《漿砌石拱壩》課件

漿砌石拱壩漿砌石拱壩是水利工程中常見的結(jié)構(gòu)形式之一，廣泛用于河流、水庫等水利工程的建設(shè)。其結(jié)構(gòu)形式為拱形，利用拱的受力特點，將水壓力傳遞到兩岸的基巖上，并通過拱圈和壩體的整體作用，承受水壓力和地震等外力的作用。目錄1.什么是漿砌石拱壩什么是漿砌石拱壩？漿砌石拱壩的定義和分類。2.漿砌石拱壩的原理漿砌石拱壩的力學原理。拱壩受力特點和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3.漿砌石拱壩的特點漿砌石拱壩的優(yōu)缺點。與其他類型水壩的比較。4.漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)組成漿砌石拱壩的主要結(jié)構(gòu)部件。各部件的作用和相互關(guān)系。什么是漿砌石拱壩漿砌石拱壩是一種以塊石砌筑為主體，并用砂漿或水泥漿填縫的拱形壩體。它主要由壩體、壩基和壩肩組成。漿砌石拱壩利用拱形的結(jié)構(gòu)原理，將壩體上部的荷載傳導(dǎo)到兩側(cè)的壩肩上，從而降低壩體自身的壓力，增強其抗滑穩(wěn)定性。漿砌石拱壩的原理1拱形結(jié)構(gòu)拱形結(jié)構(gòu)利用了拱形本身的受力特點，將荷載通過拱肋傳遞到兩側(cè)的支撐基礎(chǔ)上。2水平推力拱壩的水平推力由水壓力和自身重力引起，通過拱肋傳遞到兩岸的基巖上。3應(yīng)力分布拱壩的應(yīng)力主要集中在拱腳和拱頂部位，拱肋的中心部分承受較小的應(yīng)力。漿砌石拱壩的特點11.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高拱壩的結(jié)構(gòu)形態(tài)能夠有效地抵抗水壓力和地震力，具有很高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。22.經(jīng)濟性漿砌石拱壩的建造成本相對較低，且材料來源廣泛，易于施工。33.防水性好漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)緊密，加上采用防水材料，能夠有效地防止?jié)B漏。44.耐久性強漿砌石拱壩的材料耐久性強，結(jié)構(gòu)堅固，能夠經(jīng)受住長期風化和腐蝕。漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)組成拱圈拱圈是漿砌石拱壩的核心結(jié)構(gòu)，承擔著主要的壓力。壩頂壩頂位于拱壩的最上端，承受著來自水庫的壓力。壩體壩體由拱圈和壩頂組成，是漿砌石拱壩的主要承重結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)基礎(chǔ)是漿砌石拱壩的底部，承受著壩體的重量和水庫的壓力。漿砌石拱壩的材料石材優(yōu)質(zhì)的石材是漿砌石拱壩的核心材料，如花崗巖、玄武巖等，具有高強度、耐久性，能抵抗水力侵蝕和風化作用。砂漿水泥砂漿用于連接石塊，確保結(jié)構(gòu)的整體性，需滿足強度、粘結(jié)性和耐久性等要求。鋼筋鋼筋主要用于拱壩的鋼筋網(wǎng)，提高拱壩抗拉強度和抗震性能，確保拱壩的穩(wěn)定性。防水材料防水材料用于拱壩的表面，防止水滲透，延長拱壩的使用壽命。漿砌石拱壩的施工工藝1基礎(chǔ)處理清理場地，夯實基礎(chǔ)2模板安裝精確測量，穩(wěn)固安裝3石材加工尺寸精準，表面光滑4砌筑嚴格控制縫隙，均勻鋪設(shè)漿砌石拱壩的施工工藝要求高，需要嚴格控制每個步驟的質(zhì)量。從基礎(chǔ)處理到砌筑，每一步都需要精益求精，確保拱壩的質(zhì)量和安全。漿砌石拱壩的施工步驟基礎(chǔ)處理首先要做好基礎(chǔ)處理，例如清理場地、開挖基坑、進行地基處理等。模板安裝按照設(shè)計圖紙的要求，將模板安裝到位，確保模板的牢固和準確。石材加工根據(jù)設(shè)計要求，對石材進行加工，包括切割、鑿毛、整形等，確保石材尺寸準確、表面平整。砌筑將加工好的石材按照設(shè)計圖紙進行砌筑，并用砂漿進行粘結(jié)，確保石材的緊密結(jié)合和砌筑質(zhì)量。養(yǎng)護砌筑完成后，要及時進行養(yǎng)護，確保砂漿的充分凝固，提高壩體的強度和耐久性。漿砌石拱壩的基礎(chǔ)處理漿砌石拱壩的基礎(chǔ)處理對于拱壩的穩(wěn)定性和安全至關(guān)重要，需要進行嚴謹?shù)目辈?、設(shè)計和施工。1地質(zhì)勘察進行詳細的巖土工程勘察，確定地基的巖性、結(jié)構(gòu)、強度等參數(shù)。2基礎(chǔ)開挖根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，進行基礎(chǔ)開挖，確?；A(chǔ)的平整度和排水坡度。3基礎(chǔ)處理對基礎(chǔ)進行處理，如清理、平整、加固，以滿足拱壩的要求。4基礎(chǔ)驗收對基礎(chǔ)進行驗收，確保符合設(shè)計要求?；A(chǔ)處理完成后，需進行驗收，確保符合設(shè)計要求，才能進行拱壩的施工。漿砌石拱壩的模板搭設(shè)1模板設(shè)計模板設(shè)計應(yīng)根據(jù)壩體形狀和尺寸進行，確保模板的強度和剛度，防止模板變形或坍塌。2模板安裝模板安裝需要精確對位，確保模板與壩體之間緊密貼合，避免出現(xiàn)空隙或漏漿現(xiàn)象。3模板支撐模板支撐應(yīng)堅固可靠，能夠承受模板和混凝土的重量，并保證模板的穩(wěn)定性。漿砌石拱壩的石材加工1選材根據(jù)工程要求選擇合適的石材，例如花崗巖、砂巖等。2加工對石材進行尺寸加工，確保與設(shè)計圖紙一致。3表面處理對石材表面進行清理和拋光處理，提高其耐久性和美觀性。4檢驗對加工后的石材進行質(zhì)量檢驗，確保符合質(zhì)量標準。石材加工是漿砌石拱壩施工的重要環(huán)節(jié)，直接影響壩體的質(zhì)量和安全性。漿砌石拱壩的砌筑準備工作確?；A(chǔ)牢固，模板安裝準確，石材已加工好。砌筑順序從拱腳開始，逐層向上砌筑，保證每一層石塊的平整度和水平度。砂漿配合比使用優(yōu)質(zhì)砂漿，嚴格控制配合比，保證砂漿強度和粘接性。石塊擺放石塊要相互咬合，盡量使用整塊石材，避免過多碎石。灌漿用砂漿灌滿石塊之間的縫隙，保證拱壩的整體強度和穩(wěn)定性。養(yǎng)護砌筑完成后，要及時進行養(yǎng)護，保持砂漿的濕度，使其充分凝固。漿砌石拱壩的砂漿配制水泥水泥是砂漿的主要膠凝材料，通常使用普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。細砂細砂是砂漿的主要骨料，應(yīng)使用潔凈的細砂，粒徑一般小于2.5mm。水水是砂漿的必要組成部分，應(yīng)使用清潔的淡水，水灰比應(yīng)根據(jù)砂漿強度要求進行調(diào)整?；旌蠈⑺?、細砂和水按一定的比例混合，攪拌均勻形成砂漿。漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)受力分析漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)受力分析是設(shè)計和建造的關(guān)鍵。拱壩主要承受水壓力和自身重量，同時要考慮地震、溫度變化等因素的影響。拱壩受力分析是一個復(fù)雜的過程，需要根據(jù)具體情況進行計算，確保拱壩結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。漿砌石拱壩的受力特點拱形結(jié)構(gòu)拱壩的受力主要通過拱形結(jié)構(gòu)來傳遞。水壓力水壓力作用在壩體上，產(chǎn)生水平推力和垂直壓力。自重壩體本身的重量也對壩體產(chǎn)生壓力，并與水壓力相互平衡。地震力地震力會對壩體產(chǎn)生沖擊和震動，需要考慮抗震設(shè)計。漿砌石拱壩的穩(wěn)定性分析因素影響地基條件地基承載力不足會影響壩體穩(wěn)定性拱壩形狀拱壩的形狀和尺寸對穩(wěn)定性至關(guān)重要材料特性石材強度和耐久性會影響壩體穩(wěn)定性水壓力水庫水位變化會導(dǎo)致壩體受力變化溫度變化溫度變化會導(dǎo)致壩體膨脹和收縮，影響穩(wěn)定性漿砌石拱壩的地震作用分析地震是影響漿砌石拱壩安全的重要因素，尤其是位于地震活躍地區(qū)的壩體。地震荷載會對拱壩造成巨大的沖擊和振動，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞或失穩(wěn)。1.0地震系數(shù)根據(jù)地震烈度和壩址地質(zhì)條件確定2.0地震加速度影響拱壩的振動強度和應(yīng)力分布3.0地震持續(xù)時間影響拱壩的累計損傷和疲勞效應(yīng)漿砌石拱壩的設(shè)計要求強度要求漿砌石拱壩需要承受巨大的水壓力和自身重量，因此對材料強度要求很高。石材強度等級需滿足相關(guān)規(guī)范要求，并進行嚴格的質(zhì)量控制。抗?jié)B要求漿砌石拱壩的抗?jié)B性能關(guān)系到壩體安全，需要采取有效的防滲措施，確保壩體不受水壓滲透影響。穩(wěn)定性要求漿砌石拱壩的穩(wěn)定性至關(guān)重要，需要進行仔細的穩(wěn)定性分析，確保在各種荷載作用下，壩體結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定。耐久性要求漿砌石拱壩需要長期運行，因此需要選擇耐久性強的材料，并采取有效的防護措施，延長其使用壽命。漿砌石拱壩的設(shè)計計算漿砌石拱壩的設(shè)計計算是確保其安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計人員需要考慮多種因素，如壩體材料的強度、地質(zhì)條件、水文條件、地震烈度等，并進行相應(yīng)的力學分析和計算。設(shè)計計算主要包括以下幾個方面：荷載計算、強度計算、穩(wěn)定性計算、地震作用分析等。其中，荷載計算需要確定壩體所承受的各種荷載，包括自重荷載、水壓力、風荷載、地震荷載等。設(shè)計計算是一個復(fù)雜的過程，需要專業(yè)的工程師進行操作。設(shè)計計算的結(jié)果將直接影響壩體的安全性和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計計算必須準確可靠。漿砌石拱壩的安全檢查1定期檢查定期進行全面檢查，包括外觀、結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)備等。2重點部位重點檢查拱圈、基礎(chǔ)、支座、防滲層等部位。3儀器監(jiān)測采用水準儀、全站儀、傾斜儀等儀器進行監(jiān)測。4檔案記錄詳細記錄檢查結(jié)果，并建立安全檢查檔案。漿砌石拱壩的養(yǎng)護措施定期檢查定期進行外觀檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在問題。防水處理定期檢查和維護防水層，防止水滲入壩體。排水系統(tǒng)確保排水系統(tǒng)暢通，及時排除積水，防止水壓對壩體造成破壞。監(jiān)測系統(tǒng)建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測壩體變形和安全狀況。漿砌石拱壩的常見病害裂縫漿砌石拱壩最常見的病害之一。裂縫可由多種因素引起，如地基不均勻沉降，施工質(zhì)量問題，地震等。滲漏由于材料的孔隙，施工中的失誤，或地基的滲透性，漿砌石拱壩容易出現(xiàn)滲漏問題。滲漏會影響壩體的穩(wěn)定性和使用壽命。風化漿砌石拱壩的石材暴露于自然環(huán)境中，長期受雨水、風沙等因素的影響，容易發(fā)生風化現(xiàn)象。風化會降低石材的強度和耐久性。漿砌石拱壩的病害治理1病害診斷首先，需要對病害進行詳細的診斷，確定病害的類型、程度和原因。2方案設(shè)計根據(jù)病害的具體情況，制定合理的治理方案，包括修復(fù)方法、材料選擇、施工工藝等。3施工實施嚴格按照設(shè)計方案進行施工，并采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，確保治理效果。4養(yǎng)護管理治理完成后，需要定期對拱壩進行養(yǎng)護管理，防止病害再次發(fā)生。漿砌石拱壩的修繕技術(shù)裂縫修補漿砌石拱壩的裂縫是常見的病害。修補裂縫需要清理裂縫，然后注入密封材料，例如環(huán)氧樹脂或聚氨酯。漏水處理漏水會導(dǎo)致壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。處理漏水需要找到漏水點，然后用防水材料進行封堵，例如防水涂料或防水卷材。砌體修復(fù)受損的砌體需要進行修復(fù)，包括清除松散的石塊，然后用新的石塊進行填充，并用砂漿進行砌筑。加固措施對受損的壩體進行加固，例如在壩體表面進行鋼筋混凝土加固，或者在壩體內(nèi)部進行鋼筋網(wǎng)加固。漿砌石拱壩的加固措施鋼筋混凝土加固在壩體上加設(shè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提高其抗壓強度和抗拉強度，增強整體穩(wěn)定性。灌漿加固對壩體裂縫進行灌漿，填充空隙，提高其密實度，減少滲漏，防止進一步破壞。錨固加固在壩體表面設(shè)置錨固件，將壩體與基礎(chǔ)牢固連接，提高其抗滑移能力。漿砌石拱壩的維護管理定期檢查定期檢查漿砌石拱壩的結(jié)構(gòu)和功能，及時發(fā)現(xiàn)問題，并進行處理。包括壩體、基礎(chǔ)、泄洪設(shè)施、水工建筑物等。及時維修對于發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)及時進行維修和加固，確保壩體的安全和穩(wěn)定。包括裂縫、滲漏、沉降等。環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測壩區(qū)水文、地質(zhì)、氣象等環(huán)境因素，及時了解環(huán)境變化對壩體的影響。包括水位變化、地震活動、降雨量等。檔案管理建立完善的漿砌石拱壩檔案管理制度，記錄壩體信息、維修記錄、監(jiān)測數(shù)據(jù)等。有利于了解壩體歷史，為后期維護提供參考。漿砌石拱壩的應(yīng)用案例漿砌石拱壩在水利工程中應(yīng)用廣泛，例如灌溉、水電站、防洪等。近年來，隨著建筑技術(shù)的進步，漿砌石拱壩也應(yīng)用于城市景觀建設(shè)中，例如河道治理、水景裝飾等。一些著名的漿砌石拱壩案例包括：美國胡佛水壩、中國葛洲壩、三峽大壩等。這些工程體現(xiàn)了漿砌石拱壩的巨大潛力和應(yīng)用價值。漿砌石拱壩的未來發(fā)展可持續(xù)發(fā)展環(huán)保材料，節(jié)能施工，減少對環(huán)境的影響。智能建造BIM技術(shù)應(yīng)用，自動化施工，提高效率和安全性。新材料應(yīng)用新型防水材料、防腐材料，提高耐久性和抗震能力。技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計，提高抗震性能，滿足水利工程新需求。課程小結(jié)拱壩種類掌握了漿砌石拱壩的特點和結(jié)構(gòu)組成。了解了漿