水工建筑物重力坝课程设计-不计扬压力(szc)(9)

=(1.1×（112516.8＋9215.36－27922.55）＋735.75×94.6)÷（48722＋128.83＋3248.7） =（1.1×93809.61＋69601.95）÷52099.53

=172792.521÷52099.53

=3.32

所以，Ks′＞（K）=3

满足规范要求。

第四章 应力分析

应力分析的目的是为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求，同时也是研究解决设计和施工期中的某些问题，如混凝土标号区分和某些部位的配筋等提供依据。

在一般情况下，坝体的最大、最小正应力和主应力都出现在上下游坝面，所以重力坝设计规范规定，应核算上下游坝面的应力是否满足强度要求。

应力分析的过程是：首先进行荷载计算和荷载组合，然后选择适宜的方法进行应力计算，最后检验坝体各部位的应力是否满足强度要求。依据规范，本次应力分析用材料力学法进行计算。

材料力学法三个基本假定：

1.坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。

2.视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。

3.假定坝体水平截面上的正应力

按不考虑扬压力的情况计算： y按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。

4.1 上、下游边缘应力σyu和σyd 计算公式 y W6 M 2 BB

其中：

ΣW——作用于计算截面以上全部荷载的铅直分力的总和，kN；

ΣM——作用于计算截面以上全部荷载对坝基截面垂直水流流向形心轴的力矩总和，kN·m； B——计算截面的长度，m。

ΣW=112516.8＋9215.36-27922.55=93809.61 kN

ΣM=1177075.52＋318209.01－1346484.71－351066.3－13075－36288=－251629.48 kN·

m

=93809.61/94.6＋6×（－251629.48）/94.62=991.6-168.7=822.9 kPa

=991.6+168.7=1160.3 kPa

σyu和σyd均大于0,坝踵、坝址处均没有出现拉应力，满足工程规范要求。

h上=9.81×（224.7-124）=987.87kPa 上游水面压强：pu ·

h下=9.81×14.4=141.26kPa 下游水面压强：pd ·

4.2 主应力计算

1u (1 n2) yu (pu ps puu)n2

(1 0.22) 822.9 (987.87 239.5 1015.3) 0.22 864.3kPa

1d (1 m2) yd pdm2

(1 0.82) 1160.3 141.26 0.82 1812.5 kPa

坝体混凝土材料C20拉压强度为20Mpa。

计算结果表明，重力坝在正常蓄水位情况下应力满足规范要求。

第五章 细部构造设计

5.1 坝顶构造

坝顶路面应具有2～3％的横向坡度，并设置砼排水沟(30×30cm)以排出坝顶雨水，坝顶上游的防浪墙（宽0.5m，高1.2m）要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，而下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游侧每隔25m 设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。根据大坝正常运行需要，在坝顶还要设置通向坝体内部各层廊道、电站的电梯井，便于观测和维修人员快速进出。

5.2 分缝止水

5.2.1 坝体分缝

1、横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；

2、纵缝：适应砼的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设置。

一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从缝内流出，必须在缝的四周设止浆片。

3、水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面。浇筑块厚度一般为1.5～4.0m；在靠近基岩面附近用0.75～1.0m 的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防止开裂。

5.2.2 止水设计

横缝内需设止水，止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采用两道止水片，中间设沥青井，金属片止水一般采用1.0～1.6mm 后的紫铜片，第一道止水治上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.5～2.0m（本设计采用1.0m），每侧埋入砼的长度约为20～25cm（本设计采用25cm），在止水片的安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧可用预制砼块，预制块长1.0～1.5m，厚5～10cm（本设计采用1m×10cm），沥青井尺寸大致为15cm～15cm 至25cm～25cm（本设计采用20cm×20cm），井内灌注的填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，井内设加热设备（通常采用电加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为15～20cm。

止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约30～50cm，井内填满沥青砂，止水片必须延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶。

5.3 混凝土标号分区

砼重力坝坝体各部分的工作条件及受力条件不同,对砼材料性能指标的要求也不同,为了满足坝体各部分的不同要求,节省水泥用量及工程费用,把安全与经济统一起来，通常将坝体砼

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