单曲拱坝
《水工建筑物》期末考试试题1答案
《水工建筑物》期末考试试题1答案第一篇：《水工建筑物》期末考试试题1答案一、判断题（每小题2分，共20分。
正确画√，错误打×）1．√2．×3．√4．×5．√ 6．×7．×8．×9．√10.√二、单项选择题（每小题2分，共12分）1．A2．D3．C4.C5．B6.D三、多项选择题（每小题3分，共18分。
完全正确每小题得2分；部分正确，得1分；存在错误选择时，该小题不得分）1.ABD2.ABD3.ABC4.ABC5.CD6.ABC四、筒答题（每小题10分，共50分）1．简述溢流坝消能方式中挑流消能和底流消能的消能原理和适用条件。
答案：挑流消能是利用鼻坎将下泄的高速水流向空中抛射，使水流扩散，并掺人大量空气，然后跌入下游河床水垫后，形成强烈的旋滚，并冲刷河床形成冲坑，随着冲坑逐渐加深，水垫愈来愈厚，大部分能量消耗在水滚的摩擦中，冲坑逐渐趋于稳定。
挑流消能工比较简单经济，但下游局部冲刷不可避免，一般适用于基岩比较坚固的高坝或中坝。
底流消能是在坝趾下游设消力池、消力坎等，促进水流在限定范围内产生水跃，通过水流内部的旋滚、摩擦、掺气和撞击消耗能量。
底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道。
2．拱冠梁法的基本原理是什么？答案：拱冠梁法的基本原理是将拱坝分为一系列的拱系统，只取拱冠处一根悬臂梁，根据各层拱圈与拱冠梁交点处径向变位一致的条件求得拱梁荷载分配；且拱圈所分配到的径向荷载，从拱冠到拱端为均匀分布，认为拱冠梁两侧梁系的受力情况与拱冠梁一样。
荷载分配后拱按纯拱法计算拱应力，梁按悬臂梁计算其应力。
3．简述土石坝砂砾石地基处理的目的、原则和措施。
答案：土石坝修建在砂卵石地基上时，地基的承载力通常是足够的，而且地基因压缩产生的沉降量一般也不大。
总的说来，对砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题，通过采取“上堵”、“下排”相结合的措施，达到控制地基渗流的目的。
水工建筑物必考知识点精华版
1、溢流重力坝：既要满足稳定和强度要求，又要满足水利条件要求。
孔口尺寸，溢流堰形态，以及效能方式溢流坝的溢流面组成部分，各部分的形态的确定为满足泄水的要求，其实用剖面是将坝体下游斜面修改成溢流面溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段、下游反弧段组成顶部曲线段的形状对泄流能力和流态有很大的影响。
对于坝顶溢流式孔口，工程中常采用WES 曲线下部反射弧要求沿程压力分布均匀，不产生负压和不致引起有害的脉动，通常采用圆弧曲线，反射半径R=（6~10）h ，h 为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深。
中间直线段与顶部曲线段和下部反弧段相切，其坡度由重力坝基本剖面决定溢流坝实用剖面是将溢流面曲线与坝体基本剖面拟合修改而成。
2、重力坝抗滑稳定分析抗剪强度公式：()∑∑-=P U W f K s∑W --作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和∑P --作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和U ——作用在滑动面上的扬压力；（1分）f ——滑动面上的抗剪摩擦系数；（1分）K----按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数抗剪断公式：()∑∑'+-'=P AC U W f K s ''s K ——抗滑稳定安全系数；（1分）∑W ——滑动面以上的总铅直力；（1分） ∑P ——滑动面以上的总水平力；（1分） U ——作用在滑动面上的扬压力；（1分）f '——抗剪断摩擦系数；（1分）c'——抗剪断凝聚力。
（1分）提高抗滑稳定性的工程措施：将坝的迎水面做成倾斜或折坡行，利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定；将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高稳定性；利用地形地质特点，在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙，用以增加抗力提高稳定性；采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力；利用预加应力提高抗滑稳定性3、拱效应：心墙坝由于心墙设在坝体中部，施工时就要求心墙与坝体大体同步上升，因而两者相互干扰大，影响施工进度。
第4章 2节拱坝
实际上，拱坝在工作时，拱圈之间是相 互关联和制约的。因此，这一方法是近 似的，计算出的拱应力一般偏大，尤其 对于重力拱坝，误差更大。
纯拱法对于狭窄河谷中的拱坝，仍不失 为一个简单而实用的计算方法。
1.3、拱坝建设的成熟阶段（1917－1960年）
标 志 ： 美 国 的 维 切 尔 (H.Vischer) 和 瓦 格 纳 （ L.wagener ） ， 他 们 在 １ ８ ８ ９ 年 校 核 熊 谷 拱 坝 及 甜 水 （ Sweetwater ）拱坝时引入了拱冠梁的概念，并利用拱冠梁 与水平拱在共轭点上的径向变位一致的条件，将径向压力分配 到拱和梁上，从而初步形成了拱梁分载的概念。
石 门 拱 坝
图片名称：石门水库 电站地点：陕西汉中 所在河流：褒河 所在水系：黄河水系
主要坝型：混凝土拱坝
坝顶高程：620.0米 最大坝高：88米
湖南东江拱坝
凤滩拱坝
普定碾压混凝土拱坝
一、拱坝的特点 1、拱坝的结构
拱坝是固接在基岩上的空间 壳体结构。
拱：在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构叫 拱式结构
随着拱坝建设的不断发展，拱坝的地形、地质 条件越来越复杂。搞清各种地形、地质条件对拱坝 应力、稳定及变形的影响以及相应的处理措施，是 设计 拱坝的首要任务，在这方面国内外已经积累了 大量的经验，有不少的成功的例子。 1、 变形参数E、u：均匀
我国碾压混凝土拱坝发展概述
我国碾压混凝土拱坝发展概述碾压混凝土筑坝技术，是从二十世纪六十年代开始，世界一些发达国家开始试验研究，到1981年日本建成第一座碾压混凝土坝一岛地川坝（坝高89m），至今只有20多年的时光，碾压混凝土坝建设发展异常迅猛，截止2002年底，世界已有30个国家完建和在建15m以上坝高的碾压混凝土坝251余座。
其中世界第一座碾压混凝土拱坝是南非于1988年建成的尼尔浦特坝，坝高50.0m，坝长200.0m,厚高比为0.4,坝体碾压混凝土量为 4.5万m3。
南非于1989年又建设第二座碾压混凝土拱坝一沃尔威坦斯坝，坝高70.0m，坝长268.0m，厚高比0.38,坝体碾压混凝土量15.0万m3；这两座碾压混凝土拱坝，均采用薄层“金包银”型式，在上、下游常态混凝土中设置诱导缝和止水，上游面诱导缝间距10.0m，下游面诱导缝与上游面径向相对。
我国自八十年代初开始研究碾压混凝土，于1986年建成第一座碾压混凝土重力坝一坑口坝（坝高56.8m），经过近二十年的发展，截止2002年底我国已建成碾压混凝土坝45座，其中碾压混凝土重力坝38 座，碾压混凝土拱坝7座，在建的碾压混凝土坝15座。
我国碾压混凝土拱坝是世界上建成和在建规模最多的国家，截止2004年4月底，已建成碾压混凝土拱坝9座，其中有当今世界最高的碾压混凝土拱坝一沙牌坝（坝高130.0m），碾压混凝土薄拱坝2座，有世界上最薄的碾压混凝土薄拱坝一龙首（坝高82.0m，厚高比0.17）在建的碾压混凝土拱坝7座，其中碾压混凝土薄拱坝2座，有世界上最薄、最高的碾压混凝土薄拱坝一招徒河坝（坝高107.0m，厚高比0.17），详见表1、表2；规划中碾压混凝土拱坝3座，详见表3。
归纳起来，我国碾压混凝土拱坝发展经历了两个阶段，第一阶段为探索期Q989年--1995年），代表性工程:有普定碾压混凝土重力拱坝、温泉堡碾压混凝土拱坝和溪柄碾压混凝土薄拱坝。
第二阶段为发展创新期（1996年至今），代表性工程：有龙首碾压混凝土薄拱坝、沙牌碾压混凝土拱坝、石门子碾压混凝土拱坝和招徕河碾压混凝土薄拱坝。
水工建筑物作业答案
《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一．平时作业（一）绪论1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。
我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。
解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。
2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。
3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。
专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。
4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。
上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。
较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。
第3章 拱坝自测题
第三章拱坝自测题一、填空题1.拱坝是一空间壳体结构,其坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的__________和一系列竖向__________所组成,坝体结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。
2.拱坝所承受的水平荷载一部分由________的作用传至两岸岩体，另一部分通过_______的作用传到坝底基岩，拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠__________的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维持稳定。
这样就可以将拱坝设计得较薄。
3.拱结构是一种________，在外荷作用下内力主要为___________，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度。
4.拱坝坝身不设___________，其周边通常是固接于基岩上，因而__________和________对坝体应力的影响较显著，设计时，必须考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。
5.拱坝理想的地形应是左右两岸_______，岸坡______无突变，在平面上向下游______的峡谷段。
6.坝址处河谷形状特征常用河谷的_________及____________两个指标来表示。
7.拱坝的厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即___________来区分。
8.拱坝理想的地质条件是；基岩_______单一、完整稳定、强度________、刚度大、透水性小和耐风化等。
9.拱坝按拱坝的曲率分_____________、___________。
10.拱坝按水平拱圈形式分可分为_________ __、________________、_____________。
11.静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过___________、来确定拱系和梁系上的荷载分配。
12.混凝土拱坝在施工时常分段浇筑，最后进行___________，形成整体。
13.温降时拱圈将缩短并向下游变位，由此产生的弯矩、剪力及位移的方向都与库水压力作用下所产生的弯矩、剪力及位移的方向__________，但轴力方向__________。
水工建筑物必考知识点精华版
1、溢流重力坝：既要满足稳定和强度要求，又要满足水利条件要求。
孔口尺寸，溢流堰形态，以及效能方式溢流坝的溢流面组成部分，各部分的形态的确定为满足泄水的要求，其实用剖面是将坝体下游斜面修改成溢流面溢流坝面由顶部曲线段、中间直线段、下游反弧段组成顶部曲线段的形状对泄流能力和流态有很大的影响。
对于坝顶溢流式孔口，工程中常采用WES曲线下部反射弧要求沿程压力分布均匀，不产生负压和不致引起有害的脉动，通常采用圆弧曲线，反射半径R= （6~10）h，h为校核洪水位闸门全开时反弧处的水深。
中间直线段与顶部曲线段和下部反弧段相切，其坡度由重力坝基本剖面决定溢流坝实用剖面是将溢流面曲线与坝体基本剖面拟合修改而成。
2、重力坝抗滑稳定分析f 2 w - U）抗剪强度公式：K s=——Z P一Z W—作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和Z P—作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和U——作用在滑动面上的扬压力；（1分）f——滑动面上的抗剪摩擦系数；（1分）K----按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数r^Z w - U）+ C Af抗剪断公式：K '= ---------- -------------s PK'——抗滑稳定安全系数；（1分）sZ w——滑动面以上的总铅直力；（1分）Z P——滑动面以上的总水平力；（1分）U——作用在滑动面上的扬压力；（1分）f——抗剪断摩擦系数；（1分）c'——抗剪断凝聚力。
（1分）提高抗滑稳定性的工程措施：将坝的迎水面做成倾斜或折坡行，利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定; 将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高稳定性；利用地形地质特点，在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙，用以增加抗力提高稳定性；采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力；利用预加应力提高抗滑稳定性3、拱效应：心墙坝由于心墙设在坝体中部，施工时就要求心墙与坝体大体同步上升，因而两者相互干扰大，影响施工进度。
工程实际的各种坝型选择-非常实用
75.6
0.230 1988.10
省内首座双曲拱坝
18 观音坪
宣恩县
0.1288
混凝土拱坝
110
0.173
芭蕉河 19
二级
鹤峰县
0.2428 浆砌石双曲拱坝
66.0
0.235 1999.10
拱圈采用二心园弧，拱 冠梁采用三段圆弧
20 长丰
长阳县
0.0397 浆砌石双曲拱坝
60.5
0.235 1999.10
RCC 双曲拱坝
27 天福庙
夷陵区
浆砌石双曲溢流拱 0.6254
坝
63.3
0.316
70 年代末
左岸溢流重力坝兼做 传力墩
28 扶莲塔
南漳县
0.041 薄壁溢流连拱坝
13.0
1983.1
29 尚家河
夷陵区
0.1646
单曲砌石拱坝
27.6 (42.5)
0.34 1966 冬
(0.224)
左岸重力墩兼传力墩 后期等厚加高 12m
• 湖北 省修建的碾压混凝土拱坝，为体现其快速施工的优势，一般尽可能少设 立模横缝，施工缝尽可能以诱导缝代之，对横缝和诱导缝的设置方案，一般 都进行了认真研究；通常采用通仓薄层碾压，上游面采用变态混凝土防渗， 全断面整体连续上升。大坝接缝灌浆系统一般设有重复灌浆功能；温控措施 相对简单，一般为高温季节停止施工，次高温季节通河水冷却，对骨料进行 洒水降温，砂仓搭设遮阳棚，仓面喷雾降温，坝体内预埋冷却水管等。
备注
三心圆变截面重力拱 坝，拱顶高程自河床中 部向两岸逐渐下降。 常态混凝土双曲拱坝 常态混凝土双曲拱坝
RCC 双曲拱坝
RCC 双曲拱坝
第3章 拱坝自测题
1.下列说法正确的是（）A、对于一定的河谷、一定的荷载，当应力条件相同时，拱中心角2φA愈大（即R愈小），拱圈厚度T愈小，就愈经济。
B、很大的中心角容易满足坝肩稳定的要求。
C、当拱厚T一定，拱中心角愈小，拱端应力条件愈好D、从经济和应力考虑，采用较小中心角比较有利。
2．在V形和接近V形河谷中，多采用（）A、等半径拱坝。
B、等中心角拱坝。
C、变半径、变中心角拱坝。
D、双曲拱坝。
3．（）应力分析方法假定坝体由若干层独立工作的水平拱圈叠合而成，每层拱圈可作为弹性固端拱进行计算。
A、有限元法。
B、拱梁分载法。
C、纯拱法。
D、壳体理论计算方法。
4．（）泄洪方式，其溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成。
A、自由跌流式。
B、鼻坎挑流式。
C、滑雪道式。
D、坝身泄水孔式。
三、名词解释1.拱冠梁2.双曲拱坝3.封拱温度4.温度荷载5.拱冠梁法6.空中冲击消能7.水垫消能8.滑雪道泄洪9.重力墩四、判断题1．拱坝的筑坝材料体积比同一高度的重力坝体积约可以节省1/3～2/3，因而，拱坝是一种比较经济的坝型。
（）2．拱坝在外荷载作用下的稳定性完全依靠坝体重量来维持稳定。
（）3．拱坝坝身设永久伸缩缝以适应地基不均匀沉陷。
（）4．左右对称的U形河谷最适宜发挥拱的作用。
（）5．在拱坝形成整体前，各坝段的自重变位和应力已形成，全部自重应由悬臂梁承担。
（）6．拱坝坝体一般较薄，坝体内部扬压力对应力影响不大，对薄拱坝通常可忽略不计。
（）7．对于拱坝，在一般情况下，温升对坝体应力不利；温降将使拱端推力加大，对坝肩稳定不利。
（）8．拱坝河谷一般比较狭窄，当泄流量集中在河床中部时，两侧易形成强力回流，淘刷岸坡，因此消能防冲设计要防止岸坡冲刷或淘刷。
（）9．为了提高坝底与基岩接触面上的抗剪强度和抗压强度，减少接触面的渗漏，要进行固结灌浆。
（）10．拱坝防渗帷幕的要求比重力坝的要求更为严格。
（）五、简答题1.拱坝对地形和地质条件的要求？2.拱坝的特点有哪些？3.拱坝按曲率和水平拱圈形式各分为哪些类型？4.拱圈中心角如何确定？5.为什么左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用？6.作用于拱坝的荷载主要有哪些？7.拱坝为什么在稍低于年平均温度时进行封拱？8.简述温度变化对拱坝内力及坝肩稳定的影响。
03-拱坝
2、拱坝的温度荷载
指拱坝封拱形成整体后，在上下游水温、气温周期性变化的影响下，坝 体内产生相对于封拱温度的温度变化所引起的荷载，称为拱坝的温度荷 载。 三部分： 均匀温度变化 沿坝厚的温度梯度变化 非线性温度变化
温度荷载对坝体应力和稳定的影响
当坝体温度低于封拱温度（温降）时，坝轴线收缩，使坝体向下游位移， 产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力所产生的相同，但轴力方向相反， 结果是拱端上游面受拉、下游面受压，在拱冠则上游面受压、下游面受拉。 当坝体温度高于封拱温度（温升）时，坝轴线伸长，使坝体向上游位移， 产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力所产生的相反，但轴力方向相同， 结果是拱端上游面受压、下游面受拉，在拱冠则上游面受拉、下游面受压。
水平面上拱圈的形状
铅直面上拱坝的典型剖面
拱坝实例： 三圆心拱坝
拱坝实例：抛物线拱坝
2. 坝面倒悬的处理
倒悬度——上下层的错动距离与其高差的比值。 (1) 使靠近河岸坝段上游面维持直立，而河床中部坝段俯向下游。 (2) 使河床中部坝段直立，而河岸坝段向上游倒悬。 (3) 协调两种方案，使河床坝段稍俯向下游，而河岸坝段稍向上游倒悬。
(2) 双曲拱坝—double-curvature arch dam
在V型河谷或其他上宽下 窄的河谷中，如果采用 定半径式拱坝，其底部 会因为中心角过小而不 能满足应力的要求。此 时，宜将水平拱圈的半 径从上到下逐渐减小， 以使上下各层的中心角 基本相等，并在铅直向 设计成一定的曲率，形 成变半径等中心角双曲 拱坝，即定角式拱坝。
局部稳定分析
取任一高程单位高度的拱圈进行计算。
整体稳定分析
情况一：拱座整体沿滑动面向下游滑动 由构造面和临空面组成“楔形体”，包括上游开裂面、临空面、侧裂面、 底裂面。
水利工程师-水工建筑物测试题(含参考答案)
水利工程师-水工建筑物测试题（含参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、对拱坝的水平拱圈布置形态,最不利于坝肩稳定应是[ ]。
A、三心园拱圈B、单心园拱圈C、抛物线拱圈D、椭圆拱圈正确答案：B2、重力坝是由混凝土或[ ]修筑而成的大体积挡水建筑物。
A、粘土B、石子C、浆砌石D、泥沙正确答案：C3、开敞式溢洪道的泄流能力与水头 H 的[ ]成正比。
A、1/2 次方B、2/3 次方C、5/2 次方D、3/2 次方正确答案：D4、弹性地基梁法认为,底板和地基都是弹性体,底板的变形和地基沉降协调一致,垂直水流方向的地基反力 [ ]。
A、均匀分布B、呈直线分布C、与顺水流方向的一样D、不呈均匀分布正确答案：A5、对于密实的土基或岩基,采用[ ]底板较合适。
A、箱式B、整体式C、分离式D、反拱式正确答案：B6、防冲槽的作用是[ ]。
A、防止折冲水流B、防止渗透变形C、防止冲刷坑向上游扩展,保护海漫安全D、防止波状水跃正确答案：C7、下列对海漫说法不正确的是[ ]。
A、海漫应具有一定的粗糙性B、海漫应具有一定的透水性C、海漫应具有一定的柔性D、海漫应具有一定的反滤性正确答案：D8、底流消能通过闸下产生[ ]水跃来保护河床免遭冲刷。
A、远驱式B、波状C、淹没式正确答案：C9、闸墩结构计算常用的方法是[ ]。
A、偏心受压公式法B、倒置梁法C、反力直线分布法D、弹性地基梁法正确答案：A10、反滤层一般是由 2~3 层不同粒径的砂和砂砾石组成的,各层次的粒径按渗流方向逐层[ ]。
A、不变B、加密C、增加D、减小正确答案：C11、坝基固结灌浆的主要目的是[ ]。
A、降低坝体渗透压力B、提高地基整体强度C、提高坝体强度D、降低坝基渗透压力正确答案：B12、交叉建筑物倒虹吸管一般是从河道的[ ]通过的。
A、上部B、水中C、河底以下D、空中正确答案：C13、溢流坝的溢流面曲线有:克—奥曲线和幂曲线,在水头等其他参数相同情况下,它们的过流量是[ ]。
单曲拱坝课程设计
单曲拱坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单曲拱坝的基本概念、结构特点及其在水利工程中的应用。
2. 学生能掌握单曲拱坝的力学原理，包括应力、应变、稳定性分析等关键理论知识。
3. 学生能了解单曲拱坝的设计原则和施工技术要求。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析单曲拱坝的受力情况，进行简单的稳定性计算。
2. 学生能够通过实例分析，提高解决实际工程问题的能力，具备一定的拱坝设计思路和技巧。
3. 学生能够运用团队合作的方式，开展探究活动，提高沟通和协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单曲拱坝的相关知识，培养对水利工程建设的兴趣和热爱，增强环保意识。
2. 学生能够认识到科学技术在国家基础设施建设中的重要作用，激发民族自豪感和使命感。
3. 学生在学习过程中，培养严谨、务实、创新的精神，形成积极向上的学习态度。
本课程针对初中年级学生，结合物理学和数学知识，以实际工程案例为载体，引导学生掌握单曲拱坝的基础理论和实践技能。
课程注重理论与实践相结合，鼓励学生主动参与、积极探究，培养其科学思维和动手能力。
通过本课程的学习，为学生日后进一步学习水利工程及相关专业打下坚实基础。
二、教学内容1. 单曲拱坝的基本概念：介绍拱坝的定义、分类及在我国水利工程中的应用。
教材章节：第二章 水利工程概述2. 单曲拱坝的结构特点：分析单曲拱坝的结构组成、力学性能及优缺点。
教材章节：第三章 水工建筑物3. 单曲拱坝的力学原理：讲解应力、应变、稳定性分析等基本理论知识。
教材章节：第四章 力学原理在水工中的应用4. 单曲拱坝的设计原则：阐述拱坝设计的基本原则、设计流程及主要技术要求。
教材章节：第五章 水工建筑物设计5. 单曲拱坝施工技术：介绍拱坝施工的常用方法、工艺流程及质量控制。
教材章节：第六章 水利工程施工6. 实践案例分析：分析典型单曲拱坝工程案例，使学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。
教材章节：第七章 水利工程案例教学内容安排和进度：第一课时：单曲拱坝的基本概念、结构特点第二课时：单曲拱坝的力学原理第三课时：单曲拱坝的设计原则第四课时：单曲拱坝施工技术第五课时：实践案例分析及讨论三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：在讲解单曲拱坝的基本概念、结构特点、力学原理等理论知识时，采用讲授法进行教学。
单曲重力拱坝坝体模板施工技术
单曲重力拱坝坝体模板施工技术摘要：在大中型水利工程中，单曲重力坝因为施工较为复杂，施工中重难点较多，必须进行合理的工程方案论证。
本文主要针对实际工程中单曲重力拱坝体的整体施工技术，展开了详细的介绍。
通过工程论证，希望能够为单曲重力拱坝坝体的施工技术提升提供技术参考。
关键词：单曲重力坝；坝体；模板施工1工程概况某水库工程总库容为1041.3万平立方米。
该工程使用单曲重力拱坝的形式进行施工，拔高为52.16米。
底部是有垫座，坝底的最大厚度为21.46米。
拱坝本共分为九个坝段，在工程中总共使用混凝土量超过了8万立方米。
以分仓浇筑的方式，浇筑高度为1.5米。
本工程计划工期为18个月，需要跨越第二年的主汛期。
因此，在工程实施过程中，应重点对其施工质量和工期进行准确的控制。
2模板配置规划2.1模板规格单曲重力拱坝的混凝土一般使用钢模板进行施工，结构复杂的表面使用拼装木模板。
2.2工程规划坝体的模板使用水平，垂直运输。
在300米高程进行施工时，在拱坝的下游随着其高度逐层浇筑到294米的高程位置，然后布置伸缩皮带、运输机，将混凝土入仓。
然后使用吊车将其在隔断进行运转，同时使用人工翻身和倒运的方式。
坝体在300米到330米的高程施工时，在拱坝左右两侧各布置一台塔吊进行运输。
模板使用塔吊进行上下之间的运输，垂直倒运。
在拱坝的位置设置模板加工工厂，模板加工使用装载机运输到相应的位置。
模板的使用规划一般应注意以下几个方面：一是模板的使用规划。
在模板上下游的位置应根据坝体的实际特点。
拱坝上游面使用了2.1米*1.4米的翻转工具模板，然后使用平面钢代替曲面圆弧，圆心角为2度。
根据其曲面和纵横面实际位置的高差，使用1.4米*0.71米的钢模板进行相应的拼装，背面加装三脚架。
施工平台在施工时需要依据其实际的坡度进行准确的测量和放线，保证施工的精度。
二是横缝槽钢模板。
横缝槽钢模板一般使用的尺寸为0.9*1.4米。
根据设计的要求，通过相邻双排脚手架为施工平台，通过人工塔吊的运输方式进行整体运输。
单曲拱坝
单曲拱坝某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。
首先输入基本参数，自底向上生成坝体。
!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3!!FINI/CLEAR,START/FILNAME,ARCHDAM,1/PLOPTS,DATE,0/TRIAD,LBOT/VIEW,1,1,1,1/VUP,1,Z*AFUN,DEGZ_UP=53 !上游水位Z_DOWN=0 !下游水位Z_SAND=38 !泥沙淤积水位DENS_SAND=0.6 !淤积泥沙浮容重ANG_FRI=16 !淤积泥沙内摩擦角LAYER_NUM=8 ! 定义拱层数*DIM,ELEVATION,ARRAY,LAYER_NUM !定义拱圈高程*DIM,T_ARCH,ARRAY,LAYER_NUM !定义拱厚*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧半径，上下游*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM !定义圆弧中心Y值*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧左右中心角ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0 !拱圈高程H_DAM=ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM) !坝高T_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00 !拱厚ARCH_RAD(1,1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00 !外半径*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1) !计算内半径RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00 !圆心位置,Y坐标ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48 !左中心角ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72 !右中心角W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1)) !坝顶左弦长W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2)) !坝顶右弦长LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90 !局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM !上游面温度*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM !下游面温度*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM !拱厚*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM !圆心到坝轴线距离*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM !外半径TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71 TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53CSYS,0!/PNUM,KP,1!/PNUM,LINE,1/PREP7KNN=0*DO,II,1,LAYER_NUM !生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY1=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX2=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY2=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+1,PX1, PY1,ELEVATION(II)K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1),ELEVATION(II)K,KNN+3,PX2, PY2,ELEVATION(II)PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+4,PX3, PY3,ELEVATION(II)K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)K,KNN+6,PX4, PY4,ELEVATION(II)KNN=6*II*ENDDOLARC,1,3,2 !生成拱圈线*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3L,1,4*REPEAT,LAYER_NUM,6,6L,3,6*REPEAT,LAYER_NUM,6,6ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15 !生成上游面ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16 !生成下游面ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24 !生成侧面ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32AL,1,17,2,25AL,15,24,16,32VA,6,1,3,2,4,5拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基!拉伸生成坝基ASEL,S,AREA,,4 !选择右侧面VEXT,ALL,,,4*H_DAM !拉伸成基岩ASEL,S,AREA,,3 !选择左侧面VEXT,ALL,,,-4*H_DAM !拉伸成基岩ALLSELASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1 !选择底面VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM /10)*10ASEL,S,AREA,,10,20,5ASEL,A,AREA,,23,27,4VEXT,ALL,,,,4*H_DAMASEL,S,AREA,,8,18,5ASEL,A,AREA,,25,29,4VEXT,ALL,,,,-4*H_DAMALLSEL,ALLSAVEWPROTA,,90WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPCSYS,,0WPROTA,,,90WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50 VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10 VDEL,ALL,,,1WPCSYS,,0VSEL,ALLSAVE用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较*DO,II,LAYER_NUM,3,-1WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPCSYS,,0ALLSELWPROTA,,,90VSBW,ALL,,DELETEWPCSYS,,0NUMMRG,ALLNUMCMP,ALLPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))VSEL,S,LOC,X,PX1,PX2VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(1)CM,DAM,VOLUVSEL,INVECM,BEDROCK,VOLUALLSEL生成溢流堰CMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1/VIEW,1,1,1,1VPLOT!生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响W_WEIR=8 !溢流堰单孔宽(坝轴线处)NUM_WEIR=5 !溢流堰孔数W_WALL=2.5 !溢流堰闸墩宽(坝轴线处)WPOFFS,,,ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)WPOFFS,,RAD_CEN(1)WPROTA,,,90*AFUN,RADPI=2*ACOS(0)SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI !溢流堰总中心角SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI !溢流堰单孔中心角SITTA3=W_WALL/ARCH_RAD(1,1)*180/PI !溢流堰单个闸墩中心角WPROTA,,-SITTA1/2VSBW,ALL,,DELETE*DO,II,1,NUM_WEIRWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETEWPROTA,,SITTA2VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETESAVECMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVEVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2CM,YLYY,VOLU*DO,II,1,NUM_WEIRCMSEL,S,YLYYVSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2+II*SITTA3+(II-1)*SITTA2,-SITTA1/2+II*SITTA3+II*SITTA2VDEL,ALL,,,1,,,1*ENDDOCSYS,0CMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVECM,DAM,VOLUCMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2,CM,ZHADUN,VOLUCSYS,0WPCSYS,,0VSEL,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE划分单元!定义单元性质和材料ET,1,SOLID95MP,EX,1,1E7MP,NUXY,1,0.25MP,DENS,1,23 !坝体容重MP,ALPX,1,0.7E-5MP,REFT,1,0MP,EX,2,0.8E7MP,NUXY,2,0.21MP,ALPX,2,0.0MP,REFT,2,0!坝体单元划分CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,S*AFUN,DEGPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))PX3=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,1)) PX4=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) LSEL,U,LOC,X,PX3,PX1LSEL,U,LOC,X,PX4,PX2LSEL,U,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)LESIZE,ALL, , ,20,CM,LTEMP1,LINECSYS,0CMSEL,S,DAMASLV,SLSLA,SCMSEL,U,LTEMP1CM,LTEMP2,LINELSEL,U,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)+0.1,1000 LSEL,R,TAN1,ZCSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(1) LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(2) CSYS,0CM,LTEMP3,LINELESIZE,ALL, , ,5,ALLSELCMSEL,S,LTEMP2CMSEL,U,LTEMP3LSEL,U,TAN1,ZCM,LTEMP4,LINELESIZE,ALL, , ,3,CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CSYS,11LSEL,U,LOC,Y,-SITTA1/2-1,SITTA1/2+1LSEL,U,LENGTH,,0,T_ARCH(1)+0.1CSYS,0CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4LESIZE,ALL, , ,10,CM,LTEMP5,LINECMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4CMSEL,U,LTEMP5LSEL,U,LENGTH,,0,3CM,LTEMP6,LINELESIZE,ALL, , ,4,CSYS,0ALLSELMSHAPE,0CMSEL,S,DAMVSWEEP,ALLSAVE!坝基单元划分CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,XLSEL,U,LOC,X,PX2,PX1CM,LTEMP7,LINELESIZE,ALL, , ,5,, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,YPY4=RAD_CEN(LAYER_NUM)-ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*COS(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) +20LSEL,U,LOC,Y,-10,PY4CM,LTEMP8,LINELESIZE,ALL, , ,6,4, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(LAYER_NUM)-200LESIZE,ALL, , ,5,5, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(LAYER_NUM)LESIZE,ALL, , ,3,CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,-50,-1000LSEL,R,LOC,Y,-10,PY4CSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(LAYER_NUM)CSYS,0LSEL,R,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)-5,T_ARCH(LAYER_NUM)+3, LESIZE,ALL, , ,5,CSYS,0CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-50,ELEVATION(LAYER_NUM)-1000 LSEL,R,LOC,X,PX2,PX1LESIZE,ALL, , ,20,CMSEL,S,BEDROCKMAT,2VMESH,ALL!单元划分完毕ALLSELNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVEFINI/SOLU!边界位移条件*GET,NXMAX,NODE,,MXLOC,X*GET,NXMIN,NODE,,MNLOC,X*GET,NYMAX,NODE,,MXLOC,Y*GET,NYMIN,NODE,,MNLOC,Y*GET,NZMIN,NODE,,MNLOC,ZNSEL,S,LOC,X,NXMAXNSEL,A,LOC,X,NXMIND,ALL,UX,0 !约束上下游边界X向位移NSEL,S,LOC,Y,NYMAXNSEL,A,LOC,Y,NYMIND,ALL,UY,0 !约束左右边界Y向位移NSEL,S,LOC,Z,NZMIND,ALL,ALL,0 !约束底面边界Z向位移NSEL,ALL施加水荷载，淤沙压力，坝体自重!大坝荷载ALLSELCMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 NSLA,S,1CM,N_DAMUP,NODE !定义大坝上游面节点CSYS,0ALLSELCMSEL,S,DAMASLV,SASEL,R,EXTLSLA,SLSEL,R,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Y,-0.1,0.1LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(2)LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)ASLL,SASEL,U,LOC,X,0LSLA,SNSLA,S,1CM,N_DAMDOWN,NODE !定义大坝下游面节点ALLSELCMSEL,S,YLYYASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 ASEL,U,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN1,NODE !定义溢流坝中墩节点ASEL,S,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN2,NODE !定义溢流坝边墩节点CSYS,0*IF,Z_UP,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_UP/PSF,PRES,NORM,2,0.1SFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*9.81 !施加大坝上游面水压力*ENDIF*IF,Z_UP,GT,ELEVATION(2),THENCMSEL,S,N_ZHADUN1NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81 !施加中墩水压力,包含闸门传递的水压力CMSEL,S,N_ZHADUN2NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81 !施加边墩水压力,包含闸门传递的水压力*ENDIF*IF,Z_SAND,GT,ELEVATION(LAYER_NUM),THENSFCUM,PRES,ADD !荷载为累加方式CMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_SAND*AFUN,DEGSAND_GRADS=DENS_SAND*(TAN(45-ANG_FRI/2))**2*9.81 !计算淤沙压力梯度SFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-SAND_GRADSSF,ALL,PRESS,Z_SAND*SAND_GRADS !施加淤沙压力SFCUM,PRES,REPL !荷载为替代方式*ENDIFALLSEL*IF,Z_DOWN,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMDOWNNSEL,R,LOC,Z,0,Z_DOWNSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_DOWN*9.81 !施加大坝下游面水压力*ENDIFALLSELACEL,0,0,1 !施加大坝自重荷载SAVE施加温度体荷载!施加大坝温度荷载CMSEL,S,DAMNSLV,S,1*GET,NCOUNT_DAM, NODE,, COUNT*GET,NMIN_DAM, NODE,,NUM,MIN TUNIF,0,TREF,0,NTT=NMIN_DAM*DO,II,1,NCOUNT_DAMZ_NTT=NZ(NTT) !ZZ_TEMP=ELEVATION(1)-Z_NTT !到坝基高度TL_ARCH=T2_ARCH(Z_TEMP) !拱厚CSYS,11X_NTT=NX(NTT) !X:距顶拱圆心距离CSYS,0RAD0=Y_RAD(Z_TEMP) !圆心到坝轴线距离RAD1=RADUP(Z_TEMP) !外半径LXUP=RAD_CEN(1)-RAD0+RAD1-X_NTT TTT1=TEMPUP(Z_TEMP)TTT2=TEMPDOWN(Z_TEMP)TTT=TTT1+(TTT2-TTT1)/TL_ARCH*LXUP BF,NTT,TEMP,TTT*IF,II,LT,NCOUNT_DAM,THENNTT=NDNEXT(NTT)*ENDIF*ENDDO计算求解，采用PCG求解器ALLSELSAVEEQSLV,PCG,1E-8SOLVE。
水工建筑物拱坝答案
第三章拱坝答案一、填空题1.水平拱圈；悬臂梁2.拱；梁；两岸拱端3.推力结构；轴向力4.永久伸缩缝；温度变化；基岩变形5.对称；平顺；收缩6.宽高比；河谷断面形状7. 厚高比“ T／H”8. 均匀；高9. 单曲拱坝；双曲拱坝10. 单心圆拱；三心圆及椭圆拱；抛物线拱11. 拱梁分载法12. 灌浆封拱13. 相同；相反14. 相反；相同15. 坝顶泄流式；坝面泄流式；滑雪道式；坝身泄水孔16. 向心集中17. 固结灌浆；接触灌浆；防渗帷幕灌浆18. 排水孔幕二、单项选择题1. A 2 ．D 3 ．C4 ．C三、名词解释1．拱冠梁答：位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称为拱冠梁。
2．双曲拱坝答：双曲拱坝在水平断面和悬臂梁断面都有曲率，拱冠梁断面向下游弯曲，适用于V形河谷或岸坡较缓的U形河谷3．封拱温度答：拱坝系分块浇筑，经充分冷却，当坝体温度降至相对稳定值时，进行封拱灌浆，形成整体，在封拱时的坝体温度称作封拱温度4．温度荷载答：拱坝为超静定结构，在上下游水温、气温周期性变化的影响，坝温度将随之变化，并引起坝体的伸缩变形，在坝体内将产生较大的温度应力。
5．拱冠梁法答：拱冠梁法是一种简化的拱梁分载法，计算时，只取拱冠处的一根悬臂梁为代表与若干层水平拱圈组成计算简图，并按径向位移一致条件，对拱梁进行荷载分配。
6．空中冲击消能答：对于狭窄河谷中的中高拱坝，可利用过坝水流的向心作用特点，在拱冠两侧各布置一组溢表孔或泄水孔，使两侧水舌在空中交汇，冲击掺气，沿河槽纵向激烈扩散，从而消耗大量的能量。
7．水垫消能答：水流从坝顶表孔或坝身孔口进接跌落到下游河床，利用下游水流形成水垫水能，由于水舌入水点距坝趾较近，需采取相应防冲措施，一般在下游一定距离处设置消力坎，二道或挖深式消力池8．滑雪道泄洪答：滑雪道式泄洪是拱坝特有的一种泄洪方式，在溢流面曲线由溢流坝顶和紧接其后的泄槽组成，泄槽通常由支墩或其它结构支承，与坝体彼此独立。
9．重力墩答：重力墩是拱坝的坝端处的人工支座，对形状复杂的河谷断面，通过设重力墩改善支承坝体的河谷断面形状，它承受拱端推力和上游库水压力，靠本身重力和适当的断面来保持墩的抗滑稳定。
《水工建筑物》重点题目
第一章1、水力发电的基本原理是什么？河川水力资源的开发方式有哪几种？各自适用于何种场合？在地球引力（重力）作用下，河水不断向下游流动而具有的能量---水能。
通常情况下，水能有三种存在形式，即位能，动能，压能。
它们不仅可以相互转换，而且可以通过一定的设备（如水轮机）转换成机械能，并进一步（通过发电机）转换成电能。
水力发电就是利用天然水流的水能来生产电能的。
开发方式：1、抬水式（坝式）开发；在河流中拦河筑坝，使原河段中分散的落差在坝址处集中起来，坝高常受坝址处的地形地质条件，库区地形地质及浸没淹没条件，国民经济发展的需要以及开发技术条件等因素的控制。
适用于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。
2、引水式开发；不需修建高坝，故不会造成淹没损失，这适用于地形地质等条件不允许筑坝，河段坡降较陡、流量小，建造较短的引水道即能获得所期望水头的山区性河段。
3、混合式开发；既利用大坝抬高水位又利用引水建筑物集中水头，水电站的水头由两种工程措施共同取得的开发方式称为混合式开发。
混合式开发因建有水库，可调节径流，兼有坝式开发和引水式开发的双重优点，但必须具备合适的条件，如河段前部有筑坝建库的条件，后部坡降大（如有急滩或大河弯）。
4、抽水蓄能；它不是为了开发水能资源向系统提供电能，而是以水体为储能介质，起调节负荷作用。
需要建有高低两个水库和连接两个水库的有压引水建筑物。
9、什么是水工建筑物？与其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水工建筑物：为了防洪、发电、灌溉、航运等要求，通常需要修建不同类型的建筑物，以控制水位、调节水量、兴利除害，这些建筑物统称为水工建筑物。
特点：（1）工作条件的复杂性;（2）施工建造的艰巨性;（3）设计选型的独特性;（4）工程效益的显著性;（5）环境影响的多面性；（6）失事后果的严重性10、水工建筑物有哪几类？各自功能是什么？按其作用可分为：挡水、泄水、输水、取水、整治建筑物和专门性建筑物。
第7章水工建筑物及水库测量48
2.前方交会(角度交会)法
如图14-11，由A、B、C三控制点用前方交会法先测设某坝块的 四个角点d、e、f、g，它们的坐标由设计图纸上查得，从而与三控 制点的坐标可计算放样数据——交会角。如欲测设g点，可算出β1、 β2、β3，便可在实地定出g点的位置。依次放出d、e、f各角点.也应 用分块边长和对角线校核点位，无误后在立模线内侧标定放样线的 四个角点。
2020/1/29
图14-3
2. 测设坝轴平行线 在河滩上选择两条便于量距的坝轴垂直线，根 据所需间距，从坝轴里程桩起，沿垂线向上、下游丈量定出各点， 并按轴距(即至坝线的平距)进行编号，如上10、上20、…，下10、 下20…等。两条垂线上编号相同的点连线即坝轴平行线，应将其向 两头延长至施工影响范围之外，打桩编号(图14—3)。 在测设平行线的同时，还可一道放出坝顶肩线和变坡线，它们也是 坝轴平行线。
14.2.1.2 坝体控制网
混凝土坝采取分层施工，每一层中还分跨分仓(或分段分块)进行 浇筑。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样，为此，坝体 放样的控制网——定线网，有矩形网和三角网两种，前者以坝轴线 为基准，按施工分段分块尺寸建立矩形网，后者则由基本网加密建 立三角网作为定线网。其做法如下：
(1)在坝轴线两端找出与坝顶设计高程相同的地面点。为此，将 经纬仪安置在坝轴线上，以坝轴线定向；从水准点向上引测高程， 当水准仪的视线高达到略高于坝顶设计高程时，算出符合坝顶设计 高程应有的前视标尺读数，再指挥标尺在坝轴线上移动寻找两个坝 轴端点，并打桩标定，如图14—2中的M和N。
(2)以任一个坝顶端点作为起点，
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图14-3
14.1.1.3 高程控制网的建立
用于土坝施工放样的高程控制,可由若干永久性水准点组成基本网 和临时作业水准点两级布设。基本网一般在施工影响范围之外布设 水 准 点 ， 用 三 等 水 准 测 量 按 环 形 路 线 ( 如 图 1 4 - 3 中 由 Ⅲ A 经 BM1～ BM6，再至ⅢA测定它们的高程；临时水准点直接用于坝体的高程放 样,布置在施工范围内不同高度的地方并尽可能做到安置一、二次仪 器就能放样高程。临时水准点应根据施工进程临时设置，附合到永 久水准点上。 (如图14—4中由BM1经1～3再至BM3)从水准基点引 测它们的高程，并应经常检查， 以防由于施工影响发生变动。
鸳鸯桥施工组织设计
第一章工程概述1、工程概况鸳鸯桥水电站工程位于南丹县清水河支流打优河上，工程所在地离南丹县城西南18Km。
整个电站分两级开发，本工程为鸳鸯桥一级水电站工程。
本工程项目由南丹县鸳鸯桥水电开发有限责任公司负责融资开发建设和管理。
主要建设内容有：挡水坝、发电厂房等土建工程，主要建筑物有：(1)埋石砼单曲拱坝：最大坝高38m（不含15m座垫）；坝顶弧长109.39m，左、右岸各设有6m及20m的重力墩。
坝顶溢流，溢流坝段长41.5 m，设6个溢流孔，每孔宽5 m，溢流堰顶设6扇平板钢闸门控制。
(2)发电厂房：装2台630KW卧轴混流水轮发电机组。
为一钢筋砼单层排架结构，主厂房长×宽×高=24×8.5×9.6米；副厂房11.9×7.8×9.6米。
大坝及厂房均位于南丹至龙滩电站二级公路旁，交通十分便利，施工用电已达工程区。
技术要求按工程施工图纸和设计说明进行施工。
质量标准按现行水利水电行业有关试验规程、施工规范，技术规定、质量标准等进行检验验收。
工程质量要求达到合格标准。
工程质量评定单位为河池市水利水电建设工程质量监督站。
2、合同项目和工作范围2.1 本合同承包人承包的工程项目本次招标的为鸳鸯桥水电站一级站土建工程。
本合同范围内承包人承包的工程项目包括该标段范围内的永久工程和临时工程。
2.2 工作内容永久工程主要有：(1)混凝土单曲拱坝(2)发电厂房建筑物等招标人发给的图纸所标示范围内的工程。
临时工程主要有：施工导流及围堰、临时施工道路、供电线路、临时工棚等招标人发给的图纸所标示范围内的工程及为完成永久工程所需要的其他临时工程。
主要工程量汇总表见表1。
表1 鸳鸯桥I级水电站工程主要工程量汇总表（注：本表工程量为招标文件工程量）3、工程现场实际面貌（1）混凝土单曲拱坝：据现场勘察及业主、监理、设计单位有关人员介绍，电站挡水大坝原设计为浆砌石重力坝，坝基有部分已施工至▽497.80m高程；坝基上游大部分防渗混凝土墙已施工至▽495.00m高程，但防渗混凝土墙施工缝未采取任何防渗措施；原施工单位在坝基右侧预留有导流涵管，导流涵管的标高、直径不详。
【实用】拱坝类型PPT文档
其他分类方法
按建筑材料分；有砌石拱坝、混凝土拱坝和钢筋混凝土拱坝。 按照施工方法分：有常态混凝土拱坝、碾压混凝土拱坝、装配 式混凝土拱坝和分期施工拱坝。
按泄洪结构与拱坝坝身有无结构关系：可分为坝身泄洪拱坝、 坝外泄洪拱坝。 按河谷相对宽度的宽窄：分为宽谷拱坝和窄谷拱坝(坝顶高程 处河谷宽与坝高比值≤1，即大体弧高比1．2以下的拱坝)。
坝顶中心角多为，扁平拱坝的坝顶中心角多为，更
多集中的是。
按水平拱圈型式划分
（1）单圆心拱
（2）多心拱 (二心、三心、四心等)
单心曲线
三心圆Байду номын сангаас线
二心圆曲线
按水平拱圈型式划分
（3）抛物线拱
抛物线曲 线
（4）椭圆拱 椭圆曲线
按水平拱圈型式划分
（5）对数螺旋拱
对数螺旋 曲线
（6）变厚拱 拱圈厚度变化
最合理的拱圈型式应当是变曲率、变厚度、扁平的 。
该拱坝泉水薄拱坝 从剖面可以清楚看 出，上游面是由曲 率的
按坝身结构型式划分 定圆心定半径拱坝：拱坝的坝轴线的圆心和半径固定或基本固定，如我国的龙羊峡拱坝、白山拱坝等。
⑨铰拱坝(摩荆瑞保双铰拱坝)； 一般弯曲程度拱坝的坝顶中心角多为，扁平拱坝的坝顶中心角多为，更多集中的是。 一般弯曲程度拱坝的坝顶中心角多为，扁平拱坝的坝顶中心角多为，更多集中的是。
该拱坝为响洪甸重
力拱坝，从剖面图 一般弯曲程度拱坝的坝顶中心角多为，扁平拱坝的坝顶中心角多为，更多集中的是。
三心圆拱由三段圆弧组成，通常是两侧弧段的半径比中间的大，从而可以减小中间弧段的截面弯矩，使压应力分布趋于均匀，改善拱
端与两岸的连接条件，更有利于坝肩的稳定。
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K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)
K,KNN+6,PX4, PY4,ELEVATION(II)
KNN=6*II
*ENDDO
LARC,1,3,2 !生成拱圈线
ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72 !右中心角
W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1)) !坝顶左弦长
W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2)) !坝顶右弦长
VSBW,ALL,,DELETE
VSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50
VDEL,ALL,,,1
VSEL,ALL
WPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10
VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM /10)*10
ASEL,S,AREA,,10,20,5
ASEL,A,AREA,,23,27,4
VEXT,ALL,,,,4*H_DAM
ASEL,S,AREA,,8,18,5
ASEL,A,AREA,,25,29,4
VEXT,ALL,,,,-4*H_DAM
VEXT,ALL,,,4*H_DAM !拉伸成基岩
ASEL,S,AREA,,3 !选择左侧面
VEXT,ALL,,,-4*H_DAM !拉伸成基岩
ALLSEL
ASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1 !选择底面
!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3
!
!
FINI
/CLEAR,START
/FILNAME,0
/TRIAD,LBOT
/VIEW,1,1,1,1
/VUP,1,Z
*AFUN,DEG
Z_UP=53 !上游水位
TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53
TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71
TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53
T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00
*DO,II,LAYER_NUM,3,-1
WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)
VSBW,ALL,,DELETE
*ENDDO
WPCSYS,,0
ALLSEL
WPROTA,,,90
VSBW,ALL,,DELETE
WPCSYS,,0
VSBW,ALL,,DELETE
VSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100
VDEL,ALL,,,1
VSEL,ALL
WPCSYS,,0
WPROTA,,,90
WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10
*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧半径，上下游
*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM !定义圆弧中心Y值
*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧左右中心角
ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0 !拱圈高程
RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53
CSYS,0
!/PNUM,KP,1
!/PNUM,LINE,1
/PREP7
KNN=0
*DO,II,1,LAYER_NUM !生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点
PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))
ALLSEL,ALL
SAVE
WPROTA,,90
WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10
VSBW,ALL,,DELETE
VSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4
VDEL,ALL,,,1
VSEL,ALL
WPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10
CM,DAM,VOLU
VSEL,INVE
CM,BEDROCK,VOLU
ALLSEL
生成溢流堰
CMSEL,S,DAM
VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1
/VIEW,1,1,1,1
VPLOT
!生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响
ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24 !生成侧面
ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32
AL,1,17,2,25
AL,15,24,16,32
VA,6,1,3,2,4,5
拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基
!拉伸生成坝基
ASEL,S,AREA,,4 !选择右侧面
T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53
Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00
Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53
RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00
PI=2*ACOS(0)
SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI !溢流堰总中心角
SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI !溢流
堰单孔中心角
*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM !拱厚
*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM !圆心到坝轴线距离
*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM !外半径
TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25
LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90 !局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角
!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组
*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM !上游面温度
*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM !下游面温度
K,KNN+1,PX1, PY1,ELEVATION(II)
K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_
RAD(II,1),ELEVATION(II)
K,KNN+3,PX2, PY2,ELEVATION(II)
VSBW,ALL,,DELETE
VSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10
VDEL,ALL,,,1
WPCSYS,,0
VSEL,ALL
SAVE
用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较
*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3
L,1,4
*REPEAT,LAYER_NUM,6,6
L,3,6
*REPEAT,LAYER_NUM,6,6
ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15 !生成上游面
ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16 !生成下游面
*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1) !计算内半径
RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00 !圆心位置,Y坐标
ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48 !左中心角
PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))
PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))
PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))
PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))
某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。首先输入基本参数，自底向上生成坝体。
!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上