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第3.2节视频 拱坝在线视频

下一节:第3.2节图文 拱坝

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第3.2节视频 拱坝课程教案、知识点、字幕

同学们好

本节课我们来共同学习

挡水和泄水建筑物中的拱坝

大家先来欣赏几张图片

张家界天门山

桂林象鼻山

陕北窑洞

隋唐巅峰之作赵州桥

我们可以发现

这些结构有一个共同特征

都是拱形结构

拱是一种主要承受轴向压力的推力结构

如图中的竖向荷载

通过拱的作用

转化为沿着拱轴线向的压力作用

利用抗压性能较好的材料

如砖石或混凝土去做拱

可以充分发挥材料的受压性能

本节课我们将要学习的拱坝

就很好的利用了拱的这一性能

拱坝与重力坝相比

筑坝材料相同

都采用混凝土或浆砌石筑坝

但二者的结构形式存在很大的差异

接下来我们来逐步认识这种坝型

本节课主要包括以下三个方面的内容

拱坝建设起源于欧洲

最古老的拱坝遗址

鲍姆拱坝建于古罗马时期

位于法国南部

坝高12m

13世纪伊朗修建的库力特拱坝

坝高达60m

20世纪

随着设计理论的提高

拱坝建设数量迅速增加

拱坝的高度也越来越高

1936年

美国建成了坝高221m的胡佛重力拱坝

瑞士

于1958年建成坝高237m的莫瓦桑拱坝

前苏联格鲁吉亚

于1984年建成了

坝高272m的英古里拱坝

建国后我国拱坝建设发展迅速

随着湖南东江

黄河第一坝龙羊峡

松花江上的白山

乌江干流上的东风

湖北清江上的隔河岩

等一批100~200m级高拱坝的建设

拱坝的设计和施工水平得到了较快发展

2000年

位于四川雅砻江下游河段

坝高240m的二滩拱坝的建成

标志着我国拱坝建设技术

达到了国际先进水平

进入21世纪

随着我国西部大开发战略

和西电东送战略的实施

黄河上的拉西瓦

澜沧江上的小湾

金沙江上的溪洛渡

雅砻江上的锦屏一级

等一批200~300m级特高拱坝的建成

标志着我国拱坝建设水平

已达到世界领先地位

其中坝高305m的锦屏一级拱坝

是目前世界最高的拱坝

锦屏一级水电站工程地质条件复杂

施工环境恶劣

技术难度大

2018年6月

荣获具有中国土木工程奥斯卡之称的

詹天佑奖

2019年7月

荣获被誉为工程咨询领域

诺贝尔奖的菲迪克工程项目杰出成就奖

图中是正在建设中的金沙江下游河段

梯级开发的第一和第二级电站

乌东德拱坝和白鹤滩拱坝

坝高分别为270m和289m

拱坝是平面上凸向上游

三向固接于基岩的空间壳体结构

可看作由支承于两岸坝肩岩体上的

一层层水平拱圈

和固结于地基上的一根根悬臂梁构成

坝体所承受的水平荷载

大部分通过拱的作用传给两岸岩体

剩余的小部分类似于重力坝一样

通过梁的作用传至坝底基岩

因此拱坝主要依靠

两岸拱端岩体反力作用维持坝体稳定

拱坝利用拱结构特点

可以充分发挥筑坝材料强度

坝体厚度薄

相同高度的拱坝与重力坝相比

体积可节省大约1/2~2/3

拱坝是整体空间结构

坝体轻韧

富有弹性

抗震能力强

安全度高

图中沙牌拱坝高132m

是我国20世纪末建成的

世界最高的碾压混凝土拱坝

抗震设防烈度为Ⅶ度

5.12汶川大地震震中

距离坝址大约36km

波及到坝址的影响烈度大约Ⅸ度

地震发生时水库水位为正常蓄水位

震后检查坝体未发现明显的破坏

拱坝坝身泄流布置复杂

随着设计理论的提高

拱坝不仅可以通过坝顶溢流

还可以在坝身开设大孔口泄流

但由于拱轴线为曲线

下泄水流向心集中

会加剧对河床及岸坡的冲刷

这对拱坝坝身泄水的体型

布置

运用管理

以及消能提出了更高的要求

地形条件是决定拱坝的结构型式

工程布置以及经济性的主要因素

理想的地形应是河谷狭窄

左右岸对称

岸坡平顺无突变

在平面上向下游收缩

河谷在平面上向下游收缩

拱端下游可利用岩体多

有利于坝体的稳定

拱坝河谷的形状特征

用宽高比L/H来表示

L为坝顶高程处的河谷宽度

H为最大坝高

拱坝的厚薄程度

用厚高比T/H来区分

T为坝底最大厚度

H为最大坝高

下面我们来看一下二者之间的关系

宽高比越小

河谷越狭窄

拱作用越大

坝体承受的大部分荷载

通过拱作用传给两岸山体

坝体可以越薄

实践证明

对于宽高比L/H小于1.5的

深切河谷适合修建薄拱坝

其对应厚高比T/H小于0.2

对于宽高比1.5≤L/H≤3.0的稍宽河谷

最适合修建中厚拱坝

其对应厚高比0.2≤T/H≤0.35

对于宽高比3.0<L/H≤4.5的宽河谷

多修建重力拱坝

其厚高比T/H>0.35

对于L/H>4.5的宽浅河谷

由于拱的作用已经很小

一般认为不太适合修建拱坝

但随着拱坝技术水平的提高

已有一些成功的实例突破了这个界限

比如美国的奥本拱坝

坝高210m

宽高比6.0

厚高比0.29

不同河谷即使宽高比相同

其断面形状也可能相差很大

图示代表两种不同类型的河谷形状

a图为V形河谷

b图为U形河谷

对于左右对称的V形河谷

拱作用发挥较好

这类河谷形状

适合建厚度相对较薄的双曲拱坝

U形河谷中梁承担荷载较大

适合建厚度较大的单曲拱坝

那么如何定义这两种坝型呢

单曲拱坝是指只有水平向曲率

而各悬臂梁的上游面呈铅直的拱坝

图中的响洪甸拱坝就采用这种形式

响洪甸拱坝是在建国初期

我国自行设计建造的

第一座混凝土重力拱坝

最大坝高87.5m

1956年4月开工

1958年7月竣工

为根治淮河水患

2万多的治淮大军

用两年多的时间建成了

当时淮河流域最大的水库

双曲拱坝

是指水平向和竖直向都有曲率的拱坝

双曲拱坝不仅有水平拱的作用

而且也有竖向拱的作用

受力条件好

尽管结构复杂

施工不便

但狭窄河谷中的拱坝

大都采用这种形式

图示为广东泉水双曲薄拱坝

坝高80m

厚高比0.112

拱坝对地质条件的要求

比其他任何坝型都要高

河谷两岸的基岩

必须能够承受拱端传来的巨大推力

在任何情况下都应保持稳定

不致危及坝体的安全

理想的地质条件应该是

基岩质地均匀

坚固完整

有足够的强度

透水性小

能抵抗水的侵蚀

耐风化

岸坡稳定

没有大的断裂

拱坝坝肩岩体的稳定是拱坝安全的前提

据不完全统计

国内外曾发生过

影响拱坝安全运行或破坏的事例

共有45起中

由于稳定出问题的有28起

占62%

遭到破坏以致完全不能使用的拱坝

共有6座

全部是由稳定引起的

1959年12月

法国马尔巴塞拱坝溃决

就是由于左坝肩岩体失稳造成的

因此在工程选址时

必须认真查明工程地质条件

针对不同的地质情况

采取安全

经济

妥善的地基处理措施

以确保大坝安全

这是我们本节课所要学习的内容

同学们再见

水利水电工程概论课程列表:

第一章 绪论

-1.1 水资源

--第1.1节视频 水资源

--第1.1节测试 水资源

--第1.1节图文 水资源

-1.2 水利工程

--第1.2节视频 水利工程

--第1.2节测试 水利工程

--第1.2节图文 水利工程

-1.3 古代时期中国水利工程的发展

--第1.3节视频 古代时期中国水利工程发展

--第1.3节图文 古代时期中国水利工程的发展

--第1.3节测试 古代时期中国水利工程的发展

-1.4 新中国水利工程建设成就

--第1.4节视频 新中国水利工程建设成就

--第1.4节测试 新中国水利工程建设成就

--第1.4节图文 新中国水利工程建设成就

-第一章测试 绪论

-第一章讨论 绪论

第二章 水利枢纽与水工建筑物

-2.1 水利枢纽与水工建筑物

--第2.1节视频 水利枢纽与水工建筑物

--第2.1节测试 水利枢纽与水工建筑物

--第2.1节图文 水利枢纽与水工建筑物

-2.2 我国典型水利枢纽

--第2.2节视频 我国典型水利枢纽

--第2.2节测试 我国典型水利枢纽

--第2.2节讨论 我国典型水利枢纽

--第2.2节图文 我国典型水利枢纽

-第二章测试 水利枢纽与水工建筑物

-第二章讨论 水利枢纽与水工建筑物

第三章 挡水和泄水建筑物

-3.1 重力坝

--第3.1节视频 重力坝

--第3.1节测试 重力坝

--第3.1节图文 重力坝

--第3.1节拓展 向家坝

-3.2 拱坝

--第3.2节视频 拱坝

--第3.2节图文 拱坝

--第3.2节测试 拱坝

--第3.2拓展 锦屏一级

-3.3 土石坝

--第3.3节视频 土石坝

--第3.3节图文 土石坝

--第3.3节测试 土石坝

--第3.3节拓展 糯扎渡

-3.4 岸边溢洪道

--第3.4节视频 岸边溢洪道

--第3.4节图文 岸边溢洪道

--第3.4节测试 岸边溢洪道

-3.5 水工隧洞

--第3.5节视频 水工隧洞

--第3.5节图文 水工隧洞

--第3.5节测试 水工隧洞

-3.6 坝身泄水底孔

--第3.6节视频 坝身泄水底孔

--第3.6节图文 坝身泄水底孔

--第3.6节测试 坝身泄水底孔

-第三章测试 挡水和泄水建筑物

-第三章讨论 挡水和泄水建筑物

第四章 引调水建筑物

-4.1 水闸

--第4.1节视频 水闸

--第4.1节图文 水闸

--第4.1节测试 水闸

-4.2 渠首

--第4.2节视频 渠首

--第4,2节图文 渠首

--第4.2节测试 渠首

-4.3 渠系建筑物

--第4.3节视频 渠系建筑物

--第4.3节图文 渠系建筑物

--第4.3节测试 渠系建筑物

--第4.3节拓展 新型输水管道预应力钢筒混凝土管(PCCP)简介

-第四章测试 引调水建筑物

-第四章讨论 引调水建筑物

第五章 水电站及水电站建筑物

-5.1 水利发电原理和特点

--第5.1节视频 水利发电原理和特点

--第5.1节图文 水利发电原理和特点

--第5.1节测试 水力发电基本原理与特点

--第5.1节拓展视频 三峡水电站

-5.2 坝式水电站

--第5.2节视频 坝式水电站

--第5.2节图文 坝式水电站

--第5.2节测试 坝式水电站

--第5.2节拓展 乌东德水电站

-5.3 引水式电站

--第5.3节视频 引水式电站

--第5.3节图文 引水式电站

--第5.3节测试 引水式水电站

-第五章测试 水电站及水电站建筑物

-第五章讨论 水电站及水电站建筑物

第六章 农业水利工程

-6.1 灌溉与排水

--第6.1节视频 灌溉与排水

--第6.1节图文 灌溉与排水

--第6.1节测试 灌溉与排水

-6.2 节水灌溉

--第6.2节视频 节水灌溉

--第6.2节图文 节水灌溉

--第6.2节测试 节水灌溉

-第六章测试 农业水利工程

-第六章讨论 农业水利工程

第七章 防洪治河工程

-7.1 防洪措施与河道整治工程

--第7.1节视频 防洪措施与河道整治工程

--第7.1节图文 防洪措施与河道整治工程

--第7.1节测试 防洪措施与河道整治工程

-7.2 堤防与分(蓄、滞)洪工程

--第7.2节视频 堤防与分(蓄、滞)洪工程

--第7.2节图文 堤防与分(蓄、滞)洪工程

--第7.2节测试 堤防与分(蓄、滞)洪工程

-第七章测试 防洪治河工程

-第七章讨论 防洪治河工程

思政讨论

-习主席在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话内容

第八章 城市水务工程

-8.1 城市水务的概念及发展历程

--第8.1节视频 城市水务的概念及发展历程

--第8.1节图文 城市水务的概念及发展历程

--第8.1节讨论 城市水务的概念及发展历程

-第八章测试 城市水务工程

-第八章讨论 城市水务工程

第九章 水利工程施工

-9.1 施工导截流

--第9.1节视频 施工导截流

--第9.1节图文 施工导截流

--第9.1测试 施工导截流

-9.2 坝基处理与土石坝施工

--第9.2节视频 坝基处理与土石坝施工

--第9.2节图文 地基处理与土石坝施工

--第9.2节测试 地基处理和土石坝施工

-9.3 混凝土坝施工和地下洞室施工

--第9.3节视频 混凝土坝和地下洞室施工

--第9.3节图文 混凝土坝和地下洞室施工

--第9.3节测试 混凝土坝和地下洞室施工

-9.4 水工建筑物智能建造技术

--第9.4节视频 水工建筑物智能建造技术

--第9.4节图文 水工建筑物智能建造技术

--第9.4节测试 水工建筑物智能建造技术

-第九章测试 水利工程施工

-第九章讨论 水利工程施工

第十章 水利水电工程运行管理

-10.1 水库大坝运行管理

--第10.1节视频 水库大坝运行管理

--第10.1节图文 水库大坝运行管理

--第10.1节测试 水库大坝运行管理

-10.2 水库信息化

--第10.2节视频 水库信息化

--第10.2节图文 水库信息化

--第10.2节测试 水库信息化

-第十章测试 水利水电工程运行管理

-第十章讨论 水利水电工程运行管理

第十一章 生态水利工程学

-11.1 生态水利工程学

--第11.1节视频 生态水利工程学

--第11.1节图文 生态水利工程学

--第11.1节测试 生态水利工程学

-11.2 河流廊道生态工程技术

--第11.2节视频 河流廊道生态工程技术

--第11.2节图文 河流廊道生态工程技术

--第11.2节测试 河流廊道生态工程技术

-11.3 水库多目标生态调度技术

--第11.3节视频 水库多目标生态调度技术

--第11.3节 图文 水库多目标生态调度技术

--第11.3节 测试 水库多目标生态调度技术

-第十一章测试 生态水利工程学

-第十一章讨论 生态水工学

第3.2节视频 拱坝笔记与讨论

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