水工建筑物课件:第四章 拱坝(1)
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第四章拱坝第一节概述一、拱坝概念拱:在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构叫拱式结构拱坝:是一个三边嵌固在基岩上的变曲率、变厚度的多次超静定空间壳体结构二、拱坝的工作原理●拱坝是拱向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物,它将水压力、泥沙压力的大部分通过拱的作用传到两岸岩体,而将另外的通过悬臂梁的作用传给底部基岩。
它不象重力坝那样依靠自重来维持稳定,而是由两岸岩体的支撑和砼的抗压强度来维持拱坝的稳定和安全。
●P=Pa+Pc三、工作特点1.稳定性特点2.应力特点3.拱梁作用的自行调整①拱梁系统的调整②拱圈自身调整为二次拱4.抗震性能好5.温度荷载是主要载之一6.地基变形对坝体应力影响大(2)由于拱是一推力结构,当拱坝以拱的作用为主时,坝体应力以受压为主,因此可以发挥混凝土、砖石等材料的抗压强度高的特点。
(3)拱坝是一整体的空间壳体结构,局部破坏只会导致荷载的转移和应力的重分布,而不会造成严重的失事。
因此说拱坝的安全度较高,同时基于这一原因,拱坝允许出现拉应力。
(4)厚度薄、重量轻、柔度大,抗震性好。
四、拱坝对地形地质的要求1.对地形的要求①河谷狭窄②岸坡平顺无突变③坝两端下游有足够大的岩体支撑拱坝的分类1、按高度分:高(H≥70m)、中、低(H<30m)●2、按厚高比分:TB/H<0.2 薄拱坝;0.2—0.35中厚拱坝;>0.35厚拱坝或重力拱坝●3、按结构分:周边固定拱坝、周边缝拱坝、有重力墩的拱坝、空腹拱坝、铰拱坝、预应力拱坝、拱上拱拱坝、上重下拱拱坝4、按坝体曲率分:单曲拱坝;双曲拱坝5、按水平拱的形式分:圆弧拱坝,二心圆拱坝;三心圆拱坝;抛物线拱坝;椭圆拱坝;对数螺旋线拱坝;双曲线拱坝。
6、按水平拱的厚度变化分:等厚拱坝;变厚拱坝五、拱坝的发展阶段1、拱坝发展阶段1.1、拱坝建设的萌芽阶段(1854年以前)1.2、拱坝建设的起步阶段(1854-1917年)1.3、拱坝建设的成熟阶段(1917-1960年)1.4、拱坝建设的熟练阶段(1960年-至今)世界拱坝之最:已建最高拱坝:前苏联英古力拱坝H=272m,n=2.8 T/H=0.15在建最高拱坝:中国小湾拱坝H=292m,n=2.83,T/H=0.238在设计的最高拱坝:中国锦屏拱坝H=305m ,n=1.6,T/H=0.19二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽,它的坝型为混凝土双曲拱坝,最大坝高240米,是中国已建成的最高坝,它的高度在世界同类型坝中居第四位。