非溢流坝图元对象的组装

在单个非溢流基本实体图元对象形成后，要把它和其他的实体图元对象组装为一个有机的重力坝实体.这里必须考虑两个方面：一是它和其他负实体对象和正实体对象（即坝段内的孔洞等）的组装，二是非溢流基本实体图元对象（即坝段）之间的位置组装。

因为一般重力坝都是分段建筑的（碾压混凝土重力坝除外），因此以坝段来考虑基本对象的划分。重力坝可分为非溢流坝段和溢流坝段，只要能把它们都简化为基本图元对象的组合就行了。分析非溢流坝段和溢流坝段的结构形体，如果把整个坝段作为一个正实体大图元，其余的图元看做或是包含于这个大图元中的小的负实体，或是需在这个大图元上添加的小的正实体。这样在形成每个基本图元对象后，再根据一定的组装规则把它们组装起来，坝段模型即可形成，最后把各个坝段组合在一起即可得到整个重力坝的三维模型。根据上述原则，考虑所有的重力坝类型（实体、宽缝、空腹）。

非溢流坝段基本实体对象中的参数提取是以坝轴线和实际高程为基准的，所以当坝体的坝轴线的位置确立后，所建立的非溢流坝段基本实体对象三维模型在给出的三维坐标系中的x,z的位置坐标也就确定不变了.这个特征对于其他的图元也是一样的。因此，对于第一点，是要确定包含于非溢流坝段基本实体图元对象中的图元对象相对y轴的位置，方法是给这些图元对象一个组装控制参数youju，即描述这些图元对象的特征点到坝段右面（从上游面看）的相对距离，当这个参数值确定后，它们在每个非溢流坝段中的位置也就确定了。而对于第二点，是要确定每个三维非溢流基本实体图元对象在y轴上的位置，笔者在此引用了一个基准面的概念，即人为地在坐标系中确定的一个固定的xz面，当给定它的图元对象组装控制参数jzhun，即坝段右面（从上游面看）到基准面的距离后，这个非溢流基本实体图元对象在坐标系中的位置就惟一确定了.此方法对于溢流坝段也同样适用."para" label-module="para">

在同一个坐标系中形成所有的图元对象模型后，给定一个合适的组装控制参数，通过相应的布尔运算，即形成一个重力坝的三维实体模型。

1．确定挡水坝剖面。

（1）坝顶高程的确定：分别考虑设计和校核两种情况。

（2）坝顶宽度的确定：一般地，坝顶宽度取最大坝高的8%~10%，且不小于3m。若有交通要求或移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。

（3）上、下游坝坡及起坡点的确定

（4）坝段长度。

2．挡水坝强度和稳定验算。

根据规范所要求的基本荷载组合和偶然荷载组合，进行承载能力极限状态验算和坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算。其中前者验算的内容包括：

（1）坝体及坝基强度验算；

（2）坝体与坝基接触面抗滑稳定计算；

（3）坝体层面抗滑稳定计算；

（4）坝基深层软弱结构面抗滑稳定计算。2100433B

溢流坝面是在非溢流坝面的基础上修改而成，既有利于枢纽布置，又容易满足坝体的抗滑稳定和应力要求。溢流坝的下游直线段应与非溢流坝齐平，如果溢流水头较大，堰面曲线较平缓，或基本三角形较瘦时，可采用向上游突出的倒悬堰顶以满足溢流曲线要求。

(1)有足够的孔口尺寸以及良好的孔口体型以满足泄洪要求。

(2)溢流面及闸墩等有较好的体型，以便使水流平顺过坝，不产生不利的负压、振动，避免产生空蚀现象。

(3)保证下游不产生危及大坝及其他建筑物安全的冲刷。

(4)溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游水流流态平顺，不产生折冲水流，泄流不影响其他建筑物的正常运行。

(5)如设有闸门、启闭机等设备，其控制和运用要灵活可靠。

溢流坝坝面曲线由顶部曲线段、中问直线段和下部反弧段三部分组成。

溢流重力坝是溢流坝中修建较多、运行经验丰富的坝型。巴西图库鲁伊水电站的重力坝，最大坝高86m,23个溢流孔，总泄流量104400m3/s；中国河北省潘家口水利枢纽重力坝，坝高107.5m,设计最大泄流量56200m3/s，部分采用宽尾墩形式的新型消能工。它们都是世界上泄量较大的高水平的溢流重力坝，具有很好的消能防冲效果。支墩坝中溢流大头坝与溢流重力坝相近。高溢流平板坝，由于溢流面板较单薄，不利抗震，采用不多。连拱坝由于拱筒和溢流面、边墙连接结构复杂，很少做为溢流坝。溢流拱坝除坝体结构常较单薄外，由于平面呈拱形，泄流朝径向集中是明显不利的水力条件。早期的拱坝，担心下游冲刷和坝体振动，都不敢采用大流量坝身泄洪，而另辟坝外溢洪道。1950年以来，中国修建了各种类型的溢流拱坝，如溢流跌坎式、挑坎式、溢流面板滑雪道式以及高低坎对冲、窄缝、转向挑坎等消能工形式,较好地解决了拱坝消能防冲、抗震减蚀等问题,使得溢流拱坝建设在中国有了较大的发展。湖南省凤滩水电站腹拱式溢流拱坝，设计泄洪流量达32600m3/s,是世界上泄流量最大的溢流拱坝，采用独特的高低坎对冲消能，效果甚佳。2100433B