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水工建筑物课本基本资料 重力坝的工作特点：1、由于筑坝材料强度高，耐久性好，抵抗洪水漫顶、渗透、冲刷、地震破坏等的能力强，因而失事率低，工作安全可靠。2、对地质、地形条件的适应性强。3、由于重力坝可做成溢流的，也可在大坝内设计泄水孔，故一般不需另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。4、结构作用明确。5、施工方便。6、由于坝体泡面尺寸往往有稳定和坝体拉应力强度条件控制而做的很大，材料用量多，坝内应力较低，材料强度不能充分的发挥，且坝底面积较大，因而扬压力较大，对稳定不利。7、因坝体体积较大，施工混凝土温度收缩应力也较大，为防止温度裂缝，施工是对混凝土温度控制的要求较高。 重力坝的类型：1、按坝体高度分：重力坝可以分为高坝（H70m）、中坝（H=30~70m）和低坝（H30m）。2、按筑坝材料分：混凝土重力坝和浆砌石重力坝。3、按剖面型式分：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝、预应力锚固重力坝等4、按泄水条件分：溢流坝段、挡水坝段、底孔坝段、电站引水坝段。 重力坝设计的主要内容包括：1、剖面设计、稳定设计、应力分析、构造设计、地基处理。 重力坝主要承载的荷载有：自重、静水压力、动水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、冰压力以及地震荷载等。 扬压力：在某截面上，由于渗透水引起的水压力成为渗透压力，由于下游水深引起的水压力称为浮托力，渗透压力与浮托力之和称为扬压力。（工程中常采取防渗和排水措施） 重力坝的抗滑稳定分析： 抗剪断公式： 式中：∑W—坝基面以上的总铅直力，KN, ∑P—坝基面以上总的水平力，KN U—作用在坝底面上的扬压力，KN F—接触面间的摩擦系数。 2、抗剪断强度公式： 式中：f‘ c’—坝体混凝土与坝基接触面处的抗剪断摩擦系数和抗剪断凝聚力，N/m2 计算单元的坝底面积，m2 f‘ c’值应有材料破坏试验确定，根据我国25座混凝土坝的野外试验资料统计，f‘值一般为0.8~1.8，c’值一般为（0.2~2.4）*106N/m2 抗剪断公式形式简单，对摩擦系数f的选择有多年的经验，应用广泛，但是忽略了坝体与基岩的胶结作用，不能完全反应坝的工作状况。抗剪断强度公式直接采用接触面上的抗剪断强度参数f1、C1，物理概念明确，较符合坝的实际工作情况。建议：当坝基内不存在可能导致深层滑动的软弱面时，应按抗剪断强度公式计算。对中型工程中的中、低坝，也可按抗剪断强度公式计算。 为了提高重力坝的抗滑稳定性，工程中常采用的措施：1、利用水重2、采用有利的地基开挖轮廓线3、设置吃墙4、采取抽排水措施5、采取预应力措施。 重力坝剖面设计的原则：1、满足稳定与强度要求，保证大坝的安全运行2、工程量小3、运行方便，4、外形简单，便于施工。 坝顶高程：Δh=h+h0+hC（m）(其中h为波高，h0是波浪中心线至静水位的高度，hC是安全超高) 坝顶构造：典型的坝顶构造，一般在坝顶上游设置与坝体连为一体的钢筋混凝土防浪墙，墙高约为1.2m，厚0.4~0.6m，与坝体设有相同的伸缩缝，缝内设止水，坝顶下游侧设边石或护栏，防浪墙与边石内侧设置人行道，高出路面约0.2m，宽0.75~1.0m，坝顶做成向两侧的横坡，坡端设排水沟，并与坝内排水管相连通，以便将坝面雨水排入坝内。 溢流重力坝在设计时，除了满足稳定和强度要求外，还要满足因泄水带来的一些要求，1、应具有足够的空口尺寸和较高的流量系数，以使之具有足够的溢流能力2、应具有良好的空口体形，以使水流平顺的过坝，不产生有害的负压、振动和空蚀等3、保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷4、溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行5、有灵活可靠的泄水流控制设备，如闸门、启闭机等。 溢流重力坝的泄水方式。常见的有开敞的坝顶溢流式和大孔口溢流式两种。 溢流重力坝的消能方式有：底流消能、挑流消能、面流消能、戽流消能 重力坝坝身泄水孔的作用：1、配合溢流坝泄洪，并可预泄库水，增大水库调洪能力2、防控水库以便检修大坝或满足人防要求3、排泄你傻，减少水库淤积，以延长水库寿命和保证其他建筑物正常的运行4、随时向下游放水，满足发电、灌溉、航运和城市供水需要5、施工导流。 坝身泄水孔的类型，按孔内水流态分为有压的的和无压的的两类，按泄水孔所处的高程可分为中孔和底孔，按布置的层数可分为单层和双层。 重力坝的材料分区： Ⅰ区—上下游最高水位的坝体表层混凝土，主要应提出抗冻要求。在寒冬的地区多采用2~3m厚的抗冻混凝土，标号为C15 S4 D150 Ⅱ区—上下游最高水位之间的坝体表层混凝土，控制因素为抗冻性能，同时对强度、抗渗、抗侵蚀也有一定的要求，多采用厚3~5m的抗渗、抗冻及抗侵蚀的混凝土，标号一般为C15 S8 D200. Ⅲ区—上下游最低水位以