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1、第十節(jié)漿砌石拱壩漿砌石拱壩的發(fā)展優(yōu)勢漿砌石拱壩在國內(nèi)拱壩建設中修建的最多,所占的比重也很大,據(jù)統(tǒng)計已建和在建的拱壩中約有90%為漿砌石拱壩。漿砌石拱壩能夠快速發(fā)展,具有如下混凝土拱壩不可代替的優(yōu)勢。(1)山區(qū)石材多土少,便于就地取材,節(jié)省鋼材、木材和水泥等三材;(2)工程量比同樣高度的混凝土重力壩約小40%左右;壩頂以以溢流;和混凝土拱壩一樣,使樞紐布置緊湊,施工導流和度汛較易解決;(3)施工技術(shù)便于群眾掌握,建壩勞動力容易解決,施工成本較低;散熱條件好、溫度控制可適當放寬。漿砌石拱壩的工作特點(1)在壩體造型方面砌石拱壩的倒懸度一般不大于1
2、/l0~1/l5。適當加大砌石拱壩的壩頂厚度,一方面可以防止壩頂產(chǎn)生裂縫,有利于壩體穩(wěn)定;另一方面在寬淺河谷修建砌石拱壩,加大頂拱厚度??稍黾铀焦暗膭偠?,有利于改善壩體應力。(2)在受力狀態(tài)方面砌石拱壩由砌石和混凝土防滲體兩部分組成,砌石本身砌縫存在,壩體實際上具有非均一和各向異性的力學性質(zhì)。壩體應力分布呈非線性關(guān)系,砌縫對壩體的變形和應力有著不可忽視的影響。目前采用的應力計算方法,一種是假定壩體為各向同性均質(zhì)體,采用與混凝土拱壩一樣的計算方法;二是為了在一定程度上能反映壩體的非均質(zhì)和各向異性,對砌體和混凝土防滲體分別采用不同的彈性模量來模
3、擬。(3)在應力控制指標方面根據(jù)我國《漿砌石壩設計規(guī)范規(guī)定:抗壓強度安全系數(shù),對基本荷載組合取3.5;特殊荷載組合取3.0,均比《混凝土拱壩設計規(guī)范》規(guī)定的相應值小0.5。容許拉應力取決于所用石料和膠結(jié)材料的標號,其值接近砌石體的極限抗拉強度,如膠結(jié)材料標強度等級為10MPa的粗料石、塊石砌體,拱冠梁底的容許拉應力為1.2MPa??傊?,與混凝土拱壩相比較,砌石拱壩的容許應力增大,安全系數(shù)相應減小漿砌石拱壩的構(gòu)造特點(一)壩體壩體材料和防滲設施基本上同于砌石重力壩.但砌石拱壩對砌體強度的要求較高。采用的砂漿標號一般為M7.5~M15號,絕大多數(shù)
4、用M10號,整個壩體都用同一標號。砌石拱壩的水泥用量一般為每砌體為l00~150kg左右。工程實踐表明,在壩體上、下游面、壩端接頭及靠近地基等部位,適當用一部分混凝土,對保證工程質(zhì)量是有利的。(二)溢流面砌石拱壩大多采用壩頂溢流。溢流面的襯護大致有下列三種:(1)混凝土或鋼筋混凝士溢流面。在砌石表面澆一層混凝土或鋼筋混凝士,混凝土層厚度一般不小于0.6~1.0m。(2)混凝土與粗料石溢流面。為節(jié)約水泥與鋼材,有些砌石拱壩只在溢流面曲線段及挑流鼻坎處用鋼筋混凝土澆筑,而在直線段則用粗料石砌筑,但要求膠結(jié)材料的標號較高。(3)粗料石溢流面。對于單
5、寬流量較小的工程,溢流面可用粗料石丁砌,要求石料質(zhì)地堅硬,表面加工平整。(三)砌體分縫早期建造的砌石拱壩大都不設收縮縫,但有些壩產(chǎn)生了不同程度的裂縫。為防止壩體開裂,可采用以下措施:(1)當氣溫接近年最高溫度時。停止砌筑;在氣溫超過年平均氣溫的季節(jié),可分段澆筑,到氣溫接近或略低于年平均氣溫時封拱,分段長度約為20m左右;在氣溫低于年平均氣溫時,施工不分縫。(2)壩體全年施工,砌筑時壩體分縫,在氣溫等于或略低于年平均氣溫時封拱。漿砌石拱壩設計注意事項(1)漿砌石拱壩宜選河谷地形狹,窄壩肩地質(zhì),條件好的壩址其布置應根據(jù)壩址地形,地質(zhì),水文等自然條
6、件以及樞紐的綜合利用要求統(tǒng)籌考慮。(2)拱壩壩軸線位置的選擇,優(yōu)先考慮拱座穩(wěn)定,并經(jīng)多方案比較確定(3)漿砌石拱壩體形的選擇,應根據(jù)壩址地形,地質(zhì)條件,泄洪方式,施工條件等合理選定.漿砌石拱壩頂部拱圈最大中心角以80°-100°為宜.在河谷較寬的壩址,宜選用非圓弧形拱圈.漿砌石拱壩懸臂梁的倒懸度不宜大于0.3:1.(4)漿砌石拱壩泄洪布置和泄洪方式的選擇,應根據(jù)工程的特點確定,當由壩體泄洪時,宜優(yōu)先考慮表孔泄洪,應重視漿砌石拱壩的溢流消能和防沖問題.水力設計應按照<<混凝土拱壩設計規(guī)范>>有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,2級建筑物的拱壩溢流布置,應經(jīng)水工模型試
7、驗驗證(5)設計時應盡量滿足拱壩連續(xù)性要求:使壩體上、下游壩面形成連續(xù)、光滑的曲面;滿足施工要求:使壩體結(jié)構(gòu)盡量簡單,壩體懸臂梁最大倒懸度不大于0.3∶1;滿足強度要求:控制施工質(zhì)量、盡量提高砌體的抗壓強度和抗拉強度,但壩體計算應力不超過規(guī)范控制值;滿足穩(wěn)定要求:拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于規(guī)定值;滿足經(jīng)濟性要求:在滿足上述要求的基礎上盡量減小壩體體積(即工程量最?。{砌石拱壩建壩實例gOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(
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