6部分混凝土拱坝设计09

本文格式为Word版，下载可任意编辑——6部分混凝土拱坝设计09章混凝土拱坝设计章混凝土拱坝设计纯熟掌管拱坝布置和设计根本要求纯熟掌管拱坝泄洪消能型式及布局设计纯熟掌管泄水建筑物的水力计算掌管拱坝布局构造设计和坝体分区掌管拱坝应力与拱座抗滑稳定计算掌管坝基坝肩处理设计掌管碾压混凝土拱坝材料性能构造要求与施工特点了解拱坝坝体温度操纵与混凝土防裂措施了解拱坝的安好监测设计考试大纲6161拱坝布置和设计根本要求拱坝布置和设计根本要求一拱坝布置设计1一般规定1拱坝宜修建在河谷较狭窄地质条件较好的坝址上2拱坝坝轴线应选在河谷两岸较厚实的山体上3拱坝布置应根据坝址地形地质水文等自然条件及枢纽的综合利用等要求举行全面技术经济对比选择最优方案4泄洪方式的选择除有明显适合的岸边泄洪通道外宜首先研究采用拱坝坝身泄洪的可行性5与拱坝相邻的其他建筑物布置应分析研究其对拱坝应力及拱座稳定的影响6应分析研究拱坝两岸山体存在不利布局面缓倾角节理薄弱夹层和下游临空面等因素对拱坝布置的影响以及采用拱座加固措施的可行性7应分析研究施工导流工程施工等对拱坝布置的影响812级拱坝方案应举行水工模型试验9拱坝设计应举行优化选择最优体形2拱坝体形选择与设计对形河谷可选用双曲拱坝对形河谷可选用单曲拱坝当坝址河谷的对称性较差时坝体的水平拱可设计成不对称的拱或采用其他措施当坝址河谷外形不规矩或河床有局部深槽时宜设计成有垫座的拱坝当地质地形条件不利时可采用两端拱圈呈扁平状拱端推力偏向山体深部的变曲率拱坝或采用拱端逐步加厚的变厚度拱或设垫座的拱坝当坝址两岸上部基岩较差或地形较开阔时可设置重力墩或推力墩与拱坝连接3拱坝泄洪布置常用的拱坝泄流方式有坝顶泄流坝身孔口泄流坝面泄流坝肩滑雪道泄流坝后厂顶溢流厂前挑流等拱坝坝身泄洪其溢流段的长度孔数泄流孔尺寸位置等应根据泄洪量和水头大小对坝体应力及下游冲刷的影响与后果枢纽运行要求以及对相邻建筑物的影响等方面研究确定3其他布置要求当采用坝后式或坝内式厂房时拱坝坝内或坝面压力管道的布置应根据坝体厚度压力管道受力状况施工与运行条件等经技术经济对比研究确定布置型式有以下三种1压力管道斜向或垂直布置于坝体内2压力管道从进水口高程水平穿过坝体再沿下游坝面向下背管布置3压力管道贴坝体上游面垂直下延到机组高程后再水平穿过坝体布置二拱坝设计原那么拱坝设计遵循技术经济综合最优的总原那么1拱坝布置应根据坝址地形地质水文等自然条件及枢纽的综合利用等要求举行全面技术经济对比选择最优方案2坝肩岩体应具有足够的稳定性3拱坝体形设计应使坝体应力分布尽可能平匀最大压应力接近混凝土的允许压应力最大拉应力不超过允许拉应力4泄洪消能布置应尽可能裁减对拱坝坝肩坝基稳定的不利影响并保证工程安好5拱坝布置及体形设计应使施工较为便当三与安好性有关的限制性条件1应力操纵标准及其他1拱梁分载法计算时的应力操纵标准2用有限元法计算时的应力操纵标准3施工期的坝体应力操纵标准和抗倾覆稳定性4地震工况的拱坝应力分析及其操纵标准可参照SL20397或DL50732000的规定执行5当拱坝设有重力墩时重力墩的应力和稳定分析应符合混凝土重力坝设计模范的规定2抗滑稳定操纵标准当采用刚体极限平衡法举行拱座抗滑稳定分析时抗滑稳定安好系数应符合表4311的规定62拱坝布局构造设计和坝体分区一坝体布局构造设计1坝顶布置要求1坝顶高程坝顶高程应不低于水库最高静水位2防浪墙高程坝顶上游侧防浪墙顶高程与水库正常蓄水位的高差或与校核洪水位的高差可按公式621计算应选择两者计算所得防浪墙顶高程的高者作为最终的选定高程3防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构墙身应有足够的厚度墙身高度宜采用在坝体横缝处应留伸缩缝并设止水坝顶下游侧应设置栏杆4非溢流段坝顶宽度应根据剖面设计得志运行交通要求确定不宜小于3坝顶路面应有横向坡度和排水系统当设人行道时宜高出坝顶路面2030cm5溢流坝段应结合溢流方式布置坝顶工作桥交通桥其尺寸务必得志泄流设备布置运行操作交通和监测检修等要求坝顶桥梁宜采用装配式钢筋混凝土布局或预应力钢筋混凝土布局桥下应有足够的净空2横缝和纵缝1横缝和纵缝布置的原那么拱坝是整体布局为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力防止混凝土产生裂缝需要分段浇筑各段之间设有收缩缝在坝体混凝土冷却到年平均气温左右混凝土充分收缩后再用水泥浆封填以保证坝的整体性2接缝灌浆横缝和纵缝都务必举行接缝灌浆灌浆时坝体温度应降到设计规定值缝的张开度不宜小于05mm缝两侧坝体混凝土龄期在采取有效措施后不宜小于4个月灌浆浆液结石达成预期强度后坝体方能挡水受力拱坝横纵缝尚未灌浆而需临时拦洪时务必特意论证3坝内廊道及交通拱坝坝内廊道设置应兼顾根基灌浆排水安好监测检查修理运行操作和坝内交通等多种用途坝内应设置根基灌浆廊道对于中低高度的薄拱坝也可不设廊道廊道与坝内其他孔洞门的净距离不宜过小应通过应力分析确定4坝体止水和排水横缝上游面校核尾水位以下的横缝下游面溢流面以及陡坡段坝体与边坡接触面等部位均应设置止水片止水片应根据其重要性作用水头检修条件等因素确定止水材料和布置型式二坝体混凝土及分区设计631泄水建筑物型式及布局设计1泄水建筑物型式泄水建筑物可分为坝身式岸边式和隧洞式三类岸边式泄水建筑物主要为岸边式溢洪道2表孔和浅孔坝身表孔和浅孔可设计为坝顶挑流或跌流也可设计为沿坝面或滑雪道式泄流3深式包括中孔深孔和底孔泄水孔深式泄水孔包括中孔深孔和底孔宜设计成有压孔4坝身泄水孔布局布置63拱坝泄洪消能建筑物型式及布局设计632消能型式及布局设计1消能型式选择2消能防冲布局设计要求3防空蚀设计4雾化64泄水建筑物的水力计算一坝身式泄水建筑物泄流才能1表孔泄水才能计算2孔口泄流才能计算3深式泄水孔流量系数二挑流消能水力计算三跌流消能水力计算四底流消能水力学计算65拱坝应力与拱座抗滑稳定计算一坝体应力分析方法及内容拱坝应力分析应以拱梁分载法或有限元法计算成果作为衡量强度安好的主要标准12级拱坝和高拱坝或处境对比繁杂的拱坝如拱坝内设有大的孔洞根基条件繁杂等除用拱梁分载法计算外还应采用有限元法计算必要时应举行布局模型试验加以验证二拱座稳定分析方法及计算拱座抗滑稳定的数值计算方法以刚体极限平衡法为主12级拱坝或地质处境繁杂的拱坝还应辅以有限元法或其他方法举行分析初步设计以后的阶段12级拱坝或地质处境繁杂的拱坝除采用数值分析方法外必要时尚应辅以地质力学模型试验采用刚体极限平衡法举行抗滑稳定分析时坝体传来的作用力应采用拱梁分载法的相应计算成果66拱坝坝基坝肩处理设计一一般规定混凝土拱坝地基经过必要的处理后应具有整体性和抗滑稳定性具有足够的强度和刚度具有抗渗性渗透稳定性和有利的渗流场具有在水长期作用下的耐久性并通过地基处理操纵地基接触面外形对坝体应力分布的不利影响坝基处理设计包括两岸拱座和河床段的地基应根据坝址地质条件和基岩的物理力学性质综合分析坝体和地基之间的相互关系泄洪建筑物的布置施工技术等因素选择安好经济和有效的处理方案二坝基开挖坝基开挖深度应根据坝体传来的荷载坝基内的应力分布处境基岩的地质条件和物理力学性质坝基处理的效果工期和费用等综合研究确定根据坝址概括地质处境结合坝高选择崭新微风化或弱风化中下部的基岩作为建基面定出建基面后即可举行开挖在开挖过程中应留神以下几点两岸拱座利用岩面宜开挖成径向面当按全径向开挖如拱端厚度较大而使开挖量过多时也可采用非全径向开挖见图661经充分论证拱座利用岩面也可开挖成其他形状二坝基开挖三固结灌浆和接触灌浆一般要求对拱坝坝基举行全面的固结灌浆对于对比坚硬完整的基岩也可以只在坝基的上游侧和下游侧设置数排固结灌浆孔对节理裂隙发育的基岩为了减小地基变形增加岩体的抗滑稳定性还需在坝基外的上下游侧扩大固结灌浆的范围断层破碎带及其两侧影响带应加强固结灌浆固结灌浆孔的孔距排距应根据开挖以后的地质条件并参照灌浆试验确定宜为固结灌浆孔的孔深应根据坝高和开挖以后的地质条件确定宜采用四防渗帷幕防渗帷幕应符合以下根本要求1操纵渗漏对坝基及两岸边坡稳定的不利影响2操纵坝基薄弱夹层断层破碎带岩体裂隙充填物以及抗水性能差的岩层不产生管涌3操纵坝基面渗透压力和渗流量4具有稳当的连续性和足够的耐久性坝基和两岸的防渗帷幕宜采用水泥灌浆在水泥灌浆达不到设计防渗要求时可采用化学材料补充灌浆但应防止污染环境五坝基排水正常处境下防渗帷幕的下游应布置坝基排水设1排主排水孔必要时加设l3排辅佐排水孔坝基下存在相对隔水层或缓倾角布局面时宜根据其分布处境举行合理布置对于地质条件较差的坝基设置排水孔时应防止渗透变形中低高度的薄拱坝经论证可不设坝基排水高坝以及两岸地形较陡地质条件较繁杂的中坝宜在两岸布置多层排水平硐在平硐内钻设排水孔排水孔的孔壁有塌落危害或排水孔穿过薄弱夹层夹泥裂隙时应采取孔内设滤层等养护措施六断层破碎带薄弱夹层的处理对于坝基范围内的断层破碎带或薄弱夹层应根据其产状宽度充填物性质所在部位和有关的试验资料分析研究其对坝体和地基的应力变形稳定与渗漏的影响并结合施工条件采用适当的方法举行处理一般处境下位于坝肩部位的断层破碎带比位于河床部位的对拱坝的安全影响大缓倾角比陡倾角断层的危害性严重位于坝趾附近的比位于坝踵邻近的断层破碎带对坝体应力和稳定更为不利断层破碎带宽度愈大对应力和稳定的影响也愈严重67坝体温度操纵与混凝土防裂措施一收集资料要求当日平均气温连续下降不小于称之为气温骤降对坝体防裂不利设计应搜集整理坝址地区温度资料并对年平均气温柔变幅多年月平均和旬平均气温气温骤降的幅度和历时及展现的频率水库水温坝基地温日照等资料举行分析二坝体接缝及浇注层厚坝体纵缝横缝的设置应考虑温度操纵的要求浇筑层厚应根据温度操纵标准混凝土浇筑才能及温度操纵措施等因素通过计算确定根基约束区的浇筑层厚度宜采用1520应采取短间歇平匀上升的分层浇筑方法层面不应长期暴露根基约束区以外的浇筑层厚度可根据该部位温度操纵标准和上下层温差要求以及混凝土施工机械设备浇筑才能确定并应做到短间歇平匀上升三温差操纵据国内片面混凝土坝裂缝调查根基部位展现裂缝有以下几种处境基岩上薄层浇筑块长时间停顿以致混凝土薄层的约束应