水工建筑物課程設(shè)計(jì)(1)(已修改)
2025-01-25 07:33 本頁面
【正文】 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 1 水工建筑物設(shè)計(jì) 一、確定壩頂高程 H （分別按照設(shè)計(jì)情況和校核情況計(jì)算） 攔河壩為漿砌石重力壩，由溢流段和非溢流段組成，初步?jīng)Q定溢流段設(shè)在壩體中部。 重力壩的基本剖面為三角形剖面； 壩頂超高值△ h 的計(jì)算 ? ? ? ?l z ch h h h 式中： lh —— 波浪高度（ m）； zh —— 波浪中心高于靜水面的高度（ m）； ch —— 安全超高（ m），按下表選用。 安全超高表 hc 運(yùn)用情況 壩的級(jí)別 1 2 3 設(shè)計(jì)情況（基本情況） 校核情況（特殊情況） （ 1）計(jì)算波浪高度 hl ? ? ?5143l0h V D ?? (h ) 式中： 0V —— 計(jì)算風(fēng)速（ m/s） ,是指水面以上 10m高處的風(fēng)速，在正常運(yùn)用條件下的Ⅰ ，Ⅱ級(jí)壩，采用多年平均最大風(fēng)速的 ～ 倍，在設(shè)計(jì)中，取 ； D —— 風(fēng)作用于水域的長度（ km），即為吹程。（本設(shè)計(jì)中有庫區(qū)地形圖量得 D=） L—— 波長，以 m 計(jì)。 因此， 設(shè)計(jì)情況 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 2 ? ? ?5143l0h V D = （ *） 5/4 =（ m） ?? (h ) = =（ m） 校核情況 ? ? ?5143l0h V D = （ m） ?? (h ) = （ m） （ 2）計(jì)算波浪中心高于靜水面的高度 hz 設(shè)計(jì)情況 ?? ??? 2lz h 2hh cthLL 式中 : h—— 壩前水深，以 m 計(jì)； cth—— 數(shù)學(xué)中對(duì)數(shù)曲線函數(shù)，xxxxeecthx ee?? ? 值約等于 1。 2lz h 2hh cthLL?? ??? =（ m） 校核情況 2lz h 2hh cthLL?? ??? = (m) （ 3）安全超高 hc 根據(jù)本工程的建筑物級(jí)別 3 級(jí)，查《安全超高表》知： 設(shè)計(jì)情況 校核情況 hc= （ m） hc= （ m） 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 3 （ 4）計(jì)算壩頂超高值△ h ① 設(shè)計(jì)情況 ? ? ? ?l z ch h h h =++ =（ m） ② 校核情況 ? ? ? ?l z ch h h h =(m) H 的計(jì)算 ① 設(shè)計(jì)情況 H =設(shè)計(jì)洪水位 +△ h =+ =（ m ） ② 校核情況 H =校核洪水位 +△ h =+ =（ m） 壩頂高程取 值為 ； 設(shè)有 防 浪墻，則 防 浪墻頂高程為 米 。 :H1==（ m） 度 的確定。 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn) ， 上游壩坡系數(shù)常采用 n=0～ ； 下游壩坡系數(shù)常采用 m=～ ； 在此壩的設(shè)計(jì)中，采用上游壩坡系數(shù) n=, 上游起坡點(diǎn)高 度 *1／ 3=；經(jīng)過m 取各值的比較計(jì)算，采用下游壩坡系數(shù) m=。 . 二、 壩底高程的確定 根據(jù)本工程所處地質(zhì)條件及《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SDJ21— 78）要求： 100~50m的中壩可建在微風(fēng)化層至新鮮的基巖上；預(yù)估本壩的高度在此范圍內(nèi)，故地基開挖至新鮮 基巖上則 壩底高程 =183m 南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 4 因此，壩高 = 壩頂高程 H 頂 －壩底高程 H 底 = － 183m =（ m） 三、 壩頂 及壩底 寬度的確定 因無特殊要求， 根據(jù)規(guī)范的規(guī)定， 壩頂寬度可采用壩高的 8%～ 10%取值， 且不小于2m并應(yīng)滿足交通和運(yùn)行管理的需要。 我取 10%的壩高，即為 ，考慮到兩邊人行道等，取整為 7米。 壩底的寬度約為壩高的 ～ 倍，這里取 ，即 B =* = m。 下游起坡點(diǎn)高 度 247。 = 非溢流壩段剖面設(shè)計(jì) 一、壩體形狀的確定 為了便于布置進(jìn)口控制設(shè)備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)采用上游壩面上部鉛直，下部?jī)A斜；下游壩面亦為上部鉛直，下部?jī)A斜的形式。該形式為實(shí)際工程中經(jīng)常采用的一種形式，具有比較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。具體的上、下游的起坡點(diǎn)的高度將通過設(shè)定的不同的方案比較選擇最優(yōu)的來確定。（詳見非溢流壩剖面圖。） 二、壩頂寬度 根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，壩頂寬度一般取壩高的 8%10%，且不小于 2m 并應(yīng)滿足交通和運(yùn)行南南南 昌昌昌 工工工 程程程 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 劉劉劉 忠忠忠 浩浩浩 2022022171 5 管理的需要。對(duì)本壩來說壩高 ，則壩頂寬度應(yīng)在 — ，但考慮到交通要求，取壩頂寬度為 7m。 三、壩底寬度 壩底寬度約為壩高的 — 倍，本工程的壩高為 米，即壩底寬度在（ ）之間。具體確定壩底寬度將通過最優(yōu)方案的比較，最后確定。經(jīng)計(jì)算機(jī)編程和方案最優(yōu)比較，最終確定的壩底寬度 B= 。 四、重力壩的應(yīng)力分析 荷載計(jì)算及組合 重力壩的主要荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、冰壓力、地震荷載等，常取 1ｍ壩長進(jìn)行計(jì)算。 ⑴ 自重 W 壩體自重的計(jì)算公式： cVW ?? （ kN） （ 3） 式中 Ｖ — 壩體體積，ｍ 3；由于取 1ｍ壩長，可以用斷面面積代替，通常把它分成如圖 3所示的若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何圖形分別計(jì)算重力； c? — 壩體混凝土的重度（本設(shè)計(jì)中混凝土的重度為 24kN/m3） ⑵ 靜水壓力 P 靜水壓力是作用在上下游壩面的主要荷載，計(jì)算時(shí)常分解為水平水壓力Ｐ Ｈ 和垂直水壓力Ｐ
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