第二部分水利工程

　第二部分

　水利工程（水工建筑物部分）

　宋文晶

　 水利工程：对自然界地表水和地下水进行控制和调配，以达成除害兴利目标而修建工程。

　第一节

　概述 1.1 水利工程对环境影响 （了解）

　1. 库区

　淹没：库区回水范围内淹没耕地、生活区、名胜古迹等等，移民。

　滑坡、坍岸：岸坡浸水后岩体抗剪强度降低，当库水位降低时有可能因失稳而坍滑。

　水库淤积：水流入库后流速降低，挟沙能力下降。

　水温改变：水温变幅随水深增加而减小。

　水质改变：库内生物分解。

　气象改变：大水域影响小气候，多雾、气温变幅减小、降雨形态改变。

　诱发地震：库区存在活动性地质结构。

　卫生条件：水位上升造成土地盐碱化，孳生蚊虫微生物。

　2. 水库下游 河道冲刷：泥沙淤积库内，下泄清水冲刷能力加大。

　河道水流改变：电站调配下泄水量。

　河道水温：溢洪道以外下泄水流多来自水库底层，水温较低。

　河道水质：库水浑浊度随水深而异，深水溶解氧低。

　3. 其它 阻断鱼类洄游通道和野生动物迁徙。

　1.2 水工建筑物分类及等级划分 （掌握）

　1. 水工建筑物分类 （按功用）

　 挡水建筑物

　用以拦截江河，相成水库或壅高水位。坝、闸、堤防、海塘  泄水建筑物

　用以宣泄多出水量，排放泥沙和冰凌等。溢流坝、泄水孔、溢洪道、泄水隧洞  输水建筑物

　为浇灌、发电和供水需要而从上游向下游输水建筑物。引水隧洞、引水涵管、渡槽、渠道  取（进）水建筑物 输水建筑物首部建筑。引水隧洞进口段、浇灌渠首、进水闸、扬水站  整改建筑物 用以改善河流水流条件、调整水流对河床及河岸作用和为防护波浪和水流对岸坡冲刷。丁坝、顺坝、导流坝、护底和护岸  专门建筑物

　发电用压力前池、调压室、电站厂房；浇灌用沉沙池、冲沙闸；过坝用船闸、升船机、鱼道 2. 水利工程分等 水利工程依据工程规模、效益和在国民经济中关键性分为五等。

　表 1 水利水电工程分等指标表（水利部 20XX 年分布）

　工程等级 工程 规模 水库 总库容 (亿 m 3 ) 防 洪 排涝 浇灌 供水 水力发电 保护城镇及 工矿企业 关键性 保护农田面积 （万亩）

　排涝面积 （万亩）

　浇灌面积 （万亩）

　供水对象关键性 装机容量 （万 kw）

　I 大(1)型 ≥10 尤其关键 ≥500 ≥200 ≥150 尤其关键 ≥120 II 大(2)型 10~1.0 关键 500～100 200~60 150~50 关键 120~30 III 中型 1.0~0.1 中等 100～30 60~15 50~5 中等 30~5 IV 小(1)型 0.1~0.01 通常 30～5 15~3 5~0.5 通常 5~1 V 小(2)型 0.01~0.001

　<5 <3 <0.5

　<1 3. 水工建筑物分级

　水利工程中水工建筑物，依据所属工程等别及其在工程中作用和关键性划分为五级。表2

　水工建筑物等级 工程等别 永久性建筑物等级 临时性建筑物等级 关键建筑物 次要建筑物 一 1 3 4 二 2 3 4 三 3 4 5 四 4 5 5 五 5 5

　注：① 永久建筑物――工程运行期间使用建筑物，依据关键性分为：

　关键建筑物――系指失事后将造成下游灾难或严重影响工程效益建筑物，如坝、闸、电站厂房、泵站等。

　次要建筑物――系指失事后不致造成下游灾难或对工程效益影响不大，易于修复建筑物，如挡土墙、导流墙、护岸等。

　② 临时性建筑物――系指工程施工期间使用建筑物，如：导流建筑物、施工围堰等。

　(1)

　对于二至五等工程及临时工程，下述情况经论证可提升或降低等级：

　（1）

　工程位置尤其关键，失事后将造成重大灾难者，可提升一级。

　（2）

　工程地质条件尤其复杂或采取经验较少新型结构时，可提升一级。

　（3）

　临时性水工建筑物一旦失事将造成严重灾难或对施工有严重影响时，可提升一级。

　（4）

　失事后影响不大工程，经论证可合适降低等级。

　(2)

　对水工建筑物要求：

　（1）设计基准期。

　一级挡水建筑物 1，其它永久建筑物 50 年。临时建筑物按预定使用年限及可能滞后时间确定。特大工程挡水建筑物设计基准期经专门研究决定。

　（2）抗御灾难能力。如：防洪标准、抗震标准、坝顶超高等 （3）安全性。如：建筑物强度和稳定安全指标，限制变形要求等 水工建筑物结构安全等级，应依据建筑物关键性及破坏可能产生后果严重性而定，和水工建筑物等级对应而分为三级。

　表 3

　水工建筑物结构安全等级

　水工建筑物等级 水工建筑物结构安全等级 1 I 2，3 II 4，5 III 对有特殊安全要求水工建筑物，其结构安全等级应专门研究决定。

　结构及其构件安全等级，可依其在水工建筑物中部位，本身破坏对水工建筑物安全影响大小，取和水工建筑物结构安全等级相同或降低一级。

　地基基础安全等级和建筑物结构安全等级相同。

　（4）运行可靠性。如：建筑物供电、供水、通航确保率、闸门等设备可用性等。

　（5）建筑材料。如：使用材料品种、质量和耐久性等。

　水坝坝型分类：重力坝、拱坝、土石坝、支墩坝、溢流坝、非溢流坝。

　第二节 重力坝 坝体基础剖面为三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。

　坝轴线通常为直线，有时为了适用地形、地质条件，或为了 枢纽部署上要求也可部署成折线或曲率不大拱向上游 拱形。为了适用地基变形，温度改变和混凝土浇筑能力， 坝体沿坝轴线用横缝分成若干个独立坝段。

　2.1 工作原理 工作原理：依靠坝体自重产生抗滑力来满足稳定要求，依靠坝体自重产生压应力来抵消水压力引发上游坝面拉应力来满足强度要求。

　2.2 特点 1. 优点 ① 安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，所以抵御洪水漫顶、渗漏、地震等破坏能力比较强。

　② 对地形、地质条件适应性强。任何形状河谷全部适合修建重力坝。甚至在土基上也能够修建高度不高重力坝。

　③ 枢纽泄洪问题轻易处理，枢纽部署紧凑。重力坝能够做成溢流，也能够在坝内不一样高程设置泄水孔，通常不需另设溢洪道或泄水隧洞。

　④ 便于施工导流。施工期可利用坝体导流，通常不需另设导流隧洞。

　⑤ 施工方便。大致积混凝土，可采取机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面全部比较简单，而且补强、修复、维护或扩建也比较方便。

　⑥ 结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，稳定和应力计算全部比较简单。

　2. 缺点 ① 坝体剖面尺寸大，材料用量多。

　② 坝体应力较低，材料强度不能充足发挥。

　③ 坝体和地基接触面积大，对应坝底扬压力大，对稳定不利。

　④ 坝体体积大，因为施工期混凝土水化热和硬化收缩，将产生不利温度应力和收缩应力，所以，在混凝土浇筑时需要较严格温控方法。

　2.3 适用条件 任何形状河谷全部能够修建重力坝。地质条件要求也较低，土基上也能够修建高度不大重力坝。

　2.4 设计内容 （了解）

　1. 剖面设计 标准：①满足稳定和强度要求，确保大坝安全；②工程量小；③利用方便；④便于施工。

　基础剖面：

　指坝体在自重、库水压力和扬压力三项关键荷载作用下，满足强度和稳定要求、最小三角形断面。

　实用剖面：

　重力坝基础剖面确定后，需考虑其它荷载和利用条件，修正基础断面。

　2. 荷载分析 重力坝荷载：自重；静水压力；扬压力；泥沙压力；浪压力；冰压力；动水压力；土压力（试坝体外是否填有土石而定）；地震荷载。

　3. 稳定分析 目标：核实坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定安全度。

　重力坝稳定破坏模式：

　 表层滑动

　浅层滑动

　深层滑动

　坝体排水管 交通、检验廊道 灌浆廊道 排水孔幕 防渗帷幕 重力坝防渗、排水系统

　深层滑动：当坝基内存在不利缓倾角软弱结构面时，在水荷载作用下，坝体有可能连同部分基岩沿软弱结构面产生滑移。

　4. 应力分析

　 目标：检验大坝在施工期和利用期是否满足强度要求，同时为研究处理设计和施工中一些问题提供依据，如混凝土标号分区和一些部位配筋。

　5. 结构设计 依据施工和利用要求确定坝体细部结构，如廊道系统、排水系统、坝体分缝等。

　蓄水后，库水会经过坝体和坝基向下游渗透。为减小渗流对坝体稳定和应力不利影响，在靠近坝体上游面设排水管，坝踵周围地基设防渗帷幕，帷幕后设排水孔。

　6. 地基处理 重力坝对岩基要求：有足够强度；足够整体性和较小较均匀压缩性；透水性小和耐水侵蚀等。

　地基处理关键任务：防渗；提升基岩强度和整体性。

　7. 溢流重力坝和泄水孔设计

　 包含：堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、防护设计等。

　8. 监测设计

　坝体内部、外部观察设计，制订大坝运行、维护和监测条例。

　2.5

　提升坝体抗滑稳定性工程方法 1. 利用水重。

　当坝底面和基岩抗剪强度参数较小时，常将坝上游面做成倾向上游，利用坝面上水重来

　提升坝抗滑稳定性。注意上游坡度不宜过缓，不然在上游坝面轻易产生拉应力，对强度不利。

　2. 采取有利开挖轮廓线。

　开挖坝基时，最好利用岩面自然坡度，使坝基面倾向上游。当基岩比较坚固时，可开挖成锯齿状，形成局部倾向上游斜面，但能否开挖成齿状，关键取决于基岩节理裂隙产状。

　3. 设置齿墙。

　当基岩内有倾向下游软弱面时，可在坝踵部位设齿墙，切断较浅软弱面。在坝趾部位设齿墙，将坝趾放在很好岩层上，在一定程度上改善了坝踵应力，同时因为坝趾压应力较大，坝趾下齿墙抗剪能力也对应增加。

　4. 抽水方法。

　在坝基面设置排水系统，定时抽水以降低坝底浮托力。

　5. 加固地基。

　（见后）

　6. 横缝灌浆。

　将部分或整个坝体横缝进行局部或全部灌浆，以增强坝整体性和稳定性。

　7. 预应力方法。

　靠近坝体上游面，采取深孔锚固高强度钢索，并施加预应力，可增强坝体抗滑稳定，又可消除坝踵处拉应力。

　2.6 温度裂缝和预防方法 1. 裂缝分类 表面裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝三类。

　横向贯穿性裂缝会造成漏水和渗透侵蚀性破坏，纵向贯穿性裂缝会损坏坝整体性，水平向贯穿性裂缝会降低大坝抗剪强度。横向和纵向贯穿性裂缝多发生在降温过程因混凝土收缩受到基岩约束情况下。

　为预防大坝裂缝，除合适分缝、分块和提升混凝土质量外，还应对混凝土进行温度控制。

　2. 温度控制目标 对大致积混凝土进行温度控制目标，一是预防因为混凝土温升过高、内外温差过大及气温骤降产生多种温度裂缝；二是为做好接缝灌浆，满足结构受力要求，提升施工工效，简化施工程序提供依据。

　3. 温度控制标准 基础许可温差；上、下层许可温差；内外许可温差。

　1－横向竖直贯穿裂缝；2－纵向竖直贯穿裂缝；3－水平深层裂缝；4 坝表面裂缝

　4. 温度控制方法 ① 降低混凝土初浇温度。

　预冷骨料、加冰屑拌和；采取合理混凝土分区，埋设块石，掺用适宜外加剂和塑性剂等尽可能降低水泥用量；采取低热水泥；并在运输中注意隔热保温。

　② 降低混凝土水化热温升。

　混凝土硬化早期发烧量最大，温升最快，采取冷却水管进行早期冷却或减小浇筑层厚度，利用仓面天然散热，能够有效地减小水化热温升。

　③ 加强对混凝土表面养护和保护。

　在混凝土浇筑后早期需要对坝块表面加覆盖、浇水养护。冬季要抵御寒潮攻击，夏季要预防热量回灌进入混凝土。

　综合考虑工程具体条件和设计标准研究确定以上方法，并同时做好施工组织设计、安排好施工季节、施工进度、坝块浇筑次序等。

　2.7 地基处理 关键任务：①防渗；②提升基岩强度和整体性。

　1 ．坝基开挖和清理：

　使坝体座落在稳定、坚固地基上。

　开挖深度依据坝基应力、岩石强度及完整性，结合上部结构对地基要求和地基加固处理效果、工期和费用等研究确定。《混凝土重力坝设计规范》（SDJ21-78）要求：H>70m 高坝需建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上；30m<H<70m 中坝可建在微风化至弱风化上部基岩上；同一工程中两岸较高部位坝段，利用基岩标准可比河床部位合适放宽。

　2 ．固结灌浆：

　提升基岩整体性和强度，降低地基透水性。

　固结灌浆孔通常部署在应力较大坝踵和坝趾周围，和节理裂隙发育和破碎带范围内。灌浆孔呈梅花状或方格状部署，孔距、排距、和孔深取决于坝高和基岩结构情况。孔距内差逐步加密，钻孔方向垂直于基岩面，或尽可能正交于关键裂隙面，但倾角不能太大。

　 3 ．帷幕灌浆：

　降低坝底渗透压力，预防坝基发生管涌，降低坝基渗流量。

　灌浆材料常见为水泥，另外还有化学灌浆。防渗帷幕部署于靠近上游面坝轴线周围，自

　河床向两岸延伸。防渗帷幕要有一定深度、厚度，依据规范而定，灌浆压力依试验确定。灌浆孔排数，通常高坝设 2～3 排，中坝设 1～2 排，低坝设 1 排，对地质条件较差地段可合适增加。帷幕灌浆必需在浇筑一定厚度坝体混凝土后施工。钻孔和灌浆常在坝体内廊道内进行，靠近坝坡处可在坝顶、岸坡或平洞内进行。

　4 ．坝基排水。

　为深入降低坝底面扬压力，在防渗帷幕后设置排水孔幕。排水孔幕在混凝土坝体内部分要预埋钢管，待帷幕灌浆后才能钻孔。对较高坝，当下游尾水较深时，可采取抽排降压方法，在主排水帷幕后，沿坝基面设辅助排水帷幕、纵、横向廊道相连通，组成坝基排水系统。

　5 ．断层破碎带、软弱夹层和溶洞处理 开挖回填混凝土。

　2.8 重力坝分缝、 分块 1. 横缝 垂直于坝轴线，将坝体分为若干独立坝段。作用是：减小温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求如：混凝土浇筑能力及温度控制等。

　(1) 永久横缝：做成竖直平面，不设键槽，缝内不灌浆，需设止水，止水后设排水井。

　(2) 临时性横缝：缝面设键槽和灌浆系统。

　(3) 坝段和基岩面连接：

　当基岩横向（对岸方向）坡度缓于 1：2 时，用帷幕灌浆对接触面进行灌浆封实；当横向坡度陡于 1：2 时，设接触面止水；当横向坡度陡于 1：1 时，按临时性横缝处理，进行接缝灌浆。

　2 ．纵缝

　 为适应混凝土浇筑能力和减小施工期温度应力，在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝段分成多个坝块，待温度降到稳定温度后再进行接缝灌浆。

　纵缝按部署型式可分为：铅直纵缝，斜缝和错缝。

　纵缝为临时缝，缝面设水平向三角形键槽，并布设灌浆系统。

　3 ．水平施工缝 上、下层浇筑块之间结合面。

　要传力、防渗, 必需处理好——清洗、凿毛、铺水泥沙浆（2～3 厘米厚）。

　2.9 泄水重力坝 坝顶溢流或坝身泄水孔。

　消能工：底流消能――消力坎、消力池、护坦

　 挑流消能――挑流鼻坎

　 面流消能和消力戽消能

　第三节

　拱 拱坝 坝 3.1 特点 拱坝是固结于基岩上空间壳体结构，在平面上呈凸向上游拱形，拱冠剖面呈竖直或向上游凸出曲线形，坝体结构现有拱作用又有梁作用，其所承受水平荷载一部分经过拱作用压向两岸，另一部分经过竖直梁作用传到坝底基岩。

　坝体稳定关键靠两岸拱端反力作用，并不全靠坝体自重来维持。因为拱是一个关键承受轴向压力推力结构，拱内弯矩较小，应力分布较均匀，有利于发挥材料强度。拱坝体积比同一高度重力坝大约可节省 1/3～2/3。

　拱坝属于高次超静定结构，当外荷载增大或坝某一部位发生局部开裂时，坝体拱和梁作用会自行调整，使坝体应力重新分配。拱坝超载能力可达成设计荷载 5～11 倍。抗震能力强。

　拱坝坝身不设永久伸缩缝，温度改变和基岩变形对坝体应力影响显著。

　不仅能够安全溢流，而且能够在坝身设置泄水孔。

　因为拱坝剖面较薄，坝体几何形状复杂，所以对施工质量、筑坝材料强度和防渗要求全部较复杂。

　3.2 对地形地质条件要求（适用条件）

　1 ．理想地形条件（关键原因）：

　左右岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩峡谷段。坝端下游侧要有足够岩体支撑，以确保坝体稳定。

　通常情况下，河谷宽高比 L/H<1.5 深切河谷可修建薄拱坝，厚高比 T/H<0.2；L/H＝1.5～3.0 稍宽河谷可修建中厚拱坝，T/H＝0.2～0.35；L/H>3.0~4.5 宽河谷可修建重力拱坝，T/H>0.35；L/H>4.5 宽浅河谷应修建重力坝。

　左右对称 V 型河谷，拱厚度较薄；U 型河谷拱厚度较大，梯形河谷介于二者之间。

　拱坝最好修建于对称河谷中，在不对称河谷中修建缺点是坝体受力条件较差，设计、施工复杂。当河谷不对称时，可采取人工方法使坝体尽可能靠近对称，如（1）在较陡一岸向深处开挖；（2）在较缓一岸建造重力墩；（3）设置垫座及周围缝等。有时也可采取不对称双心圆拱部署。

　2 ．理想地 质条件：

　 基岩比较均匀，坚固完整，有足够强度，透水性小，能抵御水侵蚀，耐风化，岸坡稳定，没有大断裂等。

　3.3 拱坝形式 单曲拱坝：上游面铅直，整个坝体仅在水平面上呈曲线型。

　双曲拱坝：坝体在水平面和铅直面全部呈曲线型。

　在靠近矩形或较宽梯形河谷，坝体上游面铅直，整个坝体仅在水平面呈曲线形，称为单曲拱坝。施工比较简便，直立上游面也有利于部署进水口或泄水孔控制设备。

　在底部狭窄 V 型河谷，坝体在水平面和铅直面均呈曲线形，称为双曲拱坝。优点：因为梁系也呈弯曲形状，兼有竖向拱作用，承受水平荷载后，在产生水平位移同时，还有向上位移倾向，使梁弯矩有所减小而轴向力加大，对降低坝拉应力有利；其次在水压力作用下，坝体中部竖向梁应力是上游面受压而下游面受拉，这同坝体自重产生梁应力恰好相反。

　3.4 拱坝基础设计步骤 （了解）

　1 ．荷载分析

　水压力；自重（包含水重）；泥沙压力及浪压力；温度荷载；地震力；冰压力。

　（ （1 ）基础荷载组合 ①

　水库为正常蓄水位和对应尾水位+设计正常温降引发温度荷载+自重+扬压力+泥沙压力+浪压力+（冰压力）

　②

　水库死水位（或运行最低水位）及对应尾水位+设计正常温升引发温度荷载+扬压力+泥沙压力+浪压力 ③

　设计洪水位和对应尾水位+设计正常温升引发温度荷载+自重+扬压力+泥沙压力+动水压力+浪压力 ④

　其它常遇不利荷载组合

　（ （2 ）特殊荷载组合 ① 校核洪水位及对应尾水位+设计正常温升引发温度荷载+自重+扬压力+泥沙压力+动水压力+浪压力 ②

　基础荷载组合①+地震荷载

　③

　基础荷载组合①+其它稀遇不利荷载组合④

　施工期荷载组合：接缝没有灌浆：1）自重； 2）自重+施工洪水期静水压力

　接缝分期灌浆：1)自重+接缝灌浆部分坝体温度荷载（温升或温降）2)自重+施工洪水期静水压力+接缝灌浆部分温升荷载

　2 ．拱坝体形及部署 坝体尺寸：拱圈平面形式，各层拱圈轴线半径和中心角，拱冠梁（中心铅直平面）上、下游形式及其沿高程厚度。

　拱坝部署基础标准：坝体轮廓努力争取简单，基岩面、坝面改变平顺，避免有任何突变。

　3 ．应力分析 （ （1 ）方法：纯拱法；拱梁分载法；有限元法，壳体理论 （ （2 ）拱坝设计应力指标：

　《混凝土拱坝设计规范》（SL282－203）要求：拱坝应力分析应以拱梁分载法或有限元法计算结果作为衡量强度安全关键标准；1、2 级拱坝和高拱坝或情况比较复杂拱坝（如拱坝内设有较大孔洞、基础条件复杂等），除用拱梁分载法计算外，还应采取有限元法计算，必需时，应进行结构模型试验加以验证。

　《混凝土拱坝设计规范》（SL282－203）要求：用拱梁分载法或有限元等效应力法计算拱坝应力时，对于基础荷载组合，1、2 级拱坝抗压安全系数采取 4.0，3 级拱坝抗压安全系数采取 3.5；对于非地震情况特殊荷载组合，1、2 级拱坝抗压安全系数采取 3.5，3 级拱坝抗压安全系数采取 3.0。

　主拉应力安全系数――规范要求：对基础荷载组合，用拱梁分载法算得主拉应力不得大于 1.2MPa，用有限元等效应力法算得主拉应力不得大于 1.5MPa；对于非地震情况特殊荷载组合，用拱梁分载法算得主拉应力不得大于 1.5MPa，用有限元等效应力法算得主拉应力不得大于 2.0MPa；施工期在横缝灌浆前，按单独坝段验算时，最大拉应力小于 0.5MPa，并要求在坝体自重单独作用下，协力作用点应落在坝体厚度中间 2/3 范围内，遭遇施工洪水时，坝体抗倾覆稳定安全系数大于 1.2。地震区拱坝应力分析及指标参考抗震设计规范。

　4 ．坝肩岩体稳定分析

　方法：刚体极限平衡法；有限元法；地质力学模型试验。

　稳定指标――抗滑稳定安全系数（略）

　5 ．体形优化设计（略）

　6 ．坝身泄水 水

　坝身泄水方法：自由跌流式；鼻坎挑流式；滑雪道式（拱坝特有）；坝身泄水孔。

　消能方法：跌流消能，挑流消能，底流消能。

　7 ．材料及结构 8 ．建基面和地基处理 3.5 拱坝结构

　筑坝材料为混凝土，中小型工程可用浆砌块石。

　1. 分缝和接缝处理 施工期分段浇筑，各段之间设有收缩缝。收缩缝有横缝、纵缝两类。收缩缝表面作成键槽，预埋灌浆管和出浆盒，坝体冷却后进行压力灌浆。

　横缝：

　横缝是半径向，间距通常取 15～20m，铅直面。横缝底部和地基面夹角不得小于 60º，并尽可能靠近正交。缝内设铅直向梯形键槽。横缝上游侧设止水片。

　纵缝：

　拱坝通常不设纵缝，对厚度大于 40m 拱坝，经分析论证，可考虑设置纵缝。相邻坝块间纵缝应错开，间距约为 20～40m，通常铅直，到缝顶周围应缓转和下游坝面正交。

　在一定条件下，可将横缝一部分保持为永久缝，如近拱端地质条件较差不足以承受拱端推力时。

　2. 坝顶和坝面，廊道和排水，管孔（和重力坝相同）

　3. 垫座和周围缝 对地形不规则河谷或局部有深槽时，可在基岩和坝体之间设置垫座，在垫座和坝体之间形成周围缝，通常为二次曲线或卵形曲线，使垫座以上坝体尽可能靠近对称。在径向断面上多数为圆弧形，缝面略向上游倾斜，和坝体传至垫座压力线正交，也有通常弧线或直线。

　周围缝作用：

　① 梁刚度减弱，相对加强了拱作用，改变了拱梁分载百分比。

　② 减小坝体传至垫座弯矩，从而减小甚至消除坝体上游面竖向拉应力，使坝体和垫座接触面应力公布趋于均匀。

　③ 可利用垫座增大和基岩接触面积，调整和改善地基受力状态。

　④ 因为周围缝存在，坝体即使开裂，只能延伸到缝边就会停止发展。若垫座开裂，也不致影响到坝体。

　⑤ 垫座是人工基础，可降低河谷地形不规则性和地质上局部软弱带影响，改善拱坝支承条件。

　⑥ 垫座对坝体振动起缓冲作用。

　3.6 拱坝地基处理 和重力坝基础相同，但要求更为严格，尤其是对两岸坝肩处理。

　1. 坝基开挖 拱端应嵌入岸坡内，最好开挖成全径向，也可采取非全径向开挖。同一坝体采取两种开挖形式时，自上而下应平缓过渡。河床段建基面上、下游高差不宜过大，且尽可能略向上游倾斜。整个坝基可利用岩面在垂直水流方向应平顺，避免突变，也不宜开挖成台阶状。

　2. 固结灌浆和接触灌浆 拱坝坝基固结灌浆孔通常根据全坝段部署，对于比较坚硬完整基岩，也可只在坝基上游侧和下游侧设置数排固结灌浆孔。孔距通常为 3～6m，岩石破碎地域合适加密，孔深通常 5～15m。固结灌浆压力，在确保不掀动岩石情况下宜采取较大值，通常为 0.2～0.4MPa，有混凝土盖重时，可取 0.3～0.7MPa。

　对坝体和陡于 50°～60°岸坡间和上游侧坝基接触面，和基岩中全部槽、井、洞等回填混凝土顶部，均需进行接触灌浆，以提升接触面强度，降低渗漏。接触灌浆应在坝体混凝土浇筑到一定高度、混凝土充足收缩、钻排水孔之前进行。

　3. 防渗帷幕 拱坝帷幕灌浆孔标准上应深入隔水层以下 3～5m；若相对隔水层埋藏较深，孔深可采取（0.3～0.7）倍坝高；地质条件尤其复杂地段，经论证孔深可达 1 倍坝高以上。帷幕灌浆孔通常见 1 排到 3 排，试坝高和地基情况而定，其中 1 排孔应钻灌至设计深度，其它各排孔深可取主孔深 0.5～0.7 倍。孔距逐步加密，开始为 6m，最终为 1.5～3.0m，排距略小于孔距。

　帷幕位置通常部署在压应力区，并尽可能靠近上游坝面。防渗帷幕还应深入两岸山坡内，并和河床部位帷幕保持连续性。

　4. 坝基排水 排水孔幕设在防渗帷幕下游侧，通常只设 1 道主排水孔，必需时增设 1～2 排辅助排水孔。排水孔和防渗帷幕下游侧距离应大于帷幕孔中心距 1～2 倍，且不得小于 2～4m。主排水孔间距通常 3m 左右，辅助排水孔间距通常 3～6m，孔径不宜小于 15cm，主排水孔深度在两岸坝肩可采取帷幕孔深 0.4～0.75 倍，河床部位孔深小于帷幕孔深 0.6 倍，但不应小于固结灌浆孔深度。

　对高坝及两岸较陡、地质条件较复杂中坝，宜在两岸设置多层排水平洞，加钻排水孔，形成空间排水孔洞系统。

　5. 断层破碎带或软弱夹层处理

　第四节 土石坝 4.1 特点 （1）

　可就地、就近取材，经济节省。

　（2）

　能适应多种地形、地质和气候条件。

　（3）

　施工机械发展，提升了土石坝施工质量，加紧了进度，降低了造价，促进了高土石坝发展。

　4.2 土石坝类型 （1）

　按坝高分：

　30m 以下为低坝；30～70m 为中坝；超出 70m 为高坝。

　（2）

　按施工方法分：

　碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝；定向爆破堆石坝等。应用最广泛是碾压式土石坝。

　（3）

　按土料在坝身内配置和防渗体用材料种类，碾压式土石坝可分为：

　① 均质坝；

　② 心墙坝：土质心墙，沥青混凝土或混凝土心墙、钢筋混凝土心墙 ③ 土质斜墙坝； ④ 多个土质坝； ⑤ 面板坝（坝体由透水土石料组成，防渗面板由钢筋混凝土、沥青混凝土或塑料薄膜等组成）。

　4.3 土石坝设计基础要求 （1）含有足够断面维持坝坡稳定。

　土石坝边坡和坝基稳定是大坝安全基础确保。

　（2）设置良好防渗和排水设施以控制渗流。

　（3）依据现场条件选择好筑坝土石料种类、坝结构形式和多种土石料在坝体内配置。

　（4）

　泄水建筑物含有足够泄洪能力，坝顶在洪水位以上有足够安全超高，以防漫溢。

　（5）

　采取合适结构方法，使坝利用可靠和耐久。

　上游面护坡防浪，下游坝坡防雨水冲刷。

　4.4 土石坝设计步骤 1 ．基础剖面 （ （1 ）坝顶高程 ad H h e A    

　式中：H――静水位（正常运行和非正常运行）；h a ――波浪在坝坡上爬高；e――风浪壅高；A――安全加高。

　（ （2 ）坝顶宽度 土石坝设计规范要求，高坝最小顶宽为 10～15m，中低坝为 5～10m。

　坝顶宽度必需考虑心墙或斜墙顶部及反滤层部署需要。

　（ （3 ）坝坡 土石坝坝坡通常依据经验初选。上游缓于下游；斜墙坝上游坡缓于心墙坝，下游坡相反；粘性土坝坡为上陡下缓曲面。

　均质坝平均坡度为 1：3； 心墙坝：下游坡――堆石常见坝坡为 1：1.5~1：2.5；土料为 1：2~1：3

　 上游坡――堆石常见坝坡为 1：1.7~1：2.7；土料为 1：2.5~1：3.5 斜墙坝：下游坡参考心墙坝，上游坡――石坡放缓 0.2，土坡放缓 0.5。

　面板坝：上游坡为 1：1.4~1：1.7；下游坡 1：1.3~1：1.4；卵砾石时放缓至 1：1.5~1：1.6。

　2 ．渗流分析

　渗流分析内容：

　（1）

　确定浸润线位置； （2）

　确定渗流流速和坡降； （3）

　确定渗流量。

　土坝渗流变形：

　（1）管涌：土体中部分颗粒被渗流水带走现象。只发生于无粘性土中。

　（2）流土：渗流作用下，粘性土及均匀无粘性土体被浮动现象，常见于渗流从坝下游溢出处。

　（3）接触冲刷：细粒土（砂土或粘土）和粗粒土交界面上，细粒土被渗流水冲动发生破坏情况。此时渗流方向和交界面平行。

　（4）剥离：粘性土和粗粒土接触面上，因为渗流作用使土颗粒和整体结构分离现象。剥离可发生于粘性土和反滤层交界面上。

　（5）化学管涌：土体中盐类被渗流水溶解带走现象。

　3 ．稳定分析 刚体极限平衡法（瑞典圆弧）坝坡稳定安全系数：

　坝等级 I II III IV、V 正常利用条件 1.30 1.25 1.20 1.15 很利用条件 I 1.20 1.15 1.10 1.05 很利用条件 II 1.10 1.05 1.05 1.00 分析工况：施工期；稳定渗流期；库水位降落期。

　4 ．固结、沉降和应力分析 5. 筑坝土石料及填筑标准 （见后）

　6. 土石坝结构 （见后）

　7 ．土 石坝地基处理 （见后）

　4.5 筑坝土石料及填筑标准 1. 防渗土料 （ （1 ）选择标准 ①防渗性。渗透系数小于 1×10 -5 cm/s，均质坝或低坝可放宽到 1×10 -4 cm/s。

　②抗剪强度；③压缩性；④抗渗稳定性；⑤含水量；⑥膨胀量及体缩值；⑦可溶盐、

　有机质含量； ⑧ 颗粒级配：小于 0.005mm 粘粒含量不宜大于 40％，通常 30％以下为宜。最大粒径不应超出铺土厚度 2/3。

　（ （2 ）砾石土防渗料：含有粗砾土和细粒土混合料，粗粒含量在 50％以内。

　（ （3 ）填筑标准 粘性土料以干容重为设计指标，按压实试验最大干容重乘以压实系数确定。I、II 级坝和高坝，压实系数不低于 0.97~0.99，对 III 级及以下坝不低于 0.95~0.97。

　含砾粘性土料压实性由细料压实性控制。I、II 级坝和高坝，细粒压实系数不低于0.97~0.99，对 III 级及以下坝不低于 0.96。当含砾量大于 30％时，压实度下限值可合适降低。

　2 ．坝壳料

　填筑标准：

　（1）无粘性土：压实标准按相对密度确定，不低于 0.70~0.75。地震区浸润线以上不低于 0.70，浸润线以下按设计烈度大小，不低于 0.75~0.85。

　（2）堆石料：碾压参数（碾压设备型号、重量，铺土厚度，加水量，碾压遍数等）和干容重同时控制。

　3 ．反滤料、过渡料及排水材料 （见后）

　4.6 土石坝结构 1 ．防渗体 作用：控制坝内浸润线位置，保持渗流稳定。

　材料：土质，沥青混凝土。

　结构形式：心墙，斜墙。

　厚度/宽度以平均许可坡降作为控制标准。

　2 ．坝体排水

　作用：控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，以增强坝稳定，并保护下游坝坡免遭冻胀破坏。

　（ （1 ）棱体排水 又称滤水坝趾，在下游坝脚处用块石堆成棱体。可降低浸润线，预防坝坡冻胀，保护下游坝脚不受尾水淘刷且支持坝体增加稳定性。

　（ （2 ）贴坡排水

　又称表面排水。用 1、2 层堆石或砌石加反滤层直接铺设在下游坝坡表面，不伸入坝体排水设施。

　（ （3 ）坝内排水 包含褥垫排水层、网状排水带、排水管、竖式排水体等。

　3 ．反滤层 （ （1 ）作用 滤土排水，预防土工建筑物在渗流逸出处发生渗透破坏和不一样土层界面处接触冲刷。对下游侧有承压水土层，还可起压重作用。

　（ （2 ）部位 在土质防渗体和坝壳或坝基透水层之间，和渗流逸出处或进入排水体，全部必需设置反滤层。

　（ （3 ）要求

　① 被保护土层不发生管涌等有害渗透变形，在防渗体发生裂缝情况下，土颗粒不会被带出反滤层，能促进裂缝自愈。要求孔隙足够小。

　② 透水性大于被保护土，能顺利排除渗透水流，同时不致被细粒土淤塞而失效。

　（4 4 ）结构

　反滤层通常由 1～3 层级配均匀、耐风化砂、砾、卵石或碎石组成，每层粒径随渗流方向而增大。规范要求：

　15 85/ 4~5 D d 

　；

　 15 15/ 5 D d 

　式中：

　D 15 为相邻粒径较大一层土特征粒径； d 85 、 d 15 为相邻粒径较小一层土控制粒径和特征粒径。

　4 ．土石坝裂缝控制 （ （1 ）纵缝

　走向和坝轴线大致平行，多发生在心墙坝、斜墙坝坝顶和坝坡中部。

　成因：心墙坝坝壳土料比心墙土料固结沉降快；斜墙坝坝壳料如压实不足，上部和下部沉降不均，全部可使斜墙断裂，形成纵缝。

　（ （2 ）横缝

　走向和坝轴线垂直，多发生在两岸坝肩周围。岸坡较陡或岸坡地形忽然改变时，全部易发生横缝。

　（ （3 ）内部裂缝

　关键由坝体和坝基不均匀沉降引发。

　（ （4 ）防治方法

　① 改善坝体结构或平面部署：

　 坝轴线改成略凸向上游拱形；放缓坝坡；加厚心墙或斜墙；布设反滤层；不一样土料间设过渡层。

　② 重视地基处理 ③ 合适选择土料 ④ 采取合宜施工方法和运行方法 （5 5 ）裂缝处理

　 表面裂缝：先用砂土填塞，再以低塑性粘土封填、扎实；

　深部裂缝：灌浆处理；

　严重裂缝：坝内做混凝土防渗墙。

　5 ．土石坝和混凝土建筑物连接 （ （1 ）插入式

　混凝土坝断面逐步缩小，最终成为刚性心墙插入土石坝心墙内。

　（ （2 ）翼墙式

　在组合部位作出混凝土挡土墙并向上下游延伸形成翼墙。

　4.7 土石坝地基处理

　关键要求：① 控制渗流，避免渗透破坏；② 保持坝体和坝基静力和动力稳定，③在确保安全运行条件下节省投资。

　要求较混凝土坝低。

　1 ．岩基处理

　 当岩基上覆盖层较薄时，只需防渗体座落在岩基上形成截水槽隔断渗流即可。对高坝要

　求更严格。

　 防渗体和基岩接触面要求结合紧密。基岩内部防渗处理关键是帷幕灌浆。

　2 ．砂砾石坝基处理

　关键问题是渗流控制。

　垂直防渗方法：粘性土截水槽、混凝土防渗墙、帷幕灌浆等

　上游水平防渗铺盖：

　下游排水设施：水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重 3 ．细砂、软粘土和湿陷性黄土地基处理 （ （1 ）细砂等易液化地基

　挖除或人工加密。表面振动加密、振冲法、强夯。

　（ （2 ）软 粘土地基

　排水固结：砂井加速排水固结。

　（ （3 ）湿陷性黄土地基

　挖除、翻压或强夯，预先浸水处理。

　第五节 水 闸 5.1 功效和分类

　水闸是一个利用闸门挡水和泄水低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、海、湖泊岸边。按功效分类：

　（ （1 ）节制闸

　拦河或在渠道上建造，用于拦洪、调整水位、控制下泄流量。河道上节制闸又称拦河闸。

　（ （2 ）进水闸

　又称取水闸、渠首闸。建在河道、水库或湖泊岸边，用以控制引水流量，以满足浇灌、发电或供水需要。

　（ （3 ）分洪闸

　常建于河道一侧，用来将超出下游河道安全泄量洪水泄入分洪区或分洪道。

　（ （4 ）排水闸

　建于江河沿岸，用来排除内河或低洼地域对农作物有害渍水。

　（ （5 ）挡潮闸

　建在入海河口周围，涨潮时关闸，退潮时开闸泄水。

　（ （6 ）冲沙闸（排沙闸）

　常建在进水闸一侧河道上和节制闸并排部署或在引水渠内进水闸旁。

　其它还有排冰闸、排污闸等。

　按闸室结构分：开敞式、胸墙式、涵洞式等。

　5.2 水闸组成 （ （1 ）闸室

　包含闸门、闸墩、边墙、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。

　（ （2 ）上游连接段

　包含两侧翼墙、护坡、河床部分铺盖。

　（ （3 ）下游连接段

　 包含护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等。

　5.3 软土地基上水闸工作特点 （1）软土地基压缩性大，承载力低，细砂易液化，抗冲能力差。地基可能产生较大沉降或沉降差，造成闸室倾斜，止水破坏，闸底板断裂，甚至破坏，引发水闸失事。

　（2）水闸泄流时，土基抗冲能力较低，可能引发水闸下游冲刷。

　（3）土基在渗流作用下，易发生渗透破坏。

　5.4 水闸设计步骤 1 ．闸址选择

　壤土、中砂、粗砂和砂砾石适于作为水闸地基。尽可能避免淤泥质土和粉、细砂地基。

　2. 闸孔设计 （1）堰型选择：

　 宽顶堰、低实用堰 （2）闸底板高程

　（3）闸孔总净宽 （4）闸室单孔宽度和闸室总宽度 3 ．防渗、排水设计 （1）防渗设施：组成地下轮廓铺盖、板桩及齿墙 （2）排水设施：铺设在护坦、海漫底部、闸底板下游段砂砾石层 4 ．消能、防冲设计 （1）消能：通常采取底流消能。

　（2）海漫：消力池后接海漫。要求表面有粗糙度，含有透水性，含有柔性。形式有干砌石、浆砌石、混凝土板等。

　（3）防冲槽：海漫末端预留足够粒径大于 30cm 石块，在冲刷水流作用下散铺在冲刷坑上游面，形成护坡。

　（4）翼墙和护坡 5 ．闸室部署和结构

　分缝和止水。

　6 ．闸室稳定分析、沉降校核和地基处理 7 ．闸室结构计算 8 ．水闸和两岸连接建筑

　包含：上、下游翼墙和边墩。

　作用：

　① 挡住两侧填土、维持土坝及两岸稳定；

　② 上游翼墙引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，降低冲刷； ③ 保护两岸或土坡不受过闸水流冲刷； ④ 控制闸身两侧渗流，预防和其相连岸坡或土坝发生渗透破坏； ⑤ 软弱地基上设有独立岸墙时，可降低地基沉降对闸身应力影响。

　第六节 渠系建筑物 6.1 分类及组成、作用

　包含：渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。

　根据作用分：

　1 ．渠道

　作用是输水。按用途分为：浇灌渠道、动力渠道、供水渠道、通航渠道和排水渠道等。

　2 ．调整及配水建筑物 用以调整水位和分配流量，如：节制闸、分水闸等。

　3 ．交叉建筑物 渠道和山谷、河流、道路、山岭等相交时修建建筑物，如：渡槽、倒虹吸管、涵洞等。

　（1）渡槽：当渠道和山谷、河流、道路相交，为连接渠道而设置过水桥。

　（2）倒虹吸管：当渠道跨越山谷、河流、道路时，为连接渠道而设置压力管道。形状如倒置虹吸管。

　（3）涵洞：当渠道和道路相交而又低于路面时，可设置输水涵洞；当渠道穿过山谷或小溪且流量不大时，可用一段填方渠道，下面埋设涵洞。

　4 ．落差建筑物 在渠道落差集中处修建建筑物，如：跌水、陡坡等。

　陡坡和跌水关键区分是，陡坡以斜坡替换跌水墙。

　5 ．泄水建筑物 用以放空渠水建筑物，如泄水闸、虹吸泄洪道等。

　6 ．冲沙和沉沙建筑物 ：冲沙闸、沉沙池等

　7 ．量水建筑物 计算输配水流设施，如：量水堰、量水管嘴等。

　第七节 堤防工程 7.1 分类 （熟悉）

　1 ．定义：

　堤防是沿江河、湖泊、海洋岸边或蓄滞洪区、水库库区周围修建预防洪水漫溢或风暴潮攻击挡水建筑物。

　2 ．分类 ：河堤、湖堤、海堤、围堤、水库堤防

　河堤：高水位连续时间短，堤身浸润线不高，堤防断面较小； 湖堤：高水位连续时间长，风浪较大，堤身断面尺寸较河堤大，临水面有很好防浪护面，背水面有排渗设施； 水库堤防：断面设计和湖堤相同； 围堤：用于临时滞蓄超标准洪水，修建标准和干堤相同； 海堤：风浪大，堤防断面大，较河堤坚固。临水面有防浪设施和其它护堤设施。

　3 ．河堤分类 ：遥堤、缕堤、格堤、月堤、越堤……

　遥堤：又称主堤或干堤，距河较远，堤身较厚，用于防御特大洪水，是防洪最终一道防线。

　缕堤：有名民垸、民埝、生产堤，距河较近，堤身单薄，保护缕堤至遥堤之间滩地洪水大时可能漫溢溃决。

　格堤：连接遥堤和缕堤横向堤防，形成格状，一旦缕堤决口，水遇格堤即止，同时可预防沿遥堤形成串沟夺河。

　月堤和越堤：依缕堤或遥堤进占或退后月牙形堤防。退后为月堤，进占为越堤。

　其它：在堤顶加修小堤称为子堤或子埝。

　黄河堤防示意

　7.2 设计 （了解）

　确定防洪标准 设计 （ （1 ）堤线选择

　标准：①堤防对水流干扰尽可能小；②堤线不宜距河槽岸线太近；③堤线宜选经高埠老土、土质坚硬、层次单一土层上；④堤线选择尽可能照料两岸城镇利益；⑤在越建或退建堤防时，越建不能使过流断面显著减小妨碍水流，退建堤防切忌形成袋状，形成水流入袖，也不宜单独一段堤距扩展得太宽，以免形成回流淘刷，引发新险情。

　（ （2 ）堤顶高程和堤距确实定 （ （3 ）堤身断面设计 （ （4 ）渗流计算和渗控方法设计 （ （5 ）堤坡稳定分析 （ （6）

　）

　抗震设计 （ （7 ）

　 7.3 渗透破坏和渗控方法 （了解）

　1．渗透破坏

　管涌：非粘性土中细颗粒被渗透水流移动带出，形成渗流通道现象。

　流土：局部范围内成块土体被渗流水掀起浮动现象。

　接触冲刷：渗流沿不一样材料或土层接触面流动时引发冲刷现象。

　接触管涌：当渗流方向垂直于不一样土壤接触面时，可能把其中一层中细颗粒带到另一层较粗颗粒土层空隙中管涌现象。

　接触流土：接触管涌继续发展，形成成块土体移动，甚至形成剥蚀区时，便形成接触流土。

　通常认为粘性土不会发生管涌变形和破坏。砂土和砂砾石，颗粒不均匀系数  ＝d 60 /d 10 <10 易发生流土；  >20 会发生管涌；10<  <20 可能发生流土，也可能发生管涌。

　2．渗控方法 （1）截水墙 拦截经过透水地基渗水最有效手段。土料、钢板桩、混凝土 （2）临河面不透水粘土铺盖 （3）堤背防渗盖重 （4）堤背脚滤水设施：滤水戗台、反滤层、导渗沟、减压井

　 7.4 堤防抢险 （了解）

　1 ．防漫溢 泄、蓄、分；原堤加固加高，堤顶抢筑子堤。

　2 ．散浸抢护 ：外截内导

　（1）

　临河截渗：粘土前戗截渗，外坡铺设不透水土工膜。

　（2）

　背河导渗：导渗沟、反滤层、透水后戗（滤水压浸台）。

　（3）

　抢护脱坡：滤水换坡、滤水土撑。

　3 ．抢堵漏洞 (1) 外堵塞漏洞； (2) 堤内导水抑砂

　(3) 堤身截断漏管 4 ．抢护管涌 ：和抢堵漏洞相同，修筑背水月堤、反滤铺盖层

　5 ．跌窝抢险 6 ．防风浪 ：柳枕、木排、芦苇或土袋还坡、土工织物

　7 ．凌汛抢险 ：上游水库调度，下游破冰泄流

　第八节 桥梁 （熟悉）

　1．基础组成：桥跨结构、下部结构（桥墩、桥台）、墩台基础。

　2．按基础结构体系分类：梁式桥、拱式桥、刚架桥、缆索承重桥、组合体系桥。

　8.1 基础设计步骤 （了解）

　 8.2 梁式桥 1 ．定义 桥梁在垂直荷载作用下，支承处仅产生竖向反力而无水平推力结构体系。

　多采取钢筋混凝土、预应力混凝土、钢结构。

　2 ．受力特点 梁以承受弯矩为主。

　3 ．特点 结构简单，施工方便。

　4 ．基础类型 按承重结构截面形式分：板桥、肋板式梁桥、箱形梁桥。

　按承重结构静力体系分：简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、T 形刚构桥、连续刚构桥。

　设 计 平面部署 横剖面设计 纵剖面设计 桥梁总跨径 桥梁分孔 桥面标高 桥下净空 桥上和桥头纵坡部署 基础埋置深度 桥面宽度 横截面部署 设计方案比较 验 算 强度、刚度、稳定性验算 桥梁计划设计 方案设计 技术设计 施工图设计 结构形式、尺寸、数量指标、施工方案…

　 8.3 刚架桥 1 ．定义 桥跨结构和墩台整体连接桥梁。

　2 ．受力特点 ①主梁端部产生负弯矩，降低了跨中正弯矩；②支柱承受压力和弯矩；③支柱脚产生水平推力。

　3 ．特点 外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。但钢筋用量大，基础造价较高。主梁高度较梁桥小，适适用于需较大桥下净空或建筑高度受限情况，如立交桥、高架桥。

　4 ．类型

　单跨刚架桥、多跨刚架桥。

　简支梁桥：

　悬臂梁桥：

　连续梁桥：

　T 形刚构桥：

　连续刚构桥：

　 8.4 拱式桥 1 ．定义 关键承载结构式拱圈或拱肋。通常见圬工材料和钢筋混凝土。

　2 ．受力特点 在竖向荷载作用下，拱两端支承处产生竖向和水平力，降低了拱圈（拱肋）弯矩。

　3 ．特点

　优点：跨越能力大；能就地取材，造价低；耐久性好，维护费用低；外形美观；结构简单，技术易掌握。

　缺点：对地基要求高，增大下部结构工程量和造价；施工是关键影响原因；建筑高度较梁式桥高。

　4 ．分类

　材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、组合材料拱桥（如钢管混凝土拱桥）。

　拱圈截面形式：板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥

　拱上建筑形式：实腹式、空腹式

　拱轴线形式：圆弧线、抛物线、悬链线

　桥面位置：上承式、中承式、下承式

　有没有推力：有推力、无推力 刚架桥

　 8.5 缆索承重桥 1 ．定义

　以缆索为关键承重构件桥梁。分为斜拉桥、悬索桥。

　2 ．斜拉桥特点

　 ① 利用主梁、斜拉索、索塔三者不一样组合相成不一样体系以适应不一样地形和地质条件。

　拱式桥

　② 索塔上用若干斜向斜拉索支承起主梁以跨越较大障碍。斜拉索降低了梁内应力和尺寸，使桥梁跨越能力显著增大。

　③ 和悬索桥相比，不需要粗笨锚固装置，抗风能力更优。

　④ 调整斜拉索拉力能够调整主梁内力，使主梁内力更均匀合理。

　⑤ 便于采取悬臂法施工和架设，且安全可靠。

　⑥ 作为一个高次超静定组合结构，结构复杂，技术要求高。

　3 ．悬索桥（吊桥）特点 ① 跨越能力在全部桥梁体系中最大。

　② 可避免不良基础。

　③ 采取高强材料作为关键承重结构，用料省。

　④ 结构简单、轻便，施工方便。

　⑤ 建筑高度较小，外形美观 缺点：主索为柔性结构，对有节奏荷载造成振动敏感。

　 斜拉桥 悬索桥

　目 目

　录 第一节

　概述 .................................................................................................... 错误! 未定义书签。

　1.1 水利工程对环境影响（了解）

　......................................................... 错误! 未定义书签。

　1. 库区 ............................................................................................... 错误! 未定义书签。

　2. 水库下游 ....................................................................................... 错误! 未定义书签。

　3. 其它 ............................................................................................... 错误! 未定义书签。

　1.2 水工建筑物分类及等级划分（掌握）

　............................................. 错误! 未定义书签。

　1. 水工建筑物分类（按功用）

　....................................................... 错误! 未定义书签。

　2. 水利工程分等 ............................................................................... 错误! 未定义书签。

　3. 水工建筑物分级 ........................................................................... 错误! 未定义书签。

　第二节 重力坝 .................................................................................................. 错误! 未定义书签。

　2.1 工作原理 ............................................................................................. 错误! 未定义书签。

　2.2 特点 ..................................................................................................... 错误! 未定义书签。

　1. 优点 ............................................................................................... 错误! 未定义书签。

　2. 缺点 ............................................................................................... 错误! 未定义书签。

　2.3 适...