碾壓式混凝土重力壩75頁(yè)

1、 第十三章 碾壓式混凝土重力壩其主要優(yōu)點(diǎn)是：1)施工工藝程序簡(jiǎn)單，可快速施工，縮短工期，提前發(fā)揮工程效益。2)膠凝材料(水泥+粉煤灰+礦渣等)用量少，一般在120160kg/m3，其中水泥用量約為6090kg/m3。3)由于水泥用量少，結(jié)合薄層大倉(cāng)面施工，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡(jiǎn)化了溫控措施。4)不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板及接縫灌漿等費(fèi)用。5)可適用大型通用施工機(jī)械設(shè)備，提高混凝土運(yùn)輸和填筑工效。6)降低工程造價(jià)?？涌谀雺夯炷翂螜M剖面 （一） 材料 碾壓式混凝壩的膠凝材料遠(yuǎn)比常態(tài)混凝土用量少，其中粉煤灰在膠凝材料中所占比重一般為30%60%。水膠比一般在0.450.7之間。（二

2、） 壩體構(gòu)造 由碾壓式混凝土重力壩采用通倉(cāng)碾壓，故可不設(shè)縱縫。但為了適應(yīng)溫度伸縮縫和地基不均沉降，仍應(yīng)設(shè)置橫縫，間距一般為1520m。比常態(tài)混凝土重力壩降低造價(jià)約10。觀看碾壓式混凝土重力壩視頻第十四章 其它型式重力壩 一、漿砌石重力壩 漿砌石重力壩是由石料和膠結(jié)材料砌筑而成的壩。 朱莊漿砌石重力壩（一） 漿砌石重力壩的材料 1石料 石料可分為塊石、條石或粗料石、細(xì)料石等。2膠結(jié)材料 常用的膠結(jié)材料有水泥砂漿、細(xì)石混凝土及混合砂漿等。 （二）砌石重力壩的構(gòu)造特點(diǎn)1、壩體防滲措施 2、溢流壩防護(hù)3、壩體分縫4、壩與地基的連接二、 寬縫重力壩（一）寬縫重力壩的工作特點(diǎn) 為了克服實(shí)體重力壩揚(yáng)壓力大，

3、材料的抗壓強(qiáng)度不能充分發(fā)揮等缺點(diǎn)，我國(guó)在水利建設(shè)中，發(fā)展了一些改進(jìn)重力壩的壩型，寬縫重力壩就是其中的一種。例如：新安江、丹江口、潘家口等。 寬縫重力壩是將相鄰壩段間的橫縫部分地拓寬(僅在上游端和下游端閉合)的重力壩。寬縫重力壩工程量比實(shí)體重力壩要省10%20% 潘家口寬縫重力壩三、 空腹重力壩 在實(shí)體重力壩底部沿壩軸線方向設(shè)置大尺寸的空腔，即為空腹重力壩。 空腹下面不設(shè)底板，壩體所受的作用(荷載)直接通過(guò)所謂的前、后腿傳到地基上。 空腹壩的腹孔凈跨度一般約為壩底全寬的1/3， 腹孔高約為壩高的1/41/5。 廣東楓樹(shù)壩空腹重力壩第十五章 支墩壩 支墩壩有下述特點(diǎn)：揚(yáng)壓力僅作用于擋水面板的底面，

4、由于支墩之間的空隙較大，故作用于支墩底部的揚(yáng)壓力很?。簧嫌螕跛姘宓钠露容^緩，可以利用面板上的水重幫助維持壩體穩(wěn)定，故比重力壩的工程量??；大頭壩與重力壩相比可節(jié)省工程量15%25%，連拱壩和平板壩可節(jié)省40%60%。 按擋水面板的形式支墩壩可分為：平板壩、連拱壩和大頭壩。 佛子嶺連拱壩梅山連拱壩佛子嶺連拱壩湖南鎮(zhèn)梯形支墩壩寬縫重力壩圖片名稱(chēng)：貓?zhí)蛹t巖水電站電站地點(diǎn)：貴州修文所在河流：貓?zhí)铀谒担洪L(zhǎng)江水系主要壩型：雙曲拱壩壩頂高程：890米最大壩高：60米貓?zhí)蛹t巖水電站二灘雙曲拱壩圖片名稱(chēng)：二灘水電站 電站地點(diǎn)：四川省攀枝花市所在河流：雅礱江所在水系：長(zhǎng)江水系主要壩型：混凝土拱壩壩高：2

5、40 米石門(mén)拱壩圖片名稱(chēng)：石門(mén)水庫(kù)電站地點(diǎn)：陜西漢中所在河流：褒河所在水系：黃河水系主要壩型：混凝土拱壩壩頂高程：620.0米最大壩高：88米圖片名稱(chēng)：佛子嶺水電站 大壩全景電站地點(diǎn)：安徽霍山所在河流：淠河所在水系：淮河水系主要壩型：連拱壩壩頂高程：128.46米最大壩高：75.9米 第三章 拱 壩第一節(jié) 概述一、拱壩的特點(diǎn) 拱壩的結(jié)構(gòu) 拱壩是固接在基巖上的空間殼體結(jié)構(gòu)（高次超靜定結(jié)構(gòu)） 拱壩的受力 拱壩所承受的水平荷載一部分通過(guò)拱的作用壓向兩岸巖體，另一部分通過(guò)豎直梁的作用傳到壩底基巖。 拱壩的穩(wěn)定 壩體的穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔?，并不全靠壩體自重來(lái)維持。 1、用拱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用

6、材料強(qiáng)度。2、穩(wěn)定依靠?jī)砂豆岸说姆戳?lái)維持。3、超載能力強(qiáng)，安全度高。 4、抗震性能好。5、荷載特點(diǎn)。6、壩身泄流布置復(fù)雜。 二、拱壩壩址的地形和地質(zhì)條件 （一）地形條件 用壩頂高程處的河谷寬度和壩高之比（稱(chēng)為寬高比L/H）來(lái)描述河谷形狀。 用壩底最大厚度和壩高之比（稱(chēng)為厚高比T/H）來(lái)描述拱壩的薄厚程度。 寬高比 厚高比當(dāng)L/H1.5時(shí)，薄拱壩； T/H 0.35L/H4.5時(shí)，不宜修建拱壩。 V形河谷U形河谷寬高比相同河谷形狀不同的兩種情況（V形和U形） （二）地質(zhì)條件 基巖比較均勻，堅(jiān)固完整，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化、岸坡穩(wěn)定、沒(méi)有大斷裂等。 三、拱壩的形式 按其厚

7、高比特征可分為薄拱壩、中厚拱壩、厚拱壩(或稱(chēng)重力拱壩)。 按其壩體形態(tài)的特征可分為定圓心等半徑拱壩(或稱(chēng)單曲拱壩)；等中心角變半徑拱壩；變圓心變半徑（雙曲拱壩）。 第二節(jié) 拱壩的荷載及組合 一、 荷載 截面A1與A2間的壩塊自重G按辛甫森公式計(jì)算：當(dāng)Z 高度較小時(shí)可近似用下式計(jì)算：自重計(jì)算簡(jiǎn)圖1.自重 2.溫度荷載 當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí)，即溫度升高，拱圈伸長(zhǎng)并向上游位移，由此產(chǎn)生的彎矩、剪力的方向與庫(kù)水位產(chǎn)生的相反，但軸力方向相同。 當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時(shí)，即溫度降低，拱圈收縮并向下游位移，由此產(chǎn)生的彎矩、剪力的方向與庫(kù)水位產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反。說(shuō)明： （a）實(shí)際溫度荷載分布；（b

8、）平均溫度；（c）等效線性溫差； （d）非線性溫差 溫度荷載的變化 2、荷載組合 根據(jù)荷載出現(xiàn)的機(jī)率進(jìn)行組合可分為：基本組合、特殊組合兩種。 拱壩設(shè)計(jì)荷載組合表荷載組 合組合情況荷 載重自 重水壓力泥沙壓力浪壓力溫度荷載地震力基本組合1正常蓄水位1234(6)2運(yùn)行最低水位1234(6)3其它常遇的不利組合特殊組合1校核洪水位1234(6)2地震情況1234(6)73施工期接縫未灌漿情況 情況1124施工期分期未灌漿情況 情況112(6)或(6)(6)5其它稀遇的不利組合(6) 溫降 (6)溫升 (6)接縫灌漿部分壩體設(shè)計(jì)正常溫降。 (6)接縫灌漿部分壩體設(shè)計(jì)正常溫升。 第三節(jié) 拱壩的體形和布

9、置 一、拱壩壩體尺寸的初步擬定 二、拱壩布置1、拱壩布置的步驟 2、布置原則拱壩壩身的布置原則拱壩壩端的布置原則第四節(jié) 拱壩應(yīng)力分析 1、應(yīng)力分析方法綜述 1)純拱法 2)拱梁分載法3)有限元法 4)殼體理論計(jì)算法5)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)法 純拱法假定拱壩由一系列各自獨(dú)立互不影響的水平拱圈疊合而成，每層拱圈簡(jiǎn)化為彈性固結(jié)拱進(jìn)行計(jì)算，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解拱的應(yīng)力。 拱梁分載法是當(dāng)前用于拱壩應(yīng)力分析的基本方法，它把拱壩看成由一系列水平拱圈和鉛直梁所組成，荷載由拱和梁共同承擔(dān)，各承擔(dān)多少荷載由拱梁交點(diǎn)處變位一致條件決定。荷載分配后，梁按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力，拱按純拱法計(jì)算應(yīng)力。確定拱梁荷載分配的方法可以用試荷載法

10、，也可以用計(jì)算機(jī)求解聯(lián)立方程組來(lái)代替試算。拱冠梁法，將拱壩看成由一系列水平拱和拱冠處一根懸臂梁組成，以拱冠處一根懸臂梁為代表與若干水平拱作為計(jì)算單元進(jìn)行荷載分配。根據(jù)各層拱圈與拱冠梁交點(diǎn)處徑向變位一致的條件求得拱梁荷載分配，荷載分配后，梁按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力，拱圈按純拱法計(jì)算應(yīng)力。有限元法殼體理論計(jì)算法計(jì)算拱壩地基變位的力系及當(dāng)量矩形圖 伏格特法壩體向基巖延伸長(zhǎng)度h示意延長(zhǎng)壩高法M=M0+H0y+V0 x - MLH=H0cos- V0sin+ HLV=H0 sin+V0cos-VL三、純拱法 拱圈應(yīng)力分析圖四、拱梁分載法法 荷載由拱和梁共同承擔(dān)，各承擔(dān)多少荷載由拱梁交點(diǎn)處變位一致條件決定。荷載

11、分配后，梁按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力，拱按純拱法計(jì)算應(yīng)力。 拱冠梁法拱冠梁法計(jì)算簡(jiǎn)圖（a）拱壩中面；（b）總水平徑向荷載；（c）各層拱圈分配到的荷載；（d）拱冠梁分配到的荷載（e）i層拱圈計(jì)算簡(jiǎn)圖；（f）拱冠梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 荷載分配（徑向變位一致條件）梁的徑向變位拱的徑向變位 梁的徑向變位拱圈的徑向變位 壩體上下游面的邊緣應(yīng)力厚拱壩時(shí) 第五節(jié) 壩肩穩(wěn)定分析 一、穩(wěn)定分析方法 三種（一)剛體極限平衡法1.可能滑動(dòng)面形式和位置有4種見(jiàn)教材173頁(yè) 單一的破裂面 2.整體穩(wěn)定分析壩肩巖體穩(wěn)定計(jì)算圖 （單位： m）， ， 假設(shè)兩個(gè)破裂面F1和F2切割出的一塊楔體 G =Gtg W =Wtg 3平面分層穩(wěn)定分析 176頁(yè)拱壩拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值荷 載 組 合建 筑 物 級(jí) 別 1 2 3基 本 抗剪斷公式 3.50 3.25 3.00特 殊無(wú) 地 震 3.00 2.75 2.50有 地 震 2.50 2.25 2.00基 本 1.30特 殊無(wú) 地 震 抗剪強(qiáng)度公式 1.10有 地 震 1.00 重力墩穩(wěn)定分析 重力墩（二）有限元法（三）地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)法 二、滲透水壓力對(duì)壩肩巖體穩(wěn)定的影響 1959年法國(guó)馬爾巴塞拱壩，初蓄水不久即全壩潰決，原因?yàn)楣岸送屏κ箮r體的滲透系數(shù)減為初始值的1/100，滲水受阻水壓力增大，巖體