河海大学水工建筑物拱坝PPT说课讲解.ppt

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1、第三章拱坝CHAPTER3ARCHDAM水工建筑物主要内容4第一节概述123第二节拱坝的荷载第三节拱坝的布置第四节拱坝的应力分析567第五节拱肩稳定分析第六节拱坝的坝身泄水及消能防冲布置第七节拱坝的构造和地基处理概述一、问题的提出二、拱坝的工作原理三、工作特点四、拱坝对地形地质条件的要求五、拱坝的形式六、拱坝的发展概况一.问题的提出重力坝设横缝重力坝不设横缝二.拱坝的工作原理拱坝是拱向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物,它将水压力、泥沙压力的大部分通过拱的作用传到两岸岩体，而将另外的通过悬臂梁的作用传给底部基岩。它不象重力坝那样依靠自重来维持稳定，而是

2、由两岸岩体的支撑和砼的抗压强度来维持拱坝的稳定和安全。P=Pa+Pc三、工作特点1.稳定性特点2.应力特点3.拱梁作用的自行调整①拱梁系统的调整②拱圈自身调整为二次拱举例：瓦依昂坝(VajontDam)位于意大利东部阿尔卑斯山区皮亚韦(Piave)河的支流瓦依昂河上，下游距河口2km，临近城市瓦依昂。为混凝土双曲拱坝，最大坝高262m，水库总库容1.69亿m3。意大利瓦依昂拱坝失事意大利的瓦依昂（Vajont）双曲拱坝，1961年建成，是当时世界上最高的双曲拱坝，1963年10月9日晚，由于水库左岸大面积滑坡，使2.7亿m3的滑坡体以28m/s的速度

3、滑入水库，掀起150m高的涌浪，涌浪溢过坝顶，致使1925人丧生，水库被填满，但拱坝坝体并未失事，仅在两岸坝肩附近的坝体内发生两三条裂缝，据估算，拱坝当时已承受住相当于8倍设计荷载的作用，由此可见拱坝的超载能力是较大的。拱坝坝顶长190m坝顶厚3.4m坝底厚22.6m坝体厚高比为0.0864.抗震性能好沙牌碾压混凝土拱坝采用三心圆单曲拱坝，坝高130m，为20世纪末世界在建最高的碾压混凝土拱坝。沙牌水电站（碾压混凝土拱坝）沙牌拱坝最大坝高130m、坝顶总长250.25m、坝顶厚9.5m、坝底宽28m、厚高比0.238。为20世纪末建设的最高碾压混凝土

4、拱坝。沙牌碾压混凝土拱坝主要特点：(1)选用三心圆单曲拱坝，以利坝肩稳定，使拱推力方向偏向山体内部。垫座高度12.5m，坝顶中心线弧长250.25m，最大中心角92.48°。(2)为便于施工，坝体不设泄洪孔口，仅在右岸设2条泄洪隧洞，一条系导流洞改建的漩涡式竖井泄洪洞，设计水头88m，设计流量244m3/s，洞内消能率在73%以上。汶川地震的影响沙牌坝址距汶川地震震中约35km，与发震断层的垂直距离为20km，地震烈度为Ⅸ度。沙牌坝为碾压混凝土拱坝，高130m。设计时采用地震烈度Ⅶ度，基岩水平地震加速度0.141g。汶川地震时，水库水位处于正常蓄水位

5、。地震后调查，大坝结构完整，坝基及两岸坝肩抗力岩体稳定，坝顶高程以上两岸边坡局部塌滑，但不影响大坝稳定。水电站进水口启闭机排架柱裂缝，调压井边坡跨塌，压力管明管段损毁，厂区边坡和厂房结构损坏严重。震后沙牌拱坝左右岸抗力体完好。右岸进水口设施基本完好，泄洪闸门能正常开启大坝附近坡体垮塌严重电站厂房及引水钢管被山体滚石砸坏对外交通严重被毁5.温度荷载是主要载之一6.地基变形对坝体应力影响大7.坝身可以泄洪四、拱坝对地形地质的要求1.对地形的要求①河谷狭窄②岸坡平顺无突变花岗岩、正长岩、玄武岩、石英砂岩等坚硬岩石构成峡谷中，土建工程量相对较小。③在平面上有

6、喇叭口L/H<1.5可建薄拱坝L/H=1.5~3.0可建一般拱坝L/H=3.0~4.5可建重力拱坝L/H>4.5属宽浅河谷，一般可建重力拱坝或拱形重力坝特例：安徽陈村L/H=5.6美国奥本AuburnL/H=6.0厚薄程度用厚高比T/H表示薄拱坝一般拱坝厚拱坝对地质的要求:岩石比较均匀，坚固完整，有足够的强度，透水性要小，能抗风化。五、拱坝的型式按厚高比分按坝体形态分按水平拱圈形态分等厚度圆拱；变厚圆拱；变厚非圆拱按水平拱厚度是否变化分抛物线拱三圆心拱椭圆拱这里介绍：按拱弧半径和中心角是否变化分名称圆心半径中心角等外半径式不变外不变内变(变化不大)定

7、角式变变不变变半径式变变变等外半径式定角式变圆心变半径式变中心角河谷断面形状复杂时，建造拱坝的方案2.厚度T、应力σ、中心角之间的关系圆筒公式：Ru—为外弧半径;T=PRu/σ=P/σ(L/SinΦ+T/2)V=T*L*1=2PL*2Φ*R/((2σ-P)*SinΦ)2Φ=133°34’称为经济中心角六.拱坝的发度概况早在十六世纪，人们就开始修建砌石拱坝,如西班牙的阿尔马察坝，意大利的波捷阿尔托坝，该坝1937年修建，后两次加高，1887年达39.5m。早在19世纪中叶，人们又在比较狭窄的河谷中修建了一些混凝土拱坝，高度都在40m以内。20世纪开始建

8、造了大量的拱坝，特别是双曲拱坝在60年代发展较快。举例：国内拱坝建设中国第一座拱坝建造于1927年，福建厦门