【工程实例1】水布垭水电站

水布垭水利枢纽坝址位于湖北省巴东县境内，上距恩施市117km，下距隔河岩水利枢纽92km，主体建筑物有混凝土面板堆石坝、河岸式溢洪道、右岸地下式电站厂房和放空洞等，总库容45.8亿m3，装机容量184万kW，是以发电、防洪、航运为主，并兼顾其他功能的一等大型水利枢纽工程。

水布垭水利枢纽坝轴线长660m，最大坝高为233m，坝顶宽12m，面板厚0.3～1.1m，为目前世界上最高的混凝土面板堆石坝（图4.3）。

图4.3　水布垭水利枢纽

【例题】水布垭水利枢纽正常蓄水位为400.00m，面板堆石坝剖面如图4.4所示，大坝上游坝坡1：1.4，下游平均坝坡1：1.4。求最大坝高处单位宽度所受的静水总压力P。

分析：为满足大坝稳定及强度要求，确保大坝安全，需要分析并确定坝体的各种荷载，其中静水压力是重力坝的主要荷载之一。单位宽度坝体上静水压力作用面为矩形，边坡系数m为1.4。

解：

如图4.5所示，采用图解法确定静水总压力P，压强分布图为三角形，设其面积为A。

坝底高程为409-233=176（m），则水深H=400-176=224（m）。

相对压强分布图面积

图4.4　水布垭面板堆石坝及其剖面简图

图4.5　水布垭挡水坝静水压力计算示意图

静水总压力

静水总压力作用点距离水面=149.3m。

【工程实例2】衡山港千吨级重力式码头

衡山港千吨级重力式码头（图4.6和图4.7）位于衡山县城郊湘江左汊左岸的观湘村，是湘江航运开发株洲航电枢纽工程项目的配套工程，设计年吞吐量18万t，设计年通过能力为22.6万t。码头主体结构采用挡土墙，墙高约17m，码头长80m，码头前沿线布置在河岸顶边线往河外15m处。

按照港口工程技术规范，考虑衡山码头区陆域实际情况，设计河底标高为36.50m，将20年一遇水位51.92m作为设计高水位，39.00m作为设计低水位。

【例题】根据设计资料，衡山港千吨级码头设计河底标高为36.50m，设计低水位采用39.00m，设计高水位采用51.92m，码头前沿总长度为80m，请分别确定该重力式码头墙身在设计低水位及设计高水位时的静水总压力大小。

解：(www.daowen.com)

（1）设计低水位时，墙身剖面相对压强分布图为三角形（图4.8），设其面积为A，则相对压强分布图面积为

码头前沿长度

b=80m

水深

H=39-36.5=2.5（m）

图4.6　衡山港千吨级重力式码头

图4.7　衡山港千吨级重力式码头平面设计图

则静水总压力

静水总压力P作用点距离水面=1.67m。

（2）设计高水位时，相对压强分布图面积为

码头前沿长度

b=80m

水深

H=51.92-36.5=15.42（m）

则静水总压力

静水总压力P作用点距离水面=10.28m。

图4.8　衡山港千吨级重力式码头静水压强分布图