第一节 非溢流重力坝

第一节 非溢流重力坝
hz：波浪中心线至静水面的高度；
hc：安全超高。
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （二）实用剖面 坝顶高程 （3）实用断面形式
第一节 非溢流重力坝
1）上游面铅直：适用于坝基剪断参数大，由强度条件控制坝体断面 情况：有利于坝内布设泄水孔或引水管道的闸门和拦污设备等。 2）上游面向上游倾斜：适用于坝基剪断参数小，由稳定控制坝体断 面情况，起坡点（1/3～2/3）H。
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
二、重力坝的类型
低坝 1、按坝高分 中坝 高坝 2、按筑坝材料分： H＜30ｍ 30≤H＜70ｍ H≥70ｍ
第一节 非溢流重力坝
砼重力坝、浆砌石重力坝
3、按施工方法分： 浇筑砼重力坝、碾压砼重力坝、预应力砼重力坝
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
二、重力坝的类型
4、按坝体结构分：
第一节 非溢流重力坝
实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
二、重力坝的类型
第一节 非溢流重力坝
5、按坝顶是否过水分：溢流重力坝、非溢流重力坝
溢流坝段 非溢流坝段
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
三、重力坝的设计内容
②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。
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
一、工作原理及特点
第一节 非溢流重力坝
2、特点——优点
（1）结构作用明确，设计方法简便 （2）泄洪和施工导流比较容易解决 （3）结构简单，施工方便，安全可靠 （4）对地形、地质条件适应性强
α＜90°, 在上游面可能出现拉应力。
一般α=90°, 上游1：0～1：0.2， 下游1:0.6～1:0.8 B=（0.7～0.9）H。
四川水利职业技术学院 水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （二）实用剖面 坝顶宽度及构造
第一节 非溢流重力坝
1、应根据设备布置运行，检修，施工和交通等需要确定，并满足抗
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
一、工作原理及特点
第一节 非溢流重力坝
2、特点——缺点
（1）坝体剖面尺寸大，材料用量多 （2）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥 （3）坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利 （4）坝体体积大，易产生温度裂缝。需采取温控措施
四川水利职业技术学院
震，特大洪水时抢护等要求。
2、常态砼坝坝顶最小宽度 3m ，碾压砼坝为 5m 。一般可采用B= (8％～10％)H，有交通要求时，按交通规定确定。
3、当有较大的冰压力或漂浮物撞击时，还应满足强度要求。
4、坝顶路面应具有横向坡度，并设置相应的排水系统。 5、有交通要求时，两侧宜设人行道，且高出路面 20～30cm。
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
三、重力坝的设计内容
第一节 非溢流重力坝
5）构造设计。根据施工和运行要求，确定坝体细部构造，包括廊 道、排水、分缝、止水等。
6）地基处理。地基的开挖、防渗（帷幕灌浆）、排水、断层、破
碎带的处理等。 7）溢流重力坝和泄水孔的孔口设计。堰顶高程、孔口尺寸、体型、 消能防冲设计等。 8）监测设计。包括坝体内部和外部的观测设计，制定大坝的运行、 维护和监测条例。
水利水电工程建筑物
四川水利职业技术学院 水利工程系水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 非溢流重力坝 溢流重力坝 重力坝的荷载及其组合 重力坝的稳定分析 重力坝的应力分析 重力坝的泄水孔 重力坝的材料及构造 重力坝的地基处理
水工教研室
四川水利职业技术学院
（3）约束条件：求一组Xi→V(x)→最小
（4）选择求解方法：应用非线性规划问题求解法求解
四川水利职业技术学院 水工教研室
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计
第一节 非溢流重力坝
任务：重力坝剖面设计的任务是在满足稳定和强度要求
的条件下，求得一个施工简单、运用方便、体积最小的剖面。
其设计步骤一般是： （1）简化荷载条件并结合工程经验，拟定出基本剖面；
（2）根据坝的运用和安全要求，将基本剖面修改为实用剖面，并进
第一节 非溢流重力坝
1）总体布置。首先选择坝址、坝轴线和坝的结构型式，然后确
定坝体与两岸及交叉建筑物的连接方式，最终确定坝体在枢纽中
的布置。 2）剖面设计。可参照已建的类似工程，初拟剖面尺寸。 3）稳定分析。验算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面的抗 滑稳定安全度。 4）应力分析。用材料力学法对坝体进行强度校核，使坝体、坝基 应力满足要求。
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （三）优化设计（了解）
第一节 非溢流重力坝
1、概念：在全部可行方案中，利用数学手段，按设计者预定的 要求，从中选择出一个最优方案。 2、内容 （1）设计变量：n、m、H、顶宽B、上、下游起坡点高度等。 其中：H、B→预定参数；n、m、yn，ym…… 设计变量 （2）目标函数：坝体体积:V（x）
行稳定计算和应力分析； （3）优化剖面设计，得出满足设计原则条件下的经济剖面； （4）进行构造设计和地基处理。
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （一）基本剖面
第一节 非溢流重力坝
1、概念：在水压力、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳 定，强度要求并使工程量的最小三角形断面。 2、基本要求（特点） α＞90°, 在库空情Baidu Nhomakorabea下，在下游回产生拉应力，不便施工。
四川水利职业技术学院 水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （二）实用剖面 坝顶高程 （1）坝顶高程
第一节 非溢流重力坝
Z坝顶＝Z设＋h设 Z坝顶＝Z校＋h校
取大值
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
四、非溢流重力坝的剖面设计 （二）实用剖面 坝顶高程 （2）超高： △h=h1%+hz+hc △h：坝顶高于水库静水位的高度； h1%：累积频率为1％时的波浪高度；
第一章 岩基上的重力坝
第一节 非溢流重力坝
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
第一节 非溢流重力坝
四川水利职业技术学院
水工教研室
第一章 岩基上的重力坝
一、工作原理及特点 1、工作原理
第一节 非溢流重力坝
①在水压力及其它荷载作用下，依靠坝体的自身重量在坝基面上产 生的抗滑力满足抗滑稳定要求。