3水利工程概论-重力坝

重力坝概述重力坝的特点重力坝类型重力坝的布置重力坝的设计内容第一节概述岩基上的重力坝

丹江口水利枢纽

人类筑坝的历史已近5000年，重力坝是出现最早的一种坝型。

混凝土重力坝是在砌石重力坝的基础上发展起来的。重力坝结构简单，工作可靠，至今仍是一种被广泛采用的坝型。19世纪以前，毛石砌体重力坝19世纪后期，混凝土重力坝20世纪，现代重力坝采用有效的防渗、排水措施，施工中分缝、灌浆、温度等技术30年代以后，重力坝日益增多，重力坝占总坝数量的比重较大60年代开始，土石坝理论和施工的发展，重力坝的比例相对减少，技术上继续进步早在公元前2900年，埃及便在尼罗河上修建了一座高15m、顶长240m的砌石重力坝。2.重力坝工作原理及特点(1)工作原理

强度要求

稳定要求

利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力(2)工作特点优点：

适于从坝顶溢流，施工期间也易于通过较低的坝块或底孔（永久的或临时的）泄流；较之拱坝、支墩坝，断面形状简单，混凝土浇筑简易，便于机械化施工，模板数量少，且易采用定型模板；优点：

适合于在各种气候条件下修建，在严寒地区，重力坝与拱坝或支墩坝相比，受到冻害的影响较小；对地基的要求比拱坝低，但比土石坝高；设计和建造的经验比较丰富，工作可靠，使用年限较长，养护费用较低。缺点：

坝体体积大，要消耗大量水泥，材料强度没有被充分利用；由于体积大，浇筑时水泥的水化热消散困难；底面积大，作用在坝底面上的扬压力也大，减少了坝的有效重量，对坝体稳定不利；坝体体积虽远较土石坝小，但单位体积的造价远较土石坝高。

为了发扬优点克服缺点，可考虑改进设计方法和施工方法。上游倾斜，改善受力坝体分区，不同部位使用不同标号混凝土采用碾压混凝土方法筑坝改进坝的结构型式（宽缝、空腹、预应力等）

按坝高分为á

£ñ30米H低坝70米H30米中坝70米高坝H

按筑坝材料分为浆砌石重力坝混凝土重力坝

按构造不同分为

按泄水条件分为非溢流重力坝溢流重力坝空腹重力坝宽缝重力坝实体重力坝预应力锚固重力坝装配式重力坝将实体重力坝的横缝的中间加宽，则成为宽缝重力坝。宽缝的设置能使扬压力降低，可节省混凝土10%以上。同时宽缝的设置还改善了散热条件。在坝内设置大型纵向空腔的重力坝，称为空腹重力坝。空腹可以减小坝底扬压力，节约混凝土量，还可在空腹布置水电站厂房。但空腹重力坝施工较困难，钢筋用量较多

利用受拉钢筋或钢杆对重力坝施加预应力，以增加坝身稳定性，并有效地改善坝身应力分布，从而减小坝体混凝土用量。但施工复杂，钢筋用量多。作用于重力坝的主要荷载有：①自重；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤冰压力；⑥泥沙压力；⑦浪压力；⑧地震力；⑨温度及其他荷载。重力坝的荷载永久荷载：可变荷载：偶然荷载：设计基准期内量值不随时间变化，或变化与平均值相比可以忽略的作用。设计基准期内量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。设计基准期内出现频率很小，一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。4.重力坝布置通常由溢流坝段、非溢流坝段和两者之间的连接边墩、导墙以及坝顶建筑物等组成。重力坝总体布置应根据地形地质条件，结合枢纽其他建筑物综合考虑。各段外形协调一致，尤其是上游坝面要保持齐平。但若地形地质有明显差别时，也可分别采用不同的下游坝坡，保证既经济又安全。重力坝的安全工作准则稳定——不滑动。主要依靠坝体自重产生的抗滑力（与基岩的摩擦力）来抵消坝前水推力强度——不出现拉应力。依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力引起的拉应力来满足强度要求5.重力坝设计内容2.剖面设计

3.稳定分析1.总