2015年混凝土重力坝毕业设计指导书

混凝土重力坝枢纽毕业设计指导书

根据任务书指出的设计内容，对本次毕业设计的要求、方法和步骤以及时间安排等具体指示如下：

一、了解规划任务、分析原始资料

由于时间关系，本次毕业设计对水文分析和水能规划方面的内容就不作了，这部分的结果，由基本资料和建筑物特性指标给出，我们首先要求同学了解工程规划的概况、意图，规划特点和主要数据，以及设计任务和要求熟悉并分析枢纽地区地形、地质、水文、气象建筑材料等一般情况。通过对工程概况的了解，以及基本资料的分析，使同学们掌握主要工程的要点，自然条件特征，联系对工程设计和施工的关系与影响，为以后各阶段设计工作打下基础。二、坝线、坝型选择和枢纽布置方案比较

(一)坝轴线的选择：

根据坝址的地质、地形条件，通过定性分析确定坝轴线位置。这里主要考虑的地质条件有：

1、坝基全部坐落在第四大岩层上；

2、左岸与第三大岩层保持一定的距离；

3、河床部位使上游坝踵避开F2断层；

4、右岸离开陡岸的局部不稳定岩体。

(二)坝型选择：

根据坝址的地形、地质、建筑材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能等特点，通过定性分析，初步选择土石坝、拱坝、重力坝（实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝）等坝型进行较详细的定性比较，选取满足工程要求，技术可行的坝型。

(三)枢纽布置方案比较：

首先根据枢纽的任务及要求确定枢纽建筑物的组成，然后根据地质、地形等条件，拟定二到三个枢纽布置方案，并画出草图，通过定性分析确定较合理的枢纽布置方案。

本阶段坝线、坝型选择及枢纽布置是水工设计中具有战略意义的一项重要工作，综合性强，涉及面广，工作量也有相当分量，由于所给资料及时间有限，内容从简,但仍要求认真思考和分析作一定的训练。

三、坝体剖面设计内容与要求：

坝体剖面设计要求作挡水坝最大坝高坝段的设计和溢流坝最大坝高坝段的设计，设计的内容和步骤如下：

(一)坝剖面的拟定：

1、挡水坝的剖面拟定则是参考已建工程并考虑与溢流坝的联接等具体情况对坝顶高程，坝顶宽度，上、下游边坡及起坡点的初步拟定。

2、溢流坝剖面拟定分三个方面的内容：

（1）断面尺寸的拟定：参看已建工程、初步确定堰面曲线，上下游边坡，消能型式以及尺寸。

（2）水力计算，包括堰顶过流量计算，下游冲刷坑验算，堰顶水面曲线的估算等。

（3）闸墩尺寸的拟定，包括闸门型式选择，工作、交通桥的布置及闸墩的型式、长度、高度、厚度等尺寸的拟定（选做）。

(二)坝体稳定、应力分析：

1、稳定应力计算原理和控制标准，稳定应力计算要求采用两种计算方法（单一安全系数法和可靠度理论法），说明公式来源和符号的意义，控制标准则根据工程等级和计算情况按有关规范规定指标选取。

2、荷载及荷载组合：荷载组合分基本组合和特殊组合，基本组合有正常运用情况和设计洪水情况，偶然组合有校核洪水情况和地震情况以及相应各组合的荷载。

基本组合1：兴利水位的水压力、扬压力、浪压力、自重泥沙压力等。

基本组合2：设计洪水位时静(动)水压力、扬压力(浪压力)自重、泥沙压力等。

偶然组合1：校核洪水时(静)动水压力、扬压力(浪压力)、自重、泥沙压力等。

偶然组合2：兴利水位的水压力、扬压力、浪压力、自重、泥沙压力和地震惯性力、地震动水压力和动土压力等。

注：对于基本组合2和偶然组合1，溢流坝设计无浪压力，挡水坝设计无动水压力。

3、稳定、应力计算：分别计算坝基截面各组合情况的荷载，抗滑稳定安全系数及边缘应力。并对几个代表性水平截面的边缘应力进行分析，校核其安全。要求画出计算简图，且尽量采用表格计算。

4、成果分析：根据以上计算结果，分析所拟断面是否安全可靠、经济合理，是否需要修改断面，最后确定坝体剖面。

四、坝体细部构造设计与地基处理：

(一)混凝土标号分区设计

根据应力计算成果和大坝各部混凝土的工作条件的不同对其强度、抗渗、抗冻、低热、抗侵耐磨等各种情况提出不同的要求，并确定各区的位置、尺寸，这里应注意：

1、坝体内部混凝土应不低于C10。

2、有抗冲耐磨要求的混凝土应不低于C20～C25。

3、混凝土分区的最小厚度不小于2～3米。

(二)廊道、分缝、止水、排水设计：

廊道根据不同要求，设计断面尺寸，剖面位置确定以及平面、立面布置和相互联系等，分缝止水包括横缝、纵缝的设计和溢流坝段挡水坝段的止水设计，排水则包括对溢流坝段和挡水坝段的坝身和坝基排水的布置及排水管(孔)的直径、间距等的确定。

(三)地基处理

主要包括开挖清基、灌浆、断层处理等内容，开挖与清基后提出开挖要求、方法和清理标准，并对一些简单的工程问题提出解决措施。灌浆包括帷幕灌浆和固结灌浆，确定灌浆排数、深度、孔距、排距以及灌浆压力等。断层处理则根据基本资料所给的断层性质和破碎程度以及对坝体影响的大小分别提出相应的处理措施。

五、设计成果

设计成果包括：设计说明计算书、设计图纸。

(一)说明书：说明书要按下述原则编写：

1、按章节叙述，要先拟好提纲，然后编写。

2、包括基本资料和基本数据。

3、说明设计标准、设计情况及依据。

4、阐述设计思想、原则及方法(包括所采用基本理论及公式说明，采用条件及原因，以及考虑问题的条件及因素)。

5、对具体设计要说明设计的前提，设计原理、方法、主要步骤以及主要过程和阶段成果，最后成果(不必把详细的计算内容过程写入，成果尽量能以表格形式给出)。

6、对成果的分析及结论，对成果一定要有分析和判断，给以评价分析存在的问题的原因和改进的措施。

7、要求简要明确，叙述清楚。

(二)计算书（可写到说明书里）

计算书是说明书的附件，是设计成果的计算依据，要求按章节设计项目，写出具体的设计方

法、步骤、过程及详细的内容，是查找成果的根源，可用来校核成果是否计算正确，注意不要把计算书和说明书的内容混淆。

(三)设计图纸

1、枢纽平面及下游立视图1张

2、坝体结构图1张

3、细部构造图1～2张

要求图面合理，设计正确、整洁、清晰、绘图认真细致，不乱改乱写，图幅尺寸、规格，图的比例、线条、标注高程尺寸符号和说明等均按工程制图标准。

六、时间安排：

1、熟悉资料0.5周

2、枢纽布置及坝型选择 1.5周

3、稳定、应力计算 4.5周

4、细部构造及地基处理 2.0周

5、画图及整理计算说明书 3.5周

共计12.0周

七、参考文献：

1、《重力坝设计规范》SDJ－78 水利电力出版社

2、《水工建筑物抗震设计规范》SDJ－78

3、《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》SDJ－78

4、《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ－78

5、《重力坝的设计和计算》潘家铮，中国工业出版社

6、《重力坝》潘家铮主编水电出版社

7、《水利计算手册》武汉水院水力学教研层水电出版社

8、《水工设计手册(第五册)混凝土坝》水电出版社