图文详解，何为拱坝？

图文详解，何为拱坝？
水电站大坝有多种，根据抵抗水头压力的机制不同，可分为重力坝、拱坝与支墩坝。

本期介绍拱坝。

拱坝(Arch Dam)
拱坝多建在峡谷地带，利用两岸坚固的岩石来承担拱坝传来的压力。

拱坝的坝面向上游方向凸起，可把上游坝面的水压力、风浪压力等通过拱的作用传给两岸岩体与坝底岩基，利用筑坝材料强度来承担上游水压。

与重力坝(gravity dam)相比，拱坝在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。

拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。

因此，拱坝是一种经济性和安全性都很好的坝型。

图1是拱坝的三方向视图。

左图是拱坝的侧视图，拱坝的垂直剖面也是弧形，凸起面朝向上游，坝体比起重力坝薄多了。

中间图是从下游方看拱坝，拱坝建在山谷中，两边顶住山体岩石，与拱坝接触的两边岩石称为坝肩( dam abutment)，也称拱坝的整个岩石基础为拱座。

右边图是从上方看拱坝，拱坝凸起面朝向上游，上游水压作用到坝面(蓝色箭头线)，拱坝两边对坝肩的作用(红色箭头线)。

如果拱坝是桶形，上游面与地面垂直，见图2左图，只有水平剖面呈弧形，称为单曲拱坝( single-curvature arch dam);拱坝垂直剖面也是弧形的称为双曲拱坝(double-curvature arch dam)，坝体较薄的称为双曲薄拱坝(double-curvature thin arch dam)，见图2中图，在地质坚硬，峡谷较窄的地段可建双曲薄拱坝;坝体较厚的称为双曲厚拱坝，见图2右图。

单曲拱坝与双曲厚拱坝兼有重力坝的特征，也有称之为重力拱坝( gravity arch dam)。

拱坝的发电厂房建在坝后的，采用管道引水，见图3左图;拱坝的发电厂房建在山体内的，则从上游边坡开挖隧道引水到地下厂房，再由尾水隧道排水到下游，采取哪种方式依地质地势而定。

拱坝的泄水方式同样采用坝顶溢流与坝下深孔泄洪，见图3右图。

泥沙大的河流还要在坝下方开冲沙孔。

拱坝是一种推力结构，能充分发挥坝体材料的抗压强度，坝体厚度薄，对于可建拱坝或重力坝的同一坝址，相同坝高的拱坝要比重力坝节省1/3至1/2的材料;拱坝超载能力强、抗震性好，安全度高。

但拱坝对地址条件要求高，两边岩基要坚固可靠，而且拱坝的施工复杂。

来源：水利工程质量周刊。