支墩示意图1
第四章 支墩坝
第四章支墩坝第一节概述一、支墩坝的工作原理1、问题的提出重力坝的二个主要缺点：①材料强度不能充分利用；②底部扬压力大.宽缝重力坝在一定程度上克服了这两个缺点.我们设想：①能否最大限度地利用材料强度；②能否最大限度地减小扬压力；③能否充分利用水重来节省砼方量；2.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.二、支墩坝的型式根据挡水面板的形状可将支墩坝分为如下三种型式, 见图4.1：图4.1 支墩坝的类型1、平板坝这是支墩坝的最早型式，常用的是简支式平板坝。
它的面板是一个平面，平板与支墩在结构上互不相连。
优点：①平板的迎水面上不产生拉应力；②对温度变化的敏感性差；③地基变形对坝身应力分布影响不大, 对地基要求不十分严格；适用场合：①地基不均匀变化较大时；②适用于坝高40m以下的坝；这是由于面板受力条件的限制(跨中弯矩大1/8ql2)2、连拱坝一方面由于平板坝的面板受力条件不好，需将面板的形式加以改进，砼的抗压性能好，所以可以把平面的面板改为圆弧面板(拱)，即连拱坝；另一方面在河谷较宽时，若采用拱坝，拱作用得不到充分发挥，且砼方量多(中心角越大，弧长越长)；将面板做成拱型的，其受力条件较好能较好地利用材料强度。
如我国的梅山连拱坝1956年建成，坝高88.24m是当时世界上最高的，它比美国1938年建造的巴特勒(Bartlett)坝(87.19m)高1.05m, 见图4.2；佛子岭连拱坝高74.4m, 见图4.3，现在世界上最高的是六十年代初期开始建造的加拿大旦尼尔约翰逊(Daniel Johnson)连拱坝，高214m。
它的混凝土体积仅为同等高度重力坝的一半。
图4.2 梅山连拱坝图 4.3 佛子岭连拱坝图4.4 大头坝布置图适用场合：连拱坝是空间超静定结构，对地基变形、温度变化较敏感，故对地基要求相对要高。
支墩坝(河海大学水工建筑物课件)
• 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。
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➢欧拉统一公式 临界荷载
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一般要求K≧2~3
➢能量法
变厚支墩兼计 顶部集中力及 自重分布力时， 要用能量法才 能得到临界荷 载。
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
介于
模
两者
不
之间
便
（3）基本尺寸
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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， 支墩的数目控问题。
总弯矩M＝MR+MF 剪力Q=R
轴力N=F
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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 向墩头内部、可适当减小 拉应力，但仍需配置受拉 钢筋。
§3 大头坝
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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
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。
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（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)Rbc MF=(1/2)Fh AD上：
第四章 支 墩 坝(buttress dam)
支墩结构图1
给水管道之支墩（一）
给水管道之支墩（一）压力管道内的水体有一定的水压，其过水断面面向的对象要承担相应的压力（F=PA），比如末端管堵、转弯的弯头、分流的三通部位等。
如果没有坚强的后盾做支撑，那么阀门管件很容易受到冲击，造成松动、脱节、漏水等不利现象。
《柔性给水管道支墩》（10S505）中支墩就是一种很好的承压构件，就像高层屋面雨水经外立面落水管散排至地面，管道排水口位置设置水簸箕，防止直接冲刷地面（水滴石穿），支墩就有点类似于水簸箕。
1.工作压力/内水压力工作压力就是设计所需的压力，而内水压力这个概念也没找到确切定义，结合着施工验收规范来看，有点类似于试验压力，内水压力大于工作压力。
2.内摩擦角百度百科：抗剪强度线在σ-τ坐标平面内的倾角，用φ表示。
内摩擦角反映土或岩石内部各颗粒之间内摩擦力的大小，内摩擦角愈大，强度愈高。
无黏性土的内摩擦角通常在26-48°之间。
土的内摩擦角反映土的摩擦特性，包括土颗粒之间产生相互滑动时需要克服由于颗粒表面粗糙不平而引起的滑动摩擦，以及由于颗粒物的嵌入、连锁和脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。
地勘报告中，可根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规范附录E分别对各部土层的直剪试验抗剪强度指标值进行统计计算，进而得出土层的平均内摩擦角，比如计算粉土约为20°。
《工程地质手册》（第五版）中给出了各种土类的内摩擦角参考值，见下表：《柔性给水管道支墩》（10S505）中支墩适用的土壤等效内摩擦角φ介于20-35°。
当等效内摩擦角为20°时，土与混凝土支墩底部的摩擦系数取0.25；当等效内摩擦角为28°时，摩擦系数取取0.30；当等效内摩擦角为35°时，摩擦系数取0.35。
内摩擦角按20°考虑算是最保守的数据了，抗剪切给我的感觉就是水平方向的抗力，仿佛就是在说摩擦力。
4.支墩受力1）支墩种类：水平弯头支墩、水平三通支墩、竖直向上弯头支墩、竖直向下弯头支墩，见下图：2）弯头角度：说实话，之前压根不知道弯头角度有几种，看了下这本图集才知道，原来有90°、45°、22.5°、11.25°四种角度的弯头，且是一半一半的。
墩身、塔柱施工示意图
管道支墩的设置条件
一般情况下,管径≤300毫米的管道,且试验压力不大于1.0MPa时,在一般土壤地区的弯头、三通处可不设支墩;在松软土壤中,则应根据管中试验压力和土壤条件,计算确定是否需要设置支墩;当管道转弯角度〈100时,可不设置支墩:在管径大于700m.的管线上选用弯管,若水平敷设,应尽量避免使用900弯管;若垂直敷设,应尽量避免使用450以上的弯管;管道支墩不应修筑在松土上;利用土体被动土压承受推力的水平支墩的后背必须为原状土,并保证支墩和土体紧密接触,如有空隙需用与之盾相同的材料填实;水平支墩后背原状土的最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的三倍。支墩的材料一般采用大于等于C15的素混凝土或浇筑得整体性较好的片石混凝土。
支墩（buttress anchorage）指的是为防止管内水压引起水管配件接头移位而砌筑的礅座。
管线支墩在水网和管线中为了抵御弯头处和膨胀节两侧产生的推力设置的混凝土固定墩
室外给水管道支墩设置时是管道转弯角度600mm管线上，水平敷设时应尽量避免选用90°弯头，垂直敷设时应尽量避免使用4发，在实际工程中根据管道施工的经验对于管径≤350mm的球墨铸铁给水管道是否需要设置支墩进行了如下规定：“凡试验压力≥0.8MPa且管径≥100mm的胶圈接口的给水管道，在管道的丁字支管顶端、承接插口的弯头、管堵顶端处要设置支墩。”按此规定设计的给水管道支墩，保证了管道在试压和运行过程中均未再出现松动脱节现象。
支墩表表
备注
JSFM-41至JSFM-118
JSFM-1至JSFM-19
已完工程阀门井统计汇总表（中阳水务段） 序号 名称 子名称 C10垫层 抹灰 井壁C25砼 井底C25砼 预制盖板C25 预制井圈C25 井盖 钢筋 模板 单位 M3 M2 m3 m3 m3 m3 个 KG m2 数量（个） 单个方量 0.48 6.72 3.95 0.64 0.61 0.44 1 123 34.56 合计方量 4.32 60.48 35.55 5.76 5.49 3.96 9 1107 311.04 做法见适用图集 备注
阀门井（1500X2100）
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07MS101-2，页66
JSFM-1至JSFM-19、 JSFM-41至JSFM-48、 JSFM-87至JSFM-118
阀门井（1500X2100）土方增宽方量扣除原沟槽计算开挖部分 [（2*A+A1)*B+(2A1+A)*B1]*H/6-[（2*a+a1)*b+(2a1+a)*b1]*h/6 A为阀门井开挖上边长，A1为下边长，B上边宽，B1为下边宽，H为开挖深度 a为沟槽开挖上边长，a1为下边长，b上边宽，b1为下边宽，h为开挖深度 A=3.7m A1=3.1m， B=3.1m B1=2.5m H=2.5m a=3.7m a1=3.1m， b=2.28m b1=1.6m H=1.8m 单个阀门井增加开挖、回填方量 [（2*3.7+3.1）*3.1+（2*3.1+3.7）*2.5]*2.5/6-[（2*3.7+3.1）*2.28+（2*3.1+3.7）*1.6]*1.8/6=23.875-11.934=11.941m3 9个阀门井总共增加开挖、回填方量 11.941*9=107.45m3