支墩坝(河海大学水工建筑物课件).ppt

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1、第四章支墩坝(buttressdam)1第四章支墩坝(buttressdam)支墩坝是由一系列支墩和支墩支撑的上游挡水盖板组成。目的：最大限度地利用材料强度；最大限度地减小扬压力；充分利用水重来节省砼方量。一组成与工作原理（1）组成：支墩坝由一系列独立的支墩和挡水面板组成，支墩顺坝轴线排列，上游面设挡水面板，遮断河谷，形成挡水面。（2）传力方式：库水压力由面板→支墩→地基（3）工作原理：利用水重和自重在坝基面产生的摩擦力来抵抗水平水压力维持稳定。§1概述2二支墩坝的型式根据挡水面板的形状可将支墩坝分为平板坝、连拱坝、大头坝

2、三种型式。前二者为轻型坝，后者为大体积坝。1平板坝（platslabbuttresseddam）盖板是一钢筋混凝土板，并以简支的型式与支墩连接。32大头坝由扩大的支墩头部起挡水作用，能充分利用材料强度。对地基的适应性好。磨子潭双支墩大头坝桓仁单支墩大头坝43连拱坝（multiplearchdam）挡水面由一系列拱形面板组成，受力条件优，能充分利用材料强度，对地基要求高。梅山连拱坝佛子岭拱坝5DaneljohnsonDam高214m，长1220m6三支墩坝特点与其他混凝土坝比1混凝土用量省2能充分利用材料强度3坝身可以溢流：

3、大头坝、平板坝可以溢流，连拱坝一般不溢流4坝身钢筋用量大5对地基地质条件：连拱坝要求高，平板坝要求低。6施工条件：温控改善，模板复杂7侧向稳定性差广东新丰江单支墩大头坝浙江湖南镇梯形支墩坝78四支墩坝的发展实体重力坝→宽缝重力坝→支墩坝最高平板坝：墨西哥，罗德里格兹，高73m，单支墩最高大头坝：巴西－巴拉圭，伊态普，高196m，双支墩最高连拱坝：加拿大，丹尼尔－约翰逊，高214m，长1220m扬压力大，体积大，材料强度利用不充分扬压力减少，体积减小，材料强度利用有改善减少再减少扬压力再减少，体积再减小，能充分利用材料强度。

4、9（一）平板坝1体形和构造平板坝由支墩和面板组成。面板支撑于支墩，有简支式（适应地基变形，较常用）和连续式两种（1）面板要满足气候、构造和施工要求（2）支墩多采用单支墩，上下游坡由抗滑稳定和应力条件决定。（3）坝顶可以溢流（4）适用：中、低水头，气候温和地区。支墩§2平板坝102平板坝的结构计算要点包括平板内力计算、墩肩力计算、支墩应力计算和配筋计算。（1）平板内力简支式平板坝：单位宽度板条简支梁计算。板厚a，自重＝aγc11简支式平板坝面板的底部实际上用齿墙与地基相嵌固．以增强坝的防渗与抗滑能力。故作较精确的分析时，可考

5、虑按底边固接而两侧简支的三边支承板计算内力。连续式:可垂直上游坝面截取单宽连续梁或多跨框架进行计算。当连续平板搁置于支墩时，按连续梁计算；当连续平板与支墩刚性连接时，按多跨框架计算。12（2）墩肩力面板传来力、水压力等,设为三角形分布，合力R。面板和墩肩的摩擦力（温度变化面板伸缩引起）F=R·f，f为摩擦系数墩肩宽bc，R和F产生的AD面上弯矩MR＝(2/3)RbcMF=(1/2)FhAD上：总弯矩M＝MR+MF剪力Q=R轴力N=F13因此，AD上会产生拉应力。需配受力钢筋。为减小此拉应力．有时可把墩肩做成削肩斜面，使R倾

6、向墩头内部、可适当减小拉应力，但仍需配置受拉钢筋。14§3大头坝大头坝介于宽缝重力坝和轻型支墩坝（平板坝、连拱坝）之间，属于大体积混凝土。1体形和构造（1）头部平头型、圆弧型和钻石型。（2）支墩有开敞式单支墩、封闭式单支墩、开敞式双支墩、封闭式双支墩等四种。应力状态不好立模不便介于两者之间15（3）基本尺寸包括大头跨度、支墩平均厚度和上下游坡度。跨度大小对坝体总方量影响不大。跨度大，支墩的数目少，厚度增大，有利于侧向稳定，便于施工。但支墩过厚，有温控问题。坝高Hm＜4545～60＞100跨度Lm9～1212～1616～18

7、墩厚可根据坝高、跨厚比S=L/B（1.4～2.4）拟定支墩在竖直向自上向下可做成等厚的或变厚的，高、中坝一般采用变厚的。根据稳定和强度要求选定上、下游坝坡坡率。放缓上游边坡，可多利用水重，对稳定有利，但过缓，对应力不利（坝踵应无拉应力）；同时底宽加大，开挖量增加上下游坝坡大多为1：0.4～1：0.616大头坝的支墩一般不致发生压曲失稳。百米以上的高坝，要进行纵向压曲稳定验算。采用欧拉法或能量法计算。假定：支墩为由一系列被分割开的柱条所组成，忽略支墩的整体作用。计算工况：选择最有可能失稳的柱条作为分析对象。对于开敞式支墩，邻

8、近下游边最长的柱条最为危险；封闭式支墩，取离下游头部稍远的—根较长的柱条来验算（此处相邻支墩互不相靠）。计算方法：柱条轴心受压的作纵向弯曲稳定问题。（2）支墩纵向压曲稳定2稳定分析和结构计算要点（1）稳定分析抗滑稳定同重力坝1718欧拉统一公式临界荷载一般要求K≧2~3变厚支墩兼计顶部集中力及自重分布力