力臂=2/3×(45.72－9.0)－45.51/2=1.585(m) 力矩=-2287.77×1.585=－3626.12(kN?m)
U4=－9.81×1/2×9.0×(1－0.15)×(386.96-335.2)=－1691.86(kN) 力臂=45.72/2－1/3×9.0=19.55(m) 力矩=-1691.86×19.55=－33422.69(kN?m) 4．泥沙压力
PSH=1/2×9.5×（345-327）×（345-327）×tan2(45°－12°/2)=1009.20(kN) 力臂=1/3×18=6(m) 力矩=-1009.20×6=-6055.20(kN?m) PSV=1/2×9.5×18×18×0.2=307.8(kN) 力臂=45.51/2－18×0.2×1/3=21.555(m) 力矩=307.8×21.555=6634.629(kN?m)
标准值（kN) 垂直荷载 水平荷载 W1 自重 水平水压力 垂直水压力 W2 W3 PH1 PH2 Pv1 PV2 Pv3 PSH PSV U1 U2 U3 U4 960 （↓） 10013（↓） 20416（↓） 1542（↓） 392 （↓） 231 （↓） 308（↓） 3661(↑) 1128(↑) 2288(↑) 1692(↑) 17248(→) 330 (←) 1009(→) 力臂力矩标准值（kN?m） (m) 20.19 15.36 0.15 19.77 2.73 20.755 21.42 20.842 6 21.56 0.0 18.255 1.585 19.755 19382 153796 306241 -341001 900 32007 8405 -4812 -6055 6635 0 -20590 -3626 -33423 ∑M=-185314 荷载 静 水 压 力 泥沙压力 浮托力 扬压力 渗透压力 总计
∑W=25093（↓） ∑P=17942(→) 表2-3 校核洪水位情况下荷载计算成果
2.3 抗滑稳定分析
重力坝沿坝面失稳的机理是：首先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝趾处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服范围逐渐增大并向上游延伸，
最后，形成滑动通道，导致坝的整体失稳。
?0=1.0 ?=1.0 f'=0.9 c'=700kPa
校核洪水位情况
∑W=( P+ P+ P)+(W1+W2+W3)-（U+ U + U）- P=25093（↓） ∑P= PH1-PH2+PSH=17942(→)
基本组合：
V1
V2
V3
1
2
3
SV
K'?f'?W?c'A?P?0.9?25412?700?45.51?3.13?3.0
17492 由以上计算可知，在设计和校核洪水情况下坝基面均满足抗滑稳定极限状态要求。
2.4 应力分析
一、 分析目的
应力分析的目的是检验所拟坝体断面尺寸是否经济合理，并为确定坝内材料分区、某些部位配筋提供依据。 二、 分析的方法
应力分析的方法有理论理论计算和模型试验两类。设计时一般使用理论计算的方法，理论的计算方法有材料力学法、弹性理论和弹塑性理论的方法。 三、 材料力学法
校核洪水位情况
∑W==( P+ P+ P)+(W1+W2+W3)-（U+ U + U）-P =25093（↓） ∑P=17942(→) ∑M=∑M=W1+W2-W3+P+P+P-U-U-U–U =-185314
V1
V2
V3
1
2
3
SV
V1
V2
V3
1
2
3
4
基本组合 对于坝踵处：
?yu W6?M254126?170061??????65.74kPa?0BB245.5145.512 对于坝趾处:
?yd?W?6?M?BB2 254126?1700613000???1051.04??750(kPa)245.5145.514.0 由以上计算可知：设计洪水位和校核洪水位情况下，坝址和坝踵应力符合强度要求。
第三章 溢流坝设计
3.1 孔口设计
一、 泄水方式的选择：
为使水库具有较大的超泄能力，采用开敞式孔口。
二、 洪水标准的确定。本次设计的重力坝是3级建筑物，根据相关规范可知：采用50年一遇的洪水标准，500年一遇的洪水标准校核。
三、 流量的确定。设计情况下溢流坝下泄流量为1250m3s；校核情况下溢流坝下泄
流量为1696ms。
3四、 单宽流量的选择。坝基处基岩比较坚硬完整，综合枢纽的布置及下游的防冲要求，单宽流量取50~100m/s。
五、 孔口净宽似定。分别计算设计和校核情况下溢洪道所需的孔口宽度，计算成果如表3--1所示： 计算情况 设计情况 校核情况 流量Q（m/s） 1250 1696 33单宽流量（m/s） 50~100 50~100 3孔口净宽B（m） 25~12.5 33.92~16.96 表3-1 孔口净宽计算
根据以上计算，溢流坝孔口净宽取24m，假设每孔净宽为8m，则孔数n为3。 六、 溢流坝段总长度的确定。根据工程经验，似定闸墩的厚度。初拟中墩厚d为3m，边墩厚为2m则溢流坝段的总长度B0为：
B0?nb?(n?1)d?2t?24?6?4?34(m)
七、 坝顶高程的确定。
根据公式: Q溢??mB2gH0
32初拟侧收缩系数?=0.95流量系数m?0.502. 设计情况：
?Q溢?1250??H0???????8.5(m) ?mB2g0.95?0.502?242?9.81??????2323堰顶高程=385.4-8.5=376.9（m）
校核情况：
?Q溢?1696??H0???????10.4(m)
?0.95?0.502?24?2?9.81????mB2g??2323堰顶高程=386.96-10.4=376.56（m） 计算情况 流量Q（m/s） 设计情况 1250 3侧收缩系数 0.95 流量系数 孔口净宽（m） 堰上水头（m） 8.5 堰顶高程（m） 376.90 0.502 24 校核情况 1696 0.95 0.502 24 10.4 376.56 表3-2 堰顶高程计算
根据以上计算，取堰顶高程为376.56m。
八、 闸门高度的确定。计算如下：
门高=正常水位-堰顶高程+（0.1~0.2）=383.96-376.56+0.1=7.5（m） 按规范取门高为8m。
九、 定型设计水头的确定。堰上最大水头，Hmax=校核洪水位-堰顶高程，即：
Hmax=386.96-376.56=10.4（m）
定型设计水头Hs为：Hs=（75%~95%）Hmax=7.80~9.88（m）
取Hs=8.8m，8.8/10.4=0.85，查表知坝面最大负压为：0.3Hs=2.64m，小于规定的允许值（最大不超过3~6m水柱）。
十、 泄流能力的校核。先由水力学公式计算侧收缩系数?，然后计算不同水头作用下的流量系数m，根据已知条件，运用堰流公式校核溢流堰的泄流能力。 由规范可得：闸墩用半圆形 ?0?0.45 ?k?0.4 ??1?0.2?(n?1)?0??k?确定侧收缩系数?：
H0 nb?3-1）?设?1-0.2（?0.45?0.4??校8.5?0.9083?8
10.4?3-1）?1-0.2（?0.45?0.4??0.8873?8确定流量系数m:
HH8.5设计水位：Z?设??0.966HSHS8.8ms1?0.975?0.975??(0.966?0.8)?0.996m0.2ms?0.502?0.996?0.500HZH设10.1校核水位：???1.15HSHS8.8ms1.025-1.0?1.0??(1.15?1.0)?1.02m0.2ms?0.502?1.02?0.512Q设??mB2gH0?0.908?0.500?24?2?9.81?8.5?1196.0(m3s)32323232
Q校??mB2gH0?0.891?0.512?24?2?9.81?10.1?1556.（7m3s）Q'?Q1196.0?1250设计情况：?100%??100%?4.32%?5.0%Q1250Q'?Q1556.7?1696校核情况：?100%??100%?4.50%?5.0%Q1696
综上可知：设计的孔口符合要求。
表3-3泄流能力校核计算
计算情况 侧收缩系数 设计情况 校核情况 0.908 0.891 流量系数 0.500 0.512 孔口净宽（m） 24 24 堰上水头（m） 8.5 10.4 流量Q (m3s) |Q'?Q|?100%Q 1196.0 1556.7 4.32% 4.50% 3.2 溢流坝剖面设计
溢流堰面曲线常采用非真空剖面线，采用较为广泛的非真空剖面曲线有克-奥曲线和WES曲线两种，经比较本工程采用WES曲线，溢流坝的基本剖面为三角形，一般其上游面为铅直，溢流面由顶部的曲线，中间的直线，底部的反弧段三部分组成。
一、 上游堰面曲线，原点上又采用椭圆曲线，其方程为：
(bHS?y)2H2??1 22(aHS)(bHS)