水工建筑物-第六章 重力壩剖面設(shè)計(jì)+構(gòu)造

本章主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)重力壩的荷載及其組合第三節(jié)重力壩的穩(wěn)定分析第四節(jié)重力壩的應(yīng)力分析第五節(jié)重力壩的剖面設(shè)計(jì)第六節(jié)重力壩的泄水與消能防第七節(jié)重力壩的材料與構(gòu)造第八節(jié)重力壩的地基處理第九節(jié)其它形式的重力壩重力壩剖面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則基本剖面實(shí)用剖面剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)重力壩剖面設(shè)計(jì)原則①滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全；②工程量最少；③便于施工；④運(yùn)用方便影響剖面設(shè)計(jì)的因素很多，諸如荷載、地基條件、運(yùn)用要求、筑壩材料、施工條件等等。設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮上述因素進(jìn)行方案比較，從中選出最優(yōu)方案近年來開始采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，取得了良好效果重力壩剖面設(shè)計(jì)-基本剖面重力壩承受的主要荷載是水壓和自重，控制剖面尺寸的主要指標(biāo)是穩(wěn)定和強(qiáng)度要求。因?yàn)樽饔糜谏嫌蚊娴乃畨撼嗜切畏植迹灾亓蔚幕酒拭媸侨切沃亓纹拭嬖O(shè)計(jì)-實(shí)用剖面非溢流重力壩實(shí)用剖面常見的有以下三種形式：即上游面為鉛直的、傾斜的或部分傾斜的。當(dāng)?shù)鼗芎?，摩擦系?shù)較大時(shí)，壩體剖面主要受控于壩上游面的拉應(yīng)力，上游面可以做成鉛直的；當(dāng)?shù)鼗^差時(shí)，壩體剖面主要受控于滑動(dòng)穩(wěn)定，則上游面做成稍為傾斜的或上部鉛直下部傾斜的，利用一部分水重協(xié)助壩身抵抗滑動(dòng)。在通常情況下，上游邊坡系數(shù)n=0～0.2，下游邊坡系數(shù)m=0.6～0.8，壩底寬約為壩高的0.7～0.9倍，這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可作為擬定壩剖面時(shí)的參考。由于運(yùn)用和交通的需要，壩頂應(yīng)有足夠的寬度。在無特殊要求時(shí)，壩頂寬可采用壩高的8%～10%，一般不小于2m。當(dāng)有交通要求時(shí)，應(yīng)按交通要求布置。有時(shí)在壩頂布置移動(dòng)式起重機(jī)，壩頂寬度應(yīng)滿足安置起重機(jī)軌道以及其他運(yùn)用上的要求。重力壩剖面設(shè)計(jì)-實(shí)用剖面壩頂高出水庫靜水面的高度波浪高度；波浪中心線高出靜水位的高度；安全超高。重力壩剖面設(shè)計(jì)-優(yōu)化設(shè)計(jì)前面介紹由基本剖面反復(fù)修改成為實(shí)用剖面是工程設(shè)計(jì)中習(xí)用的壩體經(jīng)濟(jì)剖面選擇法，雖然可作出較經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，但由于方法的局限性，且試算工作繁重，較難求得最優(yōu)方案。近年來采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即運(yùn)用非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃求解壩體最優(yōu)斷面的方法，取得良好的效果。本章主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)重力壩的荷載及其組合第三節(jié)重力壩的穩(wěn)定分析第四節(jié)重力壩的應(yīng)力分析第五節(jié)重力壩的剖面設(shè)計(jì)第六節(jié)重力壩的泄水與消能防第七節(jié)重力壩的材料與構(gòu)造第八節(jié)重力壩的地基處理第九節(jié)其它形式的重力壩第七節(jié)重力壩的材料與構(gòu)造用于建造重力壩的混凝土屬于水工混凝土，它除了應(yīng)有足夠的強(qiáng)度以保證其安全承受荷載外，還應(yīng)要求在周圍天然環(huán)境和使用條件下具有經(jīng)久耐用的性能，即具有強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱、抗裂等性能要求混凝土的強(qiáng)度是隨齡期增加的，因此，在規(guī)定設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)時(shí)應(yīng)同時(shí)規(guī)定設(shè)計(jì)齡期。壩體混凝土抗壓設(shè)計(jì)齡期一般采用90天，同時(shí)規(guī)定相應(yīng)28天齡期的強(qiáng)度作為早期強(qiáng)度的控制?？估瓘?qiáng)度一般不用后期強(qiáng)度，而采用28天齡期的強(qiáng)度。第七節(jié)重力壩的材料與構(gòu)造壩體各部分工作條件不同，對(duì)混凝土材料性能指標(biāo)的要求也不同。為了滿足壩體各部分的要求，節(jié)約和合理使用水泥，通常將壩體混凝土按不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號(hào)第七節(jié)重力壩的材料與構(gòu)造重力壩的構(gòu)造重力壩的構(gòu)造設(shè)計(jì)包括壩頂結(jié)構(gòu)、壩體分縫、止水、排水、廊道布置等內(nèi)容這些構(gòu)造的合理選型和布置，可以改善重力壩工作性態(tài)，提高壩體抗滑穩(wěn)定性及減小壩體應(yīng)力，滿足運(yùn)用和施工上的要求，保證大壩正常工作重力壩的構(gòu)造1—擋浪墻；2—壩頂排水管；3—起重機(jī)軌道；4—壩身排水；5—拱橋結(jié)構(gòu)。壩體分縫為了滿足施工要求（如混凝土澆筑能力及施工期溫度控制等），以及為了防止壩在運(yùn)用期間由于溫度變化和地基不均勻沉降等導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫，即壩體需要進(jìn)行分縫壩體分縫-橫縫橫縫垂直于壩軸線設(shè)置，將壩體分成若干個(gè)壩段。橫縫間距（壩段寬度）一般為12～20m，在特殊情況下也有達(dá)24m左右的，主要取決于地基特性、河谷地形、溫度變化、結(jié)構(gòu)布置和澆筑能力等。橫縫有永久性的和臨時(shí)性的兩種。永久縫又可分為沉降縫、溫度縫和兼有兩種作用的溫度沉降縫。永久性橫縫的縫面常為平面，不設(shè)鍵槽，不進(jìn)行灌漿，一般也可不預(yù)留縫寬。當(dāng)估計(jì)不均勻沉降較大時(shí)，可用瀝青油氈隔開，縫寬約1～2cm。永久性橫縫內(nèi)需設(shè)專門的止水壩體分縫-橫縫臨時(shí)性橫縫常在下述情況下設(shè)置：①對(duì)狹窄河谷，經(jīng)過比較，做成整體式重力壩，可適當(dāng)發(fā)揮兩側(cè)山體的支撐作用，確實(shí)比較經(jīng)濟(jì)時(shí)；②為保證岸坡壩段的穩(wěn)定，需將各壩段或靠近岸坡的壩段聯(lián)成整體時(shí)；③座落在軟弱破碎帶上的各壩段，需聯(lián)成整體增加壩體剛度時(shí)。臨時(shí)性橫縫縫面常設(shè)置鍵槽和灌漿系統(tǒng)。橫縫鍵槽采用梯形。當(dāng)主要是為了增加縫面水平向抗剪能力時(shí)，