空腹重力壩

空腹重力壩

hollow gravity dam

空腹重力壩的優點是：

①壩體空腔對減少壩基揚壓力及改善壩基應力有利，因而壩體混凝土量可較實體重力壩節省20%～30%；

②節省了壩基開挖量；

③便於散熱；

④有的壩體空腔內可以佈置水電站廠房,特別是當河谷狹窄,洪水流量大,下游水位變幅大,佈置地面廠房困難時,有其優越性。

缺點是:

①施工複雜,有倒懸模板；

②空腔周圍易出現拉應力，為摸清和改善應力狀態，需作大量計算和模型試驗：

③鋼筋用量較實體重力壩多；

④壩內廠房運行條件不如地面廠房好。

空腹重力壩的空腹下面一般不設底板，但當空腹內佈置水電站時，在空腹底部設置底板。

空腹的淨跨約佔壩底寬的1/3。

壩的前、後腿寬度大致相等。

頂拱常採用橢圓形或複合圓弧形。

空腹壩的開孔率，即空腹面積與壩體剖面面積之比,一般為9%～28%。

壩體所受荷載由前後腿傳至地基。

首先可按實體重力壩初步擬定斷面，然後設置空腔。為保持穩定，空腔所節約的混凝土量一般應與揚壓力減少幅度相適應。空腹重力壩的應力比較複雜，可用有限元法和結構模型試驗等進行計算研究。

根據中國幾個工程的研究分析，有以下幾點規律：

①由於空腔頂部以上壩體重心偏於上游，故空腹壩的前腿承擔了壩體大部分重量；

②空腹頂部以上水壓力基本上與後腿剪力平衡，空腹頂部以下的水壓力基本上與前腿剪力平衡；故前腿剪應力較大，應適當加強；

③空腹周邊應力與空腹形狀有關,調整空腹形狀,有可能做到空腹周邊不出現拉應力或拉應力很小；

④壩踵應力是大壩安全的關鍵。

判別壩體安全的標準是：

經計算或試驗，壩基以上3m處不出現拉應力。

奧地利人於20世紀50年代修建了三座空腹重力壩，其中大繆爾多爾－費爾塞壩,壩高46.5m。

在60年代，葡萄牙人修建了壩高為 57m的卡臘帕特洛壩等空腹重力壩。

1961年建成的江西上猶江水電站擁有中國第一座空腹重力壩，壩高67.5m,電站廠房設於壩內。

1958～1970年中國設計和科研人員對空腹重力壩壩體作了大量的試驗研究工作,摸清了壩體應力分佈規律.

1970年以後,空腹重力壩的建設在中國取得了很大進展,象楓樹壩、牛路嶺壩和大化壩等相繼建成,其壩高依次為95.3m、90.5m和78.5m等。