第三章-重力坝.pptVIP

第三章 重力坝 第一节 概述 一、发展概况 根据历史记载，最早的重力坝是公元前古埃及在尼罗河上修建的一座高15米、顶长450米的挡水坝。 人类历史上修建的第一批堰、坝，都是利用结构自重来维持稳定，结构简单，安全可靠。 1962年瑞士建成了世界上最高重力坝坝高285米。从1949--1985年，我国在已建成的坝高30米以上的113座混凝土坝中，重力坝达58座，占总数的51%。50年代首先建成了高105m的新安江和高71m的古田一级两座宽缝重力坝。 二、研究技术 早期：理论计算和模型试验相结合的方法设计。 80年代后针对专门问题：现代设计理论和分析方法设计。 三、重力坝工作特点 1、重力坝的工作原理 重力坝－－依靠自重维持稳定。工作原理概括为稳定和强度两点要求。 （1）稳定 依靠坝体自重在坝基面上产生摩擦阻力来抵抗水平 水压力以达到稳定要求。 （2）强度（应力） 利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于 水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。 2、重力坝的工作特点 (1)断面尺寸大，抗冲能力强，抵抗渗漏、漫顶破坏的能力强，在各种坝型中失事率最低; (2)对地形地质条件适应性强; (3)泄流和施工导流问题容易解决; (4)结构作用明确，便于机械化施工; (5) 材料强度不能充分利用; (6)底部扬压力大，对稳定和应力不利; (7)体积大，水化热不易散发，温控要求高; 四 重力坝类型 (一）按结构分 1实体重力坝（solid gravity dam) 优点：设计施工方便，结构简单，应力分布明确。 缺点：内部应力小，材料浪费，坝基扬压力大。 2宽缝重力坝（slotted gravity dam） 优点：扬压力小，工程量小，便于坝内检查。 缺点：施工复杂，模板用量大。 3空腹重力坝（laced gravity dam） 优点：进一步降低扬压力，内部可设厂房。 缺点：施工复杂，腹孔附近存在一定的拉应力区， 需配钢筋。 4预应力重力坝、装配式重力坝 （二）按作用分 非溢流重力坝、溢流重力坝 （三）按材料分 混凝土、浆砌石重力坝等 深式泄水孔+溢流坝=泄水坝，完全不泄水=挡水坝 五、重力坝的布置 1重力坝的组成 由溢流坝段、非溢流坝段和两者之间的连接边墩、导墙以及坝顶建筑物等组成。 2重力坝的布置 六、重力坝的设计内容 ①总体布置: 坝轴线、组成建筑物的位置；② 剖面设计； ③稳定分析； ④应力分析；⑤构造设计；⑥地基处理；⑦溢流坝或泄水孔设计；⑧监测设计；⑨施工方法；⑩施工组织设计 第二节 重力坝的荷载 一、荷载 荷载 －－ 作用； 作用在重力坝上的主要荷载有:坝体自重、上下游坝面上的水压力、扬压力、浪压力、土压力（泥沙压力）、地震荷载及冰压力等。 2、坝面上的水压力（water/hydraulic pressure） （1） 静水压力（static ～） 水面下水深y处的压强为 坝面上的静水压力 ， 为水的容重。 上游面倾斜可将水压力分解为水平水压力和垂直水压力。 （2）动水压力（dynamic ～） 3、扬压力（uplift pressure) 定义：扬压力是作用在坝基面和坝体内部的一种重要荷载。 坝基扬压力包括两部分 ①下游水深引起的浮托力；②由水头差引起的渗透压力。渗透压力从上游向下游逐渐消减，扬压力对坝体稳定和应力不利。 （1）坝基扬压力 定义：坝底水平面承受垂直向上 的总水压力称为坝底扬压力。 （2）坝体内部扬压力 （3）减小扬压力的措施 ①设帷幕 ②设排水 4、浪压力 （1）波高2hL、波长2LL及h0 （1）坝前水深H1LL （书P21公式2-6） 注：静水面处波浪压强最大 5、土压力（earth/soil pressure） 主动土压力、被动土压力－根据坝外是否有填土而定。 泥沙压力－ 6、地震荷载（earthquake/seismic load） 地震荷载包括: 地震惯性力（～ inertia force） 地震动水压力(激荡力) （～ hydrodynamic force/pressure) 地震动土压力（～ dynamic soil pressure） ( 地震对扬压力、泥沙压力的影响一般不考虑)。地震荷载的大小与建筑物所在地区的烈度有关，烈度又分基本烈度和设计烈度两种。 .计算方法 ①拟静力法——把地震荷载以静力形式加到建筑物上适用H≤150米（H坝高） ②动力分析法——振型叠加求地震荷载 一般可按“水工建筑物抗震规范”的拟静力法计算。