拱坝建基面结构制造技术

本实用新型专利技术公开了水利水电工程中一种可避免拱端应力集中的拱坝建基面结构。该结构包括坝体，坝体的拱端与基岩的交接面为建基面，建基面的水平截面为凸向基岩内部且光滑连续过渡的曲线。由于建基面采用了光滑过渡的曲线结构面形式，保证了建基面的光滑连续，有利于避免拱端局部应力集中，改善大坝应力状态；此外，与目前存在的其他建基面形式相比，该结构中的建基面在建造时可减少上游侧开挖量，有效节约坝基开挖量，节约工程投资。该建基面的结构适合于在所有拱坝坝型中应用，如常态混凝土拱坝、碾压混凝土拱坝、砌石拱坝以及堆石混凝土拱坝等。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利水电工程中的拱坝，具体涉及拱坝建基面结构。
技术介绍
拱坝是水利水电工程中应用广泛的一种坝型。拱坝的结构呈凸向上游的拱形，可通过拱 的作用将水的压力全部或部分传给河谷两岸的基岩。拱坝具有超载能力强、抗震性能好、美 观经济等优势而深受坝工界的青睐。拱坝的拱端坐落在承载力足够的基岩上，拱端与基岩的 交接面为建基面。为了较好地传递拱端的作用力，同时考虑到施工方便性，如图1所示，现 有结构是将建基面挖成与拱坝拱端的坝轴线相垂直的平面。有时为了减少开挖量，如图2和 图3所示，也可将建基面挖成阶梯型和折线型。上述几种建基面结构容易造成拱端的应力集中，引起拱坝局部开裂。现有国内外拱坝运 行情况显示，大部分拱坝开裂均是从拱端与基岩的交接面起裂，并向坝内发展。这种应力集 中和破坏的现象随着大坝高度的增加，水库压力的加大而更为多见。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是提供一种可避免拱端应力集中的拱坝建基面结构。 解决上述技术问题的技术方案是拱坝建基面结构，包括坝体，坝体的拱端与基岩的交 接面为建基面，建基面的水平截面为凸向基岩内部且光滑连续过渡的曲线。进一步的是，建基面与坝体的上游拱圈和下游拱圈相交的夹角a、 e为钝角。作为上述技术方案的优选方案，建基面的水平截面为二次曲线。 进一步的是，建基面采用光面爆破挖掘形成。本技术的有益效果是由于建基面采用了光滑过渡的曲线结构面形式，保证了建基 面的光滑连续，有利于避免拱端局部应力集中，改善大坝应力状态；此外，与目前存在的其 他建基面形式相比，本技术拱坝中的建基面在建造时可减少上游侧开挖量，有效节约坝 基开挖量，节约工程投资；其次，该种结构形式简单，可以节约设计费用并易于施工控制， 综合技术经济指标好。该建基面的结构形式适合于在所有拱坝坝型中应用，如常态混凝土拱 坝、碾压混凝土拱坝、砌石拱坝以及堆石混凝土拱坝等。附图说明图l为现有拱坝平面型建基面的结构示意图。图2为现有拱坝阶梯型建基面的结构示意图。图3为现有拱坝折线型建基面的结构示意图。图4为本技术拱坝建基面结构的结构示意图。图5为图4中A处的局部放大示意图。图6为图4中B处的局部放大示意图。图中标记为坝体l，坝轴线2，拱端3，基岩4，建基面5，排水拱6，灌浆帷幕7，上游 拱圈8，下游拱圈9，夹角a，夹角e。具体实施方式下面通过附图对本技术作进一步的说明。如图4 图6所示的拱坝建基面结构，包括坝体l，坝体1的拱端3与基岩4的交接面为建基 面5，建基面5的水平截面为凸向基岩4内部且光滑连续过渡的曲线。上述"光滑连续过渡的 曲线"用曲线方程来描述，则该曲线方程必须是连续的，并且该曲线方程可导且曲线方程的 一阶导数连续。曲线方程可根据大坝实际应力状态进行选择，但最好采用二次曲线，如圆弧 、椭圆弧、双曲线和抛物线等，以便进行施工布置。如图6中所创建的坐标系，该坐标系的坐标原点0位于坝轴线2上或坝轴线2上侧，该坐标 系的X轴正方向指向拱心，Y轴正方向指向坝体l。如果以该坐标系来创建曲线方程，则该曲 线方程的二阶导数大于O。根据二阶导数的几何意义，曲线方程的二阶导数大于O，表示曲线 向Y轴负方向凹陷，即建基面5的水平截面凸向基岩4内部。如图4 图6，为了更好的防止拱端3处的应力集中，建基面5与坝体1的上游拱圈8和下游 拱圈9相交的夹角a、 e为钝角。其次，建基面5最好采用光面爆破挖掘形成。光面爆破技术的优点在于爆后壁面平整规 则，可减少对基岩的扰动，保持基岩的稳定，确保施工安全；同时又能减少超、欠挖次数， 提高工程质量和进度。采用光面爆破挖掘形成建基面5后，然后浇筑大坝混凝土，并设置灌 浆帷幕7和排水孔6。权利要求权利要求1拱坝建基面结构，包括坝体(1)，坝体(1)的拱端(3)与基岩(4)的交接面为建基面(5)，其特征是建基面(5)的水平截面为凸向基岩(4)内部且光滑连续过渡的曲线。2 如权利要求l所述的拱坝建基面结构，其特征是建基面(5)与 坝体(1)的上游拱圈(8)和下游拱圈(9)相交的夹角(a、 {3)为钝角。3 如权利要求1或2所述的拱坝建基面结构，其特征是建基面(5)的水平截面为二次曲线。4 如权利要求1或2所述的拱坝建基面结构，其特征是建基面(5)采用光面爆破挖掘形成。专利摘要本技术公开了水利水电工程中一种可避免拱端应力集中的拱坝建基面结构。该结构包括坝体，坝体的拱端与基岩的交接面为建基面，建基面的水平截面为凸向基岩内部且光滑连续过渡的曲线。由于建基面采用了光滑过渡的曲线结构面形式，保证了建基面的光滑连续，有利于避免拱端局部应力集中，改善大坝应力状态；此外，与目前存在的其他建基面形式相比，该结构中的建基面在建造时可减少上游侧开挖量，有效节约坝基开挖量，节约工程投资。该建基面的结构适合于在所有拱坝坝型中应用，如常态混凝土拱坝、碾压混凝土拱坝、砌石拱坝以及堆石混凝土拱坝等。文档编号E02B7/12GK201241322SQ20082030086公开日2009年5月20日 申请日期2008年5月26日 优先权日2008年5月26日专利技术者冲 张, 王仁坤, 陈万涛 申请人:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
拱坝建基面结构，包括坝体（１），坝体（１）的拱端（３）与基岩（４）的交接面为建基面（５），其特征是：建基面（５）的水平截面为凸向基岩（４）内部且光滑连续过渡的曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张冲，王仁坤，陈万涛，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]