拱坝的工程形式
拱坝的概述
拱坝的特点1拱坝坝址的地形和地质条件243拱坝的发展概况拱坝的形式4一、拱坝的特点拱坝的定义定义：拱坝是一空间壳体结构，坝体结构是由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁组成。
拱坝坝体结构既有拱作用又有梁作用，具有双向传递荷载的特点。
所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩，如图所示。
拱座和拱冠梁拱坝的拱圈着力点坐落的两岸岩体部分称作拱座或坝肩；位于基岩最深处水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁。
拱坝的特点•拱坝的结构：•拱坝的受力：•拱坝的稳定：-6-①拱梁系统的调整②拱圈自身调整为二次拱Ø 结构受力条件好,材料强度可以充分发挥；Ø 超载能力大，安全度高；Ø 抗震性能好；Ø 温度、地基变形是主要荷载；Ø 对地质、地形条件要求高；Ø 拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大Ø在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。
二、拱坝坝址的地形和地质条件一、对地形的要求（一）地形条件影响因素：拱坝的结构形式、工程布置以及经济性的主要因素。
（二）坝址处河谷形状特征指标：通常用河谷“宽高比”及“河谷断面形状”表示。
1.宽高比与厚高比宽高比：指拱坝基础开挖后对应坝顶高程处的河谷的宽度L与最大坝高H的比值。
厚高比：坝底最大厚度T与最大坝高H的比值，即T/H，用其表示拱坝薄厚程度。
宽高比的影响：L/H值小，说明河谷深窄，水平拱圈跨度较短，拱的刚度较大，受力大部分传给两岸，坝体较薄;L/H值较大时，坝体较厚。
L/H＜2的深窄河谷中可建薄拱坝；L/H=2～3的中等宽度河谷可修建中厚拱坝；L/H>3～4.5的宽河谷多修建厚拱坝；L/H>4.5的宽浅河谷，宜建重力坝或拱形重力坝。
2.河谷断面形状V形，最适宜发挥拱的作用；河谷断面形状 U形，大部分荷载由梁作用承担；梯形，介于两者之间。
河海大水利水电工程概论讲义04拱坝
第四章拱坝第一节概述一、拱坝概念拱：在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构叫拱式结构拱坝：是一个三边嵌固在基岩上的变曲率、变厚度的多次超静定空间壳体结构二、拱坝的工作原理●拱坝是拱向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物,它将水压力、泥沙压力的大部分通过拱的作用传到两岸岩体，而将另外的通过悬臂梁的作用传给底部基岩。
它不象重力坝那样依靠自重来维持稳定，而是由两岸岩体的支撑和砼的抗压强度来维持拱坝的稳定和安全。
●P=Pa+Pc三、工作特点1.稳定性特点2.应力特点3.拱梁作用的自行调整①拱梁系统的调整②拱圈自身调整为二次拱4.抗震性能好5.温度荷载是主要载之一6.地基变形对坝体应力影响大（2）由于拱是一推力结构，当拱坝以拱的作用为主时，坝体应力以受压为主，因此可以发挥混凝土、砖石等材料的抗压强度高的特点。
（3）拱坝是一整体的空间壳体结构，局部破坏只会导致荷载的转移和应力的重分布，而不会造成严重的失事。
因此说拱坝的安全度较高，同时基于这一原因，拱坝允许出现拉应力。
（4）厚度薄、重量轻、柔度大，抗震性好。
四、拱坝对地形地质的要求1.对地形的要求①河谷狭窄②岸坡平顺无突变③坝两端下游有足够大的岩体支撑拱坝的分类1、按高度分：高（H≥70m）、中、低（H＜30m）●2、按厚高比分：TB/H＜0.2 薄拱坝；0.2—0.35中厚拱坝；＞0.35厚拱坝或重力拱坝●3、按结构分：周边固定拱坝、周边缝拱坝、有重力墩的拱坝、空腹拱坝、铰拱坝、预应力拱坝、拱上拱拱坝、上重下拱拱坝4、按坝体曲率分：单曲拱坝；双曲拱坝5、按水平拱的形式分：圆弧拱坝，二心圆拱坝；三心圆拱坝；抛物线拱坝；椭圆拱坝；对数螺旋线拱坝；双曲线拱坝。
6、按水平拱的厚度变化分：等厚拱坝；变厚拱坝五、拱坝的发展阶段1、拱坝发展阶段1.1、拱坝建设的萌芽阶段（1854年以前）1.2、拱坝建设的起步阶段（1854－1917年）1.3、拱坝建设的成熟阶段（1917－1960年）1.4、拱坝建设的熟练阶段（1960年－至今）世界拱坝之最：已建最高拱坝：前苏联英古力拱坝H=272m,n=2.8 T/H=0.15在建最高拱坝：中国小湾拱坝H=292m,n=2.83,T/H=0.238在设计的最高拱坝：中国锦屏拱坝H=305m ,n=1.6,T/H=0.19二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽，它的坝型为混凝土双曲拱坝，最大坝高240米，是中国已建成的最高坝，它的高度在世界同类型坝中居第四位。
混凝土拱坝设计规范
混凝土拱坝设计规范混凝土拱坝是一种能够有效阻止水流通过和抵御洪水侵袭的重要工程结构。
为了保证拱坝的安全可靠，各国都制定了相应的设计规范。
以下是国内常用的混凝土拱坝设计规范（GB12XXX-20XX）的概述。
1. 拱坝的选择与确定根据河流性质、岩石稳定性、坝址地质条件等因素，确定拱坝的类型和尺寸。
采用合适的拱坝类型，能够有效提高拱坝的抗震性能和稳定性。
2. 拱坝的结构形式混凝土拱坝可以采用单曲线拱形、双曲线拱形和抛物线拱形等形式。
结构形式要满足水压力分布的要求，并考虑坝基的地质条件和工程经济性。
3. 水压力计算根据拱坝的水封面积、水头高度和波浪等因素，计算水压力的大小。
水压力的计算要符合静水压力和动水压力的叠加原则，并考虑施工和保护的荷载。
4. 水压力的传递水压力通过坝体传递到坝基，坝体和坝基之间要有足够的承压能力。
拱坝设计中考虑了弯矩、拉力、剪力等力的作用，以保证结构的稳定性和抗震性能。
5. 坝墩设计拱坝的墩高和墩宽要满足坝体的稳定性和洪水流量的要求。
墩体的形状和尺寸应当能够减小坝基底面的渗流和渗透压力，并降低地震作用下的地基应力。
6. 坝体结构设计根据拱坝的形式和尺寸，确定坝顶高程、坝顶宽度、坝脚厚度等参数。
考虑到坝体的抗震性能和功效，采用适当的剖面形状，提高结构的稳定性。
7. 坝体的节理和缝隙处理拱坝的施工和保护过程中，应尽量减少坝体的节理和缝隙。
节理和缝隙的处理要符合抗渗、抗冲刷和抗震的要求，确保结构的完整性和密实性。
8. 坝体的防渗设计混凝土拱坝的防渗设计要根据地质条件和水流情况，采用合适的防渗措施。
包括渗流计算、排渗槽、过渡梯形、锚杆加固等措施，以提高结构的抗渗性能。
9. 坝基的加固与处理对于存在地质缺陷或者软弱层的坝基，需要进行加固和处理。
加固措施可以包括灌浆、加固土层、岩石锚固等，以提高坝基的承载能力和稳定性。
10. 监测和维护混凝土拱坝的监测和维护是确保结构安全的重要措施。
监测包括振动、位移、裂缝等参数的实时监测，维护包括防腐、修复、加固等工作。
混凝土拱坝设计规范
混凝土拱坝设计规范
一、概述
混凝土拱坝是一种工程结构形式，是按照某种规定的形状，用混凝土、钢筋或石膏护壁体系或桩筒体系，实现挡水功能的建筑物。
混凝土拱坝的
设计充分考虑坝体的水力稳定性，保证安全可靠的工程运行，以及尽可能
减少建筑物的成本和运行费用。
二、基本要求
（1）坝体整体结构形式及抗滑安全系数应满足设计要求。
（2）施工断面及大小尺寸应符合工程要求，以保证设计造价与预算。
（3）地质勘测完全，地基土、混凝土、混合土及岩质均有充分的承
载能力。
（4）坝体结构应有一定的耐磨损性，以减少坝体维修成本。
（5）混凝土应符合生产标准，保证坝体结构质量。
（6）混凝土拱坝的设计要求应当考虑建筑物的适用性，以及防护工程、地下水治理等环境质量要求。
（7）设计应满足安全性要求，考虑洪水、渗漏等极端情况下的坝体
安全性，以及放空水面的抗垂直拱力能力。
（8）坝体承压及抗拉能力应满足计算要求，采取必要的防水、抗滑
以及抗扰动措施以保证坝体的完整性。
三、施工要求
（1）坝体施工高度、体量、坝形状，以及排水沟、过流槽等设计必。
第五章 拱坝
拱坝采用最多的消能形式。鼻坎挑流式、滑雪 道式和坝身泄水孔式大都采用各种不同形式的 鼻坎，使水流扩散、冲撞或改变方向，在空中 消减部分能量后再跌入水中，以减轻对下游河 床的冲刷。 为减小水流向心集中，国内外一些拱坝将布置 在两侧或一侧的溢洪道的挑流鼻坎做成窄缝式 或扭曲挑坎，使挑射出的水舌能沿河谷纵向拉 开，既减少落点处单位面积能量又不冲两岸。
三、拱坝的形式
1、按拱坝的曲率分 有单曲和双曲之分。单曲拱坝在水平断面上有 曲率，而悬臂梁断面上不弯曲或曲率很小。单 曲拱坝适用于近似矩形的河谷或岸坡较陡的U 形河谷。双曲拱坝在水平断面和悬臂梁断面都 有曲率，拱冠梁断面向下游弯曲。双曲拱坝适 用于V形河谷。
二、拱坝的形式
二、拱坝的形式
按水平拱圈形式分
2拱坝比较经济
拱坝在外荷载作用下的稳定性主要是依靠两岸 拱端的反力作用，并不完全依靠坝体重量来维 持稳定。 拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主 要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料的抗压强 度，从而坝体厚度就越薄。一般情况下，体积 比同高度的重力坝体积可以节省1/3～2/3， 因而，拱坝是一种比较经济的坝型。
L/H值的影响
L/H值小，说明河谷窄深，拱坝水平拱圈跨度 相对较短，悬臂梁高度相对较大，即拱的刚度大， 梁的刚度小，坝体所承受的荷载大部分是通过拱的 作用传给两岸，因而坝体可设计得较薄。反之，当 L/H值很大时，河谷宽浅，拱作用较小，荷载大部 分通过梁的作用传给地基，坝断面必须设计得较厚。 一般情况下，在L/H<2的窄深河谷中可修建薄拱 坝；在L/H=2~3的中等宽度河谷中可修建中厚拱 坝；在L/H=3~4.5的宽河谷中多修建重力拱坝； 在L/H＞4.5的宽浅河谷中，一般只宜修建重力坝 或拱形重力坝。
拱坝_精品文档
拱坝拱坝是一种重要的水利工程结构，被广泛应用于水电站、灌溉系统和洪水调节工程中。
它是一种通过水压将水负荷转移到坝基上的结构，以达到承载荷载和稳定土体的目的。
在本文中，将就拱坝的定义、历史演进、结构形式、设计原理和施工过程等方面进行阐述，以帮助读者更好地理解和应用拱坝。
一、定义和历史演进拱坝是一种曲线表面的堤坝结构，它的顶部向外散开，底部向内收拢。
通过这种特殊的形状，拱坝能够将荷载分散至坝体两侧，使坝体得以稳定。
拱坝的起源可以追溯到古希腊和古罗马时期，当时人们已经意识到拱形结构的优势和稳定性。
然而，真正成为现代水利工程主流的拱坝设计，是在十九世纪末和二十世纪初开始的。
二、结构形式拱坝的结构形式可以分为重力拱坝和拱坝墙两种。
重力拱坝是指通过自重和水重来抵抗坝底水压的作用，常用于小型水利工程。
拱坝墙是指通过坝体本身的强度和稳定性来抵抗水压的作用，常用于大型水电站项目。
除了这两种基本形式外，还有变截面拱坝、双曲线拱坝等更为复杂的结构形式。
三、设计原理拱坝的设计原理主要依据两个基本原理：一是受力均衡原理，即坝体内力的平衡状态必须满足力学平衡条件；二是坝体抗力必须大于压力，以保证坝体的稳定性。
在设计中，需要考虑水压、地震、温度变化和流体荷载等因素，以确保拱坝在各种工况下都能够安全稳定地运行。
四、施工过程拱坝的施工过程可以分为坝基准备、基础处理、坝体浇筑和拱坝墙施工等几个阶段。
首先，在选择坝址前，需要进行详细的地质勘察和水文测量，以确定地质条件和水文特征。
接下来，根据实际情况，采取适当的基础处理措施，如加固地基或注浆。
然后，进行拱坝的具体施工，包括混凝土浇筑、钢筋绑扎和拱坝墙的施工等。
最后，进行坝体的养护和保养工作，以延长拱坝的使用寿命。
五、应用与展望拱坝作为一种高效、稳定的水利工程结构，已广泛应用于世界各地。
它不仅可以用于水电站和灌溉系统的建设，还可以用于洪水调节和生态修复等领域。
未来，随着科学技术的发展和水资源的不断开发利用，拱坝的应用前景将更加广阔。
拱坝的材料和坝体构造课件
利用数学模型进行应力分析、变形分析、稳定性分析等计算，以确 定坝体的几何形状、尺寸和材料等。
拱坝设计的分析方法
采用有限元法、有限差分法、离散元法等数值分析方法，对坝体进 行应力、变形和稳定性等方面的分析。
施工工艺与流程
基础处理
根据地质条件，进行基础加固 或处理，以确保坝体的稳定性 和安全性。
拱坝通常采用混凝土或钢筋混凝土建造，具有较好的耐久性和稳定性。
拱坝的结构与组成
拱坝主要由拱圈、拱座、坝肩、溢流道 、消能设施等组成。
消能设施是拱坝下游的泄水通道，通常 设置在拱圈下方，用于消减水流能量， 防止水流对下游河床和岸坡造成破坏。
溢流道是拱坝上方的泄水通道，通常设 置在拱圈上方，用于排放上游的水流。
材料
该拱坝的主要材料是混凝土，具有足够的 强度和耐久性。
06 总结与展望
拱坝技术的总结与评价
拱坝技术发展历程
概述拱坝技术的起源、发展和应用， 重点介绍关键技术和工程实践的突破 。
拱坝工程实例
列举国内外典型的拱坝工程案例，分 析其设计理念、施工难点和运行效果 。
01
02
拱坝结构特点
阐述拱坝的结构特点、优势和适用范 围，包括在地震、洪水等自然灾害下 的性能表现。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
钢材的耐腐蚀性能较差，需要 进行防锈处理。
钢材的价格相对较高，不适合 用于大型拱坝的建设。
复合材料
复合材料由两种或两 种以上的不同材料组 成，具有各自材料的 优点。
复合材料在拱坝中的 应用可以提高拱坝的 性能和寿命，同时降 低成本。
常用的复合材料有钢 筋混凝土、预应力混 凝土、玻璃纤维增强 塑料等。
单曲重力拱坝坝体模板施工技术
单曲重力拱坝坝体模板施工技术摘要：在大中型水利工程中，单曲重力坝因为施工较为复杂，施工中重难点较多，必须进行合理的工程方案论证。
本文主要针对实际工程中单曲重力拱坝体的整体施工技术，展开了详细的介绍。
通过工程论证，希望能够为单曲重力拱坝坝体的施工技术提升提供技术参考。
关键词：单曲重力坝；坝体；模板施工1工程概况某水库工程总库容为1041.3万平立方米。
该工程使用单曲重力拱坝的形式进行施工，拔高为52.16米。
底部是有垫座，坝底的最大厚度为21.46米。
拱坝本共分为九个坝段，在工程中总共使用混凝土量超过了8万立方米。
以分仓浇筑的方式，浇筑高度为1.5米。
本工程计划工期为18个月，需要跨越第二年的主汛期。
因此，在工程实施过程中，应重点对其施工质量和工期进行准确的控制。
2模板配置规划2.1模板规格单曲重力拱坝的混凝土一般使用钢模板进行施工，结构复杂的表面使用拼装木模板。
2.2工程规划坝体的模板使用水平，垂直运输。
在300米高程进行施工时，在拱坝的下游随着其高度逐层浇筑到294米的高程位置，然后布置伸缩皮带、运输机，将混凝土入仓。
然后使用吊车将其在隔断进行运转，同时使用人工翻身和倒运的方式。
坝体在300米到330米的高程施工时，在拱坝左右两侧各布置一台塔吊进行运输。
模板使用塔吊进行上下之间的运输，垂直倒运。
在拱坝的位置设置模板加工工厂，模板加工使用装载机运输到相应的位置。
模板的使用规划一般应注意以下几个方面：一是模板的使用规划。
在模板上下游的位置应根据坝体的实际特点。
拱坝上游面使用了2.1米*1.4米的翻转工具模板，然后使用平面钢代替曲面圆弧，圆心角为2度。
根据其曲面和纵横面实际位置的高差，使用1.4米*0.71米的钢模板进行相应的拼装，背面加装三脚架。
施工平台在施工时需要依据其实际的坡度进行准确的测量和放线，保证施工的精度。
二是横缝槽钢模板。
横缝槽钢模板一般使用的尺寸为0.9*1.4米。
根据设计的要求，通过相邻双排脚手架为施工平台，通过人工塔吊的运输方式进行整体运输。
拱坝设计规范
拱坝设计规范1. 引言拱坝是一种常见的水利工程结构，广泛应用于水能利用和水资源管理中。
为了确保拱坝的安全性和可靠性，制定拱坝设计规范是必要的。
本文将介绍拱坝设计规范的一些基本要求和建议。
2. 工程背景拱坝是一种弯曲的水利工程结构，通常用于拦截或蓄水。
它由多个拱形构件组成，通过拱形的力学原理来分散水压，提高结构的稳定性。
拱坝的设计需要考虑水力学、土力学、结构力学等多个因素。
3. 设计原则拱坝的设计应遵循以下原则：•安全性：拱坝应具有足够的抗震和抗洪能力，能够承受外部环境的变化和作用力的影响。
•可靠性：拱坝的设计应具有良好的可靠性，能够在长期使用过程中保持稳定和安全。
•经济性：拱坝的设计应考虑到施工和维护成本，尽量减少对环境和资源的损害。
4. 设计要求拱坝的设计应满足以下基本要求：4.1 水力学要求•最大洪水水位：根据地区的降雨和径流条件确定最大洪水水位，以确保拱坝在洪水期间的安全性。
•流量控制：拱坝应能够控制流量，确保下游水位稳定，不发生泄洪或溃坝等事故。
•波浪冲击考虑：对于暴露在湖泊或海洋中的拱坝，需要考虑波浪的冲击对结构的影响。
4.2 结构力学要求•坝体稳定：拱坝的坝体应具有足够的稳定性，能够承受水压和地震力的作用，不发生滑坡和变形。
•基础承载力：拱坝的基础应具有足够的承载能力，能够分散坝体的重力和水压，保证整体稳定。
•应力分析：通过应力分析确定拱坝结构的合理尺寸和形状，避免应力过大或不均匀引起的结构破坏。
4.3 原材料和施工要求•原材料选择：拱坝的建造应选择合适的建筑材料，具有足够的强度和耐久性，能够满足结构要求。
•施工质量：拱坝的施工质量应符合相关标准和规范，确保结构的稳定和安全。
5. 设计流程拱坝的设计流程包括以下步骤：1.收集工程信息：包括地质、水文、气象等方面的数据，对工程环境有一个全面的了解。
2.确定设计参数：根据工程背景和要求，确定设计的水位、流量、力学参数等。
3.进行概念设计：根据设计参数，进行初步的结构配置和尺寸确定。
水利工程基础知识
一、作用 宣泄水库不能容纳的多余洪水;以保大坝安全&
二 、型式 正槽式――过堰水流与泄槽轴线大致平行 侧槽式 竖井式 虹吸式
正槽溢洪道平面布置图 l引水渠; 2→溢流堰; 3→泄槽; 4一出口消能段; 5一尾水渠
侧槽式溢洪道
竖井式溢洪道
引水渠 控制段溢流堰和两侧连接建筑物 泄槽 出口消能段 尾水渠
2、组成
第六章 水工隧洞
一、水工隧洞的作用 辅助泄洪 引水、输水 排沙 防空水库 施工导流
1. 有压洞 洞内始终处于满流有压状态； 工作闸门一般设在洞出口处& 2. 无压流 洞内始终处于明流无压状态； 工作闸门一般设在洞进口段&
二、分类按水流条件分
第二节 土石坝的基本剖面
土石坝的坝体剖面由坝体、防渗体、排水体、护坡四部分组成&
坝身主要用来保持坝体的稳定& 防渗体的作用控制渗流& 排水体的作用是引导渗流& 上游护坡为了防止风浪淘刷&
排水设备 常见的排水型式
棱体排水
贴坡排水
褥垫排水
综合式排水
第三章 岩基上的重力坝
都江堰工程 布置示意图
二水工建筑物的分类
1 挡水建筑物
用以拦截江河;形成水库或壅高水位& 如各种材料和类型的坝和水闸;以及为防御洪水或阻挡海潮;沿江河海岸修建的堤防及海塘等&
三峡水利枢纽
2 泄水建筑物
用以宣泄多余水量;排放泥沙和冰凌;或为人防、检修而放空水库等;以保证坝和其他建筑物的安全&
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
拱坝的工程形式
1.拱坝
控制拱坝形式的主要参数有:拱弧的半径、中心角、圆弧中心沿高程的迹线和拱厚。
按照拱坝的拱弧半径和拱中心角，可将拱坝分为：单曲拱和双曲拱。
中心角的影响：中心角大一些, 拱圈厚度小一些, 拱圈内力小一些，因此适当加大中心角是有利的，但过大的中心角将使拱端弧面的切线与河岸等高线的夹角变小，降低拱座的稳定形性。
1.1单曲拱
又称为定外半径定中心角拱
对U型或矩形断面的河谷，其宽度上下相差不大，各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需下游半径变化以适应坝厚变化的要求。
特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和泄水孔及其设备，但当河谷上宽下窄时，下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，要求加大坝体厚度,不经济。
对于底部狭窄的“V”字形河谷可考虑采用等外半径变中心角拱坝。
1.2双曲拱坝
（1）变外半径等中心角
对底部狭窄的“V”字形河谷，宜将各层拱圈外半径，上至下逐渐减小，可大大减少坝体方量。
变外半径等中心角拱的特点：拱坝应力条件较好，梁呈弯曲形状，兼有拱的作用，更经济，但有倒悬出现，设计及施工较复杂，对“V”、
“U”型河谷都适用。
（2）变外半径变圆心
让梁截面也呈弯曲形状，因此悬臂梁也具有拱的作用；这种形式更能适应“V”、梯形及其他形状的河谷，布置更加灵活，结构复杂，施工难度大。
变外半径变圆心拱的特点：应力状态尽一步改善，节省工程量，结构更加复杂，施工难度更大，被广泛采用为桐坑溪双曲砌石拱坝。