擋水建筑物(拱壩支墩壩)綜述
§ 3 拱壩(Arch Dam)第三章拱壩§ 3 拱壩(Arch Dam)主要內容第一節(jié)概述 ?第二節(jié)拱壩的布置 第三節(jié) 拱壩的荷載和應力分析方法 ? ?第四節(jié)拱座穩(wěn)定 - ?第五節(jié)拱壩的壩身泄水 ???????? 第六節(jié)拱壩的構造和地基處理 第七節(jié)支墩壩 3T概述 "一、拱壩的建設發(fā)展概況二、拱壩的工作原理三、拱壩工作特點四、拱壩對地形地質條件的要求§ 3 拱壩(Arch Dam)1 -4-（-）拱壩發(fā)展階段?拱壩建設的萌芽階段（1854年以前）?拱壩建設的起步階段（1854年—1917年）翁拱壩建設的成熟階段（1917年—I960年）?拱壩建設的熟練階段（I960年一至今）1、萌芽階段(1854年以前)?起源：早在一、二千年以前，人們就已意識到拱結構有較強的攔蓄水流的能力，開始修建高1余米的圓筒?特點：水平截面為拱形，但未真正利用拱結構的優(yōu) 點，何根根結構?貢獻：為發(fā)展積累了經驗?舉例：意大利的高橋(Ponte Alto)拱壩§ 3 拱壩(Arch Dam)意大利高橋拱壩的建設過程2、起步階段(1854-1917)?標志：1854年，法國43m高 的左拉(Zola)拱壩。
?所用理論：該拱壩以圓筒 公式為指導，主要利用水平拱 的作用來保證大壩的安全，忽 略梁的作用§ 3 拱壩(Arch Dam) -8-3、成熟階段(1917 — 1960年)?標志：1917年，瑞士蒙特薩耳文斯(Montsalvens)拱壩 (H=55m),正式提出多拱梁分載的概念?主要成就：電拱梁分載的概念(拱冠梁法，多拱梁法)；中拱壩體形多元化(雙曲拱壩及帶縫拱壩＜周邊縫、底縫) 的發(fā)展)；令抗滑穩(wěn)定概念的形成及發(fā)展■ 1936年，美國人建設了當時世界上最高的拱壩Hoover （胡佛）拱壩, 壩高221m,底厚201m,座跨科羅拉多河2008 3 8§ 3 拱壩(Arch Dam) 11-■中國第一座拱壩速造于1927年，福建廈門的上里漿砌石拱壩，壩高27nl.但舊中國的拱壩建設極為緩慢，至1949年，我國僅修建了 2座15m以上的砌石拱壩.一內拱壩起設§ 3 拱壩(Arch Dam) 12-■響洪旬拱壩位于淮河支流西濟河上，屬于響洪甸鎮(zhèn)，是我國自行設計和施工的笫一座等半徑同圓心溫凝土重力拱壩，1956＞年4月開工速設，1958年7月沒工.最大壩高87.5米.§ 3 拱壩(Arch Dam)am)-14-而2 瓦依小埃 慣例質圖 (單位，m> 4、拱壩建設的熟練階段(I960年一至今)?標志：1960年，建成的意大利瓦依昂 (Vaiont)拱壩(H=262m)。
?主要成就：拱壩新的結構形式、計算 方法及其體型優(yōu)化的方法?是世界最高的薄拱壩，也是世界最高的一座報廢 壩.意大利無依昂拱壩失事意大利的瓦依昂rVajont)雙曲 拱壩，1961年建成，是當時世界 上策高的雙曲楞壩，1963年10月9 目脫，由于水庫左岸大面積滑坡， 使2.7億m3的提統(tǒng)襪以28m/s的速 度滑入水庫，高速下滑的，體造 成約250m的涌浪，沖向對岸，漫 過壩頂，并向上游回潮，淹沒多 處忖鎮(zhèn)使水庫報廢，造成巨大的 生命、財產損失致使1925人喪 生，水庫破埴滿，但拱壩壩體并 未失事，伏在兩岸壩肩附近的壩 體內發(fā)生兩三條裂縫，據估算， 拱壩當時已承受住相當于8信設計 荷載的作用，由此可見拱壩的超 我能力是較大的 拱壩壩頂長19壩頂厚3?4m壩底厚22.6mS 1瓦依2B壩樞紐布?《單仲，cn)1 一大城I 2一發(fā)電引水遂汨，3 -表孔送洪同洞I 4中孔世決族髯，5-J 於陵源t 6—導敬修洱? 7-地下廠由? 8一次后Mil 9一交逾蹲洞國2 瓦依紀壩 慣剖面8E (單位：m>壩體與禹比為 0.0861 (Arch Dam)1 -16"La dig? ( foto Zanfron)-17-壩區(qū)全景受災后水庫失事后壩體的破壞情況拱壩(Arch Dam)圖1瓦依小壩樞紐布?（單位s m）圖2 瓦依那以橫剖面圖（單位：m〉1一大反，2 發(fā)電引水2洞I 3一表孔泄洪建潸，4 中孔泄洪隧洞】5 —底孔讖洪隧附，6—導流硬洞J 7一地下廠房I 8一堆后橋，9-交通陡洞§3 拱壩(Arch Dam)(-)世界拱壩建設的時空分布?主要分布在中國、美國及西歐的阿爾卑斯山地區(qū)的法國、意大利及瑞士等國。
?拱壩在各類大壩中所占的比例隨壩高的增加而增加壩高(m)拱壩所占比例(%)100—15030150—20045200m以上60§3 拱壩(Arch Dam) 22-(=)世界拱壩之最■已建的最高拱壩：前蘇聯英古力(Inguri)拱壩(H=272m, n=2. 8, T/H=O. 33)■已建的最薄拱壩：法國的托拉拱壩(Tol la Dam)(H=88m, TB=2m, T/H=0.023)在建的最高拱壩:I小灣拱壩(H=292m, n=2. 83, T/H=0. 238)中國錦屏拱壩(H=305m, n=1.6, T/H=0. 19)§ 3 拱壩(Arch Dam)-23-Name： InguriCountry： GeorgiaRiver： InguriType： archHeight： 272mReservoir volume： 1,110*106 m3Year of completion : 2001Owner :SakenergoCost of works : 2.3 mio. CHFDuration of services 1996-2001Cost of services : 0.7 mio. CHF§ 3 拱壩(Arch Dam)-24-圖3-8法國托拉拱壩Name： Tolla DamCountry： France Type： archYear of completion : 1959Height： 88 mBase thickness： 2mT/H： 0.023The dam is a complete success and has been shown to posses adequate margins of safety. Whether or not such thin dam is psychologically justifiable is another matter.§ 3 拱壩(Arch Dam)-25-〃'灣拱壩是世界在建的最高雙曲拱壩（拋物線型混凝土雙曲拱壩）， 最大壩高為292叫錦屏一級水電站是雅碧江下游河段的控制性水庫工程，主要任務是發(fā) 電，兼調洪和攔沙作用，是川電外送的主要電源點之一。
裝機容量3600MW, 多年平均年發(fā)電量174億kW h總庫容77. 7億m3,調節(jié)庫容49. 1億m3,屬年 調節(jié)水庫 §/工程特點：地質條件復雜，雙曲拱壩高305m,將是世界第一高拱壩§ 3 拱壩(Arch Dam)主要趨向：①對壩址地形地質條件有所凈低;厚度就容，允許應力遺淅加大;壩頂溢流，壩身開亂，q加大;在較強地衰地區(qū)可建拱壩；計算理合、計算方法的發(fā)卷可進行優(yōu)化設計;對材料特性C壩體壩基)由端性-＞非我性;⑦眼壓險拱壩§3 拱壩(Arch Dam)一、拱壩的建設發(fā)展概況二、拱壩的工作原理三、拱壩工作特點四、拱壩對地形地質條件的要求§ 3 拱壩(Arch Dam) 30-一、拱田 娥颯是一彳 變厚度的多2①依靠拱的作 傳給拱座②依靠懸臂梁的作用,將力傳給基巖③壩體的穩(wěn)定主要依靠 兩岸拱端的反力來維持U）挨堪平面困§ 3 拱壩(Arch Dam)拱壩結構的一些基本概念§ 3 拱壩(Arch Dam) 31-§ 3 拱壩(Arch Dam) 32-一、拱壩的建設發(fā)展概況二、拱壩的工作原理三、拱壩工作特點、拱壩對地形地質條件的要求工作特點＞結構受力條件好，材料強度可以充分發(fā)揮;＞超載能力大，安全度高；f①拱梁系統(tǒng)的調整②拱圈自身調整為二次拱＞抗震，報廢后的瓦依昂壩沙牌寶珠寺劍閣縣普亭縣廣安區(qū)岳池縣船山區(qū)紫坪鋪 § 3 拱壩(Arch Dam)1 1 -36-拱壩工作特點結構受力條件好,材料強度可以充分發(fā)揮;超載能力大，安全度高；f①拱梁系統(tǒng)的調整②拱圈自身調整為二次拱＞抗震性能好;＞溫度、地基變形是主要荷載;＞對地質、地形條件要求高;＞壩身泄洪布置相對復雜;§3 拱壩(Arch Dam) 37-一、拱壩的建設發(fā)展概況二、拱壩的工作原理三、拱壩工作特點四、拱壩對地形地質條件的要求§ 3 拱壩(Arch Dam) 38-破壞形式及安全準則1、破壞形式：。
拱座失穩(wěn)壓應力過大局部拉應力過大2、安全準則：Q拱座抗滑穩(wěn)定安全系數：K穩(wěn)過K]會抗壓強度安全系數：K壓N[K](基本組合為4,特3.5)@拉應力不超過規(guī)定值：基本一 1.2MPa,特一 1.5MPa3、安全的關鍵是立■?企?S I 3 rY4. VTf■■州喊 ?i A 16(. (mu§ 3 拱壩(Arch Dam) 40-§ 3 拱壩(Arch Dam) 39-、拱壩對地形和地質條件的要求拱壩對地形和地質條件要求較高)地形條件A河谷狹窄A河谷的斷面形狀A河谷順河流方向的形狀?河谷對稱性1、河谷狹窄河谷的寬高比：〃 = L/H=壩頂處 河谷的寬度/最大壩高燮nV2時，薄拱壩：TJHV0.2，n=2?3時，中厚拱壩：7s/HV0.2 ?0.35en=3?4時，厚拱壩：丁”>0.35@n>4時，屬寬淺河谷，重力壩或拱 形重力壩§3 拱壩(Arch Dam)2、河谷的斷面形狀-41-只適用于一定形狀的河谷地段，如深窄的u、V和梯形 河谷CV形河谷：拱承擔的荷載較大，壩可以修的較薄、經濟：QU形河谷：梁承擔的荷載較大，壩較厚；￡梯形河谷介于二者之間§ 3 拱壩(Arch Dam) 42-3、河谷順河流方向的形狀彎處。
以平順河流或呈收縮形河流較好，要避免河道的出口和轉§ 3 拱壩(Arch Dam)4、河谷對稱性拱壩一般比較適合于對稱河谷O拱的跨度沿高程急劇變化會引起壩體應力集中§ 3 拱壩(Arch Dam)——-44-河谷狹窄（V、U形河谷），岸坡平順無突變-45-§ 3 拱壩(Arch Dam)-47-（二）地質條件巖石比較均勻變形參數E、u：均勻有足夠的強度強度參數R、c、f透水性要小抗?jié)B性K、［J］：滲透性小抗風化能力強耐久性：抗侵蝕、抗風化堅固完整無地質上的缺陷：沒有大的斷裂構造和軟弱夾層等§3 拱壩(Arch Dam) 48-3-2 拱壩的布置但拱壩布置的任務及原則◎拱壩斷面尺寸的擬定@溢流布置◎壩體分縫◎拱端布置@拱壩布置的步驟二灘拱壩§3 拱壩(Arch Dam)?拱壩斷面尺寸的擬定M B M ■ ■CIOWN CANTILEVER SECTION§ 3 拱壩(Arch Dam)(-)拱壩布置的任務及原則1、重要性@直接關系大壩的安全、造價、施工及美觀2、任務◎泄洪方式、廠房布置情況◎應力和穩(wěn)定分析@修改方案◎方案優(yōu)選1 -50-3、影響因素◎自然條件，施工、運用4、具體方法拱壩CAD,利用編制好的計算機軟件自動進行。
◎半自動化方法人工方法。
