1、東北農業大學學士學位論文 學號： 學位論文題目：學位論文題目：S S 水電站大壩設計水電站大壩設計 寬縫重力壩方案寬縫重力壩方案 學生姓名：學生姓名： 指導教師：指導教師：王秋梅 所在院系：所在院系：水利與建筑學院 所學專業：所學專業：水利水電工程 研究方向：研究方向： 東 北 農 業 大 學 中國哈爾濱 20 年 月 NortheastAgricultural University Bachelor degree thesis Registration Number: A 英文題目英文題目 S-wide seam gravity dam hydropower station dam desi

2、gn scheme Candidate： Tutor：WangQiumei Department：College of water conservancy and construction Speciality：Water conservancy and hydropower engineering Subject： Northeast Agricultural University Harbin China May , 2013 摘要 S 水電站坐落于 D 江流域，屬于河床式電站。電站采用混凝土重力壩擋 水，混凝土溢流壩泄洪。廠房布置在河床左岸，船閘位于右岸，溢流壩段 位于河床中間。水庫設計

3、洪水位 90m（百年一遇） ，相應的下泄流量 20500m3/s；校核洪水位 90.5m（千年一遇） ，相應的下泄流量 22500m3/s； 設計蓄水位 87m.設計低水位 84 m。本次主要設計混凝土寬縫重力壩。首先 進行基本剖面設計，確定壩頂高程，然后確定壩頂寬度，然后根據不同坡 率設計三種方案，三種方案在滿足穩定應力前題下，擇優選擇用量比較省 的方案，然后在進行實用剖面的各種荷載計算，進行穩定分析和應力分析。 穩定分析和應力分析這里主要分四個截面進行分析，分別是上下游折坡點， 壩基面以及寬縫部位。然后進行邊緣應力分析和局部應力分析，最后進行 擋水壩段的設計。 關鍵詞關鍵詞 混凝土寬縫重力

4、壩；剖面設計;荷載計算;穩定分析;應力分析。 Abstract S hydropower station is located in D river basin, belongs to the riverbed power station. Power station adopts the concrete gravity dam in water, concrete computation. Building layout in the river left bank, lock is located on the right bank, computation in the middle

5、river. Reservoir design flood level of 90 m (better), and the corresponding analyzed 20500 m3 / s; Check flood level of 90.5 m (millennium), the corresponding analyzed 22500 m3 / s; Design level of 87 m. design low water level of 84 m. The main design joint of concrete gravity dam. First basic profi

6、le design, to determine crest elevation, and then determine the width of dam crest, and then according to the different rate of slope design three kinds of solution, three kinds of solutions to meet stability under stress before problem, dosage of merit-based comparative province, then in the practi

7、cal section of load calculation, stability analysis and stress analysis. Stability analysis and stress analysis here is mainly divided into four section analysis, respectively is the upstream and downstream slope point, dam foundation surface and the wide seam area. Then, edge stress analysis and lo

8、cal stress analysis for the design of retaining dam section at last. Key words joint of concrete gravity dam; Profile design; The load calculation; Stability analysis; Stress analysis. 目錄目錄 摘要.III Abstract.IV 1 設計基本資料.- 1 - 1.1 地理位置.- 1 - 1.2 水文與氣象.- 1 - 1.2.1 水文條件.- 1 - 1.2.2 降水特性.- 2 - 1.2.3 氣象要素簡

9、述.- 2 - 1.2.4 徑流.- 3 - 1.2.5 洪水.- 3 - 1.2.6 泥沙.- 4 - 1.3 工程地質.- 4 - 1.4 巖石物理力學性質.- 4 - 1.5 建筑材料.- 6 - 1.6 綜合利用.- 6 - 2 樞紐布置.- 9 - 2.1 壩址工程地質條件及壩軸線選定.- 9 - 2.1.1 壩址選擇.- 9 - 2.1.2 選定壩址的工程地質條件.- 9 - 2.1.3 壩軸線選定.- 10 - 2.2 工程等級.- 10 - 2.3 樞紐組成建筑物.- 10 - 2.4 樞紐布置形式 .- 10 - 3 重力壩擋水壩段剖面設計.- 11 - 3.1 壩高確定.-

10、 11 - 3.2 基本剖面設計方案擬定.- 11 - 3.2.1 壩頂寬度.- 12 - 3.2.2 上下游折坡點高程確定.- 12 - 3.2.3 壩段寬度 L .- 12 - 3.2.4 款縫比 2S/L .- 12 - 3.2.5 寬縫頭部寬、寬縫尾部寬.- 12 - 3.2.6 寬縫的折坡處的斜率.- 12 - 3.2.7 上下游坡率.- 12 - 3.5 荷載計算.- 13 - 3.5.1 自重 .- 13 - 3.5.2 靜水壓力.- 13 - 3.5.3 揚壓力.- 13 - 3.6 初擬方案比較分析.- 14 - 3.7 方案篩選.- 20 - 3.8 實用剖面.- 21 -

11、 4 擋水壩段穩定與應力分析.- 22 - 4.1 A-A 截面（86m 高程） .- 22 - 4.1.1 校核洪水位工況.- 22 - 4.1.2 設計洪水位工況.- 23 - 4.1.3 正常蓄水位工況.- 24 - 4.1.4 設計低水位工況.- 24 - 4.2 B-B 截面（68m 高程） .- 25 - 4.2.1 校核洪水位工況.- 26 - 4.2.2 設計洪水位工況.- 26 - 4.2.3 正常蓄水位工況.- 27 - 4.2.4 設計低水位工況.- 28 - 4.3 C-C 截面（58 高程）.- 29 - 4.3.1 校核洪水位工況.- 29 - 4.3.2 設計洪水

12、位工況.- 30 - 4.3.3 正常蓄水位工況.- 31 - 4.3.4 設計低水位工況.- 32 - 4.4 D-D 截面（46m 高程）.- 33 - 4.4.1 校核洪水位工況.- 33 - 4.4.2 設計洪水位工況.- 34 - 4.4.3 正常蓄水位工況.- 35 - 4.4.4 設計低水位工況.- 36 - 5 擋水壩段內部應力分析.- 37 - 5.1 A-A 截面（86m 高程）穩定 .- 37 - 5.1.1 校核洪水位工況.- 37 - 5.1.2 設計洪水位工況.- 38 - 5.1.3 正常蓄水位工況.- 39 - 5.1.4 設計低水位工況.- 40 - 5.2

13、B-B 截面（68m 高程）穩定 .- 41 - 5.2.1 校核洪水位工況.- 41 - 5.2.2 設計洪水位工況.- 42 - 5.2.3 正常蓄水位工況.- 43 - 5.2.3 設計低水位工況.- 44 - 5.3 C-C 截面（58m 高程）穩定 .- 45 - 5.3.1 校核洪水位工況.- 45 - 5.3.2 設計洪水位工況.- 46 - 5.3.3 正常蓄水位工況.- 47 - 5.3.4 設計低水位工況.- 48 - 5.4 D-D 截面（46m 高程）穩定 .- 49 - 5.4.1 校核洪水位工況.- 49 - 5.4.2 設計洪水位工況.- 50 - 5.4.3 正

14、常蓄水位工況.- 51 - 5.4.4 設計低水位工況.- 52 - 6 溢流壩段穩定應力分析.- 53 - 6.1 溢流壩段孔口尺寸擬定.- 53 - 6.2 溢流壩段剖面設計.- 54 - 6.2.1 堰頂高程.- 55 - 6.2.2 堰面曲線.- 55 - 6.2.3 消能方式.- 56 - 6.3 溢流壩段穩定分析.- 58 - 6.3.1 校核洪水位穩定應力分析.- 58 - 6.3.2 設計蓄水位穩定應力分析.- 59 - 參考文獻.- 61 - 致謝.- 62 - 1 設計基本資料 1.1 地理位置 S 溪為福建省最大河流上游的西支，流經十四個縣市，與 K 北支建溪匯合于南平。

15、S 溪 全長 349 公里，邵武至順昌段河道坡降 0.9%，已建 JC 水電站位于沙溪中游末端，控制集 水面積 5184 平方公里。富屯溪干流全長 285 公里，邵武至順昌段河道坡降 1.3%。其最大 支流金溪，全長 253 公里，地形更為陡峻，河道坡降達 1.5%，已建 HJ 電站位于今溪中游 控制集水面積 4766 平方公里。 S 水電站位于沙溪和富屯溪匯合口下游 6 公里的西溪上，控制集水面積 25562 平方公 里制，占 N 流域總面積的 42%，流域內森林茂盛，覆蓋良好，有較好的水土保持條件。 1.2 水文與氣象 1.2.1 水文條件 K 的降水量觀測，解放前從 1935 年開始，但

16、站點少，資料斷續不全，精度較差。1952 年起陸續增設雨量站，到 1978 年已達 162 處，平均 158 平方公里設有一個雨量站。蒸發量 觀測都是解放后開始，本流域共有 16 個觀測站。樞紐區所需的氣溫，濕度，水溫，風向， 風力等氣象要素的統計，是利用距壩區下游 14 公里的南平站。 水文測驗：西溪最早于 1938 年 7 月在沙溪的沙縣。永安設站觀測水位和流量，1939 年相繼在寧化清流設水位站。富屯溪以洋口建站最早，于 1944 年 5 月設立，其他各站點均 在解放前增設。一般都有二十年以上的實測資料。至 1978 年沙溪沙縣站已積累三十年資料， 富屯溪洋口站也有三四十年的實測資料。

17、K 的 L 站，距 DH，富屯溪匯合口下游約 4 公里，1953 年 11 月設站。1957 年停測， 1960 年 9 月恢復策流至 1966 年 12 月撤消，1979 年恢復觀測水位，汛期測流。 L 是 KL 控制站，是本水電站水文計算的主要依據站，但僅有 9 年實測流量資料，而 J 控制站，控制集水面積 9922 平方公里，洋口站控制集水面積 12669 平方公里，兩站總面積 已控制壩址總面積的 89%左右，其間無大支流匯入，為 JC 水文資料插補展延提供了良好的 條件。 天然河道水位流量關系曲線，1979 年 3 月在花竹站下游約 1.5 公里鯉魚洲壩段社壩址 上下水尺。同年青洲萊洲

18、與梯級開發可能的官蟹，照口設水尺，觀測水位，至 9 月停測。 壩址水尺與花竹站相關，青州，官蟹兩組水尺和萊舟，照口兩組水尺分別與沙縣站和洋口 站相關，高水位歷史洪水資料控制又分別按集水面積比的 0.67 次方作相應水尺的區間加入 水量，接著以史提文撕法外延求得。 1.2.2 降水特性 KL 溪流域屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，暴雨頻繁，由于地形影響，富屯溪上游為閩 北高雨區，沙溪屬于閩中低雨區，金溪與富屯溪中下游則為兩者過度帶。降雨量的地區分 布有自東南向北遞增趨勢。花竹以上流域實測最小和最大年降水量在 12362348 毫米之間， 多年平均降水量為 1776 毫米，六月為甚，占年降水量的 37

19、%左右。高風西風槽和地面鋒系 列相伴出現成鋒面雨，是本流域雨季最主要的天氣形勢，也是暴雨的主要成因，一般臺風 雨對本流域影響不顯著，但強臺風與其他天氣系統相遇時，容易晾成洪患。 1.2.3 氣象要素簡述 壩區年平均氣溫為 19.3 度，月平均氣溫在 9 度以上，最高氣溫35.0 度的日樹，全年 平均為 40.4 天，其中以七八月最多。最低氣溫2.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 （2）應力分析： I=.22 上游邊緣正應力671.87Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力337.93Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：698

20、.74Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：503.52Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 3.6.1.2 設計水位下 W=.8 U= P=63489.34 M=.5 A=713.28 I=.22 穩定分析： 9.72.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力506.2Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力183.8Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：526.45Kpa u yu u u

21、n)1 ( 2 1 下游主應力 1：273.86Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 U35666.26-78224.166039.04-73676.2 U40000 下游主應力 2：0Kpa u d2 3.6.2 第二種方案 n=0.15,m=0.7 校核和設計洪水位工況 表表 3-23-2 在校核和設計水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計水位工況下的各種荷載值及彎矩值 水位校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1 力 W217424.817424.8 W3- W417424.817424.8 W5.8

22、.8 W681312-.481312-.4 靜水 P1.6.9.6.8 壓力 P2.9.5.6-.7 垂直 Q128811.97.428488.24.8 水壓 Q27122.1.857122.1.85 力 Q393501.76.7788502.59.6 揚 U1.2-29300.51.23-31228.2 壓 U23727.8-45441.883973.05-48431.5 力 U35666.26-72244.766039.04-76997.7 U40000 3.6.2.1 校核水位下 W=.3 U= P=63489.34 M=.98 A=696.56 I=.98 穩定分析： 9.72.3 P

23、 AcUWf K S )( 故在校核洪水位下滿足要求 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力519.54Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力446.94Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：531.2Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：665.94Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 3.6.2.2 設計水位下 W=.3 U= P=63489.34 M=.79 A=713.8 I=.98 穩定分析： 9.42.3 P AcUWf K S )( 故在設計

24、洪水位下滿足穩定要求。 應力分析： I=.8 上游邊緣正應力515.16Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力459.8Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：526.75Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：685.1Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 3.6.3 第三種方案 n=0.15,m=0.6 校核和設計洪水位工況 表表 3-33-3 在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值 3.6.3.1 校核水

25、位下 W= U=.2 P=60688.66 M=71893.78 A=635.76 I=88898.38 穩定分析： 8.92.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力479.97Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力455.97Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：490.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：620.1Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 水位校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1 力 W217424

26、.817424.8 W3- W417424.617424.6 W5.6.6 W681312-.281312-.2 靜水 P1.6.9.6.8 壓力 P2.9-.5.6-.7 垂直 Q128811.97.4628488.24.32 水壓力 Q27122.1.657122.1.95 力 Q380144.37.3388502.59.91 揚 U1.2-26318.3.23-28049.7 壓 U23727.8-40968.523973.05-43663.82 力 U35666.26-83577.286039.04-89075.78 U40000 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0

27、Kpa u d2 3.6.3.2 設計水位下 W=.2 U= P=63489.34 M=59604.89 A=635.76 I=88898.38 穩定分析： 8.62.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 應力分析： I=.8 上游邊緣正應力444.15Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力424.3Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：454.14Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：577.04Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u

28、 d2 3.7 方案篩選 在這三種方案中，均滿足穩定應力要求，故選擇在 20m 寬壩段的混凝土用量少的為最 優斷面，混凝土用量，見表 4-7 表表 3-43-4 混凝土用量表混凝土用量表 第一種方案第二種方案第三種方案 可見第一種方案混凝土用量較少，從經濟方面考慮選取方案三。 3.8 實用剖面 壩頂高程為 96m，壩頂寬度為 12m，上游拐點高程為 68m，坡率為 n=0.15，下游 坡率為 m=0.6. 1:0.2 1:0.75 100 20 70 20 10 45 80 圖圖 4-44-4 非溢流壩段剖面圖非溢流壩段剖面圖 4 擋水壩段穩定與應力分析 4.1 A-A 截面（86m 高程）

29、表表 4-14-1 在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值 4.1.1 校核洪水位工況 W=2786.7 U=93.3 P=99.3 M=308.9 A=240 B=12 4.1.1.1 穩定分析： 97.32.3 P AcUWf K S )( 故在校核洪水位下滿足穩定要求。 4.1.1.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力245.1Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力219.3Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：250.6Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：29

30、8.3Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 水位校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重力 W2880028800 水平 P199.3148.9578.5104.64- 水壓力 揚 U17.743.56.938.9 壓 U223.2136.720.6118.9 力 U362.495.745.169.2 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.1.2 設計洪水位工況 W=2807.4 U=72.6 P=78.5 M=256.3 A=240 B=12 4.1.2.1 穩定分析： 109.12.3 P AcUWf K S

31、)( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.1.2.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力238.5Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力217.2Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：243.9Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：295.4Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 表表 4-24-2 在在正常正常蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值 4.1.3 正常蓄水位工況 W=2649 U

32、=41.5 P=88.6 M=289.4 A=240 B=12 4.1.3.1 穩定分析： 1912.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.1.3.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力239.4Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力233.6Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：244.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：231.7Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.1.4 設計低水位工況 W=28

33、59.2 U=20.8 P=4.5 M=69.24. A=240 B=12 水位正常蓄水位設計低水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重力 W2880028800 水平 P188.6116.771.497.8 水壓 力 揚 U15.442.34.833.4 壓 U212.3126.711.9111.3 力 U333.889.233.981.7 4.1.4.1 穩定分析： 19152.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.1.4.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力239.4Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力2

34、33.6Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：244.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：231.7Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.2 B-B 截面（68m 高程） 表表 4-34-3 在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值 校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W18064 43545.68064 43545.6 力 W22332.8 9797.82332.8 97

35、97.8 水重 Q1653.4 5501.4568.6 5219.6 水平 P1 2483.218624 2820.721231.4 水壓力 P2 1088.96-5408.5 1241.4-6165.7 揚 U13332.7 03118.2 0 壓 U2205.96 686.5220.4 734.5 力 U313 143.713.9 153.8 U49.75 108.8810.4 116.5 4.2.1 校核洪水位：90.5m W=11050.2 U=3561.35 P=1394.2 M=14091.1 A=22.8 B=22.8 4.2.1.1 穩定分析： 12.52.3 P AcUWf

36、K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.2.1.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力491.1Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力165.86Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：502.1Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：225.6Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.2.2 設計洪水位工況 W=10965.4 U=3362.9 P=1579.3 M=15120.3 A=22.8 B=22.8 4.2.2.1 穩定分析

37、： 12.62.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.2.2.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力507.9Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力158.9Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：519.3Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：216.1Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 表表 4-44-4 在在正常正常蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值

38、4.2.3 正常蓄水位：87.00m W=10942.6 U=1388.9 P=515 M=34864.8 A=456 B=22.8 4.2.3.1 穩定分析： 35.42.3 P AcUWf K S )( 故在設計蓄水位下滿足穩定要求。 4.2.3.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力821.4Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力16.8Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：839.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：-22.8Kpa 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.

39、2.4 設計低水位：84m W=9876.12 U=1078.4 P=446 M=2879.6 正常蓄水位設計低水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1806443545.6806443545.6 力 W22332.89797.82332.89797.8 水重 Q1545.84595.4487.23879.2 水平 P11770.7-16214158.618759 水壓力 P21255.72697.1115.42472.3 揚 U11299.701088.50 壓 U280.3267.776.2249.1 力 U35.156.13.848.2 U43.842.52.

40、633.7 A=456 B=22.8 4.2.4.1 穩定分析 28.72.3 P AcUWf K S )( 故在設計蓄水位下滿足穩定要求。 4.2.4.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力719.3 Kpa 2 yu M6 + B = B UW 下游邊緣正應力12.4 Kpa 2 yd M6 _ B = B UW 上游主應力 1：735.5Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：16.9 Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.3 C-C 截面（58 高程） 表表 3-53-5 在校

41、核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值 4.3.1 校核洪水位：90.5m W=77579.3 U= P=42795.12 M=.6 A=510.48 I=41927.7 4.3.1.1 穩定分析： 9.62.3 P AcUWf K S )( 故在校核水位下滿足穩定要求。 4.3.1.2 應力分析： I=41927.7 上游邊緣正應力214.24Kpa I MTu + A =yu UW 水位校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1360050940360050940 力 W2 W3-.2-.2 W436003

42、6540360036540 W57104071040 W614400-14400- 靜水 P1.1.4.4- 壓力 P260822.98-.756036 垂直 Q16621.891148.66474.6.32 水壓 Q21471.521557.51471.5.95 力 Q336494-7663.833621.4-.91 揚 U10.20 壓 U2820.2-28049.7874.1-12280.7 力 U35666.3-43663.86039.1-17010.1 U41230.2-89075.81311.1-18901.7 下游邊緣正應力89.73Kpa I MTd A W =yd U 上游主

43、應力 1：219.1Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：122.03Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.3.2 設計洪水位：90m W= U=.5 P=44418.4 M=.9 A=510.48 I=41927.7 4.3.2.1 穩定分析： 8.472.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.3.2.2 應力分析： I=41927.7 上游邊緣正應力365.9 Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力181.5Kpa I MTd A W

44、 =yd U 上游主應力 1：374.1Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：246.8Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 表表 4-54-5 在設計蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值在設計蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值 4.3.3 正常蓄水位：87.00m W=.6 U=.4 P=16192 M= A=510.48 I=41927.7 4.3.3.1 穩定分析： 23.12.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.3.3.2 應力分析

45、： I=41927.7 上游邊緣正應力493.67Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力29.67Kpa I MTd A W =yd U 水位設計蓄水位 設計低水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1360050940360050940 力 W2 W3-.2-.2 W4 360036540 360036540 W5 71040 71040 W614400-14400- 靜水 P1825083770-7792 壓力 P266316-882882 垂直 Q15591.781415.2565.64666.2 水壓力 Q2 1471.511256.9529

46、.77707.1 力 Q3 揚 U1.4 017835.60 壓 U2323.7-4547.99345.3-4851.5 力 U32236.7-6262.762385.8-6680.2 U4485.6-6992.64517.9-7458.7 上游主應力 1：504.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：40.4Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.3.4 設計低水位：84m W=.3 U=21083.6 P=2888 M=.4 A=510.48 I=41927.7 4.3.4.1 穩定

47、分析： 8.62.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.3.4.2 應力分析： I=41927.7 上游邊緣正應力861.5Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力25.3Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：880.9Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：34.4Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.4 D-D 截面（46m 高程） 表表 4-64-6 在校核和設計洪水位工況下的各種荷載值及彎矩值在校核和設計洪水位工況下

48、的各種荷載值及彎矩值 4.4.1 校核洪水位：90.5m W= U=.2 P=60688.66 M=71893.78 A=635.76 I=88898.38 4.4.1.1 穩定分析： 8.92.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.4.1.2 應力分析： I=.22 上游邊緣正應力479.97Kpa I MTu + A =yu UW 水位校核水位設計水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 重 W1 力 W217424.817424.8 W3- W417424.617424.6 W5.6.6 W681312-.281312-.2 靜水 P1.

49、6.9.6.8 壓力 P2.9-.5.6-.7 垂直 Q128811.97.4628488.24.32 水壓力 Q27122.1.657122.1.95 力 Q380144.37.3388502.59.91 揚 U1.2-26318.3.23-28049.7 壓 U23727.8-40968.523973.05-43663.82 力 U35666.26-83577.286039.04-89075.78 U40000 下游邊緣正應力455.97Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：490.8Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：620.1Kpa u yd

50、 u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.4.2 設計洪水位：90.00m W=.2 U= P=63489.34 M=59604.89 A=635.76 I=88898.38 4.4.2.1 穩定分析： 8.62.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.4.2.2 應力分析： I=.8 上游邊緣正應力444.15Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力424.3Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：454.14Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力

51、1：577.04Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 表表 4-74-7 在設計蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值在設計蓄水位和設計低水位工況下的各種荷載值及彎矩值 4.4.3 正常蓄水位：87.00m W=.7 U=.9 P=.3 M=.58 A=635.76 I=88898.38 4.4.3.1 穩定分析： 8.92.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.4.3.2 應力分析： I=88898.38 上游邊緣正應力295.5Kpa I MTu + A =yu UW 下游

52、邊緣正應力193.9Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：302.1Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 水位設計蓄水位設計低水位 作用垂直力 KN水平力力矩 KN垂直力 m水平力力矩 W1 W217424.817424.8 W3- W4-17424-.6-17424-.6 W5-.6-.6 重 力 W6-81312.2-81312.2 P1.1-.732494.6-.2靜水 壓力 P27082.8289715.7222072.5 Q112301.74.34767.6652062.8 Q27122.173713.713230-.5 垂直 水壓 力 Q384993.84

53、-.8 U1-.70.90 U2-588.6-10388.79627.84-11081.4 揚 壓 力 U3-882.9-16171.8941.76-17249.9 U4-2236.68-32991.032385.8-35190.6 下游主應力 1：263.7Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 4.4.4 設計低水位：84m W=.7 U= P=10422.1 M= A=635.76 I=88898.38 4.4.4.1 穩定分析： 8.92.3 P AcUWf K S )( 故在設計洪水位下滿足穩定要求。 4.

54、4.4.2 應力分析： I=88898.38 上游邊緣正應力800.6Kpa I MTu + A =yu UW 下游邊緣正應力35Kpa I MTd A W =yd U 上游主應力 1：818.6Kpa u yu u u n)1 ( 2 1 下游主應力 1：47.6Kpa u yd u d m)1 ( 2 1 上游主應力 2：0Kpa u u2 下游主應力 2：0Kpa u d2 5 5 擋水壩段內部應力分析 5.1 A-A 截面（86m 高程） 5.1.1 校核洪水位：90.5m =-n=-36.8 u yu =5.52 xu yu 2 n =m=131.58 d yd =78.9 xd y

55、d 2 m 求壩內水平截面上的正應力bxa y 219.3 2.1 2 )(6 B MM B UW a AA 2 )(12 B MM b A 壩內水平截面上的剪應力 2 111 xcxba 131.58 -37 1d a )42 6 ( 1 1du B P B b 1.7 )33 6 ( 1 2 1du B P B c 壩內水平截面上的水平正應力，經簡化xba x22 78.9 -6.1 2 a xd B b xdxu 2 表表 5-15-1 邊緣應力（邊緣應力（KpaKpa） 位置 應力 1347910 y221.4225.6227.7234238.2240.3 96.2835.8810.7

56、8-44.12-63.72-68.42 x72.860.654.536.22417.9 1268.7154233.0645228.3683243.3949255.7220259.6631 225.4845053.1354753.8316326.805106.-1.46315 -26.1844-11.7582-3.5496412.0270915.15. 5.1.2 設計洪水位：90.00m =-n=-35.8 u yu =5.4 xu yu 2 n =m=130.3 d yd =78.2 xd yd 2 m 求壩內水平截面上的正應力bxa y 217.2 21.4 2 )(6 B MM B UW

57、 a AA 2 )(12 B MM b A 壩內水平截面上的剪應力 2 111 xcxba 130.3 -34.2 1d a )42 6 ( 1 1du B P B b 1.7 )33 6 ( 1 2 1du B P B c 壩內水平截面上的水平正應力，經簡化xba x22 78.2 -6.1 2 a xd B b xdxu 2 表表 5-25-2 邊緣應力（邊緣應力（KpaKpa） 位置 應力 1347910 y238.6281.4302.8367409.8431.2 97.84320.7-25.8-39.8-41.7 x72.159.953.835.523.317.2 1283.78443

58、289.45472304.50911368.99595413.85586435.35845 226.9155751.8452752.0908833.5040519.2441413.04155 -24.8099-10.6150-4.722364.5.5. 5.1.3 正常蓄水位：87.00m =-n=-35.91 u yu =5.4 xu yu 2 n =m=140.2 d yd =84.1 xd yd 2 m 求壩內水平截面上的正應力bxa y 233.6 5.8 2 )(6 B MM B UW a AA 2 )(12 B MM b A 壩內水平截面上的剪應力 2 111 xcxba 140.

59、2 -40.6 1d a )42 6 ( 1 1du B P B b 2.2 )33 6 ( 1 2 1du B P B c 壩內水平截面上的水平正應力，經簡化xba x22 84.1 -6.6 2 a xd B b xdxu 2 表表 5-35-3 邊緣應力（邊緣應力（KpaKpa） 位置 應力 1347910 y239.4251256.8274.2285.8291.6 101.838.213-36.2-47-45.8 x77.564.357.737.924.718.1 1288.5120258.5135257.6452279.6212294.002299.0658 228.3879256.

60、7864156.8547632.4787116.497310.63418 -25.767-11.133-3.721898.9.9. 5.1.4 設計低水位：84.00m =-n=-31.7 u yu =3.9 xu yu 2 n =m=131.7 d yd =79.6 xd yd 2 m 求壩內水平截面上的正應力bxa y 213.6 5.8 2 )(6 B MM B UW a AA 2 )(12 B MM b A 壩內水平截面上的剪應力 2 111 xcxba 108 -33.6 1d a )42 6 ( 1 1du B P B b 2.2 )33 6 ( 1 2 1du B P B c 壩