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水利水电工程建筑物
一、水利枢纽的概念
1、水利工程
①概念: 水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配, 以达到除害兴利的
目的而修建的工程。
②根本任务:除水害和兴水利。
2、水工建筑物:为达到防洪、发电、灌溉、供水等目的,需要修建各种不同类型的建
筑物,来控制和支配水流,这样的建筑物统称为水工建筑物。
3、水利枢纽:集中建造的几种水工建筑物配合使用,形成一个有机的综合体。
二、水工建筑物分类、作用和特点
1、水工建筑物按在枢纽中的作用分类:
挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取 (进 )水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。
2、水工建筑物特点:
①工作条件的复杂性 ②设计选型的独特性
③施工建造的艰巨性 ④工程效益的显著性
⑤环境影响的多面性 ⑥失事后的严重性
三、水利枢纽分等及水工建筑物分级
1、目的:为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,所以要对水
利枢纽及其组成的建筑物进行分等分级。
2、分等分级的依据:
首先按水利枢纽工程的规模、 效益及其在国民经济中的作用进行分等, 然后再对各组成
建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级。
四、挡水建筑物
( 一 )重力坝
1、岩基上的重力坝
重力坝的工作原理:在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠自重在滑动面上产生的抗
滑力来抵消坝前水压力满足稳定的要求, 同时依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵
消由于水压力所引起的拉应力满足强度的要求。
重力坝的类型:
按坝的高度分类为:高坝、中坝、低坝三类。
按照筑坝材料分类可分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
按照坝体的结构型式分类可分为:实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝。
按照坝体是否过水可分为:溢流坝和非溢流坝。
按照施工方法分类可分为:浇筑式混凝土重力坝和碾压式混凝土重力坝。
2、重力坝的设计内容
①总体布置 首先选择坝址、坝轴线和坝的结构型式。确定坝体与两岸及交叉建筑物联
接方式。最终确定坝体在枢纽中的布置。
②剖面设计 可参照已建的类似工程,初拟剖面尺寸。
③稳定分析 用单一安全系数法和可靠度理论法,核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱
结构面抗滑稳定安全性能。
④应力分析 用材料力学法和可靠度理论法,对坝体材料进行强度较核。
⑤构造设计 根据施工和运行要求,确定坝体细部构造 ( 廊道、排水、坝体分缝、止水
等 ) 。
⑥地基处理 地基的防渗 ( 帷幕灌浆 ) 、排水、断层、破碎带处理等。
⑦溢流重力坝和泄水孔的孔口设计。
⑧监测设计 包括坝体内部和外部的观测设计,制定大坝的运行、维护和监测条例。
3、重力坝的稳定及应力分析
①稳定分析 单一安全系数法: 抗剪强度公式 (摩擦公式) ,该方法是把滑动面看成接触
面,而不是胶结面,只计滑动面上的摩擦力,而不计凝聚力。抗剪断强度公式:分项系数极
限状态法,该方法中反映了坝体上的作用 (荷载 ) 的不定性和变异性,荷载均为随机变量。设
计状态按承载能力极限状态计算。
②应力分析 目的是为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求;并根据应力分
布情况进行坝体混凝土标号分区; 也为研究坝体某些部位的应力集中和配筋等提供依据。 方
法:模型试验法、材