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文档简介

第四节重力坝的剖面设计一、设计原则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。二、基本剖面定义：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。1.为什么不考虑温度荷载？由于水压力沿高程呈三角形分布，且设帷幕及排水前的扬压力也呈三角形分布，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）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。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λB，和（1-λ）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2、按稳定条件确定坝底最小宽度加大λ，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，λ值不能随意加大。最优的λ的值，应通过应力和稳定条件联合确定。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=0～0.2，m=0.6～0.85，B约为H的0.7～0.9倍。从理论上讲，基本剖面虽然经济，但不实用，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。三、实用剖面

(1)坝顶宽度①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。②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。③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的高程？

(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

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