連拱壩

連拱壩（multiple arch dam）屬於支墩壩的一種。其擋水面板作成拱形以增大跨度並充分利用材料強度，迎水面多為斜面以利用水重增加壩體的抗滑穩定性，拱圈常採用圓弧形。連拱壩是一種輕型壩，工程量較省，施工稍複雜。北京地區的白河澗水庫漿砌石連拱壩壩高32m，壩長144m。

基本介紹

• 中文名：連拱壩
• 外文名：multiple arch dam
• 所屬學科：電力、水工建築等
• 出現時間：16世紀
• 屬於：支墩壩
• 優點：充分利用材料強度

簡介

連拱壩（multiple arch dam）是支墩壩的一種。由若干傾斜的拱形擋水面板和支墩組成。拱與支墩大多剛性連線，成為空間體系的超靜定結構。拱圈中心角一般為150°～180°，拱形擋水面板常採用等厚半圓拱。支墩有單支墩和空腹雙支墩兩種形式，在高壩中多用空腹雙支墩以增強穩定性。拱形擋水面板的厚度小，跨度大，用料較省，但這一壩型不易做成溢流壩，施工也較複雜，溫度變化和地基不均勻沉陷都會使壩身產生應力，一般應修建在堅固的岩基上。

歷史沿革

西班牙在 16世紀修建的埃爾切壩和印度在1802年前後修建的梅爾·阿魯姆砌石連拱壩，均為直立拱面，還不完全具備近代支墩壩的特點。直到1891年澳大利亞工程師J.D.貝瑞修建的貝魯布拉砌磚連拱壩，上游面傾角60°,才具備了現代支墩壩的特點。1968年加拿大修建的馬尼克五級連拱壩,壩高214m,主拱跨度161.5m。該壩跨度大、壩體厚、不用鋼筋，為大體積混凝土結構，施工方便，代表了近代連拱壩發展的趨勢。在中國淮河，1954年和1956年相繼建成了佛子嶺和梅山連拱壩，壩高為74.4m和88.24m。前者是中國當時建成的第一高壩,後者是當時世界上最高的連拱壩。

連拱壩的體型和特點

連拱壩是擋水蓋板呈拱形的一種輕型支墩壩，這種傾向上游的拱狀蓋板稱拱筒，拱筒與支墩剛性連線而成為超靜定結構。因此，溫度變化和地基不均勻變形對壩體應力的影響顯著，適宜建在氣候溫和的地區和良好的岩基上。

連拱壩支墩的基本剖面為三角形，其尺寸受抗滑穩定與支墩上游面的拉應力值這兩個因素控制。一般經驗是連拱壩上游邊坡角在45°～60°之間，下游坡角在70°～80°之間。

連拱壩能充分利用材料強度，拱殼可以做得較薄，支墩間距也可大一些，所以在支墩壩中，以連拱壩的混凝土方量最小，但施工複雜，鋼筋用量也多。由於壩身比較單薄，施工、溫度及運行期的不利荷載作用都會引起混凝土開裂並有可能進一步擴展，因此要求拱殼混凝土有較高的抗拉防滲標號。在嚴寒地區，壩體還受冰凍和風化的影響，修建薄連拱壩時，一定要在下游面設防寒隔牆。

連拱壩的拱殼一般採用圓弧形。支墩有單支墩和雙支墩兩種，後者側向剛度較大，多用在高連拱壩中。例如，我國1956年修建的梅山連拱壩，拱圈採用180°中心角的等厚半圓拱，頂拱圈厚0.60m，底拱圈厚2.30m，內半徑為6.75m，支墩間距20m，採用空腹雙支墩式。

梅山連拱壩

早期連拱壩多為鋼筋混凝土結構。但近50年來建造的連拱壩，拱及支墩有的已採用素混凝土建造，如前面提到的丹尼爾·詹森連拱壩。我國在中小型工程中還修建了不少砌石連拱壩，如自貢市老蠻橋砌石連拱壩，高21m，拱跨43m，如下圖所示。

老蠻橋砌石連拱壩

連拱壩構造及與地基的連線

連拱壩的支墩和拱筒一般採用混凝土結構，支墩與拱座之間多用剛性連線，如圖中(a)所示。為了減小溫度應力和防止由於支墩沉陷引起拱壩開裂，也有採用脫開的布置型式，如圖中(b)、(c)所示。

支墩與拱座連線

當連拱壩較高時，拱筒可沿高度方向每20m設一道永久性伸縮縫，縫的上下游側都需設止水片。

止水片

拱與地基的連線一般設有齒牆，連線型式見下圖。為增強側向穩定性，在單支墩上，可設加勁梁或加勁肋；對空腹支墩，可在其間做隔牆。

連線型式