重力坝设计PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1-1论述范围 1

1-2重力坝的分类 1

1-3基本尺寸 1

1-4有关重力坝的术语 1

目录 1

1-5参考文献 2

二、地形图和航摄照片 3

2-4测量控制 3

2-3概述 3

2-5提供资料的范围 3

2-2提供资料的范围 3

2-1概述 3

一、建坝地区的情况 3

第二章 设计条件 3

三、水文资料 4

2-6提供资料的范围 4

2-7水文调查研究 5

2-9各类库容分配的定义 7

2-8概述 7

四、库容和水库调度 7

2-10提供资料的范围 9

五、气候因素 10

2-11概述 10

2-12提供资料的范围 10

六、建筑材料 10

2-13混凝土骨料 10

2-17坝址选择的因素 11

七、坝址选择 11

2-16概述 11

2-14施工用水 11

2-15提供资料的范围 11

八、坝体外形 12

2-18非溢流坝剖面 12

2-19溢流坝剖面 12

九、坝基勘探 12

2-20勘探目的 12

2-21现场勘探 12

2-22施工期间的地质工作 15

2-23坝基分析的方法 15

2-24现场试验 15

十、施工 16

2-27概述 16

2-28施工进度表 16

2-25实验室试验 16

2-26资料的统一表述 16

十一、其他条件 17

2-29提供资料的范围 17

2-30其他设计条件 18

十二、参考文献 19

2-31参考文献 19

二、混凝土 20

3-2混凝土特性 20

一、导言 20

3-1基本假定 20

第三章 设计资料和准则 20

三、坝基 22

3-3概述 22

3-4坝基变形 22

3-5坝基强度 22

3-8温度 25

3-7库水和尾水 25

四、荷载 25

3-6坝基的渗透性 25

3-9内部静水压力 26

3-10静荷载 27

3-11冰 27

3-12泥沙 27

3-13地震 27

五、荷载组合 28

3-14概述 28

3-15正常荷载组合 28

3-16非常和极端荷载组合 28

3-17其他荷载组合的研究和调查 28

六、安全系数 29

3-18概述 29

3-19容许应力 29

3-21开裂 30

3-20抗滑稳定 30

3-22坝基稳定 31

七、参考文献 32

3-23参考文献 32

第四章 布置与分析 33

4-1概述 33

一、布置 34

4-2非溢流剖面 34

4-3溢洪道剖面 34

4-4超高 34

二、应力和稳定的重力分析法 34

4-5重力法及其应用 34

4-6假定 35

4-7正常水库荷载情况采用的符号 36

4-8水平地震情况采用的符号 37

4-9作用在悬臂梁单元上的力和力矩 38

4-10应力与稳定方程 38

三、试载分析法 42

1．试载扭转分析法（伸缩缝不灌浆） 42

4-11概述 42

4-12理论 42

4-13符号 44

4-14地基常数 45

4-15单元选择 51

4-16荷载、力和力矩 51

4-17悬臂梁初始变位和单位变位 51

4-18扭转结构垂直单元由单位扭转力偶引起的单位转动 52

4-19扭转结构水平单元的单位变位 54

4-21由水平单元上的试荷载引起的垂直扭转单元的角位移 55

4-20试荷载 55

4-22扭转结构的变位 56

4-23悬臂梁结构的变位 56

4-24应力与稳定系数 56

2．试载扭转分析法（收缩缝灌浆） 56

4-25分析法说明 56

4-26假定 59

4-27水平梁单元 59

4-28符号 59

4-29方程 59

3．曲线形重力坝分析 62

4-30分析方法 62

四、动力学分析 62

4-31概述 62

4-32自振频率与振型 62

4-34水平地震加速度荷载 63

4-33地震反应 63

4-35垂直地震加速度效应 64

五、有限元法 65

4-36概述 65

1．二维有限元程序 65

4-37用途 65

4-38方法 65

4-39输入 66

4-40输出 66

4-41性能 66

4-42应用范围 67

4-43近似假定 67

4-44在重力坝设计上的应用 67

2．三维有限元程序 67

4-45应用 67

4-47输入 68

4-46性能和应用范围 68

4-48输出 69

六、坝基分析 69

4-49目的 69

1．稳定分析 69

4-50适用的方法 69

4-51二维分析法 69

4-52三维分析法 70

2．其他分析法 73

4-53不均匀位移分析法 73

4-54由于跨越软弱带而引起应力集中的分析 74

七、参考文献 74

4-55参考文献 74

5-3导流洪水标准的选择 75

5-2河道流量特性 75

5-1概述 75

第五章 施工导流 75

一、导流标准及要求 75

5-4上游已建坝的流量调节 76

5-5河水浑浊和水质污染的防止 76

二、导流方式 77

5-6概述 77

5-7隧洞导流 78

5-8坝内底孔导流 81

5-9渡槽 82

5-10分期导流 83

5-11围堰 84

三、发包说明书的要求 85

5-12施工承包人的职责 85

5-13设计人员的职责 85

6-2坝基整修 86

6-3齿槽处理 86

第六章 坝基处理 86

6-1概述 86

一、开挖 86

6-4管涌的防止 89

二、灌浆 89

6-5概述 89

6-6固结灌浆 90

6-7帷幕灌浆 90

三、排水 94

6-8坝基排水 94

四、参考文献 94

6-9参考文献 94

7-2体积变化 95

7-1目的 95

一、导言 95

第七章 混凝土的温度控制 95

7-3考虑的因素 96

7-4设计资料 96

7-5裂缝 97

二、温度控制措施 99

7-6预冷 99

7-7后期冷却 99

7-8水泥的用量和品种 100

7-9火山灰的利用 100

7-10其他各种措施 100

三、温度研究 101

7-11一般研究范围 101

7-12混凝土温度的变幅 102

7-13温度梯度 106

7-14温升 107

7-15人工冷却 108

7-16其他问题的研究 112

四、设计中应考虑的因素 112

7-17浇筑温度 112

7-18封闭温度 113

7-19浇筑块尺寸 113

7-20混凝土冷却系统 114

7-21块体高差 118

7-22浇筑层厚度 118

7-23浇筑层之间的间歇期 119

7-24封闭槽 119

五、施工管理 119

7-25温控管理 119

7-26坝基不平整度 121

7-30保温 122

7-29养护 122

7-27坝内孔洞 122

7-28模板及其拆除 122

六、参考文献 123

7-31参考文献 123

第八章 建筑物的接缝 124

8-1目的 124

8-2收缩缝 124

8-3膨胀缝 124

8-4施工缝 125

8-5接缝间距 125

8-6键槽 127

8-7止水（止浆）片 129

8-8接缝排水管 130

8-9灌浆系统 130

8-10灌浆操作 133

第九章 溢洪道 134

一、一般设计原理 134

9-1功用 134

9-2入库设计洪水的选择 134

9-3超高库容与溢洪道泄流能力的关系 135

9-4洪水演算 136

9-5溢洪道尺寸型式的选择 138

二、溢洪道的组成和类型 140

9-6溢洪道布置的选择 140

9-7溢洪道的组成 140

9-8溢洪道型式 142

9-9堰顶控制 145

9-11无闸门控制的反弧形堰顶上的溢流流量 147

三、控制建筑物 147

9-10无闸门控制的反弧形堰顶 147

9-12按小于最大水头设计的无闸门控制的反弧形堰顶 152

9-13有闸门控制的反弧形堰顶 155

9-14有闸门控制的反弧形堰顶的流量 155

9-15孔口控制结构 156

9-16侧槽式控制建筑物 156

四、泄水槽水力学 159

9-17概述 159

9-18明槽 160

9-19隧洞式泄水槽 162

9-20混凝土表面的空蚀 164

五、消能建筑物的水力计算 164

9-21水跃消力池 164

9-22挑流戽 174

9-23淹没式消力戽 175

9-24跌水塘 177

六、喇叭口竖井式溢洪道的水力计算 177

9-25一般特性概述 177

9-26堰顶溢流 177

9-27堰顶剖面 181

9-28孔口控制 183

9-29隧洞设计 188

七、结构设计 189

9-30概述 189

八、参考文献 190

9-31参考文献 190

第十章 泄水工程及发电输水道 191

一、绪言 191

10-1类型与用途 191

10-3布置 192

二、发电输水道以外的其他泄水工程 192

10-2概述 192

10-4进水口建筑物 193

10-5输水道 197

10-6闸门与泄水控制设备 198

10-7消能设施 199

1．泄水工程的水力设计 199

10-8概述 199

10-9输水道中的有压流 200

10-10有压管流的水头损失 202

10-11渐变段型式 206

10-12消能设施 207

10-14概述 208

10-15拦污栅 208

2．泄水工程的结构设计 208

10-13泄水工程中的明渠水流 208

10-16输水道 209

10-17阀或闸门室 209

10-18消能设施 209

三、发电输水道 209

10-19概述 209

10-20布置 209

10-21进水口结构 211

10-22压力管道 214

10-23闸门或阀 214

10-24发电输水道的水力计算 214

10-25发电输水道的结构设计 215

四、参考文献 216

10-26参考文献 216

11-3位置与尺寸 217

11-2目的 217

第十一章 廊道与通道 217

11-1概述 217

11-4廊道内的排水沟 222

11-5预留排水管 222

11-6配筋 222

11-7维修设施与公用设施 223

11-8其它细节 223

第十二章 其它附属建筑物 224

12-1电梯塔和电梯竖井 224

12-2坝顶桥梁 228

12-3坝顶布置 229

12-4鱼道 229

12-5休息室 232

12-6服务性设施 232

13-2观测计划的拟订 234

第十三章 坝的结构性能观测 234

13-1观测范围和目的 234

13-3观测系统 235

13-4埋入式仪器观测 237

13-5辅助性实验室试验 243

13-6变形观测仪器 243

13-7其它观测 246

13-8观测计划的实施 249

13-9资料整理 250

13-10成果 251

13-11参考文献 251

第十四章 混凝土施工 252

14-1概述 252

14-2设计要求 252

14-3混凝土的成分 253

14-4配料与拌和 254

14-5浇筑前的准备工作 254

14-6混凝土浇筑 254

14-7养护和保护 255

14-8平整度和修整 255

14-9施工的容许误差 255

14-10混凝土的修补 256

第十五章 生态和环境问题的考虑 257

一、导言 257

15-1概述 257

15-2规划的制订 257

二、对鱼类和野生生物问题的考虑 258

15-3概述 258

15-4对鱼类生态和环境问题的考虑 258

15-5对野生生物环境问题的考虑 261

三、游乐方面的考虑 262

15-6概述 262

15-7游乐事业的发展 262

四、设计方面的考虑 263

158概述 263

15-9美化环境方面的考虑 264

15-10防护方面的考虑 264

15-11施工方面的考虑 265

五、参考文献 266

15-12参考文献 266

附录一 坝体应力和稳定的重力分析法 267

附1-1重力分析法实例：弗赖恩特坝 267

附1-2设计条件 267

附1-4最终成果 269

附1-5提要和结论 269

附1-3计算和表格 269

附录二 试荷载扭转分析（接缝已灌浆） 292

附2-1扭转分析（接缝已灌浆）实例：渡口峡坝 292

附2-2设计数据 292

附2-3坝肩常数 292

附2-4单位荷载引起的线变位和角变位 294

附2-5悬臂梁在初始荷载下的变位 294

附2-6荷载试分配 294

附2-7悬臂梁变位 294

附2-8扭转结构变位 308

附2-9水平梁结构变位 308

附2-12水平梁应力 311

附2-13悬臂梁应力 311

附2-11水平梁在试荷载下的弯矩和剪力 311

附2-10总变位 311

附2-14最后成果 314

附录三 有限元分析法 321

一、二维有限元分析 321

附3-1概述 321

附3-2问题的提出 321

附3-3网格和编号系统 321

附3-4输入 321

附3-5输出 321

二、三维有限元分析 329

附3-6概述 329

附3-7布置和编号系统 329

附3-8输入 332

附3-9输出 332

附4-1概述 337

附4-2板比拟法 337

附录四 非线性应力分析的特殊方法 337

附4-3网格比拟法 338

附4-4模型试验 341

附4-5光弹模型 342

附录五 重力法和试荷载法分析结果的比较 344

附5-1应力与稳定系数 344

附5-2坝的结构特性及用重力法和试荷载法分析求得的最大应力 344

附录六 水力学数据和图表 378

附6-1符号和换算系数一览表 378

附6-2明渠水流 380

附6-3管道水流 392

附6-4水跃 397

附6-5参考文献 399

附录七 入库设计洪水研究 400

附7-1概述 400

附7-3流量资料 401

一、洪流估算所需的水文资料 401

附7-2概述 401

附7-4降水资料 403

附7-5流域资料 403

二、基本水文资料分析 403

附7-6概述 403

附7-7从降雨估算径流 404

附7-8河川流量资料分析 415

三、综合单位过程线 426

附7-9用滞时无因次-过程线法计算综合单位过程线 426

附7-10过去洪水的还原试算 429

附7-11计算综合单位过程线的其他方法 429

四、河川流量演算 429

附7-12概述 429

附7-13河川流量演算的实用方法 430

附7-14概述 434

五、设计暴雨分析 434

附7-15可能最大暴雨分析 435

附7-16平原地区暴雨极大化的计算 435

附7-17设计暴雨—一个流域可能最大降雨量（PMP）或可能最大暴雨量（PMS）的估算 437

附8-15混凝土施工的允许公差 439

附7-19实例-西经105°以东流域的初步入库设计洪水过程线 445

附7-18概述 445

六、初步入库设计洪水（仅考虑降雨） 445

附7-20西经105°以西流域初步入库设计洪水估算 461

附7-21通过拟建水库的初步设计入库洪水演算的建议 464

七、融雪径流对入库设计洪水的影响 464

附7-22概述 464

附7-23与可能最大暴雨径流组合的融雪季节内的较大融雪径流 465

附7-24可能最大融雪洪水与大降雨洪水组合 467

附7-25可能最大雪上降雨入库设计洪水的估算 468

附7-27概述 469

八、外包线 469

附7-26特殊情况 469

附7-28概述 470

附7-29制定施工导流方案所需的流量过程线 470

九、统计分析一洪水出现频率的估算 470

十、最终入库设计洪水的研究 471

附7-30概述 471

附7-31洪水演算准则 471

十一、参考文献 471

附7-32参考文献 471

附录八 混凝土设计说明书（样本） 474

附8-1概述 474

附8-2承包单位的混凝土工厂、设备和施工程序 474

附8-3混凝土的组成 475

附8-4水泥 477

附8-5火山灰 478

附8-6外加剂 479

附8-7水 480

附8-8砂 481

附8-9粗骨料 481

附8-10砂和粗骨料的生产 483

附8-11配料 484

附8-12拌和 485

附8-13混凝土温度 487

附8-14模板 487

附8-16钢筋与钢筋网 491

附8-17浇筑前的准备工作 492

附8-18混凝土浇筑 493

附8-19混凝土的修补 495

附8-20修整和修整度 495

附8-22养护 497

附8-21防护 497

附8-23混凝土的计量 498

附8-24混凝土费用的支付 499

附8-25参考文献 499

附录九 水质和大气污染控制设计说明书样本 500

附9-1适用范围 500

一、水质污染的预防 500

附9-2概述 500

附9-3浑浊度的控制 500

附9-4浑浊度控制方法 501

附9-5费用 502

二、消除大气污染 502

附9-6概述 502

附9-7除尘 503