重力坝的剖面设计.ppt

第七节 重力坝的剖面设计,7.1 剖面设计原则,1）满足稳定和强度要求，保证大坝安全；2）工程量小；3）运用方便；4）便于施工。,7.2 重力坝基本剖面,基本剖面是指坝体在自重、静水压力和扬压力3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。,根据工程经验，一般上游坝坡坡率n=00.2，常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.60.8，底宽约为坝高的0.70.9倍。,2）坝顶高程 坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。防浪墙顶与正常蓄水位或校核洪水位的高差h按下式计算：,7.3 实用剖面,1)坝顶宽度 根据施工、交通、设备安装等条件确定。一般B=(810)%H，且不小于2m。或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力情况确定。,h1%累积频率为1%时的波高，m。hZ 波浪中心线至静水位的高度，m。hc安全超高m，见下表。,注：在计算h1%时，两种情况应采用不同的计算风速值。,坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算后选用较大值：防浪墙顶高程=正常蓄水位+h正 防浪墙顶高程=校核洪水位+h校 坝顶高程最大值-1.2 m,3)剖面形态,图（a）,图（b）,图（c）,有基本剖面修改为适用剖面，有三种常用的形态，如图3-40,设计变量。,4)优化设计,上、下游坝面的坡率n、m，坝顶距上、下游起坡点的高度yn和ym。,建立目标函数。V(x),确定约束条件。,如稳定约束、应力约束、几何约束等。,选择求解方法。,目标函数和约束条件都是设计参数的非线性函数，因此重力坝的优化设计是一个非线性规划问题。,下一节,采用铅直的上游坝面，适用于坝基摩擦系数较大，由应力条件控制坝体剖面的情况。,优点：便于布置和操作坝身过水管道进口控制设备缺点：由于在上游面为铅直的基本三角形剖面上增加坝顶重量，空库时下游坝面可能产生拉应力。,返回,工程中经常采用的剖面形态,特点：上游坝面上部铅直而下部呈倾斜，即可利用部分水重来增加稳定性，又可保留铅直的上部便于管道进口布置设备和操作的优点。上游折坡的起坡点位置应结合应力控制条件和引水、泄水建筑物的进口高程来选定。一般在坝高的1/32/3的范围内。设计时要验算起坡点高程水平截面的强度和稳定条件。,返回,上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶，适用于坝基础摩擦系数较小的情况,倾斜的上游坝面可以增加坝体自重和利用一部分水重，以满足抗滑稳定的要求。修建在地震区的重力坝，可采用此种剖面。,返回,