橡胶坝坝袋设计课件

一、坝袋设计一般要求
（八）坝袋规格和型号
橡胶坝袋材料主要是帆布和橡胶。 帆布是橡胶坝承受拉力的骨架，承受立坝挡水时坝 袋胶布所产生的内应力，没有这个骨架，坝袋就起 不到挡水作用。这种应力与坝袋高度和坝袋内压比 值有关。坝袋高度高、或者坝袋内压比大，则坝袋 胶布内应力相应也大。 橡胶的作用是：外层胶保护帆布不受水的浸蚀，起 到抗磨损和防老化作用，内层胶除保护帆布外，还 防止坝袋充胀介质的泄漏，帆布之间的夹层胶起黏 合帆布和限制帆布错位作用。
一、坝袋设计一般要求
8、坝袋与底板的连接可采用双锚线锚固或单锚线 锚固，充水坝宜优先采用双锚线锚固，充气坝宜优 先采用单锚线锚固。 9、采用双线锚固的橡胶坝应设底垫片，底垫片应 不漏水并具有一定的抗拉强度。底垫片一般选用厚 2mm的橡胶片。 10、坝体纵断面为矩形布置时，宜优先采用坝袋与 岸墙无锚固的堵头式结构。 11、坝体纵断面为梯形布置时，两端坝顶以略高于 设计坝高为宜，两端坝高可取设计坝高的1.1～1.2倍。
橡胶坝坝袋设计
洛阳水利勘测设计院 邓绍会 E-mail:dsh777@126.com
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一、坝袋设计一般要求 二、坝袋设计计算 三、坝袋老化及防护措施
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橡胶坝分为袋式、蓬式及钢柔混合结构式三种 坝型。袋式橡胶坝又分充水式、充气式和气水 混合式。按锚固方式分锚固坝和无锚固坝。锚 固坝又分单线和双线锚固等。分类情况如下：
一、坝袋设计一般要求
坝袋纬向强度设计安全系数的确定目前采用的是一 种经验的和近似的方法。 堵头式坝纬向强度设计安全系数可按径向强度设计 安全系数的0.5倍选取。 橡胶坝坝体纵断面采用梯形或矩形布置，在边墙、 边坡采用压板锚固时，纬向强度设计安全系数取用 径向强度设计安全系数的0.8～1.0倍。
一、坝袋设计一般要求
坝袋胶布技术规格（3） ）
胶布强度（KN/m） 胶布强度（KN/m） 坝袋型号 型号 J260260J260260-2 JBD3.5-260JBD3.5-260-2 J260130J260130-2 J260240J260240-2 JBD3.5-240JBD3.5-240-2 JBD4.0-300JBD4.0-300-2 JBD4.5-300JBD4.5-300-3 JBD4.5-280JBD4.5-280-3 JBD5.0-300JBD5.0-300-3 J240240J240240-2 J240120J240120-2 J300300J300300-2 J300150J300150-2 J300260J300260-3 J280280J280280-3 J280140J280140-3 J300300J300300-3 J300150J300150-3 经/纬 520/520 520/260 520/480 480/480 480/240 600/600 600/300 900/780 840/840 840/420 900/900 900/450
一、坝袋设计一般要求
5、坝袋搭接处粘着强度应大于胶布本身强度。坝 袋胶布布幅间的搭接强度应大于坝袋纬向设计强度。 搭接方法应与胶布制做厂家商定，搭接强度须经试 验验证，并应保证坝袋锚固安装有良好的止水效果。 在坝体纵断面为矩形布置，且选用堵头结构时，可 选用平搭接或无搭接坝袋。 6、充水橡胶坝坝顶须设排气阀。一般设在坝袋顶 部靠近墩墙附近1m处。 7、充水橡胶坝应中边墩顶部设超压安全溢流装置。 充气橡胶坝应设压力监测设备监测充气压力。
（六）坝袋经向拉力计算基本假定
坝袋袋壁承受的径向拉力应根据薄膜理论按平面问 题计算。基本假设如下： 1、坝袋胶布是柔性薄膜，只承受拉力，而不承受弯 矩和剪切力。 2、坝袋胶布在坝袋充胀或挡水过程所承受的静水 （气体）压力以及锚固力均垂直于坝轴线（指河床 平顺坝段），即按平面问题考虑。
一、坝袋设计一般要求
一、坝袋设计一般要求
主河道风浪大，有漂浮物和泥沙，坝袋承受冲击力 大，也容易受漂浮物刺伤和泥沙磨损，因此要适当 增加坝袋胶布强度和外层家的厚度。 需要注意的是，在确定坝袋强度安全系数时还应考 虑下列因素：坝袋胶布材料加工制成胶布时强度损 失一般达15％～25％左右，并且材料强度存在不均 匀性；坝袋在使用过程中因老化所造成的强度损失； 另外也要考虑工程规模和重要性等因素。 培训教材《橡胶坝技术及应用》p366～368页附表 Ⅵ “坝袋胶布技术规格”中所列胶布强度即是考虑 强度损失后的胶布强度。
一、坝袋设计一般要求
（三）坝袋设计荷载
作用在坝袋上的主要设计荷载为坝袋外的静水压力 和坝袋内的充水(气)压力。
（四）坝袋设计内压比
设计内压比α＝H0／H1，其中H0为坝袋内压水头， H1为设计坝高。α值的选用应经技术经济比较后确 定。充水橡胶坝内压比值宜选用1.25～1.60；充气 橡胶坝内外压比值宜选用0.75～1.10。
坝袋胶布技术规格（2） ）
坝袋型号 胶布强度（KN/m） 胶布强度（KN/m） 型号 J160160J160160-2 JBD2.5-160JBD2.5-160-2 J160140J160140-2 J160120J160120-2 J16080J16080-2 JBD2.5-140JBD2.5-140-2 JBD3.0-220JBD3.0-220-2 JBD3.0-200JBD3.0-200-2 JBD3.0-180JBD3.0-180-2 J140140-2 J140140J14070J14070-2 J220220J220220-2 J220110J220110-2 J200180J200180-2 J200160-2 J200160J180180J180180-2 J18090J18090-2 经 /纬 320/320 320/280 320/240 320/160 280/280 280/140 440/440 440/220 400/360 400/320 360/360 360/180
（二）、坝长及坝体布置
坝长应与河（渠）宽度相适应，坍坝时应满足河道 设计行洪要求，单跨坝长度应满足坝袋制造、运输、 安装、检修以及管理要求。 考虑坝袋运输安装、检修方便以及运行管理要求， 单跨最大长度在100m以内为宜。对冰凌等漂浮物较 多的河段，单跨在20～30m为宜。 坝体布置可采用单跨式或多跨式。
一、坝袋设计一般要求
1、坝袋胶布必须满足如下性能：
（1）有足够的抗拉强度和抗撕裂性能。 （2）柔曲性、耐疲劳性、耐水浸泡及耐久性好。 （3）与橡胶具有良好的粘合性能。 （4）重量轻、加工工艺成熟。 （5）坝袋胶布还应具有耐老化、耐腐蚀、耐磨损、 抗冲击、抗屈挠、耐水、耐寒等性能。 胶布选用锦纶帆布，常用型号为锦纶6和锦纶66浸 胶帆布。
一、坝袋设计一般要求
实际设计中，设计充水式橡胶坝采用的内压比最低 为1.25，大多数选取的范围为1.3～1.6。充气橡胶坝 的内压比选取的范围为O.75～1.10。采用堵头式锚 固的，内压比过大时坝袋坍肩现象严重，不应选择 过大的内压比，一般不超过1.4。 从运用角度出发，在没有特别要求时，内压比无须 选择太大。从强度角度讲，坝高较小时，强度的选 择基本不受材料限制，内压比选择幅度很大，为节 省坝袋材料，可选取较大值。而高坝的强度选择受 材料限制很大，宜选取较小值。在内压比选择幅度 较大时，内压比的选择应经技术经济比较确定。
一、坝袋设计一般要求
（五）坝袋强度设计安全系数 坝袋强度设计安全系数k为坝袋胶布抗拉强度与坝袋 设计计算强度之比。 《规范》规定，坝袋强度设计安全系数充水坝应不 小于6.0，充气坝应不小于8.0。 坝袋强度设计安全系数，应根据工程规模、工程等 级、工程所处的环境、气温以及坝型等因素选用。 如主河道上的橡胶坝与渠系上的橡胶坝，坝袋胶布 强度安全系数选用应有所差异。
一、坝袋设计一般要求
2、坝袋胶布的选用必须满足设计要求强度。 坝袋按胶布的组成结构不同可分为一布两胶、 两布三胶、三布四胶等。 目前国内坝袋胶布采用浸胶锦纶帆布，坝袋 规格可参照下表选用。 若采用其它材料的坝袋帆布应经过试验研究 加以论证。
坝袋胶布技术规格（1） ）
坝袋型号 JBD1.0-60JBD1.0-60-1 JBD1.5-120JBD1.5-120-1 JBD2.0-200JBD2.0-200-1 JBD2.0-100JBD2.0-100-2 JBD2.5-180JBD2.5-180-2 胶布强度（KN/m） 胶布强度（KN/m） 型号 J6060J6060-1 J6030J6030-1 J120120J120120-1 J12060J12060-1 J200200J200200-1 J200100J200100-1 J100100J100100-2 J10050J10050-2 J180140J180140-2 经/纬 60/60 60/30 120/120 120/60 200/200 200/100 200/200 200/100 360/280
一、坝袋设计一般要求
2、在有冰冻的地区，充气橡胶坝内的介质没有冰冻 问题；充水橡胶坝不具备这一优点。另外，充气橡 胶坝气密性要求高；充水橡胶坝这方面的要求相对 低些。 3、充气橡胶坝比充水橡胶坝工程投资低。在选择 方案时应根据运用要求和工作条件，考虑上面的优 缺点选择适当坝型。
一、坝袋设计一般要求
3、坝袋胶布厚度与坝袋断面尺寸相比甚微，故可 假定袋壁拉力作用于胶布厚度中心，以忽略胶布厚 度的影响。 4、坝袋胶布自重和受力后弹性伸长的影响忽略不 计。 关于坝袋袋壁强度、坝袋横断面形状、尺寸及坝体 充胀容积的计算，下面再作介绍。
一、坝袋设计一般要求
（七）坝袋构造一般要求
橡胶坝袋应满足下列构造要求： 1、在胶布加工条件许可的情况下，应尽量选用布幅 较大的帆布。 2、坝袋胶布的帆布层数不宜超过三层。 3、坝袋胶布各层胶的厚度应满足：外覆盖胶厚大 、 于2.5mm；夹层胶厚0.3～0.5mm；内覆盖胶厚大 于2.0mm。 4、在有推移质的河道上，坝袋宜考虑缓冲垫层设 计。
一、坝袋设计一般要求
表中备注：
（1）坝袋型号JB1.0—60—1中“JBD”指锦纶坝袋， “1.0”表示适用于1.0m高的坝，“60”表示胶布经向 强度，“1”表示胶布的层数，即1层。 （2）胶布型号J6060—1中“J”表示锦纶帆布， “60”表示经向抗拉强度，“60” 表示纬向抗拉强度， “1”表示帆布的层数，即1层。 目前国内坝袋胶布采用的规格参照《规范》或《橡 胶坝技术及应用》附表Ⅴ“浸胶帆布”和附表Ⅵ“坝 袋胶布技术规格”选用。
一、坝袋设计一般要求
（一）、坝袋充胀介质及坝型选择
根据《橡胶坝技术规范》，坝袋充胀介质一般采用 充水式、充气式。设计中应按运用要求、工作条件 经技术经济比较后确定。 1、充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比较稳定，过水均 匀，对下游冲刷较小；由于气体具有较大的压缩性， 充气橡胶坝在坝顶溢流时，出现凹口现象，水流集 中，对下游河道冲刷较强。
一、坝袋设计一般要求
橡胶坝经常在宽河道上使用，主要优点是：经济效 益明显，管理方便，景观优美，壮观雄伟，但单个 坝袋过长，存在加工不便，运输困难，安装难度大， 充坝时间长，不利检修等一系列的问题。 因次在宽河道或溢洪道上修建橡胶坝时，单跨长度 不宜超过80m，选择过长坝袋要认真论证比较。 在直立岸墙的情况下，宜优先采用坝袋袋壁几乎不 产生纬向应力的堵头式结构。
一、坝袋设计一般要求
3、坝袋胶料必须满足下列基本要求：
（1）耐大气老化、耐腐蚀、耐磨损、耐水性好。 （2）有足够的强度。 （3）在寒冷地区要有抗冻性等。 （4）坝袋使用的胶料应达到或超过《规范》表 C.0.1的规定。化工行业标准《橡胶水坝》 （HG/T2886—1997）对胶料也有专门要求。 （5）胶布的层胶厚度必须满足其防渗、抗磨和耐 久性，厚度见《规范》表C.0.2。对于建在泥沙河流 上的橡胶坝工程，塌坝泄洪时，还应适当增加坝袋 外层胶的厚度。 胶料一般选用95%的氯丁橡胶和5%的天然橡胶。