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文檔簡介

1、1.拱壩定義:固定在基巖上的空間殼體結構,是平面上向上凸出的拱形,冠截面垂直或向上突出的曲線形。第四章拱壩,4.1概述,壩結構既有拱作用,又有梁作用。二是拱壩特性(1)穩(wěn)定性方面。(2)結構特性成本低;高水平靜態(tài)不確定結構,過載能力強;抗震能力強。推力結構有助于發(fā)揮材料的壓縮強度。(3)荷載特性:大壩一般不設置永久伸縮縫,溫度作用大。(4)其他(如地形地質條件、施工、徑流、下游沖刷等問題突出。拱壩有限元網(wǎng)格,3,拱壩地形條件(1)對地形的要求地形條件:表示挖掘后的基巖表面,而不是現(xiàn)有地面。1,基本上需要理想的地形:狹窄、左右兩岸對稱,海岸斜坡光滑,沒有突變,上游比較寬,向下游收縮的“V”型、“

2、U”型或梯形山谷,應避免水道的出口和轉角。(1)V形山谷:大壩可以更薄、更經(jīng)濟地修復。山谷窄,下部P水大,拱跨度小,承受的負荷大,拱作用充分。(2)U形山谷:梁因為負載大小,所以大壩很厚。(3)梯形溪谷:兩者之間。2,地形處理不對稱山谷處理措施:挖掘,重力碼頭安裝,支架安裝,支架安裝,重力碼頭(P203)拱壩末端的人工支撐,重力碼頭本身的自重將壩推送到正下方的基巖。通過重力碼頭,還可以實現(xiàn)拱壩與其他大壩或海岸泄洪道的連接。墊子和周圍的接縫(P201)。墊(圖4-64,4-65)水壩和基巖剖面之間部分較厚的支撐物。山谷剖面不規(guī)則或局部有深槽時設置。水壩和地基之間的連接:如果周圍有接縫,則為鉸鏈。

3、周圍接合口周圍的接合口:安裝周圍接合口的拱壩是大壩和地基之間的接觸面。安裝周邊墊層,澆施工墊后,表面不刮,繼續(xù)澆筑大壩混凝土。大型拱壩的底座經(jīng)常是由傾斜的表面制成的??p里安裝了停水和排水管。周邊縫拱壩的優(yōu)點是(1)弱化梁的作用,使壩剖面變薄。(2)限制大壩和基礎裂縫的滲透。、拱壩結構:重力壩、重力拱壩。下游壩坡:上重力壩為10.7。下重力拱壩以10.5鉛線連接。拱壩結構:重力壩、重力拱壩。下游壩坡:上重力壩為10.7。下重力拱壩以10.5鉛線連接。3,河谷長寬比和厚度比,3,河谷長寬比和厚度比:河谷壩頂寬L和壩高H的比率。厚度比:壩底厚度t與壩高h的比率。圖4-2顯示了國內(nèi)外已經(jīng)建成的拱壩的長

4、寬比和厚度比關系曲線。L/H4.5可以修復重力壩或拱形重力壩。說明:L/H山谷深窄的水平拱門寬度短,力大部分傳送到兩岸水壩較薄。在目前建設中的拱壩上,上述比例的界限已經(jīng)突破。我國四川豐都縣聯(lián)合樸拱壩,L/H為14.25,T/H為0.25。(2)對地質要求的理想地質條件是基巖均勻堅固,有足夠的強度和透水性,能抵抗水的侵蝕,耐風化,海岸坡度穩(wěn)定,沒有大斷裂等。如果地基處理施工量太大,費用太高,就不要選擇其他壩型。4,拱壩的類型1,材料、施工、高度的分類與重力壩相同。2、根據(jù)厚度比:薄、中等厚度、重力拱壩。3,拱圈線類型:弧形拱壩、二心圓拱壩、三心圓拱壩、拋物線拱壩、橢圓拱壩、對數(shù)螺旋拱壩、雙曲拱壩

5、。4-10,4,根據(jù)大壩曲率:單拱壩,雙曲率拱壩。5、根據(jù)拱壩結構,分為劈裂周邊固定拱壩、周邊接縫拱壩、重力橋墩的拱壩、空腹拱壩、鉸接拱壩等。周圍固定拱壩,拱端嵌在巖基中,6,根據(jù)水平拱的厚度變化分為:等厚拱壩、厚拱壩。4.2拱壩的體型和布置合理的拱壩體型見書149。拱壩布置的任務:根據(jù)拱壩的自然條件、施工條件和使用情況,選擇了應選擇拱壩的壩型,建立了大壩的基本尺寸,進行了布置,并經(jīng)過應力、穩(wěn)定性分析、反復修改,確定了安全、施工方便、經(jīng)濟、美觀的設計方案。牙齒課程主要教授電弧雙曲拱壩的布置。梯形對稱山谷試圖修復拱壩。壩高80米,壩頂山谷寬300米,河床寬100米,移動提升機在壩頂布置,規(guī)8m,

6、初設置拱壩拱冠梁截面。一、拱壩斷面設計的一般階段1、壩高確定H. 2。使用基巖等高線繪制河谷剖面,并確定是否需要地形處理。3,根據(jù)壩的高度,將拱壩分為5 10層,確定各層拱中心角度和軸半徑。4、設置拱冠梁截面。5.貫穿各個樓層的拱門,處理拱形梁截面,平滑和懸挑。6、進行穩(wěn)定性和應力檢查。2,中心角2A的確定,P胡歌承受的均勻壓力,(4-2),(1)中心角對拱壩的影響L,P固定時間,主要論證中心角(以及1800情況下)和大壩厚度,壩軸長度和穩(wěn)定性(拱端和河岸等高線的角度)即:2A工程經(jīng)驗價值拱門:理想的70-120;或r壩軸線0.6L根據(jù)壩頂山谷寬度確定。壩底:一般采取50-80。拱壩的最大應力

7、總是處于壩高的1/3-1/2,有些工程在壩中下部使用了更大的中心角,逐漸上下減少。1879年法國工程師彼雷杜提出,但牙齒價格太大,對穩(wěn)定不利。注:在確定中心角度時,各層拱和河岸等高線要求拱端的夾角為30,兩岸大致相似。3,拱半徑R的確定R=L/(2sinA),4,拱官梁的形式和大小1,拱官梁:穿過各層拱頂點的懸掛梁。2、拱冠梁造型:單(u形)、雙曲(v形)。3,標志拱圈厚度書分別包含了手工設計手冊和美國甘肅局提出的拱形官報頂部厚度TC、底部厚度TB、0.45壩高度(H)的厚度T0.45H的計算公式。請參閱P156。TC決定也應考慮:建設要求3-5m;交通,開廢設備布置等。TB決定也要考慮:山谷

8、長寬比和厚度比之間的關系。4,倒掛:相對于對比度點,壩面相對懸空點的水平距離與垂直距離之比。早期拱冠梁輪廓的重要性?確定大壩不同高程處的厚度。5、雙曲率拱壩拱冠梁截面確定階段,(1)拱壩拱冠梁上游壩面曲線確定已知:Z0 1H;凸出2da/h;最大滯后弦也為SYA-B/ZA-B,調(diào)查結果1=0.6-0.7,2=0.15-0.2,S=0.15-0.3牙齒更合理。對于基巖變形系數(shù)高或寬度大的山谷,1,2取較小的值,S取較大的值。使用c點作為坐標原點指定a、b、c三點位置,然后根據(jù)圓弧或二次拋物線y=a1 a2z a3z2確定上游曲線。(2)拱形梁截面下游壩曲線草案可以按照建議的T0.45H,TB,T

9、C確定下游壩三點,然后確定上游曲線的方式確定下游曲線。0,5,拱端的放置(挖掘)原則必須在整個半徑方向上創(chuàng)建。徑向拱、30、非斜拱像兩岸的巖體一樣薄,可以將巖盤打開深槽,使拱端更深地進入巖石體內(nèi)(見圖C)。80、(a)在海岸邊的水壩上游面,垂直向下的中央水壩下游。(b)河床中部壩的上游面直立,海岸壩向上游倒掛。(C)河床中部大壩略微向下游傾斜,海岸大壩略微向上游倒掛。牙齒方法必須優(yōu)先選擇。(D)防止下游表面產(chǎn)生過度的拉應力,從而在上游壩腳架設或壩開挖時形成地臺。6,大壩表面倒置處理,添加:弧形拱壩其他幾個茄子常用布置方法(1)等外半徑拱壩也稱為圓柱拱壩,固定外半徑為中心角拱壩,即單拱壩。適用:

10、接近u型或u型梯形山谷。方法:各層拱環(huán)的外半徑相等,中心角2A基本接近或變化較小。為了適應水壓的增加,大壩厚度從上到下逐漸變厚,內(nèi)徑從上到下逐漸減少。即:內(nèi)部和外部,中心銅線;外部半徑保持不變。內(nèi)徑逐漸縮小。(2)等中心拱壩各層拱圓的外部半徑從上到下逐漸減小,使各層拱圓的A基本適合V型山谷。優(yōu)點:應力好,經(jīng)濟好。與等外半徑食物相比,可以節(jié)省30%的施工量。(3)可變半徑、可變中心角度拱壩適用于V或梯形山谷。優(yōu)點:與等外半徑應力相比,可以節(jié)省20%的施工量。比等中心角型倒掛小。4.3拱壩的荷載和荷載組合1,溫度作用:通常稱為溫度荷載,是壩溫度的變化值。運行期間大壩溫度負荷運行期間大壩溫度場密封溫

11、度場。2、拱溫度密封:拱壩塊澆筑后,灌漿拱溫度。拱溫度選擇:一般為年平均氣溫或略低,可以適當安排工期,也可以冷卻大壩進行處理。3,拱壩溫升及溫度下降現(xiàn)象溫升:外部溫度高于拱溫度。溫度上升不利于橋臺穩(wěn)定性,有利于應力。溫度下降:外部溫度低于拱溫度。溫度下降對壩肩穩(wěn)定有利,對應力不利。4、拱壩接縫灌漿時機選擇后,拱壩塊注入和完全冷卻后,壩溫度趨于相對穩(wěn)定,拱溫度條件,縫開口度為0.5mm,縫雙面混凝土年齡期為4個月,水池蓄水前進行。拱壩有限元網(wǎng)格、4.7拱壩壩身排水1、拱壩體排水方式首先要研究采用拱壩體防水的可能性。主要類型為,1,壩溢流(1)自由落體:薄雙曲率拱壩或小拱壩。(2)鼻脊挑流:應用更

12、廣。2、壩面溢流:適用于單寬流較大的重力拱壩。3,滑雪公路徑流:適用于徑流大而薄的拱壩。溢流面由與溢流壩頂連接的出水口組成。在設計中注意防止公式的發(fā)生,其他曲線段的設計通常由實驗研究決定?;┑赖牡装蹇梢园惭b在水電站工廠的頂部或專業(yè)的支撐結構上?;┑赖牟季忠部梢栽O置在海岸邊,兩岸可以對稱(更多)或單眼布局。4,壩身排水公式,2,拱壩耗散和防震1,落差能量耗散:應用于自由落體式排水,水直接落到下游河床上,利用下游墊層消耗能量。相應的防震措施:建設兩個水壩,形成水墊,在落水的地方建起戰(zhàn)斗等。另一個水牛山可以利用廣東天草壩等水的橫向碰撞。4.8拱壩的材料和結構1,拱壩的材料拱壩材料有混凝土、長石、

13、長石等,中小工程多使用長石,大壩多使用凝固土。拱壩比重力壩對材料的要求高?;炷凉皦危浯问腔炷敛牧戏謪^(qū)薄拱壩,施工不需要分段。拱壩高,拱端應力大,末端可以使用高強度等級。大壩內(nèi)部的洞周圍和排水部位可以提高混凝土強度,提出抗?jié)B、抗凍的要求??梢愿鶕?jù)重力拱壩、重力壩方法劃分。3、拱壩劈裂拱壩為整體結構,一般不安裝永久結構縫。1.臨時橫縫面通常安裝鍵槽及灌漿系統(tǒng),相當于重力壩。交叉縫間距通常為15-25米。底部與原地面的角度為60,橫縫放置方法:在每個層高程處,橫縫指向每個層拱的半徑方向。采用比較多。交叉以一個高程的徑向為基礎,其他高程都相符。可用于中小型或壩面曲率變化較小的拱壩。橫木徐璐在不同

14、的海拔高度分別使用上述兩種茄子方法。一般結合壩內(nèi)排水管和溢流壩布置要求采用。2,如果交叉設置為永久明立,拱端有海岸,或者從壩頂?shù)教囟ü诺婪秶牡刭|條件不好,可以將牙齒范圍內(nèi)的交叉桿保持為永久間隙?;蛘撸瑥墓伴T頂部向兩側縫得越來越深,使拱端推力向下傾斜至兩岸基巖。3、走廊和排水1、拱壩無排水董潔地區(qū)的薄拱壩可以不安裝壩體排水管。在其他情況下,必須放置。東重力壩。、2、4-62等拱壩走廊。種類像重力壩,但要盡可能少地安裝。中低高度的薄拱壩不安裝,將檢查、觀察、交通、大壩縫紉等轉移到大壩后腿。橋寬1.2-1.5米,上下橋間距約20-40米,大壩橫向間隙中仍有寬1-3厘米的伸縮縫。4.9拱壩的基礎面和基礎處理1,基礎發(fā)掘2,固井管拱壩基礎一般需要全面固井管。第

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