《水利水电工程概论课件-第4章-2节拱坝》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水利水电工程概论课件-第4章-2节拱坝（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节 拱坝(arch dam)图片名称：猫跳河红岩水电站图片名称：猫跳河红岩水电站电站地点：贵州修文电站地点：贵州修文所在河流：猫跳河所在河流：猫跳河所在水系：长江水系所在水系：长江水系主要坝型：双曲拱坝主要坝型：双曲拱坝坝顶高程：坝顶高程：890890米米最大坝高：最大坝高：6060米米猫跳河红岩猫跳河红岩水电站水电站二滩双曲拱坝二滩双曲拱坝图片名称：二滩水电站图片名称：二滩水电站 电站地点：四川省攀枝花市电站地点：四川省攀枝花市所在河流：雅砻江所在河流：雅砻江所在水系：长江水系所在水系：长江水系主要坝型：混凝土拱坝主要坝型：混凝土拱坝坝高：坝高：240 240 米米石石门门拱拱坝坝图片名
2、称：石门水库图片名称：石门水库电站地点：陕西汉中电站地点：陕西汉中所在河流：褒河所在河流：褒河所在水系：黄河水系所在水系：黄河水系主要坝型：混凝土拱坝主要坝型：混凝土拱坝坝顶高程：米坝顶高程：米最大坝高：最大坝高：8888米米湖南东江拱坝湖南东江拱坝凤滩拱坝凤滩拱坝普定碾压混凝土拱坝普定碾压混凝土拱坝一、拱坝的特点一、拱坝的特点1 1、拱坝的结构、拱坝的结构拱拱坝坝是是固固接接在在基基岩岩上上的的空空间间壳体结构。壳体结构。拱：在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构叫拱：在竖向荷载作用下能产生水平推力的结构叫拱式结构拱式结构三铰拱三铰拱三铰拱三铰拱固端拱固端拱固端拱固端拱二铰拱二铰拱二铰拱二铰拱
3、曲梁曲梁曲梁曲梁重力坝：是胶结在基岩上的一个变截面悬臂梁。是一重力坝：是胶结在基岩上的一个变截面悬臂梁。是一个静定结构，它所受的荷载通过悬臂梁的作用传到地个静定结构，它所受的荷载通过悬臂梁的作用传到地基。这个计算模型就决定了它的安全准则主要是抗滑基。这个计算模型就决定了它的安全准则主要是抗滑稳定和无拉应力，也决定了它的断面非常肥大。稳定和无拉应力，也决定了它的断面非常肥大。拱坝：是一个三边嵌固在拱坝：是一个三边嵌固在基岩上的变曲率、变厚度基岩上的变曲率、变厚度的多次超静定空间壳体结的多次超静定空间壳体结构。构。2 2、 拱梁系统的含义拱梁系统的含义拱梁系统的含义拱梁系统的含义拱拱拱拱坝坝坝坝是
4、是是是一一一一种种种种空空空空间间间间壳壳壳壳体体体体结结结结构构构构，也也也也可可可可视视视视为为为为由由由由梁梁梁梁拱组成。拱组成。拱组成。拱组成。在在在在水水水水平平平平方方方方向向向向上上上上可可可可切切切切割割割割为为为为许许许许多多多多拱拱拱拱圈圈圈圈，拱拱拱拱圈圈圈圈的的的的两端支承于岩座；两端支承于岩座；两端支承于岩座；两端支承于岩座；在在在在垂垂垂垂直直直直方方方方向向向向可可可可分分分分割割割割成成成成许许许许多多多多垂垂垂垂直直直直的的的的悬悬悬悬臂臂臂臂梁梁梁梁，梁的下端支承于坝基。梁的下端支承于坝基。梁的下端支承于坝基。梁的下端支承于坝基。拱坝在主要荷载拱坝在主要荷载
5、径向压力作用下，由于拱坝是一个整体径向压力作用下，由于拱坝是一个整体的空间受力结构，因此它必然在梁上产生应力，也在拱向的空间受力结构，因此它必然在梁上产生应力，也在拱向产生应力。如果在梁上产生的那一部分荷载叫做梁承担的产生应力。如果在梁上产生的那一部分荷载叫做梁承担的荷载，在拱上产生应力的另一部分荷载叫拱承担的荷载，荷载，在拱上产生应力的另一部分荷载叫拱承担的荷载，那么径向压力可以分成两部分，其分配图为：那么径向压力可以分成两部分，其分配图为：因此，以后因此，以后如果我们说如果我们说某荷载由拱某荷载由拱梁共同承担梁共同承担则表示在该则表示在该荷载作用下荷载作用下,在拱和梁向在拱和梁向均产生应力
6、。均产生应力。重重重重力力力力坝坝坝坝在在在在所所所所受受受受的的的的荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下，只只只只在在在在梁梁梁梁向向向向产产产产生生生生应应应应力力力力，处处处处于于于于平平平平面面面面应应应应力力力力状状状状态态态态，所所所所以以以以荷荷荷荷载载载载全全全全由由由由梁梁梁梁承担。承担。承担。承担。拱拱拱拱坝坝坝坝所所所所承承承承受受受受的的的的水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载大大大大部部部部分分分分通通通通过过过过拱拱拱拱的的的的作作作作用用用用传传传传给给给给两两两两岸岸岸岸岩岩岩岩体体体体；小小小小部部部部分分分分通通通通过过过过梁梁梁梁的的的的作作作作用用用用传
7、传传传到到到到坝坝坝坝底基岩。底基岩。底基岩。底基岩。因此，拱坝稳定主要指两岸坝肩稳定。因此，拱坝稳定主要指两岸坝肩稳定。因此，拱坝稳定主要指两岸坝肩稳定。因此，拱坝稳定主要指两岸坝肩稳定。3、空间整体作用的特点、空间整体作用的特点: 拱拱坝坝四四周周嵌嵌固固于于基基岩岩，属属于于高高次次超超静静定定结结构构，当当发发生生超超载载或或产产生生局局部部裂裂缝缝时时，坝坝体体拱拱梁梁作作用用自自行行调调整整，坝坝体体的的应应力力将将重重新新分分配配，原原来来低低应应力力区区的的应应力力增增大大，高高应应力力不不再再增增长长，裂裂缝缝停停止止发发展展甚甚至至闭闭合合。根根据据国国内内外外拱拱坝坝结结
8、构构模模型型实实验验成成果果表表明明，拱拱坝坝的的超超载载能能力力可可达达到设计荷载的到设计荷载的511倍。倍。实实例例：意意大大利利瓦瓦依依昂昂（Vajont）双双曲曲拱拱坝坝，1961年年建建成成，坝坝顶顶长长，顶顶宽宽，底底宽宽，最最大大坝坝高高，是是当当时时世世界界上上最最高高的的混混凝凝土土薄薄拱拱坝坝。1963年年10月月9日日晚晚，由由于于连连续续降降雨雨，水水库库水水位位上上涨涨，左左岸岸靠靠坝坝的的上上游游发发生生大大体体积积岩岩石石滑滑坡坡，近近3亿亿m3的的滑滑坡坡体体以以40m/s的的速速度度滑滑入入水水库库并并冲冲上上右右岸岸，掀掀起起150m高高的的涌涌浪浪，涌涌浪
9、浪溢溢过过坝坝顶顶，冲冲向向下下游游，致致使使2600人人丧丧生生，但但拱拱坝坝并并未未破破坏坏，仅仅在在坝坝肩肩附附近近的的坝坝内内发发生生二二、三三条条裂裂缝缝。据据估估算算，拱拱坝坝当当时时已已承承受受住住相相当当于于8倍倍设设计计荷荷载载的的作作用用力力，由由此此可可见见该该拱拱坝坝的的超超载能力。载能力。意大利瓦依昂（意大利瓦依昂（意大利瓦依昂（意大利瓦依昂（VajontVajont）双曲拱坝）双曲拱坝）双曲拱坝）双曲拱坝4、拱坝、拱坝具有较高的抗震能力具有较高的抗震能力: 拱拱坝坝是是一一个个整整体体的的空空间间壳壳体体结结构构，坝坝体体轻轻韧韧而而富富有有弹弹性性。当当基基础础及
10、及坝坝肩肩岩岩体体稳稳定定时时，其其抗抗震震能力较强。能力较强。5、荷载特点、荷载特点:对对于于拱拱坝坝，温温度度荷荷载载是是主主要要荷荷载载之之一一。拱拱坝坝周周边边固固接接于于基基岩岩上上，温温度度变变化化及及地地基基变变形形等等对对坝坝体体应应力力有有显显著著影影响响。据据实实测测资资料料分分析析表表明明，由由温温度变化引起的径向位移，约占总位移的度变化引起的径向位移，约占总位移的1/32/3。6、坝身泄流及施工较为复杂、坝身泄流及施工较为复杂拱拱坝坝坝坝身身较较为为单单薄薄，坝坝身身溢溢流流可可能能引引起起坝身及闸门振动，致使材料疲劳；坝身及闸门振动，致使材料疲劳；坝坝身身下下泄泄水水
11、流流具具有有向向心心集集中中作作用用，挑挑距距不远，易于造成对河床及河岸冲刷；不远，易于造成对河床及河岸冲刷；坝坝身身开开设设泄泄水水孔孔会会破破坏坏拱拱坝坝作作用用并并使使孔孔口周边应力复杂。口周边应力复杂。拱坝施工过程拱坝施工过程 二、拱坝的分类二、拱坝的分类1 1、按高度分：、按高度分：高（高（H70mH70m）、中、低（）、中、低（H H30m30m）2 2、按厚高比分：、按厚高比分：T TB B/H /H 0.2 0.2 薄拱坝；薄拱坝；T TB B/H = 0.20.35 /H = 0.20.35 中厚拱坝；中厚拱坝；T TB B/H /H 0.35 0.35 厚拱坝或重力拱坝厚拱
12、坝或重力拱坝3 3、按结构分：、按结构分：周边固定拱坝周边固定拱坝周边缝拱坝周边缝拱坝有重力墩的拱坝有重力墩的拱坝空腹拱坝空腹拱坝铰拱坝铰拱坝预应力拱坝预应力拱坝4 4、 按坝体曲率分：按坝体曲率分：单曲拱坝单曲拱坝；双曲拱坝双曲拱坝坝面在垂直方向上曲率不为零坝面在垂直方向上曲率不为零单曲拱坝单曲拱坝单曲拱坝单曲拱坝: : : :又称为定外半径定中心角拱。又称为定外半径定中心角拱。又称为定外半径定中心角拱。又称为定外半径定中心角拱。对对对对U U U U型或矩形断面的河谷，其宽度上下相差不大，型或矩形断面的河谷，其宽度上下相差不大，型或矩形断面的河谷，其宽度上下相差不大，型或矩形断面的河谷，其
13、宽度上下相差不大，各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需下游半径变化以适应坝厚变化的要求。下游半径变化以适应坝厚变化的要求。下游半径变化以适应坝厚变化的要求。下游半径变化以适应坝厚变化的要求。特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和泄水孔及其设备，但当河谷上宽下窄时（泄水孔及其设备，但当河谷上宽下窄时（泄水孔及其设备，但当河
14、谷上宽下窄时（泄水孔及其设备，但当河谷上宽下窄时（V V V V型河谷）型河谷）型河谷）型河谷），下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，要求加大坝体厚度要求加大坝体厚度要求加大坝体厚度要求加大坝体厚度, , , ,不经济。不经济。不经济。不经济。单曲拱坝单曲拱坝单曲拱坝单曲拱坝双曲拱坝：双曲拱坝：双曲拱坝：双曲拱坝：在在在在底底底底部部部部狭狭狭狭窄窄窄窄的的的的V V V V形形形形河河河河谷谷谷谷，若若若若仍仍仍仍用用用用等等等等半半半半径径径径式式式式
15、拱拱拱拱坝坝坝坝，势势势势必必必必使使使使底底底底部部部部中中中中心心心心角角角角过过过过小小小小而而而而加加加加大大大大拱拱拱拱厚厚厚厚。为为为为此此此此宜宜宜宜将将将将各各各各层层层层拱拱拱拱圈圈圈圈的的的的外外外外半半半半径径径径从从从从上上上上到到到到下下下下逐逐逐逐渐渐渐渐减减减减小小小小，以以以以使使使使各各各各层层层层拱拱拱拱圈圈圈圈的的的的中中中中心心心心角角角角尽尽尽尽量量量量接接接接近近近近，这这这这种种种种布布布布置置置置坝坝坝坝体体体体在在在在水水水水平平平平面面面面和和和和铅铅铅铅直直直直面面面面均均均均呈呈呈呈曲曲曲曲线线线线形形形形，称称称称为为为为双双双双曲曲曲
16、曲拱坝。拱坝。拱坝。拱坝。双双双双曲曲曲曲拱拱拱拱坝坝坝坝5 5、 按水平拱的形式分：按水平拱的形式分：圆弧拱坝；圆弧拱坝；二心圆拱坝；二心圆拱坝；三心圆拱坝；三心圆拱坝；抛物线拱坝；抛物线拱坝；椭圆拱坝；椭圆拱坝；对数螺旋线拱坝；对数螺旋线拱坝；双曲线拱坝。双曲线拱坝。6 6、按水平拱的厚度变化分：、按水平拱的厚度变化分：等厚拱坝；等厚拱坝；变厚拱坝变厚拱坝（厚度向拱端逐渐增加的厚度向拱端逐渐增加的圆拱圆拱、拱端局部加厚的圆拱拱端局部加厚的圆拱） 三、拱坝对地形的要求三、拱坝对地形的要求拱坝对地形的要求主要从四方面考虑：拱坝对地形的要求主要从四方面考虑：1 1、河谷狭窄、河谷狭窄: :用来描
17、述河谷宽窄的参数是河谷的宽高比用来描述河谷宽窄的参数是河谷的宽高比 n=L/H=n=L/H=坝顶处河谷的宽度坝顶处河谷的宽度/ /最大坝高最大坝高当当n n小时，河谷狭窄，拱的作用大，因此坝小时，河谷狭窄，拱的作用大，因此坝可以修的很薄可以修的很薄根据一般经验有：根据一般经验有：n n2 2时，适于修建薄拱坝，时，适于修建薄拱坝，T/HT/Hn=23n=23时，中厚拱坝，时，中厚拱坝，T/HT/Hn= 34n= 34时，厚拱坝时，厚拱坝 ，T/H T/H n n4 4时，重力坝或拱形重力坝时，重力坝或拱形重力坝2 2、 河谷的断面形状河谷的断面形状 典型的河谷断面形状有三种：典型的河谷断面形状
18、有三种：这三种断面即使在宽高比相同的情况下，这三种断面即使在宽高比相同的情况下，所修的拱坝的厚薄、形状都不一样。所修的拱坝的厚薄、形状都不一样。V V形形河河谷谷：上上宽宽下下窄窄，在在下下部部虽虽然然水水压压力力较较大大，但但拱拱的的跨跨度度较较小小，拱拱承承担担的的荷荷载载较较大大，拱拱作作用用发发挥挥较较充充分分，因因此此坝坝可可以修的较薄、经济。以修的较薄、经济。U U形形河河谷谷：靠靠近近底底部部处处拱拱跨跨较较大大，拱拱的的作作用用显显著著降降低低，梁梁的的作作用用相相应应增增大大，因因此坝底部较厚。此坝底部较厚。梯形河谷介于二者之间。梯形河谷介于二者之间。V V形河谷形河谷U U
19、形河谷形河谷宽高比相同河谷形状不同的两宽高比相同河谷形状不同的两种情况（种情况（V V形和形和U U形）形） 3 3、河谷顺河流方向的形状、河谷顺河流方向的形状以平顺河流或呈收缩形河流较好，要避免河以平顺河流或呈收缩形河流较好，要避免河道的出口和转弯处。道的出口和转弯处。4 4、河谷对称性河谷对称性河谷对称，拱坝的应力、稳定比较均匀平顺，局部不河谷对称，拱坝的应力、稳定比较均匀平顺，局部不对称的河谷，往往造成应力集中，因此拱坝一般比较对称的河谷，往往造成应力集中，因此拱坝一般比较适合于对称河谷，当河谷不对称时，可以经过一定的适合于对称河谷，当河谷不对称时，可以经过一定的处理使之对称。处理使之对
20、称。挖推力墩重力墩翼墙砼塞周边缝上重下拱四、拱坝对地质的要求四、拱坝对地质的要求由由于于拱拱坝坝的的安安全全的的关关键键是是拱拱座座的的稳稳定定问问题题，而而且且拱拱座座的的位位移移将将引引起起坝坝内内较较大大的的应应力力。特特别别是是不不对对称称位位移移会会产产生生较较为为不不利利的的应应力力，因因此此，拱拱坝坝从从一一开开始始就就对对两两岸岸的的地地质质条条件件提提出出了了严严格格的的要求，较理想的地质条件是：要求，较理想的地质条件是：基基岩岩比比较较均均匀匀、坚坚硬硬完完整整、有有足足够够的的强强度度、透透水水性性小小，抗抗风风化化。二二岸岸拱拱座座附附近近河河岸岸边边坡坡稳稳定定，整整
21、体体性性好好，没没有有大大的的断断裂裂构构造造和和软软弱弱夹夹层层，在在荷载作用下不产生大的变形。荷载作用下不产生大的变形。 随随随随着着着着拱拱拱拱坝坝坝坝建建建建设设设设的的的的不不不不断断断断发发发发展展展展，拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的地地地地形形形形、地地地地质质质质条条条条件件件件越越越越来来来来越越越越复复复复杂杂杂杂。搞搞搞搞清清清清各各各各种种种种地地地地形形形形、地地地地质质质质条条条条件件件件对对对对拱拱拱拱坝坝坝坝应应应应力力力力、稳稳稳稳定定定定及及及及变变变变形形形形的的的的影影影影响响响响以以以以及及及及相相相相应应应应的的的的处处处处理理理理措措措措施施施施，是是是
22、是设设设设计计计计拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的首首首首要要要要任任任任务务务务，在在在在这这这这方方方方面面面面国国国国内内内内外外外外已已已已经经经经积积积积累累累累了了了了大大大大量的经验，有不少的成功的例子。量的经验，有不少的成功的例子。量的经验，有不少的成功的例子。量的经验，有不少的成功的例子。1 1、 变形参数变形参数变形参数变形参数E E、u u：均匀：均匀：均匀：均匀2 2、 强度参数强度参数强度参数强度参数R R、C C、f f：有足够的强度：有足够的强度：有足够的强度：有足够的强度3 3、 抗渗性抗渗性抗渗性抗渗性K K、JJ：渗透性小：渗透性小：渗透性小：渗透性小4 4、 耐久
23、性：抗侵蚀、抗风化耐久性：抗侵蚀、抗风化耐久性：抗侵蚀、抗风化耐久性：抗侵蚀、抗风化 以以以以上上上上四四四四方方方方面面面面均均均均要要要要求求求求无无无无地地地地质质质质上上上上的的的的缺缺缺缺陷陷陷陷：没没没没有有有有大大大大的的的的断裂构造和软弱夹层等。断裂构造和软弱夹层等。断裂构造和软弱夹层等。断裂构造和软弱夹层等。实实际际很很难难找找到到理理想想地地质质条条件件，坝坝基基总总存存在在节节理理，裂裂隙隙，软软弱弱层层局局部部断断裂裂破破碎碎，因因此此，必必须须查查明明工工程程地地质质情情况况，采采取取妥妥善善的的处处理理措措施施，使使其其满满足足设设计要求。计要求。如如龙龙羊羊峡峡拱
24、拱坝坝，高高178m178m，基基岩岩被被众众多多的的断断层层和和裂裂缝缝切切割割，岩岩体体破破碎碎，且且位位于于9 9度度强强震震区区，但但基基础础经经过过处处理理后后，达达到到了了设设计计要要求求；瑞瑞士士的的康康脱脱拉拉拱拱坝坝，有有顺顺河河向向陡陡倾倾角角断断层层，宽宽3m3m4m4m，断断层层本本身身挤挤压压破破碎碎严严重重，但但经经过过基基础础处处理理，成成功功地地建建成成了了高高220m220m的拱坝。的拱坝。五、拱坝的发展概述五、拱坝的发展概述 1 1、拱坝发展阶段拱坝发展阶段 、拱坝建设的萌芽阶段（、拱坝建设的萌芽阶段（18541854年以前）年以前） 、拱坝建设的起步阶段（
25、、拱坝建设的起步阶段（1854185419171917年）年） 、拱坝建设的成熟阶段（、拱坝建设的成熟阶段（1917191719601960年）年） 、拱坝建设的熟练阶段（、拱坝建设的熟练阶段（19601960年至今）年至今）、拱坝建设的萌芽阶段（、拱坝建设的萌芽阶段（18541854年以前）年以前） 人人类类修修建建拱拱坝坝始始于于罗罗马马时时期期，是是类类比比砌砌石石圆圆拱拱结结构构及及桥桥梁梁等等建建筑筑物物。将将拱拱坝坝当当作作一一个个放放在在水水中中的的铅铅直直圆圆筒筒来来考考虑虑。计计算算公式就是普通的公式就是普通的薄壁圆筒薄壁圆筒公式。公式。似似现现代代拱拱坝坝的的挡挡水水建建筑
26、筑物物：如如法法国国的的鲍鲍姆姆(Baume)(Baume)拱拱坝坝，西西班班牙牙的的阿阿尔尔曼曼扎扎(Almanza)(Almanza)、阿阿里里肯肯特特（AlicanteAlicante）、埃埃尔尔切切（ElcheElche）拱拱坝坝，意意大大利利的的高高桥桥（Ponte Ponte AltoAlto）拱拱坝坝等等。其其中中高高桥桥拱拱坝坝于于年年建建成成时时仅仅米米，以以后后随随着着水水库库不不断断淤淤积积不不断断加加高高，共共加加高高次次，最最后后一一次次是是年年加加高高至至3939米米。这这座座坝坝的的建建设设过过程程充充分分体体现现了了人人们们单单凭凭经经验验在在实实践践中中摸索前
27、进的过程。摸索前进的过程。意大利的高桥（意大利的高桥（意大利的高桥（意大利的高桥（Ponte AltoPonte AltoPonte AltoPonte Alto）拱坝于）拱坝于）拱坝于）拱坝于1612161216121612年建成时仅年建成时仅年建成时仅年建成时仅米，以后随着水库不断淤积不断加高，共加高次，米，以后随着水库不断淤积不断加高，共加高次，米，以后随着水库不断淤积不断加高，共加高次，米，以后随着水库不断淤积不断加高，共加高次，最后一次是年加高至最后一次是年加高至最后一次是年加高至最后一次是年加高至39393939米。米。米。米。在在在在年年年年以以以以前前前前，所所所所有有有有修修
28、修修建建建建的的的的拱拱拱拱坝坝坝坝水水水水平平平平截截截截面面面面虽虽虽虽为为为为拱拱拱拱形形形形，但但但但由由由由于于于于缺缺缺缺乏乏乏乏理理理理论论论论指指指指导导导导，并并并并没没没没有有有有真真真真正正正正认认认认识识识识到到到到利利利利用用用用拱拱拱拱结结结结构构构构的的的的优优优优点点点点，只只只只能能能能说说说说是是是是一一一一种种种种似似似似拱拱拱拱坝坝坝坝结结结结构构构构。但但但但该该该该阶阶阶阶段段段段的的的的拱拱拱拱坝坝坝坝实实实实践践践践为为为为后后后后期期期期拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的发发发发展展展展积积积积累累累累了了了了经经经经验验验验，可可可可以以以以称之为拱坝
29、的萌芽阶段。称之为拱坝的萌芽阶段。称之为拱坝的萌芽阶段。称之为拱坝的萌芽阶段。、拱坝建设的起步阶段（、拱坝建设的起步阶段（1854185419171917年）年）标标志志：18541854年年，法法国国工工程程师师左左拉拉(Zola)(Zola)在在普普罗罗旺旺斯斯地地区区艾艾克克斯斯设设计计建建成成米米高高的的左左拉拉拱拱坝坝。该该拱拱坝坝以以圆圆筒筒公公式式为为指指导导，主主要要利利用用水水平平拱的作用来保证大坝的安全。拱的作用来保证大坝的安全。所用理论：将拱坝坝体比拟成一系所用理论：将拱坝坝体比拟成一系列独立叠置的水平圆弧形拱圈，在列独立叠置的水平圆弧形拱圈，在外荷作用下通过水平拱圈的作
30、用，外荷作用下通过水平拱圈的作用，将其传至两岸，忽略了拱坝上、下将其传至两岸，忽略了拱坝上、下拱圈传力的梁的作用。在对水平拱拱圈传力的梁的作用。在对水平拱圈结构的认识上又可分为圈结构的认识上又可分为“圆筒结圆筒结构构”和和“固端拱固端拱”两种。两种。实实实实际际际际上上上上，拱拱拱拱坝坝坝坝在在在在工工工工作作作作时时时时，拱拱拱拱圈圈圈圈之之之之间间间间是是是是相相相相互互互互关关关关联联联联和和和和制制制制约约约约的的的的。因因因因此此此此，这这这这一一一一方方方方法法法法是是是是近近近近似似似似的的的的，计计计计算算算算出出出出的的的的拱拱拱拱应应应应力力力力一一一一般般般般偏偏偏偏大大
31、大大，尤尤尤尤其其其其对于重力拱坝，误差更大。对于重力拱坝，误差更大。对于重力拱坝，误差更大。对于重力拱坝，误差更大。纯纯纯纯拱拱拱拱法法法法对对对对于于于于狭狭狭狭窄窄窄窄河河河河谷谷谷谷中中中中的的的的拱拱拱拱坝坝坝坝，仍仍仍仍不不不不失失失失为一个简单而实用的计算方法。为一个简单而实用的计算方法。为一个简单而实用的计算方法。为一个简单而实用的计算方法。、拱坝建设的成熟阶段（、拱坝建设的成熟阶段（1917191719601960年）年） 标标志志：美美国国的的维维切切尔尔(H.Vischer)(H.Vischer)和和瓦瓦格格纳纳（），他他们们在在年年校校核核熊熊谷谷拱拱坝坝及及甜甜水水（
32、Sweetwater Sweetwater ）拱拱坝坝时时引引入入了了拱拱冠冠梁梁的的概概念念，并并利利用用拱拱冠冠梁梁与与水水平平拱拱在在共共轭轭点点上上的的径径向向变变位位一一致致的的条条件件，将将径径向向压压力力分分配配到到拱拱和和梁梁上上，从从而而初初步步形形成成了了拱梁分载的概念拱梁分载的概念。 19171917年年瑞瑞士士坝坝工工专专家家格格伦伦纳纳（）和和两两位位助助手手史史图图基基（）和和济济科科（H.Gicot H.Gicot ）在在设设计计瑞瑞士士第第一一座座拱拱坝坝蒙蒙特特萨萨耳耳文文斯斯（MontsalvensMontsalvens）拱拱坝坝时时（H=55mH=55m）
33、，正正式式提提出出多多拱拱梁梁分分载载的的概概念念。并并采采用用拱拱梁梁径径向向变变位位一一致致的的多多拱拱梁梁法法进进行行了了该该坝坝的的应应力力计计算算。该该坝坝的的设设计计及及建建造造，标标志志着着拱拱坝坝的的建建设设已已从从起起步步阶阶段段进入了成熟阶段。进入了成熟阶段。主主主主要要要要成成成成就就就就：拱拱拱拱梁梁梁梁分分分分载载载载的的的的概概概概念念念念（拱拱拱拱冠冠冠冠梁梁梁梁法法法法，多拱梁法）；多拱梁法）；多拱梁法）；多拱梁法）；拱拱拱拱坝坝坝坝体体体体形形形形多多多多元元元元化化化化（双双双双曲曲曲曲拱拱拱拱坝坝坝坝及及及及带带带带缝缝缝缝拱拱拱拱坝坝坝坝（周边缝、底缝）
34、的发展）；（周边缝、底缝）的发展）；（周边缝、底缝）的发展）；（周边缝、底缝）的发展）；抗滑稳定概念的形成及发展抗滑稳定概念的形成及发展抗滑稳定概念的形成及发展抗滑稳定概念的形成及发展、拱坝建设的熟练阶段（、拱坝建设的熟练阶段（19601960年至今）年至今）标标志志：经经过过拱拱坝坝建建设设成成熟熟阶阶段段的的发发展展，人人们们无无论论在在拱拱坝坝的的安安全全准准则则、还还是是在在应应力力稳稳定定分分析析方方法法上上均均已已成成熟熟，已已达达到到建建设设米米以以上上拱拱坝坝的的水水平平。年年完完成成的的意意大大利利瓦瓦依依昂昂（VaiontVaiont）拱拱坝坝（H=262mH=262m）标
35、志着拱坝建设已进入熟练阶段。）标志着拱坝建设已进入熟练阶段。成就：拱坝新的结构形式、计算方法及其体型优成就：拱坝新的结构形式、计算方法及其体型优化的方法。化的方法。The dam looking from the sidevaiont damPicture of the Vaiont landslideThisisaviewofthelandslidefromupstream发生滑坡前瓦依昂滑坡横剖面图发生滑坡前瓦依昂滑坡横剖面图发生滑坡后瓦依昂滑坡横剖面图发生滑坡后瓦依昂滑坡横剖面图2 2、世界拱坝建设的时空分布、世界拱坝建设的时空分布自自从从年年止止年年底底：全全世世界界已已建建16081
36、608座座高高度度大大于于1515米米的的拱拱坝坝。主主要要分分布布在在中中国国、美美国国及及西西欧欧的阿尔卑斯山地区的法国、意大利及瑞士等国。的阿尔卑斯山地区的法国、意大利及瑞士等国。拱坝在各类大坝中所占的比例随坝高的增加而增加。拱坝在各类大坝中所占的比例随坝高的增加而增加。如在如在100-150100-150米大坝中拱坝约占米大坝中拱坝约占30% 30% ；对对150-200150-200米的大坝约占米的大坝约占45%45%；对对200200米以上的大坝约占。米以上的大坝约占。在时间上，拱坝建设有三个高峰期在时间上，拱坝建设有三个高峰期第第一一个个高高峰峰期期为为1920-19301920
37、-1930年年，年年时时间间共共建建成成余余座座拱拱坝坝，建建设设的的地地点点主主要要集集中中在在美美国国，特特别是集中在加利福尼亚州。别是集中在加利福尼亚州。第第二二个个高高峰峰期期为为1950-19601950-1960年年，年年时时间间共共建建成成150150余余座座拱拱坝坝， 建建设设的的地地点点主主要要集集中中在在西西欧欧的的阿阿尔尔卑斯山地区的卑斯山地区的法国、意大利及瑞士法国、意大利及瑞士等国。等国。第第三三个个高高峰峰期期为为1970-19801970-1980年年，年年时时间间共共建建成成余座拱坝，建设的地点主要集中在余座拱坝，建设的地点主要集中在中国中国。年以前：年以前：美
38、美国国代代表表世世界界拱拱坝坝水水平平：美美国国胡胡佛佛大大坝坝的的建建成成，应应该该说说美美国国代代表表着着世世界界拱拱坝坝建建设设的的水水平平，对对拱拱坝坝拱拱梁梁结结构构概概念念的的形形成成、应应力力分分析析方方法法的的产产生生和和发发展展以以及及大大体体积积混混凝凝土土坝坝成成套套施施工工及及温温控控技技术术的的发发展作出过巨大的贡献。展作出过巨大的贡献。193619361975:1975:拱拱坝坝建建设设的的先先进进水水平平转转移移到到了了西西欧欧（法法、意意、瑞瑞），其其主主要要贡贡献献在在于于对对双双曲曲拱拱坝坝结结构构等等轻轻、巧巧、薄薄拱拱坝坝结结构构的的发发展展以以及及拱拱
39、坝坝结结构构模模型型实实验验方方法法的的发发展。展。h=223mh=223m 进进进进入入入入年年年年代代代代末末末末期期期期，代代代代表表表表世世世世界界界界拱拱拱拱坝坝坝坝建建建建设设设设水水水水平平平平的的的的国国国国家家家家移移移移至至至至前前前前苏苏苏苏联联联联，它它它它以以以以高高高高拱拱拱拱坝坝坝坝建建建建设设设设为为为为其其其其主主主主要标志。要标志。要标志。要标志。 年年年年代代代代末末末末期期期期，代代代代表表表表世世世世界界界界拱拱拱拱坝坝坝坝建建建建设设设设水水水水平平平平的的的的国国国国家家家家是是是是中中中中国国国国，其其其其主主主主要要要要标标标标志志志志有有有有
40、对对对对非非非非圆圆圆圆弧弧弧弧拱拱拱拱型型型型拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的发发发发展展展展、体体体体型型型型优优优优化化化化技技技技术术术术、拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的实实实实践践践践、复复复复杂杂杂杂自自自自然然然然条条条条件件件件下下下下修修修修建建建建拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的技技技技术术术术（包包包包括括括括宽宽宽宽河河河河谷谷谷谷、大大大大流流流流量量量量、复复复复杂杂杂杂地地地地基基基基等等等等）、特特特特高高高高拱拱拱拱坝坝坝坝的的的的建建建建设设设设、动动动动静静静静力力力力应应应应力力力力稳稳稳稳定定定定分分分分析析析析方方方方法法法法的的的的完完完完善善善善及及及及其其其其软软软
41、软件件件件的的的的开开开开发发发发、拱坝技术的发展等。拱坝技术的发展等。拱坝技术的发展等。拱坝技术的发展等。世界拱坝之最世界拱坝之最已建最高拱坝：前苏联英古里拱坝已建最高拱坝：前苏联英古里拱坝在建最高拱坝：中国小湾拱坝在建最高拱坝：中国小湾拱坝在设计的最高拱坝：中国锦屏拱坝在设计的最高拱坝：中国锦屏拱坝Name:InguriCountry:GeorgiaRiver:InguriType:archHeight:271.5mReservoirvolume:1110*106m3Yearofcompletion:2001Owner:SakenergoCostofworks:2.3mio.CHFDura
42、tionofservices1996-2001:Costofservices:0.7mio.CHF二滩水电站是一座以发电为主二滩水电站是一座以发电为主的大型水力发电枢纽，它的坝型为混凝土双曲拱坝，最大坝高240米，是中国已建成的最高坝，它的高度在世界同类型坝中居第四位。二滩水电站二滩水电站二滩水电站二滩水电站世界在建的最高双曲拱坝：小湾抛物线型混凝土双世界在建的最高双曲拱坝：小湾抛物线型混凝土双曲拱坝，最大坝高为曲拱坝，最大坝高为292米米世界知名拱坝拱冠世界知名拱坝拱冠梁剖面梁剖面19胡佛胡佛H=223m28莫瓦桑莫瓦桑H=237m30瓦依昂瓦依昂H=262m世界知名拱坝拱冠梁剖面世界知名拱坝拱冠梁剖面34格兰峡格兰峡H=217m37柯恩布赖茵柯恩布赖茵H=200m38英古里英古里H=272m39萨扬舒申斯克萨扬舒申斯克H=245m中国知名中国知名拱坝拱冠拱坝拱冠梁剖面梁剖面1-1龙羊峡龙羊峡1-2乌江渡乌江渡1-3白山白山1-4凤滩凤滩1-5响洪甸响洪甸2-1东风东风2-2东江东江2-3紧水滩紧水滩2-4石门石门
