專利名稱：拱壩建基面結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水利水電工程中的拱壩，具體涉及拱壩建基面結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
拱壩是水利水電工程中應(yīng)用廣泛的一種壩型。拱壩的結(jié)構(gòu)呈凸向上游的拱形，可通過拱 的作用將水的壓力全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。拱壩具有超載能力強(qiáng)、抗震性能好、美 觀經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)而深受壩工界的青睞。拱壩的拱端坐落在承載力足夠的基巖上，拱端與基巖的 交接面為建基面。為了較好地傳遞拱端的作用力，同時(shí)考慮到施工方便性，如圖1所示，現(xiàn) 有結(jié)構(gòu)是將建基面挖成與拱壩拱端的壩軸線相垂直的平面。有時(shí)為了減少開挖量，如圖2和 圖3所示，也可將建基面挖成階梯型和折線型。
上述幾種建基面結(jié)構(gòu)容易造成拱端的應(yīng)力集中，引起拱壩局部開裂?，F(xiàn)有國(guó)內(nèi)外拱壩運(yùn) 行情況顯示，大部分拱壩開裂均是從拱端與基巖的交接面起裂，并向壩內(nèi)發(fā)展。這種應(yīng)力集 中和破壞的現(xiàn)象隨著大壩高度的增加，水庫(kù)壓力的加大而更為多見。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種可避免拱端應(yīng)力集中的拱壩建基面結(jié)構(gòu)。 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是拱壩建基面結(jié)構(gòu)，包括壩體，壩體的拱端與基巖的交 接面為建基面，建基面的水平截面為凸向基巖內(nèi)部且光滑連續(xù)過渡的曲線。
進(jìn)一步的是，建基面與壩體的上游拱圈和下游拱圈相交的夾角a、 e為鈍角。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，建基面的水平截面為二次曲線。 進(jìn)一步的是，建基面采用光面爆破挖掘形成。
本實(shí)用新型的有益效果是由于建基面采用了光滑過渡的曲線結(jié)構(gòu)面形式，保證了建基 面的光滑連續(xù)，有利于避免拱端局部應(yīng)力集中，改善大壩應(yīng)力狀態(tài)；此外，與目前存在的其 他建基面形式相比，本實(shí)用新型拱壩中的建基面在建造時(shí)可減少上游側(cè)開挖量，有效節(jié)約壩 基開挖量，節(jié)約工程投資；其次，該種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，可以節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用并易于施工控制， 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。該建基面的結(jié)構(gòu)形式適合于在所有拱壩壩型中應(yīng)用，如常態(tài)混凝土拱 壩、碾壓混凝土拱壩、砌石拱壩以及堆石混凝土拱壩等。


圖l為現(xiàn)有拱壩平面型建基面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有拱壩階梯型建基面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為現(xiàn)有拱壩折線型建基面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型拱壩建基面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4中A處的局部放大示意圖。
圖6為圖4中B處的局部放大示意圖。
圖中標(biāo)記為壩體l，壩軸線2，拱端3，基巖4，建基面5，排水拱6，灌漿帷幕7，上游 拱圈8，下游拱圈9，夾角a，夾角e。
具體實(shí)施方式

下面通過附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖4 圖6所示的拱壩建基面結(jié)構(gòu)，包括壩體l，壩體1的拱端3與基巖4的交接面為建基 面5，建基面5的水平截面為凸向基巖4內(nèi)部且光滑連續(xù)過渡的曲線。上述"光滑連續(xù)過渡的 曲線"用曲線方程來描述，則該曲線方程必須是連續(xù)的，并且該曲線方程可導(dǎo)且曲線方程的 一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。曲線方程可根據(jù)大壩實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行選擇，但最好采用二次曲線，如圓弧 、橢圓弧、雙曲線和拋物線等，以便進(jìn)行施工布置。
如圖6中所創(chuàng)建的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)0位于壩軸線2上或壩軸線2上側(cè)，該坐標(biāo) 系的X軸正方向指向拱心，Y軸正方向指向壩體l。如果以該坐標(biāo)系來創(chuàng)建曲線方程，則該曲 線方程的二階導(dǎo)數(shù)大于O。根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)的幾何意義，曲線方程的二階導(dǎo)數(shù)大于O，表示曲線 向Y軸負(fù)方向凹陷，即建基面5的水平截面凸向基巖4內(nèi)部。
如圖4 圖6，為了更好的防止拱端3處的應(yīng)力集中，建基面5與壩體1的上游拱圈8和下游 拱圈9相交的夾角a、 e為鈍角。
其次，建基面5最好采用光面爆破挖掘形成。光面爆破技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于爆后壁面平整規(guī) 則，可減少對(duì)基巖的擾動(dòng)，保持基巖的穩(wěn)定，確保施工安全；同時(shí)又能減少超、欠挖次數(shù)， 提高工程質(zhì)量和進(jìn)度。采用光面爆破挖掘形成建基面5后，然后澆筑大壩混凝土，并設(shè)置灌 漿帷幕7和排水孔6。
權(quán)利要求權(quán)利要求1拱壩建基面結(jié)構(gòu)，包括壩體(1)，壩體(1)的拱端(3)與基巖(4)的交接面為建基面(5)，其特征是建基面(5)的水平截面為凸向基巖(4)內(nèi)部且光滑連續(xù)過渡的曲線。
2 如權(quán)利要求l所述的拱壩建基面結(jié)構(gòu)，其特征是建基面(5)與 壩體(1)的上游拱圈(8)和下游拱圈(9)相交的夾角(a、 {3)為鈍角。
3 如權(quán)利要求1或2所述的拱壩建基面結(jié)構(gòu)，其特征是建基面(5)的水平截面為二次曲線。
4 如權(quán)利要求1或2所述的拱壩建基面結(jié)構(gòu)，其特征是建基面(5)采用光面爆破挖掘形成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了水利水電工程中一種可避免拱端應(yīng)力集中的拱壩建基面結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括壩體，壩體的拱端與基巖的交接面為建基面，建基面的水平截面為凸向基巖內(nèi)部且光滑連續(xù)過渡的曲線。由于建基面采用了光滑過渡的曲線結(jié)構(gòu)面形式，保證了建基面的光滑連續(xù)，有利于避免拱端局部應(yīng)力集中，改善大壩應(yīng)力狀態(tài)；此外，與目前存在的其他建基面形式相比，該結(jié)構(gòu)中的建基面在建造時(shí)可減少上游側(cè)開挖量，有效節(jié)約壩基開挖量，節(jié)約工程投資。該建基面的結(jié)構(gòu)適合于在所有拱壩壩型中應(yīng)用，如常態(tài)混凝土拱壩、碾壓混凝土拱壩、砌石拱壩以及堆石混凝土拱壩等。
文檔編號(hào)E02B7/12GK201241322SQ20082030086
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者沖 張, 王仁坤, 陳萬(wàn)濤 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院