連拱壩
[拼音]:liangongba
[外文]:multiple arch dam
由拱形面板和支墩組成的支墩壩。
沿革
西班牙在 16世紀(jì)修建的埃爾切壩和印度在1802年前后修建的梅爾?阿魯姆砌石連拱壩,均為直立拱面,還不完全具備近代支墩壩的特點(diǎn)。直到1891年澳大利亞工程師J.D.貝瑞修建的貝魯布拉砌磚連拱壩,上游面傾角60°,才具備了現(xiàn)代支墩壩的特點(diǎn)。1968年加拿大修建的馬尼克五級(jí)連拱壩,壩高214m,主拱跨度161.5m。該壩跨度大、壩體厚、不用鋼筋,為大體積混凝土結(jié)構(gòu),施工方便,代表了近代連拱壩發(fā)展的趨勢(shì)。在中國(guó)淮河,1954年和1956年相繼建成了佛子嶺和梅山連拱壩,壩高為74.4m和88.24m。前者是中國(guó)當(dāng)時(shí)建成的第一高壩,后者是當(dāng)時(shí)世界上最高的連拱壩。
特點(diǎn)
與其他形式的支墩壩比較,連拱壩有下列特點(diǎn):
(1)拱形面板為受壓構(gòu)件,承載能力強(qiáng),可以做得較薄。支墩間距可以增大。混凝土用量最少,但鋼筋用量較多?;炷疗骄摻盍靠蛇_(dá)30~40kg/m3。施工模板也較復(fù)雜?;炷羻挝惑w積的造價(jià)高。
(2)面板與支墩整體連接,對(duì)地基變形和溫度變化的反應(yīng)比較靈敏,要求修建在氣候溫和地區(qū),且地基比較堅(jiān)固。
(3)上游拱形面板與溢流面板的連接比較復(fù)雜,因此很少用作溢流壩。
結(jié)構(gòu)
連拱壩的基本尺寸如下:
(1)拱圈形式一般多用單心圓拱,與支墩上游面正交的拱截面是等厚的。有的工程采用橢圓拱,受力條件好,但施工復(fù)雜一些。
(2)拱中心角一般采用150°~180°。拱中心角越大,拱圈柔性越大,適于承受較大的溫度荷載,而且當(dāng)支墩一側(cè)的拱圈發(fā)生事故時(shí),支墩承擔(dān)的側(cè)推力也小,對(duì)維持支墩穩(wěn)定有利。
(3)拱圈厚度應(yīng)滿足施工和強(qiáng)度要求。鋼筋混凝土連拱壩,頂拱厚度不小于0.3m。混凝土連拱壩,頂部拱厚為1.7~2.0m。
(4)支墩間距與壩高有關(guān),一般采用15~25m,高壩可超過(guò)50m。
(5)上、下游坡度應(yīng)考慮穩(wěn)定和強(qiáng)度要求,上游坡一般采用 45°~60°,下游坡60°~80°。
(6)支墩厚度與壩高及跨度有關(guān),頂部常采用拱圈厚度的1.5~2.0倍,向下逐漸加厚。拱圈與支墩一般為剛性連接,但有的工程如法國(guó)高88m的格朗瓦勒單支墩連拱壩,在拱圈與支墩之間設(shè)縫,以減小溫度應(yīng)力和適應(yīng)地基變形。拱圈應(yīng)嵌入地基一定深度,有的工程沿地基設(shè)三角形大體積混凝土拱座。為了防止施工期產(chǎn)生溫度裂縫,在支墩中設(shè)直立的或傾斜的收縮縫,有的高連拱壩在拱簡(jiǎn)中也每隔20m左右設(shè)一道永久性的伸縮縫。
計(jì)算
穩(wěn)定分析,可取一個(gè)支墩及其兩側(cè)各半個(gè)拱筒作為一個(gè)壩段進(jìn)行計(jì)算。作用于壩底面的滲透壓力很小,可忽略不計(jì)。應(yīng)力分析:
(1)拱筒計(jì)算??稍谥Ф丈嫌蚊娣ň€方向切出單位高度的拱圈按純拱法計(jì)算。作用于拱圈的荷載有均勻水壓力、不均勻水壓力、拱圈自重在計(jì)算平面上的分力、溫度荷載等。對(duì)于單支墩可不考慮拱座變位,雙支墩則應(yīng)考慮,一般只考慮拱座的角變位。
(2)支墩計(jì)算。可采用材料力學(xué)方法或有限單元法,對(duì)于雙支墩還應(yīng)按剛架進(jìn)行計(jì)算。作用于剛架的荷載有拱座推力及彎矩、雙支墩上游面板上的水壓力、剛架自重在計(jì)算截面上的分力等。側(cè)向地震及縱向彎曲穩(wěn)定計(jì)算,應(yīng)考慮拱筒的支承作用。
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標(biāo)簽:liangongba、連拱壩
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