第三章其他壩型

及過(guò)壩建筑物第一節(jié)拱壩第二節(jié)橡膠壩第三節(jié)支墩壩第四節(jié)過(guò)壩建筑物第一節(jié)拱壩一、拱壩的特點(diǎn)

拱壩是一固結(jié)于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，其壩體結(jié)構(gòu)可近似看做由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列豎向懸臂梁所組成。壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用，因此具有雙向傳遞荷載的特點(diǎn)。壩體所承受的水平荷載一部分由拱的作用傳至兩岸巖體，另一部分通過(guò)豎直梁的作用傳到壩底基巖。（一）穩(wěn)定特點(diǎn)拱壩在外荷載作用下的穩(wěn)定性主要依靠?jī)砂豆岸说姆醋饔昧?，不像重力壩那樣依靠自重?lái)維持穩(wěn)定。除考慮壩體強(qiáng)度外，還應(yīng)十分重視壩肩巖體的抗滑穩(wěn)定和變形。（二）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強(qiáng)，安全度高；壩體輕韌，彈性較好，具有良好的抗震性能；拱結(jié)構(gòu)在外荷載作用下，有利于充分發(fā)揮筑壩材料的抗壓強(qiáng)度。（三）荷載特點(diǎn)拱壩不設(shè)永久伸縮縫，其周邊通常固結(jié)于基巖上，溫度變化和基巖變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響比較顯著，設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮基巖變形，并將溫度荷載作用作為一項(xiàng)主要荷載。二、拱壩對(duì)地形和地質(zhì)條件的要求（一）對(duì)地形的要求地形條件是決定拱壩結(jié)構(gòu)形式、工程布置以及經(jīng)濟(jì)性的主要因素。理想的地形應(yīng)是左右兩岸對(duì)稱、岸坡平順無(wú)突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。（二）對(duì)地質(zhì)的要求地質(zhì)條件也是拱壩建設(shè)中的一個(gè)重要問(wèn)題。理想的地質(zhì)條件是：基巖均勻單一、完整穩(wěn)定、強(qiáng)度高、剛度大、透水性小和耐風(fēng)化等。三、拱壩的分類（1）按建筑材料和施工方法可分為常規(guī)混凝土拱壩、碾壓混凝土拱壩和砌石拱壩。（2）按厚高比可分為薄拱壩、中厚拱壩和厚拱壩。（3）按壩面曲率可分為單曲拱壩和雙曲拱壩。（4）按水平拱圈的型式可分為單圓心拱、多心拱、拋物線拱、橢圓拱、對(duì)數(shù)螺旋線拱。（5）按拱壩的結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分類為一般拱壩、周邊縫拱壩、空腹拱壩等。四、拱壩的發(fā)展概況（略）五、拱壩的布置拱壩布置是指拱壩體型選擇及其壩體布置。布置設(shè)計(jì)的總要求是在滿足壩體應(yīng)力和壩肩穩(wěn)定的前提下盡可能地使工程量最省、造價(jià)最低、安全度高和耐久性好。同時(shí)應(yīng)滿足樞紐總體布置及運(yùn)行要求。（一）水平拱圈布置（二）拱冠梁的型式和尺寸（三）拱壩的總體布置六、拱壩的泄流和消能（一）拱壩壩身泄水方式拱壩壩身常用的泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式及壩身孔口泄流式等。（二）拱壩的消能和防沖1、拱壩消能形式（1）水墊消能（2）挑流消能（3）空中沖擊消能（4）底流消能2、提高消能效果的工程措施（1）從總體布局上采取措施。（2）采用新型、高效的挑流鼻坎。七、拱壩的構(gòu)構(gòu)造（一）壩體的的分縫、接縫縫處理拱壩是整體結(jié)結(jié)構(gòu)，為便于于施工期間混混凝土散熱和和降低收縮應(yīng)應(yīng)力，防止混混凝土產(chǎn)生裂裂縫，需要分分段澆筑，各各段之間設(shè)有有收縮縫，在在壩體混凝土土冷卻到年平平均氣溫左右右，混凝土充充分收縮后，，再用水泥漿漿封堵，以保保證壩的整體體性。（二）壩頂拱壩的壩頂高高程的確定與與重力壩相同同。寬度應(yīng)根根據(jù)剖面設(shè)計(jì)計(jì)和滿足運(yùn)行行、交通要求求確定。（三）廊道為滿足檢查、、觀測(cè)、灌漿漿、排水和壩壩內(nèi)交通等要要求，需要在在壩體內(nèi)設(shè)置置廊道和豎井井。廊道的布布置、斷面尺尺寸和配筋基基本上和重力力壩相同。（四）壩體防防滲和排水拱壩上游面應(yīng)應(yīng)采用抗?jié)B混混凝土，壩內(nèi)內(nèi)一般設(shè)置豎豎向排水管。。（五）墊座與與周邊縫對(duì)地形不規(guī)則則或局部有深深槽時(shí)，可在在基巖與壩體體之間設(shè)置墊墊座，在墊座座和壩體之間間形成周邊縫縫。（六）重力墩墩重力墩是拱壩壩拱端的人工工墊座。第二節(jié)橡膠膠壩一、橡膠壩概概述橡膠壩國(guó)外稱稱尼龍壩、織織物壩、可充充脹壩等，我我國(guó)通常稱橡橡膠壩，它是是20世紀(jì)50年代隨著高分分子合成材料料工業(yè)的發(fā)展展而出現(xiàn)的一一種新型水工工建筑物。橡膠壩是用膠膠布按設(shè)計(jì)要要求的尺寸，，錨固于底板板上成封閉狀狀的壩袋，通通過(guò)連接壩袋袋和充脹介質(zhì)質(zhì)的管道及控控制設(shè)備，用用水（氣）將將其充脹形成成的袋式擋水水壩。（一）橡膠壩壩的主要優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、、節(jié)省三材、、造價(jià)低。②②施工期短。。③抗震和抗抗沖擊性能好好。④不阻水水、止水效果果好。⑤管理理方便，運(yùn)行行費(fèi)用低。（二）橡膠壩壩的不足①壩袋堅(jiān)固性性較差。②②壩袋容易老老化，使用壽壽命比較短。。③壩高受到到限制。（三）橡膠壩壩的應(yīng)用①改善城市水水生態(tài)環(huán)境。。②利用溢洪洪道或溢流堰堰抬高水頭。。③沿海擋潮潮和防浪工程程。④回灌地地下水。二、橡膠壩布布置（一）基本資資料收集1、水文氣象資資料2、地形資料3、工程地質(zhì)資資料4、生態(tài)環(huán)境及及社會(huì)經(jīng)濟(jì)資資料（二）壩址選選擇（1）橡膠壩壩址址應(yīng)盡可能選選在巖石堅(jiān)硬硬完整或沉積積緊密的地基基上。（2）橡膠壩壩址址應(yīng)選擇在水水流平順及河河床岸坡穩(wěn)定定的河段。（3）在多泥沙河河流建壩，壩壩址應(yīng)避免選選在縱坡突然然變緩的河段段。（4）選擇壩址應(yīng)應(yīng)利于樞紐建建筑物布置。。（三）橡膠壩壩結(jié)構(gòu)布置1、橡膠壩組成成橡膠壩工程一一般由壩基土土建工程、擋擋水壩體、控控制與觀測(cè)系系統(tǒng)等組成。。2、橡膠壩布置置橡膠壩的壩軸軸線應(yīng)與所處處河段水流方方向垂直，土土建、壩體、、充排方式和和安全觀測(cè)系系統(tǒng)等的布置置應(yīng)做到科學(xué)學(xué)合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全全可靠、運(yùn)行行方便，并考考慮美觀因素素。三、壩袋設(shè)計(jì)計(jì)（一）壩袋形形式的選擇壩袋按充脹介介質(zhì)可分為充充水式、充氣氣式。其具體體區(qū)別見(jiàn)書中中表3.2。（二）壩袋膠膠布材料結(jié)構(gòu)構(gòu)壩袋膠布應(yīng)達(dá)達(dá)到強(qiáng)度高、、耐老化、耐耐腐蝕、抗沖沖擊、耐屈撓撓、耐寒等性性能要求，能能滿足工程使使用。（三）壩袋設(shè)設(shè)計(jì)（略）四、橡膠壩錨錨固（一）錨固線線布置按壩袋與壩底底板和兩岸邊邊坡的連接方方式不同，可可有不同的錨錨固線形式。。1、單錨固線2、雙錨固線3、堵頭式橡膠膠壩錨固線4、岸墻斜坡段段錨固線（二）錨固結(jié)結(jié)構(gòu)型式工程中錨固結(jié)結(jié)構(gòu)型式多種種多樣，按錨錨固構(gòu)件的材材料來(lái)分，可可分為螺栓壓壓板式錨固、、楔塊擠壓式式錨固和膠囊囊充水式錨固固三種。第三節(jié)支墩墩壩支墩壩是由一一系列順?biāo)髁鞣较虻闹Ф斩蘸椭卧诙斩兆由嫌蔚纳w蓋板所組成。。蓋板形成擋擋水面，將水水壓力傳遞給給支墩，支墩墩沿壩軸線排排列，支撐在在巖基上。支支墩壩按蓋板板型式不同分分為平板壩、、連拱壩和大大頭壩；按支支墩型式不同同分為單支墩墩、雙支墩、、框格式支墩墩、空腹支墩墩等。一、支墩壩的的特點(diǎn)與其他實(shí)體混混凝土壩相比比，支墩壩有有以下一些特特點(diǎn)。（1）節(jié)省混凝土土用量。（2）能充分利用用材料的強(qiáng)度度。（3）側(cè)向穩(wěn)定性性差。（4）部分型式的的支墩壩對(duì)地地質(zhì)和氣候條條件要求高。。（5）施施工工條條件件不不同同。。二、、平平板板壩壩平板板壩壩是是支支墩墩壩壩中中結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)最最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的的型型式式，，其其上上游游擋擋水水面面板板為為鋼鋼筋筋混混凝凝土土平平板板，，并并常常以以簡(jiǎn)簡(jiǎn)支支的的形形式式與與支支墩墩連連接接。。三、、連連拱拱壩壩連拱拱壩壩是是擋擋水水蓋蓋板板呈呈拱拱形形的的一一種種輕輕型型支支墩墩壩壩。。四、、大大頭頭壩壩大頭頭壩壩的的頭頭部部和和支支墩墩連連成成整整體體，，即即頭頭部部是是由由上上游游面面的的支支墩墩擴(kuò)擴(kuò)大大形形成成。。第四四節(jié)節(jié)過(guò)過(guò)壩壩建建筑筑物物一、、船船閘閘船閘閘是是河河流流上上水水利利樞樞紐紐中中常常用用的的一一種種過(guò)過(guò)船船建建筑筑物物，，它它是是利利用用閘閘室室中中水水位位的的升升降降將將船船舶舶浮浮運(yùn)運(yùn)過(guò)過(guò)壩壩的的，，通通航航能能力力大大，，安安全全可可靠靠。。（一一））船船閘閘的的組組成成和和工工作作原原理理1、船船閘閘的的組組成成船閘閘由由閘閘室室、、上上下下游游閘閘首首、、上上下下游游引引航航道道等等三三部部分分組組成成。。2、船船閘閘的的工工作作原原理理（（見(jiàn)見(jiàn)書書））（二二））船船閘閘的的類類型型（1）閘閘室室按按級(jí)級(jí)數(shù)數(shù)可可分分為為單單級(jí)級(jí)船船閘閘和和多多級(jí)級(jí)船船閘閘。。（2）船船閘閘按按船船閘閘線線數(shù)數(shù)可可分分為為單單線線船船閘閘和和多多線線船船閘閘。。（三三））船船閘閘的的引引航航道道引航航道道的的作作用用，，是是保保證證船船舶舶安安全全地地進(jìn)進(jìn)出出船船閘閘，，并并供供等等待待過(guò)過(guò)閘閘船船舶舶安安全全停停泊泊，，使使進(jìn)進(jìn)出出閘閘船船舶舶能能交交錯(cuò)錯(cuò)避避讓讓。。1、引引航航道道的的平平面面形形狀狀單線線船船閘閘引引航航道道的的平平面面開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)，，可可分分為為對(duì)對(duì)稱稱式式和和非非對(duì)對(duì)稱稱式式兩兩類類。。2、引引航航道道中中的的建建筑筑物物包括括防防護(hù)護(hù)建建筑筑物物、、導(dǎo)導(dǎo)航航建建筑筑物物和和靠靠船船建建筑筑物物等等。。（四四））船船閘閘的的布布置置1、船船閘閘與與壩壩的的布布置置（1）閘閘壩壩并并列列式式（（2）閘閘壩壩分分離離式式2、船船閘閘與與其其他他建建筑筑物物的的布布置置（1）船船閘閘、、電電站站分分設(shè)設(shè)兩兩岸岸。。（2）船船閘閘、、電電站站均均設(shè)設(shè)同同岸岸。。（3）船船閘閘、、取取水水建建筑筑物物分分設(shè)設(shè)兩兩岸岸。。（五五））船船閘閘閘閘室室結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)閘室室的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式與與各各地地的的自自然然、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)和和技技術(shù)術(shù)條條件件有有關(guān)關(guān)。。按按閘閘室室的的斷斷面面形形狀狀，，可可將將閘閘室室分分為為斜斜坡坡式式和和直直立立式式兩兩大大類類。。二、、升升船船機(jī)機(jī)（一一））升升船船機(jī)機(jī)的的組組成成及及作作用用升船船機(jī)機(jī)的的組組成成，，一一般般有有承承船船廂廂、、垂垂直直支支架架或或斜斜坡坡道道、、閘閘首首、、機(jī)機(jī)械械傳傳動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)、、事事故故裝裝置置和和電電氣氣控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)等等幾幾部部分分。（二二））升升船船機(jī)機(jī)的的工工作作原原理理（（略略））（三三））升升船船機(jī)機(jī)的的類類型型按承承船船廂廂的的運(yùn)運(yùn)行行線線路路，，一一船船將將其其分分為為垂垂直直升升船船機(jī)機(jī)和和斜斜面面升升船船機(jī)機(jī)兩兩大大類類。。（四四））升升船船機(jī)機(jī)的的適適用用條條件件一般般來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)，，水水頭頭在在10m以下下時(shí)時(shí)，，選選用用船船閘閘較較為為合合理理；；水水頭頭在在10~40m時(shí)，，可可考考慮慮單單級(jí)級(jí)船船閘閘或或升升船船機(jī)機(jī)；；水水頭頭在在40~70m時(shí)，，可可考考慮慮多多級(jí)級(jí)船船閘閘或或升升船船機(jī)機(jī)；；水水頭頭超超過(guò)過(guò)70m時(shí)，，一一般般應(yīng)應(yīng)選選用用升升船船機(jī)機(jī)。。三、、過(guò)過(guò)木木建建筑筑物物（一一））筏筏道道筏道道是是一一種種泄泄水水的的陡陡槽槽，，用用于于浮浮運(yùn)運(yùn)木木排排。。它它運(yùn)運(yùn)量量大大，，使使用用方方便便，，建建筑筑技技術(shù)術(shù)要要求求低低，，運(yùn)運(yùn)費(fèi)費(fèi)便便宜宜，，故故應(yīng)應(yīng)用用較較為為廣廣泛泛。。一一般般由由上上、、下下游游引引筏筏道道、、進(jìn)進(jìn)口口段段、、槽槽身身段段及及出出口口段段幾幾個(gè)個(gè)部部分分組組成成。。（二二））漂漂木木道道漂木木道道是是用用水水力力輸輸送送散散漂漂原原木木過(guò)過(guò)壩壩而而連連接接上上、、下下游游的的斜斜槽槽式式水水工工建建筑筑物物。。多多用用于于不不通