《水工建筑物》课件——15.重力坝.pptxVIP

水工建筑物重力坝的泄水和消能方式

一、溢流重力坝的泄水方式溢流重力坝溢流重力坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物。因此，设计时既要满足应力和稳定条件，又要满足泄水要求：（1）足够的泄水能力；（2）泄水时，水流顺畅，无振动、无空蚀；（3）保证下游水流不产生对大坝和其他建筑物的冲刷；（4）泄洪时不影响其他建筑物正常工作。（5）闸门结构形式合理，控制灵活。

一、溢流重力坝的泄水方式1.堰顶溢流式（1）设置闸门特点：堰顶低于正常蓄水位，降低大坝高度，减少上游淹没损失，超泄能力强，使用在大中型水库中较多。（2）不设闸门特点：堰顶高程与正常蓄水位齐平，调洪能力差；但结构简单、运行管理方便。适用于洪水流量大及上游淹没损失不大的中小型工程中。

一、溢流重力坝的泄水方式2.大孔口溢流式特点：由于带胸墙，不利于排冰、排漂浮物，大孔口主要是泄洪。堰顶高程低，需设置闸门。泄流能力差，但由于堰顶高程低，可以提前泄洪，调洪能力高，适用于挡水位较高且流量较小的水库。

二、溢流重力坝的剖面设计

二、溢流重力坝的剖面设计顶部溢流段：上游曲线段采用双圆弧曲线、三圆弧曲线或椭圆曲线设计。直线段：与非溢流坝下游坝坡适应。反弧段：反弧半径R，一般R愈大，反弧段的流速分布愈均匀，动水压强小，与下游的衔接好。挑流消能，一般采用R=（8~12）hc较好（hc为校核洪水位时反弧段最低处水深）；底流消能，R宜采用10hc。挑射角一般采用20°~25°，深水河槽可采用15°~20°。挑坎高程应高于下游水位1~2m。

三、溢流重力坝的消能防冲1.底流消能通过开挖消力池或建消力坎，促使下泄水流产生淹没式水跃消能。消能效果好，对地质和尾水变化适用性强，但工程量大。

四、溢流重力坝的消能防冲2.挑流消能利用反弧段末端的挑流鼻坎，将下泄的高速水流抛射到空中，掺入大量空气，然后跌入下游河床水垫中形成水滚消能。工程量小、结构简单、检修施工方便，但冲刷严重、尾水波动大。

重力坝非溢流断面的确定

剖面设计原则重力坝非溢流坝段剖面确定在确保坝体安全（应力和稳定条件），满足运用要求的前提下,求得一个剖面尺寸最美观的坝体外形。

非溢流坝段剖面确定一、基本剖面1.上游边坡的确定：n=0～0.2。

非溢流坝段剖面确定2.下游边坡系数的确定：m=0.6～0.8。3.坝底宽度的确定：B=（0.7～0.9）H。（1）采用铅直的上游面：n=0,B=Hm；（2）采用倾斜的上游面：n=0～0.2，B=(n+m)H；（3）采用上游面上部铅直、下部分倾斜：B=(折坡点高程-坝底高程)n+Hm

非溢流坝段剖面确定二、实用剖面1.坝顶宽度确定：坝顶应有一定的宽度，以满足运用、交通要求。一般坝顶宽可取坝高的8%~10%，且不小于3m。2.坝高确定：坝顶高程应有一定超高△h=hl+hz+hc。即：坝顶高程=设计洪水位+△h设=校核洪水位+△h校取大者

课程小结上游坝面形式的确定、n的取值以及下游面m的取值，不仅要参考以往工程经验，同时应结合工程地形地质条件合理选择，再进行后期的安全稳定和应力分析计算，得到安全稳定和断面面积小的断面。

模块七/单元2重力坝荷载及荷载组合

重力坝的荷载及其组合一、重力坝的荷载1.坝体自重自重（W）=体积×容重（砼23—23.5kN/m3，浆砌石21.5—23.5kN/m3）

重力坝的荷载及其组合2.水压力-静水压力?

重力坝的荷载及其组合2.水压力-动水压力如图，溢流堰ab段，一般有很小正或者负水压力，bc段水压力也很小，都可以忽略不计，只计算反弧段cd上的动水压力。

重力坝的荷载及其组合3.扬压力混凝土内存在空隙，坝基岩石本身空隙率很小，但往往存在着节理缝隙，因此，水库蓄后，在上下游水位差的作用下，库水会经过坝体及坝基渗向下游，不但造成水头的损失，而且还产生渗透压力，使坝体的有效重量减少。

重力坝的荷载及其组合4.泥沙压力（淤积年限一般20～50年）淤沙的容重和内摩擦角随时间而变化，且各层不同，准确计算泥沙压力比较困难，只能参照经验数据，按土压力公式计算。?

重力坝的荷载及其组合5.浪压力波高2hl—从波峰到波谷的高差波长2Ll—从波峰到波峰的距离波浪中心线高度L0—波浪中心线距静水面的高度

重力坝的荷载及其组合6.冰压力：静冰压力+动冰压力，北方和高海拔地区。7.地震力地震烈度：地震对建筑物的影响程度，分为12度，烈度越大，对建筑物的影响就越大。设计烈度为7度和7度以上地震区应考虑地震力；设计烈度超过9度时，应专门研究；设计烈度在6度及6度以下时，可不考核地震力。对Ⅰ级建筑物可根据工程的重要性和遭受地震的危害性，在基本烈度基础上提高一度作为设计烈度。

二、重力坝的荷载组合荷载组合的目的：用可能同时作用的最不利荷载组合在一起，作为设计依据，使工程安全、经济、合理。分为