理论教育 挡水建筑物的类型及优缺点

挡水建筑物的类型及优缺点

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:最常见的挡水建筑物是坝,其作用是截断水流、集中落差、形成水库以及调节流量。但坝体大、工程量大、坝体的强度和刚度较小、一般不允许坝顶过水。拱坝一般修建在河谷狭窄、岩基良好的地点。拱坝的分类方法很多,拱坝挡水面沿高度方向为直线的称单曲拱坝,为曲线的称双曲拱坝。按厚高比可分为薄拱坝、拱坝和重力式拱坝。其缺点是侧向稳定性差不利于抗地震,对地基处理要求较高,施工条件较复杂。

挡水建筑物的类型及优缺点

最常见的挡水建筑物是坝,其作用是截断水流、集中落差、形成水库以及调节流量。坝的形式很多,介绍如下。

(一)按筑坝材料分

按筑坝材料可分为土石坝和混凝土坝等。

土石坝是土坝、堆石坝和土石混合坝的统称。土石坝具有结构简单、施工方便、就地取材、对坝址地基条件要求低等优点。但坝体大、工程量大、坝体的强度和刚度较小、一般不允许坝顶过水。

土石坝的剖面都呈梯形,即上下游需有一定的坡度,如图5-8所示。

图5-8 土坝的类型(单位:m)

(a)均质土坝;(b)塑性心墙坝;(c)塑性斜墙坝;(d)带铺盖的斜墙坝

(二)按坝受力和结构特点分

按坝的受力和结构特点可分为重力坝、拱坝和支墩坝等。

1.重力坝

重力坝是依靠坝自身的重量与岩基的摩擦力来抵抗水压力而维持稳定的。重力坝结构简单、施工容易、耐久性好、便于分期扩建加高等;但体积大、用水泥多。常见的重力坝为混凝土重力坝,如图5-9所示。混凝土重力坝又分为溢流坝和非溢流坝两种。混凝土重力坝按结构形式不同分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝。

实体重力坝通常用横缝将坝体分为若干段,成为悬臂式结构,如刘家峡水电站为实体重力坝,坝高为147m。

宽缝重力坝是将重力坝坝段间的横缝扩大为宽缝,如图5-10所示。例如云峰水电站的大坝,坝高为113.75m。

图5-9 混凝土重力坝示意图

(www.daowen.com)

图5-10 宽缝重力坝示意图

空腹重力坝是在重力坝坝体内留有大尺寸的孔洞,称为“腹孔”,如图5-11所示。例如枫树坝水电站的坝,坝高为95.3m。

2.拱坝

图5-11 空腹坝示意图

图5-12 拱坝立视及平面图

(a)立视图;(b)平面图

拱坝的坝体是一个空间壳体结构,剖面是一个凸向上游呈拱形的曲线弧,如图5 12所示。利用拱的作用将其所承受的上游水平水压力变为轴向压力,传至两岸岩基。拱坝一般修建在河谷狭窄、岩基良好的地点。

拱坝的分类方法很多,拱坝挡水面沿高度方向为直线的称单曲拱坝,为曲线的称双曲拱坝。按厚高比可分为薄拱坝、拱坝和重力式拱坝。如龙羊峡水电站为重力拱坝,坝高为177m;二滩水电站为双曲拱坝,坝高为240m。

3.支墩坝

支墩坝是由倾斜的盖板和支墩组成。支墩支撑着盖板,水压力由盖板传给支墩,再由支墩传给地基。盖板是钢筋混凝土板的坝称为平板坝,如图5-13(a)所示,龙亭水电站为平板坝。盖板是拱圈或拱形钢筋混凝土板的坝称为连拱坝,如图5-13(b)所示,梅山水电站为连拱坝。盖板是大体积混凝土的坝称为大头坝,如图5-13(c)所示,湖南镇水电站为大头坝,坝高129m。

图5-13 支墩坝的类型

(a)大头坝;(b)连拱坝;(c)平板坝1—支墩;2—大头;3—拱筒;4—平板;5—加劲梁

支墩坝的优点是体积小、造价低、适应地基能力强,与重力坝相比,可节省混凝土30%~50%。其缺点是侧向稳定性差不利于抗地震,对地基处理要求较高,施工条件较复杂。

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