厂房：采用坝内埋管和坝后背管。二、管道轴线布置1、确定压力钢管的经济直径经济流速取为v=6m/s，根据公式2QvA,AD/4（6-1）得到压力钢管直径D为10.67m。2、进水口高程取经济流速v=6m/s淹没水深ScrCVd（6-2）式中：d——闸门孔口高度，m；3V——闸门断面的水流速度，m/s；Scr——闸门门顶低于最低水位的临界淹没深度（m），考虑风浪影响时，计算中采用的最低水位比静水位约低半个浪高；138 水利水电工程专业毕业设计C——经验系数，C=0.55~0.73，对称进水口时取小值，侧向进水取大值。则ScrCVd=0.55615.35=12.93m▽进=▽死水位-Scr-h=330.1-12.93-15.35=301.82m进水口轴线高程=301.82+15.35/2=309.495m三、进水口设计1、进口段设计为三向收缩，底面设计为平面，上唇收缩曲线为四分之一椭圆，2222xyxy横剖面方程为：1，即12D(1.125D)214416（1.125）3水平剖面方程为：222xy122、采用平面拦污栅栅条厚度取为10mm,宽度取为150mm,间距取为200mm。3、渐变段：长度为1.5～2.0倍的钢管直径，选定渐变段长19m。图6-1取扩散角=7，h=2(19tan+R)=15.35m4、上弯段及下弯段设计：本坝取弯曲半径为25m（≥2.0~3.0D=21.4～32.1m）。第二节闸门及启闭设备（1）进水口通常设两道闸门，即事故闸门和检修闸门，事故闸门与检修闸门之间的距离为1.0m。（2）启闭设备安放在坝顶。139 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计第三节细部结构一、通气孔1、通气孔作用：设在事故闸门之后，当引水道充水时用以排气，当事故闸门，关闭芳空引水道时，用以补气，以防出现有害的真空。2、布置（1）闸门厚度取0.5m。（2）充水阀出水不要封堵下端孔口。（3）上断孔口高于H校核，取底高程379m。3、面积222取管道过水面积的5％～7％，即4.496m～6.294m,取5m。二、充水阀坝式进水口常设旁通管，管的上游通至上游坝面，下游接入事故闸门，旁通2管通过坝体廊道，在廊道中设充水阀。面积取通气孔面积的1/5，即1m。三、伸缩节在坝体与厂房间露出坝外的钢管上设置伸缩节第四节压力钢管结构设计一、确定钢管厚度拟定三个断面进行计算,分别取上平段，斜坡段，下平段截面计算公式为：rHaWPt（6-3）aR1f（6-4）R0dHKH（6-5）P式中:γ0——为结构重要性系数取为1.1140 水利水电工程专业毕业设计ra——钢管内径为5.34mυ——设计状况系数，持久状况为1.0，偶然状况为0.8γd——结构系数，考虑钢管及混凝土联合受力和焊缝系数（0.95）取为1.3f——钢材强度设计值，采用Q235钢f＝205Mpa,厚度16～40之间H——为上游设计水位到钢管中心线高程的距离；K——为考虑水锤作用以后的系数，进口处为1，出口处为1.3，中间沿管长直线布置。实际厚度=t+锈蚀厚度+磨损+厚度负偏差a设计水位工况下设计水位对应的三个断面的H分别为66.72m，112.96m，161.22m，对应的K值为1、1.15、1.31-1断面HPKH=166.72=66.72m11Rf=205143.36MPa1.111.30drHtaWP=5.359.8166.72a=24.4mmR143.36取ta26mm,实际厚度为28mm2-2断面HPKH=1.15112.96=129.904m11Rf=205143.36MPa1.111.30drHtaWP=5.359.81129.904a=47.5mmR143.36取ta48mm,实际厚度为50mm3-3断面HPKH=1.3161.22=209.586m11Rf=205143.36MPa1.111.30d141 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计rHtaWP=5.359.81209.586a=76.6mmR143.36取t77mm,实际厚度为79mma选用设计水位工况下的钢管厚度，考虑到锈蚀、磨损厚度及厚度负偏差（取2.0mm），钢管实际厚度为：28mm,50mm,79mm。二、承受内水压力的结构分析1、内水压力引起的钢管和砼应力外包混凝土厚度拟定为10.0m>0.8D，考虑混凝土和钢管联合受力。Ean==5.7222Ec2rbnt(1μ)(12μ)acc2raC=2rbr(1)a2ra215.345.72220.025（10.25）（1-20.2525.34=0.045215.345.34（-1）25.34222[(1pμa)EaTaa/δ]9.8166.72（1-0.3）-0Pc=2=21=623.51kpa(1μc)1-0.30.045a根据拉梅公式可以计算处外包混凝土各点的应力，公式如下22rrab混凝土环向应力2212pc（6-6）rbrara22rr混凝土径向应力a1bp(6-7)rr2r2r2cbaa混凝土轴向应力μ()(6-8)zcrθ列表应力计算：142 水利水电工程专业毕业设计r（m)(kpa)r(kpa)z(kpa)5.34-623.510474795.461878942.9878512410.34-118.7401299316.484245549.4360289215.340223.536826455.88420661环向应力分布示意图：环向应力分布图其中应力大于σct的那部分应力由外包混凝土所配的钢筋承担。2σct为判断混凝土开裂的拉应力值（N/mm）按素混凝土计算公式为：fmct（6-9）ct0dc式中：mc——为截面抵抗矩塑性系数可按DL/T5057-1996规范采用，为1.565；αct——为混凝土拉应力限制系数为0.7；ft——为混凝土抗拉强度,选用C30混凝土（ft=1.5Mpa）——为结构重要性系数取为1.1。0经计算3mcft1.5651.510ct=1067kpa0dc1.12＜所以不需配受力钢筋。ct此外，还应按构造配环向钢筋和架立钢筋143 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计2、配筋计算说明：＞，故混凝土不开裂，理论上不需要配筋，但由《水工混凝ctMax土结构设计规范》5.5.2得：对于遭受温度变化或湿度变化作用的素砼结构表面，宜配置构造钢筋，其主要约束方向的钢筋数量可采用构件截面面积的0.04%，但每米内不多于1200mm²,钢筋以小直径为宜，间距不宜大于250mm。由《水工钢筋混凝土结构学》附录3表2选定：受力钢筋取Φ12@100，A1131mm²，布置于距钢管轴线8.35m处；架立钢筋取Φ8@200，布置于受力s钢筋内侧，详见下图。ΦΦ@Φ@三、混凝土开裂情况的判别按照弹性力学厚壁圆筒多管法计算，钢管外包混凝土开裂情况分为未开裂、内圈部分开裂和裂穿三种情况。EEBCBEt1S2S200ct0ctS23ctp()t（6-10）max12EEC2CCC2式中：PMAX1——混凝土未开裂时的情况，是坝内埋管所能承受的最大内水压2力（N/mm）；δ1——钢管与混凝土间缝隙值（mm），δ1=0；2EsES2——平面应变问题的钢材弹性模E量（N/mm）Es2；21μs2ES——钢材的弹性模量（N/mm）；υS——钢材泊松比；r——钢管内半径（mm）；r=5.34m；144 水利水电工程专业毕业设计2(1)B0——参数，BCC，021Cr，υC——混凝土层相对开裂深度，取υC=4r5r4——混凝土开裂区半径（mm）,在混凝土未开裂的情况下，取r4=r，r5——混凝土圈外半径（mm）；2(1)C0——参数，CC，02C21CυC2——平面应变问题的混凝土泊松比，cc21cυC——混凝土泊松比，υC=0.25σCt——判别混凝土开裂的拉应力取值（mpa），按素混凝土抗弯构件计算ff取mct，或按钢筋混凝土构件计算正截面抗裂验算取mccttk，可ctct0dc0由设计者视具体情况而定，设计状况系数υ=1.0故未计入公式；γMC——截面抵抗矩的塑性系数，ft——混凝土轴心抗拉强度设计值（mpa）；γdc——素混凝土结构受拉破坏的结构系数ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值（mpa）；2EcEC2——平面应变问题的混凝土弹性模量（N/mm）Ec2；21μc2EC——混凝土弹性模量（N/mm）；t——钢管管壁厚度（mm）,t=28mm；t3——混凝土内部钢筋折算层厚度（mm），孔口实际配筋应由同时承受内水压力和坝体应力确定。A2（r2)=t2(r2)1000S3t=1.131mm3经计算得：5Es2.06105Es2==2.26410Mpa221μ1-0.3sr=5.34mr5.3440.348cr15.345145 碾压混凝土重力坝及防渗结构设计22(1)(10.348)0.348CCB=0.2728022110.348C2(1)10.3482CC02C2=20.3331.60911-0.348C0.25c=0.333c211-0.25c4Ec3.61104Ec2=3.8510Mpa221μ1-0.25cp=879.23Kpamax1p=654.52Kpap,混凝土未开裂情况max1四、钢管稳定强度分析1、抗外压稳定计算t1.70.25Pcr=612()σs（6-11）r3式中：t=28mm,r=5.3410mm,s由压力钢管规范查得fsk=225Mpat1.70.25281.70.25Pcr=612()σs=612（）225=0.315Mpar534011f=205159.29MpaRrr1.10.91.3od状况1：施工期灌浆压力pok=0.2Mpa，KC=2.0KCPok=2.00.2=0.4Mpa>Pcr=0.315Mpa故需设置加劲环,加劲环间距为:159.29Rl1.632t=1.6320.028=36.39maP0.2状况2：管道放空情况146 水利水电工程专业毕业设计气压差0.05～0.1Mpa，取P=0.1Mpa1-63渗水压力:P=H=0.759.811066.72100.491Mpa2hwPPP=0.1+0.491=0.591Mpa12KCPok=2.00.591=1.182Mpa>Pcr=0.315Mpa故需设加劲环，加劲环间距为：159.29Rl1.632t=1.6320.02511.08maP0.591取状况1和状况2的小值，确定加劲环的间距为l11.08m，取加劲环间距为11m2、抗外压稳定承载能力校核计算表4-1短暂状况压力钢管外压计算（Mpa）Pok工况lR施工情况0.236.39-38.14129.42放空气压0.1放差11.08-112.71129.42空情况坝体渗流0.4水压力91Prok注：-t1Rf，rd1.6，ro1.1，0.9，f205MparrodR故校核满足要求。147 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