【正文】 土壓力： 揚(yáng)壓力： 浪壓力： 作用在壩底板上的垂直力之和彎矩作用在底板上的力對(duì)垂直于水流方向底板中心軸產(chǎn)生的力矩： 產(chǎn)生的彎矩：垂直水壓力產(chǎn)生的彎矩：揚(yáng)壓力產(chǎn)生的彎矩：F產(chǎn)生的彎矩：浪壓力產(chǎn)生的彎矩：計(jì)算水位 ， 水平水壓力產(chǎn)生的彎矩： 則：地基上的作用力對(duì)基底中心產(chǎn)生的彎矩之和b基底應(yīng)力的計(jì)算基底面積 壩基底面對(duì)于垂直水流向形心軸的截面矩c地基反力的平均系數(shù)基礎(chǔ)底板的抗滑穩(wěn)定計(jì)算由于底板下設(shè)有齒墻，所以底板的滑動(dòng)不是沿底板的下表面和地基土壤表面而是沿上下游齒墻最低點(diǎn)的連線(xiàn)的土體中滑動(dòng)。故不考慮地震影響，按完建和正常運(yùn)用兩種工況計(jì)算。 壩基內(nèi)未設(shè)水泥帷幕灌漿和排水孔，最不利工況擋水時(shí)下游無(wú)水不設(shè)浮托力。參照國(guó)家現(xiàn)行的DL50771997水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范確定土壓力的形式。浪壓力計(jì)算公式可按照GB5028698堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范或SL2652001推薦的公式。應(yīng)根據(jù)橡膠壩不同運(yùn)用情況時(shí)最不利的上下游水位組合條件確定。 （1）壩袋及壩底板自重按其幾何尺寸及材料重度計(jì)算確定。根據(jù)地基的地質(zhì)條件、壩上下游的水頭差，并結(jié)合考慮壩袋錨固槽（深度和位置）的需要來(lái)選定壩底板地下輪廓的形狀和尺寸。在工程上采取將邊墩與壩袋接觸部位的混凝土表面做得盡量光滑、部底板局部抬高等方法來(lái)消除影響。因此，在不影響泄流的情況下，這不但可使整個(gè)高程造價(jià)降低，檢修條件改善和便于觀(guān)測(cè)，而且可防止過(guò)壩推移質(zhì)泥沙隨水流卷入壩袋底部，從而減輕壩袋的磨損。ＳＬ22798《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》建議，應(yīng)滿(mǎn)足管路布置和結(jié)構(gòu)需要，對(duì)有防凍和特殊要求的工程可適當(dāng)加厚。底板順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度即底板寬度應(yīng)滿(mǎn)足壩袋坍落線(xiàn)的寬度要求，并在上下游應(yīng)留有足夠的安裝檢修的交通道。本設(shè)計(jì)為單跨橡膠壩，除不設(shè)中墩外，其它設(shè)施均與橡膠壩土建工程要求相同。 觀(guān)測(cè)系統(tǒng)由壓力表、內(nèi)壓檢測(cè)、上下游水位觀(guān)測(cè)裝置等組成，其設(shè)計(jì)和施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）施工安裝時(shí)一定要掌握儀器精度，要保證其靈活性、可靠性和安全性。　?。?）安全系統(tǒng)由超壓溢流孔、安全閥、壓力表、排氣孔等組成，該系統(tǒng)的施工要求嚴(yán)密，不得有漏氣現(xiàn)象。管與管之間盡可能用法蘭連接，壩袋內(nèi)支管與壩袋內(nèi)總管連接采用三通或彎頭。壩袋內(nèi)壓壩袋內(nèi)壓數(shù)值上等于壩高水頭產(chǎn)生的靜水壓力。動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)要考慮工程規(guī)模、運(yùn)行管理的可靠性、操作方便等因素，合理地選用空壓機(jī)的容量及臺(tái)數(shù)。具體尺寸：長(zhǎng)度為999mm，寬度為150mm，厚度為8mm第五章 單跨充氣式橡膠壩的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)起調(diào)節(jié)橡膠壩高度的作用，它包括壩袋的充脹、排空，充氣式壩袋的超壓排氣以及壩袋內(nèi)壓和上、下游水位觀(guān)測(cè)等，它們是橡膠壩工程中不可缺少的重要組成部分。 錨固構(gòu)件螺栓的設(shè)計(jì)錨固力的計(jì)算: 安全系數(shù)，一般取為34，本設(shè)計(jì)取4 —壩袋環(huán)向拉力，按設(shè)計(jì)時(shí)徑向拉力計(jì)算設(shè)1米廠(chǎng)錨固線(xiàn)上布置4個(gè)螺栓，則螺栓間距為25cm 每根螺栓承受的荷載計(jì)算如下:K擰緊力和轉(zhuǎn)力影響系數(shù)，n 1米長(zhǎng)內(nèi)螺栓根數(shù)螺栓直徑的計(jì)算。螺栓壓板式錨固的構(gòu)件由螺栓壓板及墊板組成。若錨線(xiàn)直接往上爬坡，壩袋產(chǎn)生褶皺較多，則上游錨固線(xiàn)往下游向上傾斜布置，褶皺可以減少橡膠壩的錨固結(jié)構(gòu)型式多種多樣，按錨固壩袋的方式可分為穿孔錨固和不穿孔錨固兩種。所以本工程橡膠壩采用單錨固線(xiàn)進(jìn)行壩袋錨固。但壩袋周長(zhǎng)較長(zhǎng)（包括壩袋底部的貼地長(zhǎng)度），多費(fèi)壩袋膠布。圖中a為錨固長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)定a= ，則壩袋長(zhǎng)度: ；經(jīng)查表已計(jì)算出: 壩袋寬度的計(jì)算:根據(jù)《橡膠壩設(shè)計(jì)指南》充氣壩采用穿孔式鋼壓板錨固，錨固長(zhǎng)度為35cm，即= 第四章 單跨充水式橡膠壩錨固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橡膠壩是將壩袋錨固在基礎(chǔ)底板和邊墩上，充氣將壩袋充脹，構(gòu)成可升高擋水和降低泄流的工程。 壩袋為一布兩膠，膠布層數(shù)為兩層。在具體計(jì)算壩袋強(qiáng)度安全系數(shù)時(shí)，直接采用壩袋膠布名義強(qiáng)度值計(jì)算時(shí)，應(yīng)扣除15%25%的膠布強(qiáng)度損失。從運(yùn)用角度出發(fā)，沒(méi)有特別要求時(shí)，內(nèi)壓比無(wú)需選擇太大。壩袋的設(shè)計(jì)內(nèi)外壓比是指壩袋的內(nèi)壓高度與壩袋設(shè)計(jì)高度的比。第三章 單跨充氣式橡膠壩的壩袋設(shè)計(jì):壩袋的結(jié)構(gòu)，從外形上可分為袋式，帆式和混合式。如空壓機(jī)、壓力表、水封管、水位計(jì)等。本橡膠壩定為四等工程，橡膠壩控制室為４級(jí)建筑物。水利水電工程是根據(jù)其規(guī)模效益及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分等。對(duì)于冰凌等漂浮物較多的河段，單跨在2030m為宜。但單個(gè)壩袋過(guò)長(zhǎng)會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，如加工不便，運(yùn)輸安裝困難，充壩時(shí)間長(zhǎng)，不利于檢修，運(yùn)行管理難度大等。如為直墻連接則是直墻之間的距離；兩岸為斜坡連接，則壩袋到達(dá)設(shè)計(jì)壩高時(shí)沿壩頂軸線(xiàn)上口的長(zhǎng)度。因壩袋袋體為薄壁柔性結(jié)構(gòu)，由于橡膠壩內(nèi)壓變化和壩上下游水位變化等原因，易引起壩袋變形，壩高將下降，要掌握溢流量就要了解與各個(gè)時(shí)刻上下游水位相應(yīng)的壩高變化值。確定壩高時(shí)應(yīng)考慮壩袋坍肩和褶皺處溢流的影響?！」こ痰燃?jí)及樞紐布置（1）工程規(guī)模。充氣式壩袋既可布置在水平底板上，也可在曲線(xiàn)形實(shí)用堰頂上，應(yīng)用范圍較廣。以一座高5米的橡膠壩為例，每延米橡膠壩就需要46立方米的水量來(lái)予以填充，跨度為100米寬的橡膠壩就需要4600立方米的水量。當(dāng)然，這主要是由于充水橡膠壩的現(xiàn)行結(jié)構(gòu)所致，如想克服此問(wèn)題也許只能是通過(guò)修改現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在冬季，由于氣體不存在結(jié)冰問(wèn)題，運(yùn)行管理模式四季相當(dāng)，沒(méi)有明顯的季節(jié)變化。充氣式橡膠壩對(duì)于壩袋強(qiáng)度制造工藝要求高，安裝要求比充水式高，運(yùn)行管理水平要求高。橡膠壩在實(shí)際運(yùn)用中基本上以充水式和充氣式為主，采用水氣混合的很少。缺點(diǎn)是：壩袋易老化、耐久性較差。所用塊石可在附近山谷中采集。所以橡膠壩選在陽(yáng)關(guān)附近的河道上，此處水流平順，壩址上下游均有一定長(zhǎng)度的平直，河床4—6米以下均為基巖。由設(shè)計(jì)資料可知本區(qū)在主要地層巖性為三疊系上統(tǒng)和侏羅系下統(tǒng)砂頁(yè)巖，第四地層。在滿(mǎn)足泄洪斷面的情況下，將基礎(chǔ)底板適當(dāng)抬高，使橡膠壩高于枯水季節(jié)下游河流水位，便于檢測(cè)和維修。（4）.。因此，橡膠壩應(yīng)建于平直河段處，即在壩址選擇時(shí)，必須在壩址上下游均有一定長(zhǎng)度的平直段，以保證過(guò)壩水流平穩(wěn)，防止壩袋產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。據(jù)調(diào)查和實(shí)際工程觀(guān)測(cè)在河道彎道附近的橡膠壩，過(guò)壩水流很不平穩(wěn)，壩袋易發(fā)生振動(dòng)，加劇壩袋磨損，影響壩袋使用壽命。（1） 壩址應(yīng)選擇在堅(jiān)硬緊密的天然土基上，雖然橡膠壩重量比其它閘壩輕，且地基受力均勻，但壩址仍然盡量選在堅(jiān)硬緊密的天然土基上。工程所用的水泥、砂、石子等材料以當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)為主，所用的塊石，可在附近的山谷中采集。（6）工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL2522000《水利水電工程等別劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》、SL2652001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，本橡膠壩工程定為四等工程，橡膠壩、控制室分別為4級(jí)建筑物。 及NE40 186。本區(qū)地層平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單，是華北陸臺(tái)上較穩(wěn)定的部位，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異性小，以大面積緩慢抬升為主，地震基本烈度為6度。（3）工程地質(zhì) 本區(qū)主要是地層巖性為三疊系上統(tǒng)和侏羅系下統(tǒng)砂頁(yè)巖，上伏第四系地層?！妗?、℃、℃。同時(shí)匯流面積較小，因此地下水含量不大。大清河水系位于海河流域中部，發(fā)源于西部太行山區(qū)，經(jīng)獨(dú)流減河及海河干流入海，跨山西、河北、北京、天津4省市。柴關(guān)橡膠壩工程建成后可使柴關(guān)灌區(qū)農(nóng)田的灌溉保證率由60%提高到95%。 第一章 緒論橡膠壩是用高強(qiáng)合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作粘結(jié)保護(hù)層，加工成膠布，按要求的尺寸，錨固在基礎(chǔ)底板上，用水或氣的壓力充脹起來(lái)，形成擋水壩。第二章 工程設(shè)計(jì)柴關(guān)橡膠壩工程是擬建于北沙河上的一處集農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖于一體的綜合利用水利工程，工程建成以后，不僅能有利的促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且對(duì)自然、生態(tài)、社會(huì)環(huán)境的改善產(chǎn)生了積極的影響。干流在曲陽(yáng)縣建有大型水庫(kù)王快水庫(kù)，支流郜河、曲河分別建有大型水庫(kù)口頭水庫(kù)和中型水庫(kù)紅領(lǐng)巾水庫(kù)，隸屬于大清河水系。由于本區(qū)降水量多集中在6~7月，且蒸發(fā)量大于降水量。根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源調(diào)查與水利區(qū)劃綜合報(bào)告，該區(qū)屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明：冬季受西伯利亞大陸性氣團(tuán)控制，寒冷少雨雪；春季北風(fēng)盛行，較冷蒸發(fā)大；夏季受海洋性氣團(tuán)和太行山地形影響，降魚(yú)集中；秋季一般秋高氣爽，降雨稀少。年均蒸發(fā)量為水面1000mm，陸面350mm，最大風(fēng)速為18m/s，最大凍土深度54cm。~，基巖僅在局部地段出露。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅有小規(guī)模的斷層分布，節(jié)理裂隙呈“棋盤(pán)格式”狀發(fā)育，走向NW64 186。 （4）地形地貌 柴關(guān)橡膠壩工程處于太行山東麓，河道左岸多為山體，右岸以河灘地為主，前期河道治理已在部分河段修建了堤防，主河槽為U型斷面，壩址處上下游經(jīng)前期治理，河道斷面近似為梯形，底寬為92m，邊坡為1：。（6）施工條件 壩址緊鄰省道，對(duì)外交通方便 。，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。這不僅避免發(fā)生波狀水躍和折沖水流，防止有害的沖刷和淤積，而且使過(guò)壩水流平穩(wěn)，減輕壩袋振動(dòng)及磨損延長(zhǎng)壩袋使用壽命。運(yùn)用實(shí)踐表明，水流條件是影響壩袋振動(dòng)的主要誘因，振動(dòng)又是使壩袋磨損破壞的主要原因。如一定要在這樣的河道上建壩時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)地板適當(dāng)抬高，并在底板高程以下修排沙泄流閘孔?；A(chǔ)底板不宜低于河床，防止在坍壩泄洪時(shí)，壩袋被泥沙覆蓋，造成管理維修困難。重要工程應(yīng)有水工模型實(shí)驗(yàn)論證。由壩址選擇示意圖可知柴槽