《水利工程概论》第四章-3---支墩坝课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,支墩坝,支墩坝,1,重力坝的二个主要缺点：,材料强度不能充分利用；,底部扬压力大.,宽缝重力坝在一定程度上克服了这两个缺点。,我们设想：,能否最大限度地利用材料强度；,能否最大限度地减小扬压力；,能否充分利用水重来节省砼方量；,支墩坝的工作原理,重力坝的二个主要缺点：支墩坝的工作原理,2,支墩坝的工作原理,工作原理:,组成,支墩坝由一系列独立的支墩和挡水面板组成，支墩顺坝轴线排列，上游面设挡水面板，遮断河谷，形成挡水面。,传力方式,库水压力由面板,支墩,地基,工作原理,利用水重和自重在坝基面产生的摩擦力来抵抗水平水压力维持稳定。,支墩坝的工作原理 工作原理:,3,支墩坝的型式,根据挡水面板的形状可将支墩坝分为三种型式:平板坝、连拱坝、大头坝,支墩坝的型式 根据挡水面板的形状可将支墩坝分为,4,是支墩坝的最早型式，常用的是简支式平板坝。由支墩和面板组成，平(面)板支承于支墩。它的面板是一个平面，平板与支墩在结构上互不相连。,优点:平板的迎水面上不产生拉应力；,对温度变化的敏感性差；,地基变形对坝身应力分布影响不大，对地基要求不十分严格；,平板坝,平板坝,5,平板坝适用条件：地基不均匀变化较大时；适用于坝高40m以下的坝；这是由于面板受力条件的限制(跨中弯矩大 ),基本结构,q,x,1,ql/8,2,M图,平板坝,平板坝适用条件：地基不均匀变化较大时；,6,由于平板坝的面板受力条件不好，需将面板的形式加以改进，而砼的抗压性能好，所以可以把平面的面板改为圆弧面板(拱)，即连拱坝。,在河谷较宽时，若采用拱坝，拱作用得不到充分发挥，且砼方量多(中心角越大，弧长越长)。,将面板做成拱型的，其受力条件较好能较好地利用材料强度。,连拱坝,连拱坝,7,连拱坝,与其他形式的支墩坝比较，连拱坝有下列特点：拱形面板为受压构件，承载能力强，可以做得较薄。支墩间距可以增大。混凝土用量最少，但钢筋用量较多。混凝土平均含钢筋量可达3040kg/m3 施工模板也较复杂。混凝土单位体积的造价高。面板与支墩整体连接，对地基变形和温度变化的反应比较灵敏，要求修建在气候温和地区，且地基比较坚固。上游拱形面板与溢流面板的连接比较复杂，因此很少用做溢流坝。,连拱坝 与其他形式的支墩坝比较，连拱坝有下列特点：,8,水利工程概论第四章-3-支墩坝课件,9,佛子岭连拱坝高74.4m,1954年建成，水库总库容 496亿立方米，相应洪水位130米，汛期兴利库容12亿立 方米，死库容 125亿立方米，防洪标准为千年一遇。,佛子岭连拱坝高74.4m 1954年建成，水库,10,梅山连拱坝1956年建成，坝高88.24m,水库总库容22.64亿m3，电站总装机容量40MW。是同期世界上最高,梅山连拱坝1956年建成，坝高88.24m,水,11,适用场合：,连拱坝是空间超静定结构，对地基变形、温度变化较敏感，故对地基要求相对要高.,连拱坝,适用场合：连拱坝,12,是一种较为优越的坝型，它既能充分利用材料的强度，钢筋用量也少。,国内：广东新丰江单支墩大头坝，坝高105m 湖南柘溪单支墩大头坝，坝高104m,国外：巴西-巴拉圭80年代修建的伊太普,(Itaipa)双支墩大头坝，坝高185m,大头坝,是一种较为优越的坝型，它既能充分利用材料的强,13,大头坝,大头坝介于宽缝重力坝和轻型支墩坝(平板坝和连拱坝)之间，属于大体积砼结构，它具有宽缝重力坝和轻型支墩坝两者的优点，表现在：,钢筋用量少:(23kg/m3)，平、连拱坝3040kg/m3；砼体积小:砼体积随坝高变化，H V砼H=40m，节省30，H=100m，节省40,坝顶可以溢流,大头坝 大头坝介于宽缝重力坝和轻型支墩坝,14,15,大头坝,大头型式,1,平头式,施工方便，但应力条件不好，挡水面常有拉应力，现在较少采用；,2,圆头式,水压力环向辐射，应力情况好，但模板复杂；,3,折线式,(或叫钻石式)兼有以上两者优点，,应力情况接近圆头式，施工也较方便，我国己 建的大头坝都采用这种型式.,大头坝 大头型式 1平头式 施工方便，但应力,16,大头坝,支墩型式,开敞式单支墩,优点：,结构简单，施工方便，便于观察检修；,缺点：,侧向刚度较低，寒冷地区保温条件差；,大头坝 支墩型式 开敞式单支墩,17,大头坝,支墩型式,封闭式单支墩,这种型式是将支墩下游面扩大后互相紧贴而成，较为多用。,特点：,侧向刚度较高，墩间空腔封闭保温条件好，适用于地震地区和寒冷地区，溢流布置方便，,采用最广泛。,大头坝 支墩型式 封闭式单支墩,18,大头坝,支墩型式,开敞式双支墩,优点：侧向刚度高，可改变头部应力状态，导流底孔、坝身引水管可以布置在两墩之间的空腔。,缺点：施工复杂；,大头坝 支墩型式 开敞式双支墩优点：侧向刚度高,19,大头坝,支墩型式,封闭式双支墩,侧向刚度最高；施工最复杂，目前采用不多。,大头坝 支墩型式 封闭式双支墩,20,支墩坝的特点,1、稳定性特点,抗滑稳定,a、因支墩间有空隙渗水易排，扬压力减小；,b、上游边坡加缓(0.40.9)，可利用水重，节省砼；,侧向稳定 支墩因本身单薄，又相互分立，侧向刚度比纵向(上下游方向)刚度低，地震时顺坝轴线方向抗震能力明显低于重力坝。,弹性稳定,因支墩坝是一块单薄的受压板，当作用力超过临界值时，尽管应力分析所求得的支墩内应力未超过材料的破坏强度，但支墩却因丧失纵向弯曲稳定而失稳。所以对支墩坝还应进行弹性稳定计算。,支墩坝的特点 1、稳定性特点,21,2、应力特点,支墩可以随受力情况调整厚度，以充分利用砼的容许抗压强度，连拱坝把盖板做成压力结构。,支墩坝的特点,2、应力特点支墩坝的特点,22,3、施工特点,地基开挖,支墩坝的基础一般不需全部开挖，只需开挖支墩部分，特别是在新鲜岩面埋藏较深的情况下，可节省大量的开挖工作量。,散热条件及模板用量,因与外界接触面增加，施工散热相对容易，故温度收缩应力较小，温控措施简单，可加快坝块上升速度，但模板用量大且复杂(尤以连拱坝为甚)砼标号较重力坝高，单方造价也高。,施工导流,大头坝、平板坝可利用支墩间隔布置导流底孔或采用梳齿法施工，但遇到意外洪水而未完建之坝体被迫过水时，存在坝体震动，基础冲刷，支墩侧向稳定等方面的问题。,支墩坝的特点,3、施工特点 地基开挖 支墩坝的基础一般不需全部开挖，,23,4、溢流特点,大头坝接近于宽缝重力坝，单宽流量可以较大，随基岩条件而定。,连拱坝漫顶:1969.7.14淮河上游发生大洪水，佛子岭水库溢洪道全部开启，仍不能泄走上游来水，将库水位逼至130.64m，超过坝顶1.08m，时间长达25小时15分钟，测得坝顶最大位移12.1mm。大坝安然无恙。,支墩坝的特点,4、溢流特点 大头坝接近于宽缝重力坝，单宽流量可以,24,5、钢筋用量,平板坝、连拱坝钢筋用量较多，达3040kg/m3砼；大头坝不用钢筋，仅在大头局部和洞周边布置23kg/m3砼的钢筋，与宽缝重力坝相近。,支墩坝的特点,5、钢筋用量支墩坝的特点,25,6、砼方量节省,与实体重力坝相比，大头坝可节省2040，连拱坝可节省3060。,框格支墩坝图,支墩坝的特点,6、砼方量节省框格支墩坝图 支墩坝的特点,26,1.支墩坝的组成、传力方式、工作原理,3.支墩坝的特点,2.支墩坝的形式（平板坝、连拱坝、大头坝）及各形式坝的工作特点,要点,1.支墩坝的组成、传力方式、工作原理 要点,27,