3水利工程概論-重力壩

重力壩概述重力壩的特點重力壩類型重力壩的布置重力壩的設(shè)計內(nèi)容第一節(jié)概述巖基上的重力壩

丹江口水利樞紐

人類筑壩的歷史已近5000年，重力壩是出現(xiàn)最早的一種壩型。

混凝土重力壩是在砌石重力壩的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。重力壩結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，至今仍是一種被廣泛采用的壩型。19世紀以前，毛石砌體重力壩19世紀后期，混凝土重力壩20世紀，現(xiàn)代重力壩采用有效的防滲、排水措施，施工中分縫、灌漿、溫度等技術(shù)30年代以后，重力壩日益增多，重力壩占總壩數(shù)量的比重較大60年代開始，土石壩理論和施工的發(fā)展，重力壩的比例相對減少，技術(shù)上繼續(xù)進步早在公元前2900年，埃及便在尼羅河上修建了一座高15m、頂長240m的砌石重力壩。2.重力壩工作原理及特點(1)工作原理

強度要求

穩(wěn)定要求

利用自重在壩基面產(chǎn)生的摩擦力以及壩與地基間的凝聚力來抵抗水平水壓力而維持穩(wěn)定利用自重引起的壓應(yīng)力來抵消由水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力(2)工作特點優(yōu)點：

適于從壩頂溢流，施工期間也易于通過較低的壩塊或底孔（永久的或臨時的）泄流；較之拱壩、支墩壩，斷面形狀簡單，混凝土澆筑簡易，便于機械化施工，模板數(shù)量少，且易采用定型模板；優(yōu)點：

適合于在各種氣候條件下修建，在嚴寒地區(qū)，重力壩與拱壩或支墩壩相比，受到凍害的影響較??；對地基的要求比拱壩低，但比土石壩高；設(shè)計和建造的經(jīng)驗比較豐富，工作可靠，使用年限較長，養(yǎng)護費用較低。缺點：

壩體體積大，要消耗大量水泥，材料強度沒有被充分利用；由于體積大，澆筑時水泥的水化熱消散困難；底面積大，作用在壩底面上的揚壓力也大，減少了壩的有效重量，對壩體穩(wěn)定不利；壩體體積雖遠較土石壩小，但單位體積的造價遠較土石壩高。

為了發(fā)揚優(yōu)點克服缺點，可考慮改進設(shè)計方法和施工方法。上游傾斜，改善受力壩體分區(qū)，不同部位使用不同標號混凝土采用碾壓混凝土方法筑壩改進壩的結(jié)構(gòu)型式（寬縫、空腹、預(yù)應(yīng)力等）

按壩高分為á

￡?30米H低壩70米H30米中壩70米高壩H

按筑壩材料分為漿砌石重力壩混凝土重力壩

按構(gòu)造不同分為

按泄水條件分為非溢流重力壩溢流重力壩空腹重力壩寬縫重力壩實體重力壩預(yù)應(yīng)力錨固重力壩裝配式重力壩將實體重力壩的橫縫的中間加寬，則成為寬縫重力壩。寬縫的設(shè)置能使揚壓力降低，可節(jié)省混凝土10%以上。同時寬縫的設(shè)置還改善了散熱條件。在壩內(nèi)設(shè)置大型縱向空腔的重力壩，稱為空腹重力壩。空腹可以減小壩底揚壓力，節(jié)約混凝土量，還可在空腹布置水電站廠房。但空腹重力壩施工較困難，鋼筋用量較多

利用受拉鋼筋或鋼桿對重力壩施加預(yù)應(yīng)力，以增加壩身穩(wěn)定性，并有效地改善壩身應(yīng)力分布，從而減小壩體混凝土用量。但施工復(fù)雜，鋼筋用量多。作用于重力壩的主要荷載有：①自重；②靜水壓力；③揚壓力；④動水壓力；⑤冰壓力；⑥泥沙壓力；⑦浪壓力；⑧地震力；⑨溫度及其他荷載。重力壩的荷載永久荷載：可變荷載：偶然荷載：設(shè)計基準期內(nèi)量值不隨時間變化，或變化與平均值相比可以忽略的作用。設(shè)計基準期內(nèi)量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的作用。設(shè)計基準期內(nèi)出現(xiàn)頻率很小，一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用。4.重力壩布置通常由溢流壩段、非溢流壩段和兩者之間的連接邊墩、導(dǎo)墻以及壩頂建筑物等組成。重力壩總體布置應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件，結(jié)合樞紐其他建筑物綜合考慮。各段外形協(xié)調(diào)一致，尤其是上游壩面要保持齊平。但若地形地質(zhì)有明顯差別時，也可分別采用不同的下游壩坡，保證既經(jīng)濟又安全。重力壩的安全工作準則穩(wěn)定——不滑動。主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力（與基巖的摩擦力）來抵消壩前水推力強度——不出現(xiàn)拉應(yīng)力。依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力引起的拉應(yīng)力來滿足強度要求5.重力壩設(shè)計內(nèi)容2.剖面設(shè)計

3.穩(wěn)定分析1.總