水工建筑物重力坝课程设计-不计扬压力(szc)
14页1、第一章 基本资料1.1 工程概况顺河水量丰沛,顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄,并处于低山丘陵区,最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道,可通向唐山市;经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水,国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处,坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上,控制流域面积33700平方公里,总库容为25.5亿立方米。水库距迁西县城35公里,有公路相通。 水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成,水库主要任务是调节水量,供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水,结合引水发电,并兼顾防洪要求,尽可能使其工程提前竣工获得收益,尽早建成。 根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用,枢纽定为一等工程,主坝为I级建筑物,其它建筑物按II级建筑物考虑。1.2 水文分析1.年径流:顺河水量较充沛,顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%,年内分配很不均匀,主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年5060%,枯水年占3040%,而且年际变化也很大。2.洪水:多发生在七月下旬至八月上旬,有峰高量大涨落迅速的特点,据调
2、查近一百年来有六次大水,其中1883年最大,由红痕估算洪峰流量约为2440027400m/s,实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m/s。3.泥沙:本流域泥沙颗粒较粗,中值粒径0.0375毫米,全年泥沙大部分来自汛期七、八月份,主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大,由计算得,多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/立方米。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10%,这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容重为0.9吨/立米,内摩擦角为12度。淤砂高程157.5米。1.3 气象条件库区年平均气温为10左右,一月份最低月平均产气温为零下6.8,绝对最低气温达零下21.7(1969年)7月份最高月平均气温25,绝对最高达39(1955年),本流域无霜期较短(90180天)冰冻期较长(120200天),顺河站附近河道一般12月封冻,次年3月上旬解冻,封冻期约70100天,冰厚0.40.6米,岸边可达1米,流域内冬季盛行偏北风,风速可达七、八级,有时更大些,春秋两季风向变化较大夏季常为东南风,多年平均最大风速为21.5米/秒,水库吹程D=3公里。1.4 工
3、程地质库区地质:顺河水库、库区属于中高山区,河谷大都为峡谷地形,只西城峪至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄,断续出现且不对称,区域内无严重的坍岸及渗漏问题。第四大岩层(Ar I 4)为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构,主要矿物为斜长石、石英及角闪石,本层岩体呈厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好,总厚度185米左右。岩石物理力学性质:岩石容重为2.682.70吨/立米,饱和抗压强度,弱风化和微分化岩石均在650公斤/厘米2以上,有的可达1100公斤/厘米2,混凝土与岩石的磨擦系数微分化及弱风化化下部,可取f=1.10、c=7.5kg/cm2。地震:库区附近历史地震活动较为频繁,近年来微繁。弱震仍不断发生,其中1936年和1976年两次发生6度左右地震,1977年6月国家地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定,水库的基本烈度为6度,考虑到枢纽的重要性,和水库激发地震的可能性拦河坝设防烈度采用7度。第二章坝体剖面拟定2.1 剖面拟定原则1、设计断面要满足稳定和强度要求;2、力求剖面较小;3、外形轮廓简单;4、工程量小,运用方便,便于施工。重力坝的
4、基本剖面是指在自重、静水压力和扬压力三项主要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面,如图21所示,在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c 和扬压力U 的条件下,根据抗滑稳定和强度要求,可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。图2-1 重力坝的基本剖面图示2.2 拟定实用剖面 确定坝顶高程1、超高值h 的计算坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程,防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差h,可由式(2-1)计算。h = h1% + hz + hc (2-1)h防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m;H1% 累计频率为1%时的波浪高度,m;hz 波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m;hc 安全加高,由于该工程的结构安全级别为级,故查得设计洪水位情况hc0.7m;校核洪水位情况hc0.7m。下面按官厅公式计算h1% , hz。V0 为计算风速,18m/s;D 为吹程,3km;波高hl:gD/V02=28(20250),为累计频率5%的波高h5%规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应乘以1.24;首先计算波浪高度hl 和波
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