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重力坝设计中坝体构造注意事项

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•混凝土浇筑

•重力坝设计

•坝体构造

坝体构造

①廊道：为了检查坝体内部的工作状态，布设各种量测仪器，满足坝内交通和灌浆、排水的

需要，在坝内设置水平或斜向廊道或竖井。廊道沿坝高设置一层或多层，有纵向和横向两种，

断面一般为上圆下方的城门洞形。

②分缝：为适应地基变形和温度变化，沿坝轴线方向用横缝把坝分成若干个坝段，横缝间距

通常为15～20m。横缝缝面根据需要设或不设键槽,灌浆或不灌浆。在施工中，由于混凝土浇

筑能力的限制和温度控制的要求，还要设置施工缝。平行于坝轴线方向的竖向施工缝叫纵缝。

纵缝的间距一般为15～30m,可以是直缝、错缝或斜缝。缝面设键槽,并需灌浆。水平向施工缝

叫水平缝。水平缝的间距在基础约束范围以内和以外，分别为1～3m和3～6m，缝面一般均需

进行凿毛处理。

③止水：在坝体横缝内、陡坡坝段与基础接触面以及廊道和孔洞穿越横缝处的周围，必需设

置止水。止水应具有柔性，可以用金属片、橡皮、塑料片或沥青井做成。高坝上游面的横缝

止水需用两道止水片，中间设一沥青井

④坝体排水:为了减少渗水对坝体的不利影响，在坝体靠近上游防渗层的下游侧布设一排垂直

向排水管，常用多孔混凝土管，间距为2～3m，将渗水汇入廊道。

重力坝设计中需考虑哪些荷载

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•泥沙压力

•地震荷载

•重力坝设计

基本荷载

（1）坝体及其上固定设备的自重

（2）正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力

（3）相应于正常蓄水位时的静水压力

（4）相应于设计洪水位时的动水压力

（5）相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力

（6）冰压力

（7）土压力

（8）泥沙压力

（9）其他出现几率多的荷载

特殊荷载

（1）校核洪水位时的静水压力

（2）相应于校核洪水位时的扬压力

（3）相应于校核洪水位时的浪压力

（4）相应于校核洪水位时的动水压力

（5）地震荷载

（6）其他出现机率很少的荷载

重力坝设计中应力分析方法

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•应力分析方法

•重力坝设计

设计的坝体断面需满足规定的应力条件。在中国，在基本荷载组合下，重力坝坝基面的最大

垂直正应力应小于坝基容许压应力，最小垂直正应力应大于零；在地震情况下，坝基容许出

现不大的拉应力。对于坝体应力,在基本荷载组合下,下游面最大主压应力不大于混凝土的容

许压应力；上游面的最小主压应力（不计扬压力）应大于或等于0.25（为水的容重，为坝面

计算点的静水头）。应力分析的方法可归纳为理论计算和模型试验两大类。目前常用的模型

试验方法有偏光弹性试验、激光全息试验和脆性材料试验。理论计算方法有如下两种。

①重力法：又称材料力学方法。它计算简便，适用范围广，已经过模型试验和工程实践的

验证，有一套成熟的应力控制标准。重力法的主要假定是：坝体水平截面上的垂直正应力呈

直线分布，其计算公式如下：[529-03]式中[529-04]和[529-05]为作用于坝段上全部荷载的

法向力总和和对计算截面形心轴的力距总和；为计算截面面积；为计算截面积对形心轴的惯

性矩；为计算点到形心轴的距离。

②有限单元法：弹性理论中的一种数值解法。将结构划分为若干结点联系的有限个单元，

利用边界条件和连续条件，根据弹性理论列出单元的应力、应变、位移关系式和全部结点平

衡方程组。依靠电子计算机计算出坝体和坝基内各点的应力和变形。对于实体重力坝的应力

分析，一般可采用二维有限元法，属于空间性质的问题，可采用三维有限元法。

对于中、低坝，当地质条件较简单时，可只用材料力学方法计算坝的应力。对于高坝，尤

其是当地质条件复杂时，除用材料力学方法计算外，宜同时进行模型试验或采用有限元法进

行计算。

重力坝设计中溢流坝和泄水孔的布置

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•溢流坝

•水库调洪计算

在进行坝体布置时，首先要考虑溢流坝和泄水孔口的位置，要满足泄洪与放水的需要，并与

下游平顺连接，不致淘刷坝基、岸坡和相邻建筑物基础。泄水孔口高程和尺寸应根据水库调

洪计算和水力计算，结合闸门和启闭机条件确定。溢流面要求有较高流量系数，同时不产生

空蚀。坝下要设置消能工，应考虑地形、地