大头坝

[拼音]：datouba

[外文]：massive head buttress dam

由支墩上游部分向两侧扩展形成面板（上游头部）的支墩坝。

墨西哥于1927年修建的唐马丁坝是世界上最早的大头坝。20世纪30年代以后大头坝发展较快。1962年日本建造的畑薙第一坝，坝高125m，是当时世界上最高的大头坝。巴西与巴拉圭于1975年合建的伊泰普水电站大头坝，坝高196m，是世界上最高的大头坝。中国自50年代以来也修建了很多座大头坝。如1958年建成的磨子潭水库双支墩大头坝，坝高82m(见彩图)；1960年修建的新丰江大头坝，坝高105m。

分类

大头坝头部有以下三种形式。

（1）平板式（图a）：上游面为平面，施工简单。但在水压力作用下，上游面易产生拉应力，引起裂缝。

（2）圆弧式（图b）:上游面为圆弧。作用于弧面上的水压力向头部中心辐集，应力条件好，但施工模板较复杂。

（3）钻石式（图c）:上游面由三个折面组成，兼有平板式和圆弧式的优点，最常采用。大头坝支墩有单支墩和双支墩(图a)两种形式，高坝多采用双支墩以增强其侧向稳定性。为了提高支墩的侧向劲度或为了防寒，也可将下游部分扩宽，使坝腔封闭，这时在结构体形上接近宽缝重力坝。

特点

与其他形式的支墩坝比较，大头坝的主要特点是：

（1）为大体积混凝土结构，不用或只用少量钢筋；

（2）坝段与坝段之间有伸缩缝，可适应地基变形，对地基条件的要求不是很高，必要时可以设置基础板，以减轻支墩对地基的压应力；

（3）坝体厚度大，防寒性能好，坝身溢流条件也好，单宽泄量可适当提高。

设计

设计时首先根据工程经验初步给定坝体基本尺寸，再进行稳定和强度分析。坝段宽度与坝高有关，单支墩常采用9～18m，双支墩当坝高在80m以上时采用18～27m。上游坝面的坡度越缓，利用的水重越多，可以节省混凝土，但上游面易产生拉应力。大头坝的上下游坡度一般采用1:0.4～1:0.6。支墩厚与坝段宽度及坝高有关。坝越高、坝段越宽，支墩承受的水压力越大，为满足强度要求，应增大支墩厚度。

大头坝的应力分析可采用材料力学方法，计算时可粗略考虑计算截面宽度变化的影响(见宽缝重力坝)。头部应力比较复杂，且易产生拉应力，可沿坝面法向截取平面，采用差分法分析头部应力。也可采用二维或三维有限元法进行大头坝的应力分析。自50年代以后便开始应用动力学理论进行大头坝的抗震计算，计算时假定坝体为一维多质点体系，根据假定的地面运动规律计算坝体的动力反应。自60年代以来，开始采用动力问题有限单元法，可以更好地反映坝体的动力特性。

计算表明，穿过头部的渗流体积力可产生较大的拉应力。因此，头部两侧伸缩缝中的止水应尽量靠近头部的下游面，以增大侧压力，减小或消除拉应力。有的大头坝在头部中心设排水孔，以改善渗流的作用。为防止施工期产生温度裂缝，支墩应设直立的或倾斜的收缩缝。在支墩达到稳定温度以后，收缩缝应进行灌浆，以保证支墩的整体性。在头部与支墩相接处，也常常设收缩缝以防止因厚度突然变化引起的裂缝。对于大头坝，应注意防止头部表面的温度裂缝，以免水库蓄水后缝内进水，使裂缝继续向纵深发展，危及大坝安全。

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大头坝百科介绍

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