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连拱坝

挡水结构为拱筒的支墩坝。连拱坝可用混凝土、钢筋混凝土或浆砌石建造。由于拱的受力条件较好,连拱坝的支墩间距可以加大,能够较充分地利用材料强度,使坝体工程量减少。但连拱坝要求良好的岩石地基、坝的应力和变位对温度变化和地基变形的反应灵敏。16世纪末西班牙修建的伊尔契(Elche)坝是世界上最早的连拱坝,坝高23米。19世纪末开始有类似现今的连拱坝。1954年中国已建成佛子岭连拱坝,坝高74.

挡水结构为拱筒的支墩坝。连拱坝可用混凝土、钢筋混凝土浆砌石建造。由于拱的受力条件较好,连拱坝的支墩间距可以加大,能够较充分地利用材料强度,使坝体工程量减少。但连拱坝要求良好的岩石地基、坝的应力和变位对温度变化和地基变形的反应灵敏。

16世纪末西班牙修建的伊尔契(Elche)坝是世界上最早的连拱坝,坝高23米。19世纪末开始有类似现今的连拱坝。1954年中国已建成佛子岭连拱坝,坝高74.4米,空腹支墩,拱中心角180°。

50年代以来,连拱坝的坝高和支墩间距日趋增大。大跨度拱多设计成穹形。1968年加拿大建成的丹尼尔·约翰逊(Daniel Johnson)坝是目前世界上最高的连拱坝,坝高214米,支墩间距76米和162米(主拱)。随着坝高和支墩间距的增大,支墩和拱圈加厚,钢筋减少,甚至成为混凝土结构,有利于机械化施工,也提高了经济效果。浆砌石连拱坝可以就地取材。

溢流连拱坝布置复杂,很少采用。在连拱坝的支墩内和支墩间均可布置引水或泄水孔道。支墩间还可布置水电站厂房。连拱坝的支墩有实体式和空腹式。实体支墩厚度为拱厚的1.5~2.0倍。空腹支墩由两片墩墙和上下游面板构成,内有隔墙或隔板,墩墙厚度一般与拱厚相等。拱与支墩的连接有刚性的,也有铰接的,常采用的是刚性连接。

坝的基本剖面是在满足抗滑稳定和强度要求的条件下确定的。可以通过优化设计选择坝坡、支墩间距、拱中心角、拱与支墩厚度等。一般坝的上游坝坡45°~60°,下游坝坡70°~80°,拱中心角120°~180°,支墩间距15~25米。

连拱坝常取一个坝段(即指两个支墩中心线之间的距离)作为计算单元。其抗滑稳定计算方法与重力坝基本相同(见重力坝抗滑稳定)。连拱坝的渗透压力一般可以不计。拱筒自重计算需要考虑拱筒与支墩的连接方式,如刚性连接时需全部计入;如为铰接,则只计算其垂直支墩上游面的法向分量。支墩应力计算有材料力学法、弹性力学法及有限单元法等,可依设计精度要求选择。拱筒应力计算在顶部、底部和水位变化区段需考虑边界条件的影响,中间区段取单位拱圈按结构力学方法计算即可,拱为穹形时,则按空间结构计算。坝高在100米以上时,需作支墩纵向弯曲稳定验算。拱筒底部有齿墙嵌入地基内。有时也可在地基上作一底板或拱台支承拱筒。帷幕灌浆在齿墙部位进行。