支墩壩類型

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：

①拱形面板為受壓構(gòu)件，承載能力強，可以做得較薄。支墩間距可以增大?；炷劣昧孔钌伲摻钣昧枯^多?；炷疗骄摻盍靠蛇_30～40kg/m3。施工模板也較復(fù)雜?；炷羻挝惑w積的造價高。

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:上游面由三個折面組成，兼有平板式和圓弧式的優(yōu)點，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其側(cè)向穩(wěn)定性。為了提高支墩的側(cè)向勁度或為了防寒，也可將下游部分?jǐn)U寬，使壩腔封閉，這時在結(jié)構(gòu)體形上接近寬縫重力壩。

16世紀(jì)西班牙修建的埃爾切砌石連拱壩，壩高23m,是世界上第一座支墩壩。進入20世紀(jì)以后，連拱壩有較大發(fā)展，1968年加拿大修建的馬尼克五級連拱壩，壩高214m，是當(dāng)前世界上最高的支墩壩。

大頭壩是F.A.內(nèi)茨利在1926年首先提出的。1975年巴西和巴拉圭修建的伊泰普水電站大頭壩，壩高196m，是當(dāng)前世界上最高的大頭壩。

1903年安布生設(shè)計并建造了第一座有傾斜蓋面的平板壩。1948年阿根廷建造了艾斯卡巴壩,壩高83m，是當(dāng)前世界上最高的平板壩。中國自1949年以來也建造了很多高支墩壩。

1956年建成的梅山連拱壩,壩高88.24m。1958年建成的金江平板壩,壩高54m。1960年建成的新豐江大頭壩，壩高105m。1980年建成的湖南鎮(zhèn)梯形壩，壩高129m，是中國最高的支墩壩。

與其他壩型比較，支墩壩特點是

①面板是傾斜的，可利用其上的水重幫助壩體穩(wěn)定；

②通過地基的滲流可以從支墩兩側(cè)敞開裸露的巖面逸出，作用于支墩底面的揚壓力較小，有利于壩體穩(wěn)定；

③地基中繞過面板底面的滲流，滲透途徑短，水力坡降大，單位巖體承受的滲流體積力也大，要求面板與地基的連接以及防滲帷幕都必須做得十分可靠；

④面板和支墩的厚度小，內(nèi)部應(yīng)力大，可以充分利用材料的強度；

⑤施工期混凝土散熱條件好，溫度控制較重力壩簡單；

⑥要求混凝土的標(biāo)號高，施工模板復(fù)雜，平板壩和連拱壩的鋼筋用量大，因而提高了混凝土單位體積的造價；

⑦支墩的側(cè)向穩(wěn)定性較差；在上游水壓作用下，對于高支墩，還存在縱向彎曲穩(wěn)定問題；

⑧平板壩和大頭壩都設(shè)有伸縮縫，可適應(yīng)地基變形，對地基條件的要求不是很高；連拱壩為整體結(jié)構(gòu)，對地基變形的反應(yīng)比較靈敏，要求修建在均勻堅固的巖基上；

⑨壩體比較單薄，受外界溫度變化的影響較大，特別是作為整體結(jié)構(gòu)的連拱壩,對溫度變化的反應(yīng)更為靈敏，所以支墩壩宜于修建在氣候溫和地區(qū)；

⑩可做成溢流壩，也可設(shè)置壩身式泄水管或輸水管。

支墩壩是一種輕型壩，可較重力壩節(jié)省20%～60%的混凝土，宜于修建在氣候溫和、河谷較寬、地質(zhì)條件較好、運輸條件差、天然建筑材料缺乏的地區(qū)。平板壩適用于中、低壩，連拱壩和大頭壩適用于中、高壩。

包括：①抗滑穩(wěn)定分析?？扇∫粋€壩段進行整體計算,見重力壩。復(fù)雜地基中的深層抗滑穩(wěn)定分析,可采用非線性有限單元法，考慮軟弱結(jié)構(gòu)面的非線性特性，計算其失穩(wěn)過程。②應(yīng)力分析?？刹捎貌牧狭W(xué)方法,也可采用二維或三維有限單元法，有限單元法可以更精確地反映結(jié)構(gòu)的幾何條件及地基特性對支墩應(yīng)力的影響。③抗震分析。支墩的側(cè)向勁度較小，所以除上、下游方向外，還應(yīng)進行側(cè)向抗震計算。④縱向彎曲穩(wěn)定分析。一般假定支墩由互相獨立的斜柱組成，采用歐拉法或能量法計算失穩(wěn)的臨界荷載。更精確的計算，應(yīng)考慮支墩的整體作用。支墩的穩(wěn)定和強度分析，必要時還可以采用模型試驗方法：①光彈試驗，包括普通光彈和激光全息光彈；②結(jié)構(gòu)試驗，包括脆性材料和相似材料。2100433B