拱坝概述水工建筑物.pptx

主讲人：吴明洋拱坝概述《水工建筑物》Waterconservancyandhydropowerconstruction重庆水利电力职业技术学院CHONGQINGWATERRESOURCESANDELECTRICENGINEERINGCOLLEGE

3.1概述一、拱坝的特点二、拱坝坝址的地形和地质条件三、拱坝的形式四、拱坝的发展概况

3.1概述一、拱坝的定义定义：拱坝是一空间壳体结构，坝体结构是由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁组成。

3.1概述拱坝坝体结构既有拱作用又有梁作用，具有双向传递荷载的特点。所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩，如图所示。拱座或坝肩拱冠梁水平拱图拱座和拱冠梁拱坝的拱圈着力点坐落的两岸岩体部分称作拱座或坝肩；位于基岩最深处水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁。

3.1概述拱坝的特点拱坝的结构拱坝的受力拱坝的稳定拱坝是固接在基岩上的空间壳体结构（高次超静定结构）。拱坝所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。拱坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持。

3.1概述因此，拱坝的特点：结构受力条件好,材料强度可以充分发挥。超载能力大，安全度高。抗震性能好。温度、地基变形是主要荷载。对地质、地形条件要求高。拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大。在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。拱梁系统的调整拱圈自身调整为二次拱

3.1概述二、拱坝坝址的地形和地质条件对地形的要求（一）地形条件影响因素：拱坝的结构形式、工程布置以及经济性的主要因素。（二）坝址处河谷形状特征指标：通常用河谷“宽高比”及“河谷断面形状”表示。

3.1概述宽高比与厚高比宽高比：指拱坝基础开挖后对应坝顶高程处的河谷的宽度L与最大坝高H的比值。厚高比：坝底最大厚度T与最大坝高H的比值，即T/H，用其表示拱坝薄厚程度。宽高比厚高比当L/H1.5时，薄拱坝T/H0.2时L/H=1.5～3.0，中厚拱坝T/H=0.2～0.35L/H=3.0～4.5，厚拱坝T/H0.35L/H4.5时，宜建重力坝或拱形重力坝

3.1概述河谷断面形状河谷断面形状V形，最适宜发挥拱的作用。U形，河谷断面形状大部分荷载由梁作用承担。梯形，介于两者之间。河谷断面形状的影响：同一宽高比，不同河谷断面形状对拱梁系统的荷载分配及坝体剖面的影响，如图：河谷形状对荷载分配及剖面的影响

3.1概述河谷顺河流方向的形状以平顺河流或呈收缩形河流较好，要避免河道的出口和转弯处。

3.1概述河谷对称性拱坝一般比较适合于对称河谷。拱的跨度沿高程急剧变化会引起坝体应力集中

3.1概述（三）理想的地形条件狭窄而对称的河谷断面，岸坡平顺而无突变，坝肩山体雄厚，宽高比小，且地形在平面上顺水流方向呈向下游收缩的峡谷段。

3.1概述二、拱坝坝址的地形和地质条件对地质的要求（一）地基对坝体的影响两岸的基岩必须能承受由拱端传来的推力。保持稳定并保证坝体的安全。坝体地基选择应尽量地避开有严重地质缺陷的坝址。

3.1概述（二）理想的地质条件岩石比较均匀坚硬完整有足够的强度透水性要小、能抵抗水的侵蚀抗风化能力强坚固完整变形参数E、u：均匀强度参数R、c、f：抗渗性K、[J]：渗透性小耐久性：抗侵蚀、抗风化无地质上的缺陷：没有大的断裂构造和软弱夹层等。

随着经验积累和地基处理技术水平的不断提高，在地质条件较差的地基上也建成了不少高拱坝3.1概述（二）理想的地质条件随着经验积累和地基处理技术水平的不断提高，在地质条件较差的地基上也建成了不少高拱坝龙羊峡水电站

3.1概述三、拱坝的形式（1）按厚高比分厚拱坝中厚拱坝薄拱坝厚高比拱坝的型式

3.1概述（2）按坝体形态分单曲拱坝（single－curvaturearchdam）双曲拱坝（double－curvaturearchdam）单曲拱坝（single－curvaturearchdam）按照拱坝的拱弧半径和拱中心角，可将拱坝分为：

3.1概述单曲拱坝（single－curvaturearchdam）定义：只在水平截面上呈拱形，悬臂梁断面不弯曲或曲率很小。适用范围：接近矩形或较宽的梯形、U型河谷。

3.1概述特点：施工简单，便于布置进水孔和泄水孔及其设备；当河谷上宽下窄时，降低拱的作用，加大坝体厚度，不经济，工程量大。（仅下游弧面半径改变）单曲拱坝（single－curvaturearchdam）

3.1概述等外半径变内中心角拱坝对于底部狭窄的“V”字形河谷适用。此时，各层拱圈自拱冠向拱端逐渐变厚。单曲拱坝（single－curvaturear