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1、拱壩的材料和壩體構(gòu)造(2)保證抗?jié)B性、抗凍性和低熱等方面的要求。為此,對(duì)壩體混凝土的水灰比必須嚴(yán)格控制,對(duì)較高的拱壩,壩體外部混凝土的水灰比應(yīng)限制在0.45~0.5的范圍內(nèi),內(nèi)部可為0.6~0.65。在承受高速水流和挾沙水流沖刷的部位,混凝土應(yīng)具有很好的抗磨性。用水灰比低的、振搗密實(shí)并表面抹光的混凝土,抗磨性能較高。實(shí)踐證明,水灰比大于0.55的混凝土,抗磨性能常不能滿足要求。(二)對(duì)拱壩混凝土材料的分區(qū)要求對(duì)混凝土拱壩來(lái)說(shuō),也可以根據(jù)拱壩材料所處的位置、使用要求、應(yīng)力情況把拱壩分為不同的區(qū)域,對(duì)不同區(qū)域的混凝土材料提出不同的要求,充分發(fā)揮材料的性能,真正作到物盡其用,發(fā)揮最
2、大經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于高拱壩或較厚的重力拱壩,由于應(yīng)力有較大的差異,拱端應(yīng)力可能比壩中部應(yīng)力大許多,可考慮拱端與壩的中部強(qiáng)度等級(jí)不同,可在壩體內(nèi)部、外部和拱端分別采用不同標(biāo)號(hào)的混凝土,拱端應(yīng)力較大,可提高標(biāo)號(hào),壩體內(nèi)部應(yīng)力較低,可用較低標(biāo)號(hào)同一倉(cāng)面內(nèi)最多用兩種強(qiáng)度等級(jí)混凝土,每一強(qiáng)度等級(jí)最小寬度一般不小于2m,以利于施工抗震要求,壩體中、上部是高應(yīng)力區(qū),在考慮混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)時(shí)應(yīng)予以注意溢流面及孔管內(nèi)壁的泄洪消能部位,可根據(jù)需要,需設(shè)有專門(mén)的面層,提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)、提出抗?jié)B、抗沖刷等要求,并注意提高其抗磨性和抵抗自然作用的抗風(fēng)化性拱壩壩內(nèi)主要構(gòu)造(一)拱壩分縫與接縫處理(1)拱壩分
3、縫拱壩是空間整體結(jié)構(gòu),為便于施工期間混凝土散熱和降低收縮應(yīng)力,同時(shí)為了適應(yīng)混凝土的澆鑄能力,減少地基對(duì)壩體約束的影響,防止混凝土產(chǎn)生裂縫,控制裂縫發(fā)生的位置和發(fā)展方向,拱壩壩體需要分段澆筑,各段之間必然設(shè)有收縮縫,在壩體混凝土冷卻到年平均氣溫以下或左右,混凝土充分收縮后,再用水泥漿封填,以保證壩的整體性。拱壩壩縫按位置可分為橫縫、縱縫、水平澆筑縫、壩身縫、壩踵縫、底縫、周邊縫等;按作用可分為收縮縫(即縱橫縫)、防止傳力的壩身“切縫”;按存在時(shí)間的長(zhǎng)短,可分為永久縫和臨時(shí)縫。收縮縫、水平澆筑縫為臨時(shí)縫。某些壩身“切縫“、壩踵縫、底縫和周邊縫為永久縫。(2)拱壩的橫縫橫縫是半徑向
4、的,間距一般取15~20m,也有略大于20m的。在變半徑的拱壩中,為了使橫縫與半徑向一致,必然會(huì)形成一個(gè)扭曲面。有時(shí)為了簡(jiǎn)化施工,對(duì)不太高的拱壩也可以中間高程處的徑向?yàn)闇?zhǔn),仍用鉛直平面來(lái)分縫。橫縫底部縫面與建基面或墊座面的夾角不得小于60。,并應(yīng)盡可能接近正交??p內(nèi)設(shè)鉛直向的梯形鍵槽,以提高壩體的抗剪強(qiáng)度。橫縫上游側(cè)應(yīng)設(shè)置止水片,止水片可與上游止?jié){片結(jié)合。在一定的條件下,也可將橫縫的一部分保持為永久性的明縫。當(dāng)近拱端有一岸或兩岸自壩頂?shù)侥骋桓叱谭秶鷥?nèi)的地質(zhì)條件很差,不足以承擔(dān)拱端的巨大推力時(shí),可將這一范圍內(nèi)的橫縫保持為永久縫,(3)拱壩的縱縫拱壩厚度較薄,一般可不設(shè)縱縫,對(duì)厚
5、度大于40m的拱壩時(shí),可考慮設(shè)計(jì)縱縫??v縫基本上平行于壩軸線布置,其作用主要是防止混凝土沿上下游方向收縮而產(chǎn)生裂縫。相鄰壩塊間的縱縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi),縱縫的間距約為20~40m。為方便施工,一般采用鉛直縱縫,到縫頂附近應(yīng)緩轉(zhuǎn)與下游壩面正交,避免澆筑塊出現(xiàn)尖角。國(guó)外的雙曲拱壩的縱縫只設(shè)一道,并由基底布置至一定高程即中斷。國(guó)內(nèi)的雙曲拱壩由于底寬都不很大因而不設(shè)縱縫。應(yīng)該指出,隨著混凝土施工技術(shù)的不斷改進(jìn),即使壩體厚度超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的40米,也常采用加強(qiáng)混凝土溫控措施通倉(cāng)澆鑄的辦法避免設(shè)置縱縫,如我國(guó)的二灘電站的雙曲拱壩,拱端最大厚度以達(dá)到60米,也沒(méi)有設(shè)置縱縫。青海省共和縣和貴德縣交界處的
6、黃河干流上的龍羊峽水電站中的重力拱壩剖面及壩內(nèi)部分構(gòu)造圖。電站的擋水建筑物為定圓心、定半徑的混凝土重力拱壩,壩頂高程2610m,從圖中可以看出,最寬的壩段由壩底到下游壩面共設(shè)置了3道垂直縱縫,縱縫的間距從上游壩面到下游依次為22米、18米、22米和18米不等。三條縱縫(4)拱壩縱、橫縫的灌漿橫縫和縱縫都必須進(jìn)行接縫灌漿。灌漿時(shí)壩體溫度應(yīng)降到設(shè)計(jì)規(guī)定值,縫的張開(kāi)度不宜小于0.5mm??p兩側(cè)壩體混凝土齡期,在采取有效措施后,不宜小于4個(gè)月。灌漿漿液結(jié)石達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后,壩體才能蓄水??v、橫縫將壩體切割為若干柱狀體,混凝土按此柱狀體澆筑上升??v、橫縫面上一般設(shè)有鍵槽,并進(jìn)行接縫灌漿,
7、以保持壩的整體性。縱、橫縫的設(shè)置需考慮多種因素統(tǒng)籌安排。由于縱、橫縫不僅給施工帶來(lái)許多不便,而且縫面只能傳遞壓剪應(yīng)力,難以傳遞拉應(yīng)力,是壩體的薄弱部位。因此,在滿足設(shè)計(jì)與施工的情況下,應(yīng)盡量減少縱、橫縫縫數(shù)量。(5)拱壩的墊座與周邊縫對(duì)于地形不規(guī)則的河谷或者局部有深槽時(shí),可先在拱壩與基礎(chǔ)之間先澆筑一層大體積混凝土,稱之為墊座,然后在墊座上澆筑拱壩壩體,墊座與壩體之間,在全壩上設(shè)置一道縫,稱之為拱壩的周邊縫混凝土墊座周邊縫周邊縫作用壩的體形基本對(duì)稱,壩體拉應(yīng)力在周邊縫附近消失,使墊座承受壓應(yīng)力,并向基礎(chǔ)內(nèi)