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水壩的分類方法

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瀏覽:- 發布日期:2020-10-12 08:22:00【
       水壩按照不同的分類依據可以有不同的分類法,主要有:      
       1.按結構與受力特點可分為:重力壩、拱壩、支墩壩、預應力壩   
       2.按泄水條件可分為:非溢流壩、溢流壩
       3.按筑壩材料的不同可分為:土石壩、砌石壩、混凝土壩、橡膠壩等     
       4.按壩體能否活動可分為:固定壩、活動壩       
       5.按壩工技術歷史發展的進程可分為:古代壩、近代壩、現代壩

       就上述分類,淺談以下 : 
       在第1種分類中,所列各壩型的受力特點是眾所周知的,但它們蘊蓄的“年齡”差異,并不一定為眾人所注意。拱壩和支墩壩是在重力壩出現大約3000年之后才問世,預應力壩還要再晚大約1500年。由于重力壩給人們的印象是根深蒂固的,即使到了19世紀中期,開始出現了有理論指導設計的近代拱壩,但科學家仍只承認重力壩是正統的壩型,而認為拱壩設計是離經叛道之舉。“拱壩”作為一個正式的壩工術語,是遲至1910年才由莫里森(Morrison)和布羅迪(Brodie)在其著作《砌石壩設計》(Masonry Dam Design)中首次提出。拱壩、支 墩壩和預應力壩雖然比重力壩年輕得多,但在壩工歷史上都充分展示了它們的生命力。   
       在第3種分類中所列的土石壩,實際上也是一種“重力壩”,只是人們沒有有意去想它是重力壩,習慣上也不那么稱呼罷了。  
       在第3種分類中,砌石壩有著悠久的歷史。早在公元前8世紀,也門的馬里卜(Marib)壩就開始用以石灰為膠結材料的灰漿砌石鋪面。進入初世紀之后,羅馬人在西班牙筑壩時就開始使用在整個壩斷面中用灰漿砌筑塊石的施工方法,漿砌石壩應運而生。19世紀20年代發明了水泥。自19世紀中葉起,以石灰為膠結材料的灰漿便逐漸為水泥灰漿所代替。到19世紀后期,在砌石壩工程中又逐漸用水泥混凝土①部分地代替石料建造壩體。不過當時人們還以為水泥混凝土的強度不如塊石,只是在壩體內強度較低的部位才用水泥混凝土。后來又發展到用水泥混凝土來填塞石塊間的空隙,石塊用量逐漸減少,進而形成了“蠻石混凝土壩”。此后,到20世紀初期便進一步發展成了完全用混凝土澆筑的混凝土壩,從而為壩工技術的發展開辟了更廣闊的前景。  
       談到水壩,人們多半會想到它是固定不動的,沒在意它還可以是“活動的”。因此第4種分類乍看起來似乎有些多余。實際上,活動壩在壩工歷史上占有重要的地位。活動壩的主體部分是活動的,可自動或半自動啟閉,多用來改善河道的通航條件,有的也用以引水或發電。世界最早的活動壩當推我國秦代靈渠上的“陡門”,它也被譽為世界“船閘之父”。長期以來世界各國所創造的活動壩類型數不勝數,如卷簾壩、翻板壩與蝴蝶壩等等,其結構形式可謂使人眼花繚亂。汪胡楨等所譯《水利工程學》(Der Wasserbau)的“閘壩工程學”一編,就開宗明義地將水壩分為固定壩和活動壩兩大類。有意思的是,在該書中兩者的篇幅竟然不相上下。該書1929年出版,作者旭克利許(Schoklitsch,A.)是捷克布律恩大學教授。美國水利工程界耆宿弗里曼(Freeman,J.R.)當時稱此書為前所未有的杰作。在活動壩的大家族中,橡膠壩堪稱后起之秀。橡膠壩可用于航運、灌溉、防洪、供水、擋潮、發電以及園林美化等工程,具有造價低、施工方便、壽命長、抗振能力強以及環境效果好等優點。迄至今天,活動壩仍在水利工程中發揮著積極作用。三峽大壩建成后,葛洲壩近壩段沖刷降低了枯水水位,因而對航運帶來影響。《泥沙研究》2002年第5期,曾發表了賈鵬等的建議:在葛洲壩下游河道中建造一系列混凝土結構沉箱活動壩,抬高枯水水位以利通航。令人稱奇的是,朱水生在2006年宣稱發明了一種活動壩——新型液壓升降壩,可全面代替翻板壩和橡膠壩等壩型。更說這是世界領先的原創發明,具有巨大的經濟價值。     最后一種分類法,是作者在其《壩工技術史》一書中率先提出并定義的。其中“古代壩”是指19世紀中期以前建的壩,其基本特征是,壩是憑經驗建造的,無論是重力壩、拱壩,還是土石壩都是如此。在整個建壩歷史的進程中,古代壩的歷時占了絕大部分。古代壩工技術在人們長期的經驗摸索中緩慢地進步著,正是在這進步的過程中,人們才得以積累了許多豐富、可貴的建壩實踐經驗,為近代壩的誕生奠定了基礎。      
       “近代壩”是指19世紀中期至20世紀初期建的壩,其基本特征是,壩的設計開始有了理論作指導,這主要體現在重力壩和拱壩的設計上。壩的設計理論與幾千年的古代筑壩經驗相結合,就使得壩工技術在19世紀中期發生了巨大的變革。土石壩的設計方法在這一時期也略顯端倪:科林 (Collin) 在1850年就曾對土石壩提出了類似于今天的分析方法,可惜他的方法幾十年內都未能為人們引起注意。   “現代壩”是20世紀初期以后建的壩,其基本特征是,重力壩與拱壩的設計理論進一步完善與提高,土石壩的設計理論在20年代開始形成,加上施工技術與管理工作的進步,使整個壩工建設在全世界得到普遍與飛速發展。

       煙臺桑尼橡膠有限公司質檢部撰稿。

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