重力坝的剖面详图

自重
初步设计时可取混凝土的重度 24kN/m³ ；
施工详图阶段由现场混凝土试验决定； 当计算深层滑动时，还应考虑岩体的自重。 （计算自重时，坝上永久性的固定设备，如闸门、固定式启闭 机的重量也应计算在内，坝内较大的孔洞应该扣除。 ）
溢流坝坝面水压力计算
静水压力
• 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。分 解为水平水压力（PH）和垂直水压力（PV）。 溢流堰前水平水压力以（PH1）表示 • PV=Vwγw （kN/m） • PH=½ γw H2 （kN/m） • PH1 =½ γw （H2-h2） （kN/m） • 式中 Vw——斜坡面上水体体积（m3）； • H——计算点处的作用水头（m）； • h——堰顶溢流水深（m）； • w——水的重度（kN/ m3）。
重力坝的工作特点
• • • • • • 安全可靠 对地形、地质条件适应性强 枢纽泄洪问题容易解决 便于施工导流 施工方便 结构作用明确
优
点
重力坝的工作特点
• 坝体应力较低，材料强度不能充分发挥 作用
• 坝体与地基接触面积大，对坝体稳定不 利的扬压力也相应大 • 坝体体积大，由于施工期混凝土的水化 热和硬化收缩，将产生不利的温度应力 和收缩应力
动水压力
• 在溢流面上作用有动水压力，坝顶曲线和下游面直线段 上的动水压力很小，可忽略不计。只计算反弧段上的动 水压力。 • 计算时假定水流为匀速流，流速为V，如果忽略水重W， 侧面水压力p1和p2，则可以直接由动量方程求出作用于 整个反弧上的水压力水平分量和垂直分量。
Pxr q wv(cos2 cos1 ) Pyr q wv(sin 2 sin 1 )
坝顶布置
● 坝顶结构布置的原则：安全、经济、合理、实用。 ●坝顶结构型式：坝顶部分伸向上游；坝顶部分伸向下 游，并做成拱桥或桥梁结构型式；坝顶建成矩形实体结构， 必要时为移动式闸门启闭机铺设隐型轨道。 ● 坝顶排水：一般都排向上游。 ● 坝顶防浪墙：高度一般为1.2m，厚度应能抵抗波浪及 漂浮物的冲击，与坝体牢固地连在一起，防浪墙在坝体分 缝处也留伸缩缝，缝内设止水。
淤沙压力
s 1 2 2 Psk= sb hs tg (45 ) 2 2
扬压力
1、坝底扬压力形成原因： ①上下游水位差；②砼、岩石都是透水 材料。
–由于基岩节理裂隙很不规则，难以求出坝底扬压力 的准确分布，故通常加定扬压力从坝踵到坝趾成直 线变化。 –α为扬压力折减系数与岩体的性质和构造，帷幕深 度和厚度，灌浆的质量，排水孔的直径、间距、深 度等有关。
规律： 1）施工运用方便多做成a=90 2）f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重 3）工程经验 m=0.6—0.8（下游坡）n=0—0.2（上游坡） 一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、 渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，主要由强度条 件控制。反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数 越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。
官厅水库公式（适用于峡谷水库）
ghl V0 gL
V0
2
2
0.0076 V0
0.331 V0
1 12
(
gD
2
1 2.15
(
V0 gD
2
)
1 3
V0
)
1 3.75
2H hz cth L L
2 l
h
坝顶高程或坝顶上游防浪墙墙顶高程按下式计 算，并选用较大值： 坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+△h设 坝顶或防浪墙顶高程=校核洪水位+△h校 当坝顶设防浪墙时，坝顶高程不得低于相应的 静水位，防浪墙顶高程不得低于波浪顶高程。
非溢流重力坝剖面设计
重力坝的基本断面一般是指在水压力(水位与坝顶齐平) 、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳定、强度 要求的最小三角形断面。 • 一、设计原则 1、满足稳定和强度要求 2、工程量少 3、便于施工 4、运用方便
基本剖面
因为作用于上游面的水压力呈三角形分布,所 以重力坝面是三角形。 当a>90时，即上游面为倒坡。库空时，三角形重 心可能超过底边三分点在下游面产生拉应力，而 且倒坡不便施工。 当a<90时，利用水重帮助稳定。但角度太小时， 库满时合力可能超过底边三分点（偏下游）在上 游面产生拉应力。上游面坡度越缓，第一主应力 越易成为拉应力，故a角不宜太小。
第二章 重力坝
第一节 概述
• 对坝的认识
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
重力坝的剖面详图
基本概念
• 定义：是用混凝土或浆砌石筑的大体积挡水建 筑物. • 工作原理:在水压力及其他荷载作用下,依靠坝体 自重在坝面产生的抗滑力来抵抗水平水压力产 生的滑动力以达到稳定要求;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. 1、重力坝的基本剖面：做成上游面接近铅直 的呈三角形断面，或稍倾向上游的三角形断 面。 2、受力简图可以视作倒置的悬臂梁
缺 点
类型
• • • • 按高度分： 30m 70m 按泄水条件分：溢流 非溢流 按筑坝材料分：混凝土 浆砌石 按坝体的结构形式分：实体 宽缝 空腹 预应力锚固
重力坝的布置和设计内容
• 布置：轴线 溢流坝段 非溢流坝段 导 墙 边墩。。 • 设计内容：剖面设计 稳定分析 应力分 析 构造设计 地基处理 溢流重力坝和 泄水孔的孔口设计 检测设计
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实用剖面
• 根据运用和交通要求，坝顶应有足够的宽度， 无特殊要求，坝顶宽=8-10%坝高，但不得小于 3米，如有运用和交通要求，应满足这些要求。 • 坝顶高于水库水位的高度△h计算：
h h1% hz hc
• 坝顶高度=设计洪水位+△h 坝顶高程或防浪墙顶
高程，按设计洪水位、 校核洪水位两种情况 分别计算，并选用较 大值。
剖面选择：对中、低重力坝可以采用工程类比法，参照类 似的已建工程，拟定坝体剖面尺寸，然后对坝体控制截面 进行强度和稳定验算，并根据计算结果进行调整，直到满 足设计要求为止
第三节 重力坝的荷载及组合
• 重力坝的荷载
–作用于重力坝的主要荷载有：①自重；② 静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤冰压 力；⑥泥沙压力；⑦浪压力；⑧地震力；⑨ 温度及其他荷载