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空腹重力坝

在重力坝坝体内沿坝轴线方向布置大型纵向空腹的坝

在重力坝坝体内沿坝轴线方向布置大型纵向空腹的坝。这是近数十年发展起来的一种新坝型。

简介
空腹重力坝
hollow gravity dam
空腹重力坝的优点是：
①坝体空腔对减少坝基扬压力及改善坝基应力有利，因而坝体混凝土量可较实体重力坝节省20%～30%；
②节省了坝基开挖量；
③便于散热；
④有的坝体空腔内可以布置水电站厂房,特别是当河谷狭窄,洪水流量大,下游水位变幅大,布置地面厂房困难时,有其优越性。
缺点是:
①施工复杂,有倒悬模板；
②空腔周围易出现拉应力，为摸清和改善应力状态，需作大量计算和模型试验：
③钢筋用量较实体重力坝多；
④坝内厂房运行条件不如地面厂房好。
空腹重力坝的空腹下面一般不设底板，但当空腹内布置水电站时，在空腹底部设置底板。
空腹的净跨约占坝底宽的1/3。
坝的前、后腿宽度大致相等。
顶拱常采用椭圆形或复合圆弧形。
空腹坝的开孔率，即空腹面积与坝体剖面面积之比,一般为9%～28%。
坝体所受荷载由前后腿传至地基。
应力计算
首先可按实体重力坝初步拟定断面，然后设置空腔。为保持稳定，空腔所节约的混凝土量一般应与扬压力减少幅度相适应。空腹重力坝的应力比较复杂，可用有限元法和结构模型试验等进行计算研究。
根据中国几个工程的研究分析，有以下几点规律：
①由于空腔顶部以上坝体重心偏于上游，故空腹坝的前腿承担了坝体大部分重量；
②空腹顶部以上水压力基本上与后腿剪力平衡，空腹顶部以下的水压力基本上与前腿剪力平衡；故前腿剪应力较大，应适当加强；
③空腹周边应力与空腹形状有关,调整空腹形状,有可能做到空腹周边不出现拉应力或拉应力很小；
④坝踵应力是大坝安全的关键。
判别坝体安全的标准是：
经计算或试验，坝基以上3m处不出现拉应力。
实例
奥地利人于20世纪50年代修建了三座空腹重力坝，其中大缪尔多尔－费尔塞坝,坝高46.5m。
在60年代，葡萄牙人修建了坝高为 57m的卡腊帕特洛坝等空腹重力坝。
1961年建成的江西上犹江水电站拥有中国第一座空腹重力坝，坝高67.5m,电站厂房设于坝内。
1958～1970年中国设计和科研人员对空腹重力坝坝体作了大量的试验研究工作,摸清了坝体应力分布规律.
1970年以后,空腹重力坝的建设在中国取得了很大进展,象枫树坝、牛路岭坝和大化坝等相继建成,其坝高依次为95.3m、90.5m和78.5m等。
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