拱坝布置实例.ppt

一、基本资料
设在某一山区性河流上的狭谷地段,岩石坚硬,性质均一,具有修建拱坝的理想地形地质条件。该处的河谷地形图和地质剖面图分别如图1和图2,比例为1:1000,由水库调洪演算已定出水库设计洪水位和校核洪水位,继而根据坝的级别及库区风速和水库吹程等因素定出坝顶高程为67m,河床底高程为20m,且河床底处为可利用基岩,不需开挖,但两岸均需开挖,现要求进行拱坝的平面布置。
二、拱坝布置基本步骤
第1步:根据坝址地形图定出顶拱弦线位置,如图1的A-A线。定顶拱弦线的原则是使拱坝正好卡在沿水流方向呈漏斗形等高线的进口处。这样可使拱端受力较好,充分利用两岸雄厚的山体来维持稳定。
第2步:根据坝址地形图,地质剖面图和有关的地质查勘资料定出开挖深度,画出可利用基岩等高线地形图,一般要开挖到可利用基岩处的新鲜岩石。
因坝顶高程是67m,不是10的整倍数,在地形图上没有该等高线,需先按比例在60m和70m高程之间点绘出67m高程等高线(可假设在某处60m到70m高程之间的地面坡高均匀)。
现根据地质剖面图确定各高程开挖深度,画可利用基岩等高线地形图,只需在地质剖面图上画两岸各高程的水平连线,量原地面到可利用基岩线之间的水平距离即可得到开挖后的可利用基岩等高线。可利用基岩等高线地形图如图4所示。
第3步:确定拱坝的对称中心线。拱坝的对称中心线即为各层拱圈圆心在水平面上的轨迹线,一般分两种情况来确定:当河谷断面对称时,即以河谷对称中心线作为拱坝的对称中心线,这是最理想的情况;当河谷断面不对称时,可用顶拱或1/3坝高处拱圈弦线的垂直平分线作为该拱坝的对称中心线,其它拱圈可稍有偏差,但左、右半中心角相差不应超过5°~10°,否则将会使坝休应力不均匀。
该例属于河谷断面不对称的情况,因此,暂且取顶拱弦长的垂直平分线作为拱坝的对称中心线,如图4中的B-B线。
第4步:布置顶层拱圈。可按如下几步进行布置:
(1)根据坝顶高程和可利用基岩线在地形图上或地质剖面图上量出顶拱弦长L1,这里在地形图上量得L1=100m。
(2)选定顶拱中心角2φA ,中心角选择原则见教材。现暂取顶拱中心角为100°。
(3)计算顶拱内半径R内,确定顶拱厚度即坝顶厚度TC,再计算顶拱外半径R外。
一般坝顶厚度TC可按如下三点来确定:
第一,按坝顶有无交通要求确定。若坝顶无交通要求,则取TC≥3~5m;若坝顶有交通要求,则按交通要求确定。现按无交通要求,且坝高只有47m,故取TC=3m。
第二,用经验公式计算。计算坝顶厚度TC的经验公式多,现取其中的两个进行计算。
或
为了保证顶部拱圈的刚度,现取TC=3m。
第三,参照类似工程确定,即工程类比法。这就要查看已建成大坝的统计资料,一般坝高在40~50m的拱坝坝顶厚度为1~4m不等。
综上所述,现取坝顶厚度TC=3m。
顶拱外弧线即为拱坝的坝轴线,顶拱外弧半径
顶拱圆心O点到顶拱弦线之间的水平距离
据以上的各项计算数据可用圆规在可利用基岩等高线地形图(图4)上画出顶拱内、外弧线,布置出顶拱圈。如图4所示。