混凝土重力坝设计规范

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isbn号码:9781550842098
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  • 混凝土
  • 重力坝
  • 水利工程
  • 土木工程
  • 设计规范
  • 坝工
  • 混凝土结构
  • 水工结构
  • 工程设计
  • 规范标准
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具体描述

《混凝土重力坝设计规范》于1978年首次发布,1984年作了局部修改。本次根据水利部水利水电规划设计管理局(水总局科正[2001]1号)文件《关于下达2001年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知》以及《水利技术标准编写规定》(S11—2002),对《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21—78)及其补充规定(以下简称原标准)进行修订。

  本标准主要包括下列技术内容:

  ——坝体布置;

  ——实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝的体形选择、泄水建筑物坝体结构布置;

  ——泄洪、消能、防冲的水力设计;

  ——作用在坝体上的荷载、坝体应力与稳定计算及其控制标准;

  ——坝基处理设计,开挖、固灌、防渗排水、岩溶、断层破碎带的处理设计;

  ——坝体构造、大坝材料、坝顶、坝内廊道、坝体分缝及止水、排水坝体构造;

  ——温度控制标准和防止裂缝措施;

  ——安全监测设计。

混凝土重力坝设计规范 引言 混凝土重力坝作为一种古老而又经典的挡水建筑物,在世界各地的水利工程中扮演着举足轻重的角色。其设计与建造的科学性、可靠性直接关系到水库的安全运行以及下游地区的稳定。本规范的编制,旨在为从事混凝土重力坝的设计、审查、施工和监理的工程技术人员提供一套全面、系统、具有指导意义的技术依据。它涵盖了从坝址选择、荷载分析、结构设计、施工工艺到安全监测等一系列关键环节,力求在确保工程安全、经济合理的前提下,最大程度地发挥混凝土重力坝的功能。 第一章 总则 本章阐述了本规范的制定目的、适用范围、基本原则以及与相关规范的协调关系。它明确了设计过程中必须遵循的基本准则,包括但不限于: 安全至上原则: 任何设计方案都必须将工程安全置于首位,确保在各种可能发生的荷载和不利条件下,大坝结构能够保持稳定,避免溃坝事故的发生。 经济合理性: 在满足安全和功能要求的基础上,追求工程的经济效益,优化设计方案,降低建设和运行成本。 技术先进性与可靠性: 鼓励采用成熟可靠的工程技术和材料,同时也要关注和借鉴国内外最新的科研成果和工程实践经验,但不鼓励盲目追求新工艺、新材料而可能带来的风险。 环境协调性: 考虑工程建设对周边环境的影响,采取必要的环境保护措施,实现人与自然的和谐发展。 第二章 基础条件与勘察 成功的重力坝设计离不开对工程地质、水文地质、地形以及地震等基础条件的深入了解。本章详细规定了开展工程勘察的要求和内容: 地质勘察: 包括对坝址区域地层岩性、岩石强度、节理裂隙发育程度、地下水位、渗透性以及可能存在的断层、滑坡体等进行详细调查,为坝基稳定性和渗透分析提供依据。 水文地质勘察: 重点关注地下水文条件,包括地下水埋深、流向、流速、渗透系数以及地表水与地下水的相互关系,为防渗设计和库岸稳定性分析提供支持。 地形测量: 精确测量坝址区域的地形地貌,为坝体体积计算、填挖方量估算以及施工布置提供基础数据。 地震勘察: 评估工程区域的地震活动性,确定设计地震动参数,为抗震设计提供依据。 第三章 荷载与组合 荷载是影响重力坝稳定性和结构行为的关键因素。本章系统地介绍了作用在重力坝上的各种荷载及其计算方法: 静水压力: 由库水和下游水位产生的压力,是重力坝最主要的荷载。 自重: 坝体自身的重量,是提供抗倾覆和抗滑移能力的主要力量。 土压力: 若坝址有填土或岸坡土体,则需考虑其产生的土压力。 温度变化: 混凝土在温度变化过程中产生的收缩和膨胀力,对重力坝内部应力分布有显著影响。 地震力: 在地震作用下,坝体和水库水体产生的动力响应。 其他荷载: 包括船闸、发电厂房等附属结构产生的荷载,以及冰压力、冲刷力等。 本章还详细规定了各种荷载的组合方式,以考虑最不利的工况,确保设计的安全性。 第四章 坝体设计 坝体设计是重力坝设计的核心内容,旨在确定坝体的形状、尺寸和结构形式,以满足稳定性和强度要求。本章涵盖以下主要内容: 稳定分析: 抗倾覆稳定性: 验算坝体是否能够抵抗水压力等水平荷载产生的倾覆力矩。 抗滑移稳定性: 验算坝体在地基或坝体内部界面上是否能够抵抗滑移。 整体稳定性: 考虑坝体与地基的整体相互作用,分析是否存在整体滑动失稳的风险。 应力分析: 有限元分析: 利用先进的数值模拟技术,精确计算坝体和基础中的应力分布,分析是否存在超容许应力的情况。 经验公式法: 在简单工况下,也可采用经验公式进行初步的应力估算。 渗透稳定性与防渗设计: 渗透稳定性: 分析水库渗流对坝体稳定性的不利影响,如孔隙水压力过大可能导致抗滑移能力下降。 防渗措施: 制定有效的防渗措施,如设置防渗墙、灌浆帷幕、排水廊道等,以控制渗流量和降低渗透压力。 温度控制与裂缝控制: 水化热控制: 采取措施减缓混凝土水化热的产生和散发,如掺加掺合料、优化配合比、采用分层浇筑等,以避免因温度应力导致裂缝。 裂缝处理: 对可能出现的裂缝进行预测和控制,并制定相应的处理方案。 排水与减压: 排水系统设计: 设置完善的内部排水孔隙和排水廊道,及时排出坝体内的渗流水,降低孔隙水压力,提高抗滑移能力。 减压措施: 在必要时,采取减压措施,如设置减压排水孔等,进一步降低基础底部的渗透压力。 第五章 坝基设计 坚固稳定的坝基是重力坝安全运行的基础。本章规定了坝基设计的要求: 地基承载力验算: 确保坝基能够承受坝体和库水的总荷载,不发生过大的沉降或破坏。 地基抗滑稳定性验算: 验算坝基在荷载作用下是否能够抵抗滑移。 地基渗透稳定性验算: 评估地基渗透对坝体稳定性的影响,并提出相应的防渗处理措施。 地基加固与处理: 根据勘察结果,对存在缺陷的地基进行必要的加固和处理,如灌浆、固结等。 第六章 施工要求 本章提供了混凝土重力坝施工过程中的基本技术要求和注意事项,确保施工质量: 混凝土配合比设计与质量控制: 规定了混凝土的强度、抗渗性、耐久性等要求,以及配合比设计、原材料检验、生产过程控制和试块检测等质量保证措施。 模板与钢筋工程: 详细规定了模板的安装、支撑、拆除要求,以及钢筋的加工、绑扎、保护层厚度等。 混凝土浇筑: 规定了分层浇筑厚度、浇筑间歇时间、振捣密实度、测温及温控措施等。 混凝土养护: 强调了混凝土养护的重要性,规定了养护方法、养护时间和养护标准。 接缝处理: 详细规定了不同龄期混凝土之间施工缝的处理要求,以保证结构的整体性。 施工监测: 提出了施工过程中应进行的各项监测内容,如沉降、位移、应力、温度等,以便及时发现和处理问题。 第七章 安全监测与管理 重力坝建成后,需要进行长期的安全监测和管理,以确保其长期安全稳定运行。本章规定了相关要求: 监测项目: 包括坝体内部的渗流量、渗流压力、变形(沉降、水平位移)、应力、温度以及坝基的变形、渗流等。 监测方法与仪器: 推荐了各种先进的监测仪器和方法,如测压管、渗流计、测斜仪、应变片、温度计、GPS等。 监测频率与周期: 规定了不同阶段的监测频率和周期,以及异常情况下的加密监测要求。 数据分析与评估: 建立了完善的数据分析和评估体系,对监测数据进行解读,判断坝体的运行状态,并为运行管理提供依据。 运行管理: 提出了水库调度、巡视检查、防汛抗旱等方面的运行管理要求。 应急预案: 制定了完善的应急预案,以应对可能发生的各类险情。 第八章 附录 本章可能包含一些补充性的技术资料、图表、计算实例或与本规范配套的相关标准。 结论 本《混凝土重力坝设计规范》旨在为工程实践提供坚实的技术支撑,通过对基础条件、荷载分析、结构设计、施工工艺和安全监测等各个环节的详细规定,确保混凝土重力坝工程的安全、可靠和经济。遵循本规范,将有助于提高工程质量,降低工程风险,为水资源开发利用和区域经济发展做出积极贡献。

作者简介

目录信息

1 总则
2 主要术语与符号
 2.1 主要术语
 2.2 基本符号
3 坝体布置
4 坝体结构
 4.1 一般规定
 4.2 非溢流坝段
 4.3 溢流坝段
 4.4 坝身泄水孔
5 泄水建筑物的水力设计
 5.1 一般规定
 5.2 泄流能力及消能计算
 5.3 高速水流区的防空蚀设计
 5.4 消能防冲设施的设计
6 坝体断面设计
 6.1 荷载及其组合
 6.2 主要设计原则
 6.3 坝的应力计算
 6.4 坝体抗滑稳定计算
 6.5 溢流坝闸墩结构设计
7 坝基处理设计
 7.1 一般规定
 7.2 坝基开挖
 7.3 坝基固结灌浆
 7.4 坝基防渗和排水
 7.5 断层破碎带和软弱结构面处理
 7.6 岩溶的防渗处理
8 坝体构造
 8.1 坝顶
 8.2 坝内廊道及通道
 8.3 坝体分缝
 8.4 坝体止水和排水
 8.5 大坝混凝土材料及分区
9 温度控制及防裂措施
 9.1 一般规定
 9.2 温度控制标准
 9.3 温度控制及防裂措施
10 安全监测设计
 10.1 一般规定
 10.2 监测项目与监测设施布置要点
附录A 水力设计计算公式
 A.1 堰面曲线、堰面压力及反弧段半径
 A.2 坝身泄水孔体形设计
 A.3 泄流能力及掺气水深计算公式
 A.4 挑流消能的水力要素
 A.5 底流消能的水力要素
 A.6 防空蚀设计
附录B 荷载计算公式
 B.1 垂直作用于坝体表面某点的静水压强
 B.2 淤沙压力
 B.3 扬压力
 B.4 冰压力
 B.5 反弧段水流离心力
 B.6 浪压力
附录C 实体重力坝的应力计算公式
……
标准用词说明
条文说明
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书,给我的感觉是它像一本经验的集大成者,里面汇集了无数工程师们用血汗和智慧凝结成的宝贵经验。我比较关注的是关于坝体内部裂缝控制的部分,书中详细介绍了不同类型的裂缝(如施工缝、温度裂缝、收缩裂缝)的成因,以及如何通过优化施工工艺、材料选择、养护措施等来预防和处理这些裂缝。这让我明白,即使是看起来坚不可摧的混凝土,也需要精心的呵护。书中对于长期监测和病害诊断的论述,也让我印象深刻。一座水坝建成后,并非一劳永逸,还需要持续的监测和维护,以确保其长期安全稳定。它介绍了各种监测仪器和方法,以及如何根据监测数据来判断坝体的健康状况,及时发现和处理潜在的安全隐患。这种对工程生命周期全过程的关注,体现了工程师们的责任感和远见卓识。

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一本令人望而生畏的巨著,虽然书名直指“混凝土重力坝设计规范”,但翻开它,你会被其深度和广度深深吸引。初学者可能会被那些繁复的公式和图表吓退,但稍作尝试,就会发现其中蕴含的严谨逻辑和工程智慧。它不仅仅是告诉你“怎么做”,更重要的是阐释了“为什么这么做”。对于我这样一个业余爱好者而言,书中对于土力学、水力学在重力坝设计中的应用分析,简直是打开了新世界的大门。原来每一条斜线、每一个角度,都承载着对地基承载力、水体侧压力、甚至地应力变化的精妙考量。尤其是关于渗流控制的部分,从过去简单的排水孔设计,到如今多层次、多方向的控渗体系,让我看到了工程技术发展的脉络。书中对不同地质条件下的坝基处理策略,以及考虑地震荷载下的稳定性分析,更是让我对建设一座安全可靠的重力坝所需要面对的复杂性有了更深刻的认识。虽然我无法完全理解每一个细节,但这种“窥一斑而见全豹”的感觉,已经足够让我惊叹于人类在工程领域的创造力和对自然规律的深刻洞察。这本书无疑是为那些真正投身于这项事业的工程师们量身打造的,但也同样欢迎那些渴望理解宏伟工程背后科学原理的探索者。

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对于我这个非专业读者来说,这本书就像是一座通往工程世界的大门,虽然门槛有些高,但一旦跨进去,就能看到令人震撼的风景。书中的一些关于应力分析的章节,用到了许多我从未接触过的概念,但通过图示和类比,我还是能大致理解其核心思想:如何在巨大的水压力和自身重力作用下,让坝体内部的应力分布均匀,避免局部应力集中而产生破坏。尤其让我感兴趣的是关于泄洪建筑物的设计部分,它详细讲解了溢洪道的形式、消能防冲槽的设计,以及如何计算泄洪流量,确保在极端洪水情况下,水坝能够安全泄洪而不会被洪水淹没。这种对可能出现的极端情况进行充分预估和设计的理念,让我觉得工程师们的工作真是太了不起了。书中还涉及了与地基相互作用的分析,以及如何利用坝体自身的重力来抵抗滑动和倾覆,这种力量与反力量的博弈,充满了科学的智慧。

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这本书,我感觉它更像是一本工业时代的史诗,讲述着人类如何用智慧和勇气驯服洪水的壮丽篇章。当我翻到介绍不同类型重力坝(如实体坝、溢流坝、非溢流坝)的章节时,仿佛看到了历代工程师们为了解决不同地形、不同水文条件而进行的创新尝试。书中的一些设计案例分析,虽然年代久远,但其蕴含的设计思想和解决问题的逻辑,至今仍有借鉴意义。我特别注意到书中关于温度控制的设计,对于大型重力坝来说,混凝土水化产生的热量是一个巨大的挑战,可能导致结构开裂。书中详细介绍了分层浇筑、内部冷却管道等多种控温措施,以及如何通过计算水化热释放规律来优化施工方案。这让我深刻理解到,一座宏伟的工程,绝非仅仅是理论的堆砌,更是无数细节的完美执行。它也探讨了在不同气候条件下,混凝土的抗冻融性能、抗侵蚀性能等长期耐久性问题,这对于确保水坝的安全运行数十年乃至上百年至关重要。

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阅读这本书,我有一种在浩瀚星河中寻找方向的迷失感,但同时又被点点星光所吸引。它像是一本古老的藏经阁,里面珍藏着无数关于力量与平衡的秘密。书中的图纸和计算,虽然初看像是天书,但仔细品味,却能感受到其中蕴含的工程师们无数个日夜的思考与实践。我尤其对其中关于混凝土材料性能的论述印象深刻。从早期简单的水泥砂浆,到如今高性能的混凝土配合比设计,书中详细阐述了不同掺合料对混凝土早期和后期强度、抗裂性能、水化热控制等方面的影响。这让我意识到,建造一座巍峨的重力坝,不仅仅是堆砌石块,而是对材料科学的极致运用。它详细介绍了不同水头、不同库容下的水压力计算方法,以及如何通过坝体形状和尺寸的设计来抵消这些巨大的力量。更让我惊叹的是,书中还涉及了坝体与基岩的接触面稳定性分析,以及如何处理软弱夹层、断层等不利地质构造,确保整个结构的整体稳定性。这种对每一个可能出现的风险都进行细致分析和预判的态度,令人肃然起敬。

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