第四节重力坝剖面设计3.23

1、 1、满足稳定和强度要求； 2、尽可能节省工程量，使剖面尺寸最小； 3、外部形状简单，便于施工； 4、运行管理方便。 定义：基本剖面是指坝体在自重、库水压力和扬压力三个主要荷载作用下，满足稳定和应力要求并使其剖面最小的三角形剖面。由于由于水压力水压力沿高程呈三角形分布，且设帷幕及排水沿高程呈三角形分布，且设帷幕及排水前的前的扬压力扬压力也呈三角形分布，为了满足稳定和应力要也呈三角形分布，为了满足稳定和应力要求，因此基本剖面也应为三角形。为满足运行期坝基求，因此基本剖面也应为三角形。为满足运行期坝基无拉应力要求，即合力作用点应处于坝基中间三分之无拉应力要求，即合力作用点应处于坝基中间三分之一区域

2、内，这要求坝体自重作用点尽可能离坝基中性一区域内，这要求坝体自重作用点尽可能离坝基中性轴尽可能远（使坝体自重对于坝基中性轴产生的逆时轴尽可能远（使坝体自重对于坝基中性轴产生的逆时针向弯矩尽可能大，以充分抵消由库水压力和扬压力针向弯矩尽可能大，以充分抵消由库水压力和扬压力产生的顺时针向弯距），但倒坡三角形（钝角三角形）产生的顺时针向弯距），但倒坡三角形（钝角三角形）施工困难，且施工期坝趾产生过大拉应力。所以一般施工困难，且施工期坝趾产生过大拉应力。所以一般采用上游面直立的三角形基本剖面。采用上游面直立的三角形基本剖面。1、按应力条件确定坝底最小宽度 假定上游库满水位平三角形顶点， 荷载只考虑水平

3、水压力P（假设下游无水），水重Q和坝体自重G以及扬压力U。 在坝轴线方向取单位长度坝体，其上下游面的水平投影长度分别为B，和（1-）B。设计工况 满库和空库两种工况强度标准 重力坝上下游边缘不出现拉应力01(1)(2)cBH2、按稳定条件确定坝底最小宽度 加大 ，可以利用上游倾斜坝面上的水重增加坝体稳定，减小坝底宽度B；由于应力条件的限制，值不能随意加大。 最优的的值，应通过应力和稳定条件联合确定。0()cBKHf 当f较大时，B/H由应力条件控制； 当f较小时，B/H由稳定条件控制。 根据经验，一般n=00.2，m=0.60.85，B约为H的0.70.9倍。 从理论上讲，基本剖面虽然经济，但

4、不实用，因为 ： 1、坝顶不能是一个尖顶，不便于施工、运行管理和交通。 2、坝高不能刚好与水位齐平，必须有一定的超高。 3、厂房坝段需设闸门和拦污栅，希望上部做成垂直的。 (1)坝顶宽度 满足设备布置、运行、交通及施工的要求，非溢流坝的坝顶宽度一般可取坝高的 8%10%，且不小于3米。 若作交通要道或有移动式启闭机设施时，应根据实际需要确定。 当有较大的冰压力或漂浮物撞击力时，坝顶最小宽度还应满足强度的要求。 (2)坝顶高程 坝顶或防浪墙顶应超出水库静水位的高度，由波浪高度、波浪中心线高出静水位的高度、安全超高组成 分设计和校核情况，并选用其中的较大值。1.为什么要取大值？而不是直接校核洪水位

5、的高程？1%2zchhhh hh设校坝顶高程=设计洪水位+坝顶高程=校核洪水位+ (3)剖面形态 由基本剖面修改为实用剖面，有三种常用的形态。铅直上游坝面适用：坝基f、c较大，剖面由应力条件控制。优点：便于布置和操作坝身过水管道进口控制设备。缺点：经济性不明显。上游坝面上部铅直、下部倾斜优点：利用部分水重增加坝的稳定性，上部仍能便于管道进口布置和操作。缺点：上游折坡点要结合应力和管道进口布置高程选定，要验算折坡点截面的强度和稳定。一般在坝高的1/3 2/3的范围内。1.折坡点应力是否连续？上游坝面略呈倾斜优点：增加坝体自重，利用部分水重增加坝的稳定性，可避免库空时下游产生过大拉应力。适用：f、c较小情况。The main parameters of profile of the Three Gorges