平板壩設(shè)計(jì)

平板壩的基本尺寸應(yīng)滿足穩(wěn)定、強(qiáng)度和施工要求。考慮到簡支面板的受力條件,支墩間距較小。土基上的平板壩,支墩間距一般不超過5m,巖基上可用到12～13m。因平板壩比較單薄,需要利用更多的水重維持壩體穩(wěn)定，所以上游坡度較緩，上游坡角一般采用40°～60°，下游坡角常用60°～85°。根據(jù)工程及施工要求，面板頂部和支墩頂部的厚度,視情況一般采用0.3～0.5m。牛腿寬度一般采用0.5～1.0倍的面板厚度。

簡支面板可按簡支梁計(jì)算。荷載有上游水壓力、面板自重在計(jì)算平面內(nèi)的分力、溫度降低時(shí)牛腿作用于面板的摩擦力等。面板設(shè)計(jì)應(yīng)注意限制跨中的最大撓度，以防止產(chǎn)生裂縫。

支墩的側(cè)向抗震及縱向彎曲穩(wěn)定分析，應(yīng)考慮加勁梁的抗力作用。支墩牛腿可按懸臂梁計(jì)算，面板作用于牛腿的壓力可假定為按三角形分布的線性荷載，同時(shí)還有溫度降低時(shí)面板作用于牛腿的摩擦力。牛腿附近的應(yīng)力比較復(fù)雜，精確的分析可采用有限單元法或光彈試驗(yàn)法。

與其他形式的支墩壩比較，平板壩有下列特點(diǎn)。

①兩端簡支的平板面板，跨中承受很大的彎矩，兩端承受很大切力,受力條件差,鋼筋用量大，因此只能采用較小的支墩間距，壩的高度也不能很大。當(dāng)壩高超過30～40m時(shí),常常是不經(jīng)濟(jì)的,近來已較少修建平板壩。

②因面板與支墩之間設(shè)有伸縮縫,可適應(yīng)地基變形,高度不大的平板壩可修建在土基上。

③可作成溢流壩，因溢流面板比較單薄,單寬泄量不大,一般選用10～20m3/(s.m)。

面板與支墩的連接有以下三種形式分類:

①簡支式：面板簡支在支墩托肩（牛腿）上，接縫涂瀝青瑪蹄脂等柔性材料，并設(shè)置止水。簡支式能適應(yīng)地基和溫度變形，采用最多。

②連續(xù)板式：面板跨過支墩，每隔兩三跨設(shè)一道伸縮縫。連續(xù)式可以減小板的跨中彎矩，但在跨過支墩處產(chǎn)生負(fù)彎矩，易在迎水面產(chǎn)生裂縫，所以較少采用。

③懸臂式：面板與支墩剛性連接，在跨中設(shè)縫，要求變形小，以防接縫漏水，只能用于低壩。平板壩支墩有單支墩和雙支墩兩種形式，雙支墩用于高壩。

面板應(yīng)嵌入地基一定深度，有的工程沿地基設(shè)置大體積混凝土底座。在嚴(yán)寒地區(qū)修建平板壩，應(yīng)設(shè)下游面板，使壩腔保持一定溫度。為防止施工期產(chǎn)生裂縫，支墩應(yīng)設(shè)豎直的或傾斜的收縮縫，收縮縫需進(jìn)行灌漿。土基上的平板壩應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)底板，以減輕對地基的壓應(yīng)力。為了減小作用于底板的揚(yáng)壓力，底板應(yīng)有排水孔。有時(shí)在有底板的壩腔內(nèi)填入渣料，以增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。2100433B

由平板面板和支墩組成的支墩壩 。自1903年修建了第一座有傾斜面板的安布生平板壩以后，世界各國修建了很多中、低高度的平板壩。阿根廷在1948年修建的埃斯卡巴平板壩，壩高83m,是世界上最高的平板壩。蘇聯(lián)修建了一些土基上的溢流平板壩。中國在1958及1973年分別建成高54m的金江平板壩和高42m的龍亭平板壩。

根據(jù)面板的形式，支墩壩可分為三種類型。

支墩壩平板壩

由平板面板和支墩組成的 支墩壩 。自1903年修建了第一座有傾斜面板的安布生平板壩以后，世界各國修建了很多中、低高度的平板壩。阿根廷在1948年修建的埃斯卡巴平板壩，壩高83m,是世界上最高的平板壩。蘇聯(lián)修建了一些土基上的溢流平板壩。中國在1958及1973年分別建成高54m的金江平板壩和高42m的龍亭平板壩。

面板與支墩的連接有以下三種形式分類:

①簡支式：面板簡支在支墩托肩（牛腿）上，接縫涂瀝青瑪蹄脂等柔性材料，并設(shè)置止水。簡支式能適應(yīng)地基和溫度變形，采用最多。

②連續(xù)板式：面板跨過支墩，每隔兩三跨設(shè)一道伸縮縫。連續(xù)式可以減小板的跨中彎矩，但在跨過支墩處產(chǎn)生負(fù)彎矩，易在迎水面產(chǎn)生裂縫，所以較少采用。

③懸臂式：面板與支墩剛性連接，在跨中設(shè)縫，要求變形小，以防接縫漏水，只能用于低壩。平板壩支墩有單支墩和雙支墩兩種形式，雙支墩用于高壩。

支墩壩連拱壩

由拱形面板和支墩組成的支墩壩。

與其他形式的支墩壩比較，連拱壩有下列特點(diǎn)：

①拱形面板為受壓構(gòu)件，承載能力強(qiáng)，可以做得較薄。支墩間距可以增大。混凝土用量最少，但鋼筋用量較多。混凝土平均含鋼筋量可達(dá)30～40kg/m3。施工模板也較復(fù)雜?；炷羻挝惑w積的造價(jià)高。

②面板與支墩整體連接，對地基變形和溫度變化的反應(yīng)比較靈敏，要求修建在氣候溫和地區(qū)，且地基比較堅(jiān)固。

③上游拱形面板與溢流面板的連接比較復(fù)雜，因此很少用作溢流壩。

支墩壩大頭壩

面板由支墩上游部分?jǐn)U寬形成，稱為頭部。相鄰支墩的頭部用伸縮縫分開，為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。對于高度不大的支墩壩，除平板壩的面板外，也可用漿砌石建造。

大頭壩與寬縫重力壩結(jié)構(gòu)體型相似，其區(qū)別為

①大頭壩支墩間的空距一般大于支墩厚度，而寬縫重力壩則相反；

②大頭壩上游面的傾斜度一般較寬縫重力壩大；

③大頭壩支墩下游部分可以不擴(kuò)寬，壩腔是開敞的，而寬縫重力壩則是封閉的。

大頭壩頭部有以下三種形式：

①平板式：上游面為平面,施工簡單。但在水壓力作用下,上游面易產(chǎn)生拉應(yīng)力,引起裂縫。

②圓弧式:上游面為圓弧。作用于弧面上的水壓力向頭部中心輻集,應(yīng)力條件好,但施工模板較復(fù)雜。

③鉆石式:上游面由三個(gè)折面組成，兼有平板式和圓弧式的優(yōu)點(diǎn)，最常采用。大頭壩支墩有單支墩和雙支墩兩種形式，高壩多采用雙支墩以增強(qiáng)其側(cè)向穩(wěn)定性。為了提高支墩的側(cè)向勁度或?yàn)榱朔篮?，也可將下游部分?jǐn)U寬，使壩腔封閉，這時(shí)在結(jié)構(gòu)體形上接近寬縫重力壩。

根據(jù)面板的形式，混凝土支墩壩可分為三種類型。

(1)平板壩。面板為平板，通常簡支于支墩的托肩(牛腿)上，面板和支墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)面板與支墩的連接形式，平板壩又可以分為三種：①簡支式：面板簡支在支墩托肩上，能適應(yīng)一定的地基變形和溫度引起的脹縮，采用最多。②連續(xù)板式：面板跨過支墩，每隔兩三跨設(shè)一道伸縮縫。連續(xù)板式可以減小板的跨中彎矩，但在跨過支墩處產(chǎn)生負(fù)彎矩，在迎水面易產(chǎn)生裂縫，所以較少采用。③懸臂式：面板與支墩剛性連接，在跨中設(shè)縫，要求地基變形小，以防接縫漏水，只能用于低壩。

(2)連拱壩。上游為拱形面板與支墩連成整體，拱壩承壓能力強(qiáng)，面板可以做得很薄，支墩間距可以較大，因此使用的混凝土方量最少、鋼筋量最多。由于面板與支墩整體連接，對地基變形和溫度變化的反應(yīng)比較靈敏，要求修建在氣候變化小的地區(qū)，對地基的要求是承載力大、變形小。

(3)大頭壩。面板由支墩上游部分?jǐn)U寬形成，稱為頭部。相鄰支墩的頭部用伸縮縫分開，為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。