毕业论文（设计）题目 选题类型 学 院 指导教师 姓 名 一 选题背景 1、 概述 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。 重力坝是在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。据统计,在各国修建的大坝中,重力坝在各种坝型中往往占有较大的比重。在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重,在20座高100m以上的高坝中，混凝土重力坝就有10座。重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。重力坝的缺点是：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③
春河章谷水利枢纽——重力坝设计 应 用 课题来源 自选项目 农业水利工程 讲 师 学 号 信息与工程技术学院 专 业 年 级 职 称 施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求。 重力坝的类型：①按构造不同分为:实体重力坝,宽缝重力坝,空腹重力坝；②按作用不同分为:溢流重力坝,非溢流重力坝；③按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 我此次设计的坝体类型为分段坝段，包括溢流坝和非溢流坝。 2、基本资料 春河属于山区河道，流域内多高山峡谷，平原范围甚小，章谷以上河床平均坡度为1/600，以下平均坡度为１/1000，坡陡流急，暴雨急流时间甚短，每逢暴雨，山洪暴发，易泛滥成灾，下游农田受到洪水威胁，流域内山区占70％，垦地占30％。本论文以春河章谷水利枢纽为背景进行水工建筑物设计。春河滩多流急，航行不便，故暂可不考虑航运问题。春河左岸有公路干线通过，交通较便，右岸则仅有山区小道。本枢纽位于春河上游山区，坝址选定在章谷，主要任务是防洪发电。发电尾水可供下游农田灌溉，规划中仅在章谷以下120公里处兴建壅水枢纽引水灌。 本枢纽主要任务为发电，兼作防洪之用，主要水工建筑物包括实体重力坝、溢流坝、非溢流坝、河床式厂房等，本设计主要进行非溢流坝设计。 二 设计内容及方案 1、确定枢纽等别和建筑物级别 根据枢纽任务和所给资料（发电、防洪、库容），对照规范确定枢纽等别（先按发电、防洪、库容分别确定分项等级，再按最大者确定枢纽等级）和建筑物级别（分清主要建筑物和次要建筑物）。
根据枢纽等别和建筑物级别，对照规范确定设计洪水标准（100～500年一遇，可取100年一遇）与校核洪水标准（1000年一遇）。 2、重力坝挡水坝段剖面设计 2.1重力坝挡水坝段剖面尺寸初拟 ①坝顶高程的确定。 ②坝顶宽度的确定（有无交通要求）。 ③上、下游边坡的确定（n1=0～0.3，n2=0.6～0.8）；上、下游折坡点的确定（上游折坡点一般取为泥砂淤积高程，下游折坡点一般根据校核水位确定）。 ④排水管位置及灌浆廊道位置、尺寸的确定。 ⑥在坐标纸或透明纸上绘出剖面图。 2.2重力坝挡水坝段剖面优化（采用熊文林教授的程序进行电算） ①计算原理：原则（稳定，强度，坝体积）；参数（坝顶宽度，上、下游折坡点，上、下游边坡） ②电算方法：计算工况：设计洪水位+扬压力；正常高水位+扬压力；校核洪水位+扬压力。 ③成果分析及最终断面选择：在满足稳定要求的前提下，选择坝体积较小的方案。 2.3重力坝挡水坝段的稳定及边缘应力计算分析（手算） ①稳定计算 计算方法：抗剪断强度公式。 计算工况：设计洪水位+扬压力 K>3；校核洪水位+扬压力 K2.5。
②边缘应力计算 计算方法：材料力学法。 计算工况：设计洪水位+扬压力。 计算内容：垂直正应力；水平正应力；剪应力；主应力。 ③分析：分析稳定、应力是否满足规范要求。 2.4坝体应力计算分析（电算手算） ①计算目的 ②电算 计算工况：设计洪水位+扬压力；正常高水位+扬压力；校核洪水位+扬压力。 计算内容：计算4～5个断面（至少包括建基面、上游折坡点断面、下游折坡点断面等）上若干点处的垂直正应力，水平正应力，剪应力，主应力及其方向；绘出主应力图。 ③计算成果及成果分析：分析应力是否满足规范要求。 3.5重力坝枢纽布置方案 主要是确定溢流坝段、电站坝段、深孔坝段的相对位置的布置，主要考虑以下因素：溢流坝段的水流特点，电站厂房的布置要求，溢流坝段的下泄水流、深孔坝段的出流水流与电站发电尾水之间的干扰，等等。 要求作两种不同布置方案，并在坐标纸或透明纸上绘出两方案的枢纽布置图。 3、溢流坝段设计
3.1溢流坝段剖面形状的确定 在已选择的非溢流坝段经济剖面的基础上进行。 ①堰面曲线：WES曲线(曲线方程及其坐标)。 ②中部直线段：坡度于非溢流坝相同，尽量使之位置与非溢流坝段一致，当难于保持一致时，以下游保持一致为主。 ③上游段曲线：曲线方程。 3.2下游消能方式选择 ①消能方式的选择（同第一阶段的比较） ②反弧半径、挑射角及鼻坎高程的确定（同第一阶段的比较和分析） ③消能验算：挑距，冲坑深度。 3.3 闸门、闸墩及导墙设计 ①闸门：平板闸门或弧行闸门（优缺点、适用条件） ②闸墩：溢流坝段分缝方式（墩中分缝、跨中分缝），闸墩形状、厚度（墩中分缝：中墩3m，边墩2m；跨中分缝：中墩2m，边墩2m） ③导墙：导墙长度(一般延伸到鼻坎；对分隔溢流坝段与电站坝段水流时，应延伸至挑距外)、高度（由计算出校核洪水泄流时溢流面水面曲线来确定）、厚度（约1.0m） 3.4 稳定及应力计算(电算手算) ① 稳定计算 计算工况：设计洪水位+扬压力； 正常高水位+扬压力；
校核洪水位+扬压力。 计算成果及成果分析：分析稳定是否满足规范要求。 ②应力计算 计算工况：设计洪水位+扬压力； 正常高水位+扬压力； 校核洪水位+扬压力。 计算内容：计算若干断面上若干点处的垂直正应力，水平正应力，剪应力，主应力及其方向；绘出主应力图。 计算成果及成果分析：分析应力是否满足规范要求。 三 预期目标 提交的最终成果：3～4张设计图纸，包括1张枢纽总体布置图、2～3张主要建筑物设计详图及细部构造设计图；1本设计说明书；1本设计计算书。 四 论文进度安排 第6学期第20周——第7学期第15周（包括暑假）。共22周 其中熟悉资料1周，指定建筑物设计（溢流坝段和非溢流坝）15周，成果整理及绘图6周。2010年1月1日交卷。 五 参考文献 [1] 麦家煊.水工建筑物[M].清华大学出版社，2008 [2] 陈德亮.水工建筑物[M].中国水利水电出版社，2003 [3] 潘家铮.重力坝设计[M].水利电力出版社，1987 [4] 混凝土重力坝设计规范[M].中国电力出版社，2000
[5] 中华人民共和国电力工业部.水工建筑物荷载设计规范[M]. 中国电力出版社,1998 [6] 水工设计手册第五卷——混凝土坝[M].水利电力出版社 [7] 水工设计手册第六卷——过坝与泄水建筑物[M].水利电力出版社,1987 [8] 詹道江、叶守泽.工程水文学[M].中国水利水电出版社，2000 [9] 袁光裕.水利工程施工[M].中国水利水电出版社，2005 [10] 陈敏林、余明辉.水利水电工程CAD技术[M].武汉大学出版社，2004 [11] 武永新、吴正桥、于玉森.水工建筑物设计与加固[M].黄河水利出版社，2004 [12] 王世夏.水工设计的理论和方法[M].中国水利水电出版社，2000 指导教师意见
指导教师签名：
年 月 日 开题小组意见
负责人及成员签名： 答辩时间： 年 月 日 注：1. 选题类型：基础型、应用基础型、应用型、调研型； 2. 课题来源：国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目；
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