钢筋混凝土重力坝的制作方法

专利名称：钢筋混凝土重力坝的制作方法
技术领域：
水利水电工程建筑。
3、对发明的理解本发明是对预应力锚固重力坝的改进，是对重力坝的发展，更是重力坝向着钢筋混凝土结构方向的突破性进展，具有空前的意义和前景。因此，本发明是对目前水工技术及设计计算方法的重要贡献。
4、发明目的大幅度降低目前重力坝造价；大幅度降低目前重力坝工程量，缩短建设工期；使坝体各部位受力合理，最大限度地发挥各种建筑材料的特性，克服建筑材料的缺点，物尽其用；扩大了重力坝对基础岩石的适用范围；各实体坝体的剖面可大幅度地缩小，而内部带有空间的坝体可增加坝体沿坝宽方向的刚度，使结构尽乎完美；有利于混凝土施工时的温度控制；容易把控自重在坝体内形成的应力。

发明内容
本发明是对预应力锚固重力坝的改进，在结构上分为六个方面，分别称为对预应力锚固重力坝的改进I、II、III、IV、V、VI，分别简称为改进I、II、III、IV、V、VI。
改进I、II的坝体上游面垂直，如摘要附

图1所示，用垂直缝把坝剖面上游部分分割成若干薄板，薄板上不设键和键槽。分别在每一块薄板的一定位置上，如图A、B、C、D、E各点，给薄板施加预加应力荷载，产生垂直方向的预加应力。预加应力钢丝索下端锚固在坝基下面一定设计深度，上端即作用在上述各点之上。之后，对垂直缝进行灌浆(灌浆材料应满足强度要求)处理，使坝体成为整体。改进I的薄板不分期施工，改进II为分期施工和所谓的吊装施工两种情况。
改进III是带有上游坝坡坝体的改进型式，其中，把坝体分成了上游坝坡部分和主体部分。主体部分以改进I、II为基础，文中重点介绍了上游坝坡的结构改进。
改进IV以前面三种改进为基础，又增添了水平预加应力。除去上游坝坡部分(若带有)，垂直预加应力荷载产生垂直预加应力，由垂直的预加应力钢丝索施加，水平预加应力荷载产生水平预加应力，由水平的预加应力钢筋施加。这种钢筋混凝土重力坝分为两种，一种为实体坝体；另一种内部含有若干空间，甚至，在下游面可为镂空式的结构，还可近似于杆系结构。
经过论证，目前很大一部分预应力锚固重力坝可以用上游面垂直的改进后的各种坝型代替。当坝基岩石条件较差时，可以用带有上游坝坡的改进后的坝型。在这些改进中，改进IV最为经济合理。改进I、II、III、IV是改进的基本型式。
这四种基本型式既可以单独应用，各自成型，在一定程度上，又可以混合应用，它们的内部存在一些必然的联系和借鉴。在改进V若干提高改进I、II、III、IV效果的措施一文中，给出了改进I和改进II的结合。因为改进III以前两种改进为基础，改进IV以前三种改进为基础，故改进I、II的结合同样可以在改进III、IV中应用。而这四种基本型式在一定程度上的混合可以提高改进效果和满足特定要求。改进V中又给出了进一步改进以提高垂直钢丝索施加预加应力的效果，可用于前四种改进的基本型式之中。改进V中还给出了基础的预应力加固、水压力加固和提高坝体抗滑稳定性的一项新措施，还给出了一项降低坝体扬压力的新措施，都可用于前四种改进的基本型式之中。其中对基础的加固措施可扩大重力坝对基础岩石的适用范围，特别是对于改进中较小坝宽的坝体尤为重要。
改进VI改进I中若干施工措施及元件装置中，给出了用自应力混凝土回填第一种廊道的方法及改进I中应用的代替廊道的装置、代替混凝土预制块的装置和特殊铰的原理构造。
现在，再对于这些改进作如下说明●每一块预加应力薄板在设计计算和施工时，都可以按混凝土受压柱处理。目前预应力技术的发展，显然，实现这种结构是可能的。而灌浆技术更是重力坝施工中较成熟的技术。由前面叙述，所以，改进后的坝体是可行的。
●改进后混凝土薄板的施工方法和目前重力坝的一般施工方法应有所不同。从这一意义上说，薄板自重和水化热等形成的坝体应力较改进前更容易把握。而在垂直缝灌浆以前，各薄板也只是这样一个柱状受力(自重和预加应力荷载)一般构件。由文中的设计计算方法，蓄水后这部分坝体最终最小主应力趋向于零。故在施工过程中，可降低薄板的抗压强度标准，而按一般结构标准设计计算。如果要求施工时坝体这部分强度标准必须和现行的混凝土重力坝设计规范一致，也可改用规范中规定的标准。
●为使一些小的环节成为可能，在改进中还提出了一些目前还没有应用的技术。如用自应力混凝土回填坝体廊道、埋设施加预加应力的装置，等等。这些技术尚需完善。
●应完善一套这些改进的施工标准和方法。比如，首先要提出薄板铅垂所要达到的精度，混凝土的浇筑方法和吊装方法(或施工方案)，等等。薄板的浇筑可采用大坝的缆机浇筑方案或对现有的缆机浇筑方案加以改造。如在某薄板顶部可增加几条缆索，在多个不同部位供给混凝土，增加工作面，来浇筑该薄板。薄板浇筑也可采用门塔机浇筑方案。
●坝体中钢筋和混凝土的时价因时因地而异，差别很大，出人意料。这些改进在某时、某地具有明显经济价值时，则可以应用。
本发明详细叙述如下A、对预应力锚固重力坝的改进I对于预应力锚固重力坝，本文给出了一种新的型式。从而，通过对预应力钢筋和混凝土这两大材料用量的选择，达到一个前所未有的最经济的效果。
为了介绍这项新改进，仅以上游面垂直的非溢流重力坝为例，加以说明。对于溢流坝和其它类型重力坝，如果可能，也可以用这种改进进行设计计算。但是，这种改进不用于具有上游坝坡的各种类型的重力坝。经过分析论证，相当数量的目前预应力锚固重力坝，可以用本改进上游面垂直的坝型代替，不再设置上游坝坡。综述如下。
为了叙述方便，本文不对一般性问题或细部结构构造等加以说明讨论。
本改进在坝体下游面不用配筋。坝体下游面可以是曲线，而在此综述中假设为直线。拉应力区和压应力区分界线由实际设计确定，一般应为曲线。本改进示意图如图1、2、3、4、5、6本改进示意图(一)、(二)、(三)所示。在图中，拉应力区和压应力区分界线画成了实线。本改进分三种情况，介绍如下。
a、设置廊道情况图1本改进示意图(一)中，ON为拉应力区和压应力区分界线，N为ON和坝底的交点。通过N点作铅垂线(对于实际设计中的坝体，当ON横坐标在坝剖面范围内取得极大值且又为横坐标的最大值时，则此铅垂线为该极值点处切线)，从而，把坝体的三角形剖面分成两个部分。上游部分为直角梯形，再把它用铅垂线分成若干薄板。施工时，在每条铅垂线的位置，预留一条缝隙，称它为垂直缝。从而，使得各薄板之间彼此独立(指在铅垂方向的变形方面)。这两个部分如果分期施工，则可增加坝体散热。各薄板之间若参差错落地施工，则部分薄板初期可三个面散热，均有利于温度控制，从而加快施工进度等。图中，把上游部分分成了五块薄板。
是这种上游面垂直，下游面为直线的重力坝自重荷载引起的坝体应力分布，使得把坝体上游部分分割成若干薄板后，然后，再对垂直缝行灌浆，使坝体成为整体后，自重荷载在坝体内引起的坝体应力分布和原来没有改变。其它剖面形式的重力坝一般没有这一特点。
每一块薄板的上游面和ON有一交点，通过交点作水平线，把该薄板分成上下两部分。如果在某薄板顶部，水平线和坝体下游面相交，见图4本改进示意图(三)中某薄板顶部铅直钢丝索、水平钢丝索、倾斜钢丝索布置、连接示意图中所示的特殊情况，则水平线上部的三角形部分为二期混凝土，待该薄板上，所有钢丝索张拉完毕后，施工浇筑。一般情况下，从每块薄板下半部分的顶部开始，向下每隔相同或不相同的距离(此距离之间的部分，以后称为分份)，设置一条廊道(水平线和坝体下游面相交上述特殊情况，不设顶部廊道)，以备张拉钢丝索之用，见改进I、II设计中ON的计算。
廊道中心线和所在薄板中心线重合。廊道分为两种，分别称为第一种廊道和第二种廊道。第一种廊道断面为矩形，必须回填，且能产生所在位置所需的预加应力。第二种廊道断面为通常的拱顶平底断面或其它形式的断面，可以回填，也可以不回填。实际布置时，应考虑同一高程上，相邻薄板上的第二种廊道相互错开，图中没有错开。需用哪种廊道和第二种廊道回填与否由实际设计决定，见本改进的设计计算。图1中所示廊道，是回填前的剖面。两种廊道的回填方法有详细叙述。
预加应力钢丝索在混凝土浇筑时，预先设置在位。同一薄板中，各钢丝索长短不完全相等。在每块薄板自下而上的各廊道中，每条廊道都进行钢丝索张拉。因此，应采取措施，使锚具垫块等(图中均未画出)能在坝体里面使用。各钢丝索的长度就是它坝基中的锚固点至张拉它的廊道底部锚头的距离。在上面廊道中张拉的钢丝索，将穿过此廊道至上面廊道。这样，薄板中每点的预加应力，就是此点上面各廊道中预加应力荷载的叠加效果。图4本改进示意图(三)中，某薄板顶部铅直钢丝索、水平钢丝索、倾斜钢丝索布置、连接示意图中，给出了这种特殊情况下，预加应力的一种施加方法。三种钢丝索为铰接，倾斜钢丝索通过二期混凝土水平施工缝中点。铰接处，水平钢丝索铰接的一端上设有滑轮(图中未画出)，使铅直钢丝索穿过后成倾斜钢丝索。从而，倾斜钢丝索在张拉时，钢丝索被拉长，滑轮随之转动，实现(近似)铰接。因此，跨过滑轮的这段钢丝索应很柔软。水平钢丝索锚具处，另一薄板上有凹坑，水平钢丝索不进行预应力张拉。除了这种特殊情况外，在一般情况下，钢丝索都铅直设置，和所在薄板中心线重合，或关于薄板中心线对称，见后文。对称布置时，预加应力荷载也对称施加。图3本改进示意图(二)中大样图，给出了廊道和钢丝索的两种布置形式，不多叙述。此外，钢丝索分为两种。第一种为消除拉应力区内拉应力所设；第二种为提高坝体抗滑稳定性所设，只分布在各薄板最下面廊道以下，和这部分的第一种钢丝索合在一起或分开。经过设计计算，如果第一种钢丝索满足抗滑稳定要求，就不再设第二种钢丝索。同一薄板上下同廊道之间可采取不同标号的混凝土，以适应坝体不同部位抗压强度要求。
(a)垂直缝的形成和灌浆薄板之间以垂直缝分开，不设键和键槽。
垂直缝的形成有两种方法。其中之一类似于目前混凝土重力坝施工中常用的垂直分缝的形成。但是，因为薄板很薄，故用这种方法形成的垂直缝也应很窄。应用这种方法形成垂直缝时，应把老混凝土施工过程中，因为模板连接等等造成的老混凝土表面局部不光滑平整的地方，用机械消磨平整，然后，再进行新混凝土浇筑。钢丝索张拉时，各薄板之间如果可能，最好同时进行张拉，以减小相临薄板之间的相对位移，避免薄板压缩时因施工误差(薄板平面局部不平整等)造成相互影响。其中另一种形成垂直缝的方法是采用模板。本文为此给出了一种模板形式，实际应用时，应给出具体设计计算和改进完善。如图5本改进示意图(三)中一种形成垂直缝的模板示意图所示。塑料薄膜采用增强塑料等材料，具备一定的厚度和强度。塑料薄膜上下对折，两端在上面，中间是一块具有一定厚度的薄钢板。应用时，用它把新老混凝土隔开，并且，下端插入已有缝隙中一段距离。拆模时，先抽出中间的薄钢板，然后，向上拉出贴近老混凝土的塑料薄膜的一端(或在抽出薄钢板时，带出塑料薄膜)。
在混凝土浇筑时，应布置好垂直缝的灌浆系统，钢丝索张拉完毕后，薄板混凝土在预加应力荷载和自重两种荷载作用下，将发生徐变。对垂直缝的灌浆处理，应在徐变达到一定程度后进行为宜，以避免垂直缝中因徐变等因素形成过大的不利应力。每两块薄板之间，应选择一个相对较好的徐变，使之形成的垂直缝中的应力对蓄水后坝体有利。灌浆之后，大坝将成为整体。
由弹性力学解答，在自重和齐顶水压力作用下，无限楔形体剪应力表达式为τxy＝γxctg2θ(见本改进的分析论证)。所以，每条垂直缝上的剪应力上下都相等，且自上游起，第一条垂直缝上的剪应力最小，以后向下游方向依次增大，可区别对待。对于实际问题，应按混凝土重力坝设计规范中规定的荷载组合(不计入预加应力荷载和自重荷载，上面表达式中也不含自重因素)和计算方法具体计算。灌浆材料应按凝固后强度大小和垂直缝宽窄等适当选择。必要时，采用化学灌浆材料，如环氧灌浆材料等。还可以同一垂直缝中，两种灌浆材料上下交替分期灌浆。
为了解决灌浆压力，风荷、薄板稳定等因素，给薄板厚度施加的限制，可用一种特殊铰把各薄板在垂直缝上的若干点上连接起来。连接的时间应该在垂直缝彻底形成不再开裂以后。这种特殊铰只允许薄板在连接点上有沿铝垂方向和坝轴线方向的相对位移，而不允许有沿坝宽方向的位移。这种特殊铰在薄板铅垂的面上成行成列地排列，彼此之间每列距高尚待确定。薄板在施加预加应力荷载时，稳定计算可把薄板简化成若干两端带有支撑方式的压杆稳定问题。
(b)钢丝索布置形式的锚具由于廊道所限，当用目前通用的锚头不便时，可改用其它预应力结构中通常采用的钢铁锚具。本改进钢丝索分散在各薄板之中，同一薄板上，又分散在上下各廊道之中，故每条钢丝索上预加应力荷载较现行的会大幅度减小。因此，如果用钢筋混凝土锚头，每锚头体积也会大幅度减小。
一般情况下，钢丝索除图1本改进示意图(一)中所示的布置形式外，还拟有以下两种，每一种又有沿薄板中心线布置和关于薄板中心线对称布置之别，下面以沿薄板中心线布置成1条为例，加以说明。
(i)如图1本改进示意图(一)所示，沿坝轴线方向薄板的一段适当长度，它所需要的钢丝索每一条都布置在各自的预应力孔之中，在各个廊道中进行张位。
(ii)沿坝轴线方向薄板的一段适当长度，它所需要的钢丝索按在各个廊道中分别张拉，分成若干条，都集中在一个预应力孔中。张拉时，各条钢丝索互不影响。显然，这种情况和下面一种情况较第一种情况都减少了预应力孔，而增加了坝基中钢丝索锚固点的集中力。
(iii)沿坝轴线方向薄板的一段适当长度，它所需要的钢丝索都集中在一个预应力孔中，而且，合并成一条。钢丝索截面面积自下而上依次减小，分别适应各廊道中所施预加应力荷载在钢丝索内部所形成的拉力大小。图6本改进示意图(三)中钢丝索布置的一种形式示意图(1条情况)为这种布置的示意图。图中各力Pki为沿坝轴线方向取单宽计算时，第一种钢丝索上的预加应力荷载，k＝1，2……m，i＝r，r+1……，n，m为薄板总数，n+1为所有薄板中，预加应力荷载个数最多薄板上预加应力荷载个数(钢丝索关于薄板中心线对称布置时，同一廊道中预加应力个数计为1个)。Pki为第k块薄板上最上面廊道中给钢丝索施加的预加应力荷载(Pki含义与改进I、II设计计算中的稍有不同)。Fk为取单宽计算时，第二种钢丝索上的预加应力荷载。
应特别设计锚具，使它们能在廊道中应用。在第(ii)、(iii)种布置形式中，应使在上面廊道中张拉的钢丝索从锚具中穿过。
如果钢丝索沿薄板中心线对称布置，则两(数)条钢丝索下端应分别锚固在各自的锚定坑中。如果钢丝索沿薄板中心线对称布置，则在钢丝索上端或中间，两(数)条钢丝索可同时对称张拉，分别锚定。也可以同时张拉，用同一锚具锚定。
(c)钢丝索张拉施工预留的上述垂直缝，使得钢丝索在被张拉时预加应力上下可以传递，而不影响左右混凝土薄板。钢丝索张拉，以沿坝轴线方向，每两条横缝中间的各个薄板块为单位进行，以下简称薄板块。钢丝索超张位，可在钢丝索就位前专门进行。应尽量创造机会，进行补偿张拉。钢丝索张拉时，根据廊道重量的处理，分为三种情况，叙述如下。
(i)当薄板块上各廊道永久保留时，可整个薄板块上下前后(前后即沿坝轴线方向前后)同时张拉或同时分多次逐渐张拉；或薄板块段的各个廊道分别张拉，即整个廊道段沿坝轴线方向同时张拉，或同时分多次逐渐张拉，整个薄板块上下廊道反复张拉，直到达到设计预加应力荷载。
(ii)当薄板块上各廊道回填混凝土或一部分廊道回填混凝土时，可预制一些一定重量的混凝土预制块，计算出薄板块上欲回填廊道回填混凝土的总重量，把相等重量的混凝土预制块均匀地排放在该薄板顶部(薄板块顶部一般有斜面，则此三角形部分为二期混凝土，待回填完所有该薄板上回填廊道之后施工，新老混凝土之间为水平施工缝。二期混凝土引起的薄板上各预加应力荷载的变化，应以预应力损失的形式包括在各荷载之中。遇有图4本改进示意图(三)中某薄板顶部铅直钢丝索、水平钢丝索、倾斜钢丝索布置、连接示意图所示特殊情况时，图中的二期混凝土应为三期混凝土，上述各个预应力损失应为二、三期混凝土和倾斜钢丝索上预加应力荷载所引起的预应力损失)。这时，用情况(i)保留廊道时所叙述的方法，把预加应力钢丝索都张拉到设计预加应力荷载。然后，回填最下面的廊道，之后，从薄板块顶部均匀地撤去相应最下面廊道的重量。因为这部分重量等价于从薄板顶部转移到最下面廊道，所以，该廊道以上薄板块部分由于重量的减小而发生应变的变化，若回填的是第一种廊道，则自应力混凝土膨胀也将引起应变的变化，结果，使预加应力钢丝索上预加应力荷载增加(钢丝索截面面积应能满足这一变化)。这时，再重新调整除下面已回填好的廊道之外的其它上部廊道中的钢丝索上预加应力荷载，使它们回到设计的数值。这样，最下面廊道的工作已经完成。对于上面的廊道，从最下面的一个起，逐次重复上面的步骤，即回填—撤去重量—调整预加应力荷载，直到最上面的一个廊道。廊道回填时，应采取措施，使预加应力钢丝索可以自由地伸缩。
这种情况下，也可以用代替混凝土预制块的装置来代替上述混凝土预制块的压重作用。而且，薄板块顶部三角形部分也不再用分期施工，减小了预应力损失。即设计一种装置，埋设在坝基一定设计深度。在薄板中预留孔道，通过钢丝索把集中力加在薄板顶部。这个集中力大小也能够调整，在钢丝索下端作用在该装置上。待回填完所有该薄板上欲回填的廊道之后，把钢丝索抽走，对本装置注以灌注性混凝土。
(iii)第三种情况即把回填廊道的重量对薄板上各预加应力荷载的影响，以预应力损失的形式加在各预加应力荷载之内，按情况(i)保留廊道时所叙述的方法进行张拉，最后回填。这种情况下，薄板上的廊道可以全部回填或部分回填。
(d)廊道的回填本文的回填廊道，根据廊道所属种类，它们的回填方法、所用材料和作用均不相同。现在，分别叙述如下。
(i)第一种廊道的回填第一种廊道断面为矩形，采用自应力混凝土回填。具体回填方法见改进VI。
因为自应力混凝土膨胀是全方位的，而本改进所需预加应力只在铅直方向，所以，应控制自应力混凝土在其它两个方向上的应力和膨胀带来的危害。
(ii)第二种廊道的回填第二种廊道为通常的拱顶平底断面或其它形式的断面。用混凝土重力坝中允许的最低标号混凝土回填。所回填的混凝土没有任何强度等的力学要求，只起增加坝体重量的作用。回填部分和原洞壁周围除底部外形成缝隙，并且，使缝隙和排水相连。如图2本改进示意图(二)第二种廊道回填示意图所示。施工时，可用透水性较好的薄片状材料，把垂直洞壁和新浇筑的回填混凝土隔开，以形成缝隙。
同时，应采取措施，使钢丝索和回填的混凝土不浇筑在一起，预应力孔在廊道处应上下贯通，以利最后灌浆处理等。
(e)用本改进消除扬压力，提高大坝抗滑稳定性时，可单独施行。此时，不必把坝体分割成若干薄板。取每两条横缝中间的坝段，在距离坝基上面一定距离，沿坝宽在同一高程设置一排廊道，各廊道距离都相等。在各个廊道中，给钢丝索施加相同的预加应力荷载。预加应力荷载大小见改进I、II设计中第二种钢丝索上预加应力荷载计算。廊道应充分多，以减少应力分布不均匀。然后，再连通不同坝段或相同坝段的廊道，使人员等能出入各廊道。施加完预加应力荷载后，对廊道回填或不回填。其它方面不多叙述。
b不设置廊道情况用上述钢丝索布置形式中，各种布置情况下的沿薄板中心线布置成1条情况，再采用一种装置，可不设置廊道。其它方面相同，不重复叙述。
在设置廊道情况中的每一条廊道的位置，需要给钢丝索施加预加应力荷载的地方，就随混凝土浇筑埋设一个这种装置。埋设时，采取措施，使钢丝索绷紧。在各薄板的顶部，通过预留的孔道和这种装置，给钢丝索施加预加应力荷载。之后，把施加预加应力荷载用的钢丝索等抽走。
以后，称这种装置为代替廊道的装置。钢丝索张拉过程不再叙述。施加完预加应力之后，可对这个系统灌浆处理，如果预应力孔采用塑料管，且密封良好，除底部外，钢丝索可不必特别处理，而对这个系统注以灌注性混凝土。
这种情况特别适于低坝，薄板可以很薄，各薄板的装置可以埋设得很多，而不设置众多廊道。
c混合情况这种情况即前两种情况的任意混合，既可以薄板之间采取前述两种不同的情况，每块薄板采取一种情况，又可以同一块薄板采取两种不同的情况，等等。混合的结果，应根据利弊取舍。其它方面不多叙述。
B、对预应力锚固重力坝的改进II本文是对预应力锚固重力坝的改进I的续篇，介绍了这种改进的其它施工情况。改进II的适用范围和改进I相同。综述如下。
本改进为改进I其它施工情况，因此，叙述相对简短，有关部分请参阅改进I，不多重复。
本改进在坝体下游面不用配筋。坝体下游面可以是曲线，而在此综述中假设为直线。拉应力区和压应力区分界线由实际设计确定，一般应为曲线。本改进示意图如图7、图8改进II示意图(一)、(二)所示。在图中，拉应力区和压应力区分界线画成了实线。本改进分三种情况，介绍如下。
a分期施工情况同改进I，用若干垂直缝把重力坝的三角形剖面分成若干薄板和下游三角形部分。图7改进II示意图(一)中，把上游直角梯形部分分成了五块薄板。ON为拉应力区和压应力区分界线。
每一块薄板的上游面和ON有一交点，通过交点作水平线，把该薄板分成上下两个部分。从下半部分的上面顶部开始，向下每隔相同或不同高度，用水平线把下半部分分成若块，称它们为分块。施工时，同一薄板上的不同分块自下而上，必须按顺序分期施工。如果通过上游面和ON交点作的水平线和坝体下游面相交，这时，为一特殊情况，分块方法同上。因此，同一薄板之上，各个分块之间，将会形成若干水平施工缝。
相邻薄板之间的水平施工缝应根据整个坝体不同水平截面的抗剪能力和其它一些有关因素，考虑是否需要相互错开。图7改进II示意图(一)中，各水平施工缝都没有错开。
图7改进II示意图(一)中B-B剖面所示，为坝体两条横缝之间的一段坝段。在这段坝段内，各个薄板又用若干横缝分开。称这种横缝为薄板横缝，称两薄板横缝之间的薄板部分为薄板分段，称坝体两横缝之间的一段薄板为薄板段。各相邻薄板之间的薄板横缝应考虑相互错开。待薄板施工完毕后，必须对薄板横缝灌浆，灌浆材料如水泥等，使薄板段成为整体。
对于不同薄板上的各分块之间，应选择一个较好的分期施工顺序，使各分块之间便于施工和有利于温度控制等等。图7改进II示意图(一)中所示各分块分10期施工。图中的各分块，在施工过程中，至少有两个面散热。
钢丝索在混凝土浇筑时预先设置在位。预加应力荷载随分期在各分块顶部施加。钢丝索分为两种，第一种为消除拉应力区拉应力所设；第二种为提高坝体抗滑稳定性所设，只分布在各薄板最下面分块至其坝基中的锚固点。经过设计计算，如果第一种钢丝索能满足抗滑稳定要求，就不再设第二种钢丝索。同一薄板上不同分块之间可采用不同标号混凝土，以适应不同部位抗压强度要求。
如果在薄板顶部，经过薄板上游面和拉应力区和压应力区分界线交点的水平线，和坝体下游面相交，在这种特殊情况下，最上面分块中钢丝索倾斜布置。在此分块底部，同时布置有水平钢丝索和铅直钢丝索，三种钢丝索铰接在一起。这种情况类似于图4改进I示意图(三)，某薄板顶部铅直钢丝索、水平钢丝索、倾斜钢丝索布置、连接示意图中所示情况，只是这里为分期施工，不设廊道，其它方面相同，除了这种特殊情况外，其它地方钢丝索均铅直设置，和所在薄板中心线重合或关于中心线对称。钢丝索沿薄板中心线对称布置时，预加应力荷载也对称施加。在改进I中，钢丝索布置形式有三种，每种之中，双有沿薄板中心线布置和关于薄板中心线对称布置之别。本改进中，钢丝索布置形式只取改进I中的前两种，不多叙述。还应根据钢丝索布置形式等，选择好预应力孔的灌浆时间和灌浆方法。
薄板之间以垂直缝分开，不设键和键槽。在改进I中，垂直缝的形成有两种方法，分期施工时也相同。因为是分期施工，用第一种方法形成垂直缝时，新老混凝土的相互约束较大，所以，在水平施工缝附近，形成的垂直缝应较窄小。在改进I中，用一种特殊铰，把薄板之间在若干点上以一种方式连接了起来，分期施工情况依然如故。垂直缝的灌浆问题也相同，不再重复。
用本改进消除扬压力，提高坝体抗滑稳定性时，可单独施行。此时，不必把坝体分割成若干薄板。当某坝段浇筑到一预定高程后，沿坝宽方向，每隔相等距离，布置一条钢丝索，从而，得到一排钢丝索。整个坝段沿坝轴线方向设置若干排这样的钢丝索，各排之间的距离都相等。每条钢丝索都铅直设置，上面施加相同的预加应力荷载。然后，再浇筑上面的坝体。为增加这条水平施工缝上的坝体抗滑稳定性，这条水平施工缝沿坝宽方向可以设计成锯齿等形状。把这种钢丝索也称为第二种钢丝索。
对于低坝，设置廊道张拉钢丝索显然是不现实的。因此，对于这种坝可用改进I埋设装置的方法或分期施工方法及以后的吊装施工方法施工，分份分块数量可以很多而没有限制。
b、吊装施工情况把以下的施工情况称为吊装施工情况。这种情况和分期施工情况类似，相同的地方不多重复。
把分期施工时，同一薄板上两条相邻的薄板横缝或相邻的坝体横缝和薄板横缝，它们之间的分块称为分块。所有坝体上的分块预制，坝体施工时，再把各分块吊装。随各分块的吊装，在各分块上面施加预加应力荷载。上下分块之间形成的缝隙也称为水平施工缝，水平施工缝中为用快硬水泥调配的砂浆，以增加施工速度。
这些分块吊装后，在坝体上没有温度控制、温度应力等问题。所以，在预制这些分块时，采用良好措施，分块沿坝轴线方向的长度在运输、吊装等机械许可的情况下，可达到相邻的两条坝体横缝之间的距离。
图8改进II示意图(二)中实物图为分块结构构造示意图。上面的分块吊装预应力孔画成了长方形，实际应为圆形。运输吊装前，在这些预应力孔中穿入预应力钢筋，用后张法给分块施加预加应力。施加完预加应力后，不对分块吊装预应力孔灌浆。这个预加应力大小为满足分块在施工运输、吊装时的要求所设。吊装完毕后，把这种预应力钢筋拆卸下来，以备其它分块运输吊装时施加预加应力之用，同时，对分块吊装预应力孔用快硬水泥等快硬材料灌浆处理。为了便于此预应力钢筋的拆卸，在分块一端设置有拆装锚具预留孔，此孔铅直设置，和分块吊装预应力孔相通。安装预应力钢筋时，钢筋这一端有圆环等，把粗钢棒插入孔中圆环。施加预加应力荷载时，圆环把集中力传给粗钢棒，粗钢棒又把此力加在分块的这端，这一端就已固定。拆卸预应力钢筋时，放松另一端锚具，拔出粗钢棒即可。
分块上面还有两个吊装孔。实际预制分块时，还应多设置一两个吊装孔，使吊起的分块能调整空中姿态，以利吊装。吊装孔在分块上的位置由设计确定，使分块吊装时，在分块自重的作用下，受力情况最为合理。吊装孔结构构造如图8改进II示意图(二)A-A剖面、B-B剖面、C-C剖面所示。吊装孔上半部分为四棱柱形，侧壁四个面分别垂直于坝轴线方向和坝宽方向。下半部分为棱台形状，由上半部分渐变而成。下半部分中，垂直于坝宽方向的两个面不变，另两个面变成倾斜状态。吊装时，把两块相同的楔形块按一定方向放入吊装孔后，在各楔形块上拧进带螺杆(未画出)的钢筋，使两楔形块并排排列。然后，把两钢筋在上部连接(未画出)。通过这两个吊装孔中的钢筋，可把分块吊起。吊装完毕后，拆卸下钢筋和楔形块，以备运输、吊装其它分块之用。然后，对两个吊装孔用快硬水泥等快硬材料灌浆处理。吊装孔深度应接近分块底部。运输、吊装过程中，不对自重引起的分块上剪应力进行处理。吊装孔也可倾斜一个小的角度，以便于吊装。
由上面叙述可知，一般情况下，分块运输、吊装所用钢筋，吊装后，最终可从分块上拆除，而不增加坝体钢筋用量，对于特殊情况下，不能拆除这种钢筋的分块，也可采用分期施工的方法，不用吊装施工，以节省钢筋用量，此为下面的混合施工情况。吊装施工会产生较大的垂直缝，也可采用混合施工解决。
分块上还应预留预应力孔(未画出)，吊装时，使钢丝索从下面穿过出来。钢丝索布置情况如分期施工情况所述。预应力锚具采用钢铁锚具，和锚具相对的地方，上面分块底部有凹坑。吊装完上面分块(或上面所有分块)以后，对预应力孔灌浆。
分块上面有榫头，下面有榫眼，吊装时，对准后安装。榫头为粗钢筋，应在分块预制时，随混凝土浇筑浇筑在分块上面，榫眼为一段钢管，浇筑在分块下面。
分块预制时，还应预留灌浆孔，主要布置安装好薄板横缝和垂直缝的灌浆系统。止浆片预制在分块上面，施工时，把两块分块上面的止浆片焊接在一起。也可把弹性较好的橡胶材料预制在分块上，需要止浆的地方形成一条橡胶埂。安装时，采取适当措施，使两个分块左右紧紧压在橡胶埂上。
改进I中应用的那种特殊铰(经改造后)也可以使用。在需要安装的地方，分块预制时埋入钢筋，分块吊装就位后，把这种特殊铰的两端可以分别焊接在分块上。在安装这种特殊铰的地方，混凝土有凹坑。安装的地方，还应便于分块吊装就位后焊接。
在分块预制过程和分块吊装过程中，会产生一定误差，使上面再吊装的分块偏离薄板中心线。如图8改进II示意图(二)中误差校正图所示，为校正这一误差，可用适当厚度薄钢片垫块埋在水平施工缝砂浆里面，把分块在吊装时垫起，予以校正。
分块和坝基之间，应采取当措施，使分块和坝基结合良好，吊装无误。也可以把这一分块直接浇筑在坝基上，不进行吊装。
应合理选择一个各个薄板上分块的整体吊装顺序，以便于施工。薄板上各分块吊装完毕后，再施工浇筑该薄板上部的混凝土。
c、混合施工情况这种情况即分期施工情况和吊装施工情况的混合，使混合的结果达到某种目的。不多叙述。
d、有关水平施工缝和薄板分段长度水平施工缝是否采取止水措施尚待确定。因为混凝土重力坝设计规范中，并无坝体和基础间设置止水的规定，故水平施工缝应倾向不需要特别止水措施。沿水平施工缝所在各水平平面抗剪问题，可由坝体沿这一平面的抗滑稳定校核解决(这只是一个象征性提法，也可作其它处理)。
对于本改进的分期施工情况，因为薄板厚度很薄，故新老混凝土沿这个方向上的约束不是主要问题。应合理选择薄板分段沿坝轴线方向的长度，使新老混凝土之间温度应力等控制在某种合理的范围之内。这个问题尚待确定。
C、对预应力锚固重力坝的改进III对于基础岩石条件较差的预应力锚固重力坝，本文给出了一种新的型式。从而，能在用于坝体抗滑稳定的第二种钢丝索和上游坝坡这一部分两者的材料钢筋和混凝土用量方面作出选择，再达到一个更经济的效果。因为基岩较差，这一效果用前面两种改进是不能够获得的。而在除了上游坝坡以外的其它坝体部分，仍用前面两种改进型式。对于整个坝体，用于消除拉应力的预加应力钢丝索效果，基本上和前面两种改进相同。本文仅以非溢流重力坝为例，加以说明。当基础岩石条件较差时，如果可能，也可以用这种改进进行设计计算带有上游坝坡的溢流坝和带有上游坝坡的其它类型的重力坝。
本改进用铅垂线把坝体实际断面在施工时分成了独立的两个部分，分别称为上游坝坡部分和主体部分，如图9、图10所示，上游坝坡部分断面为三角形，上游坝坡为直线，不采用曲线。主体部分的上游面为铅垂的平面。
因为把坝体分割成若干部分施工，故自重荷载引起的坝体应力分布将改变。本文主要对上游坝坡部分的设计计算及相关问题加以论述。主体部分以前面两种改进为基础，所以，叙述相对简短，有关部分请参阅前两种改进。
a、无限楔形体顶部集中荷载的方向如图11所示，无限楔形体顶角为α，下游面沿y轴方向，顶部受集中力P的作用，P的方向和y轴顺时针成δ角，P沿x轴和y轴分解出集中力-Px，Py，其中Px＝Psinδ，Py＝Pcosδ。无限楔形体在第二象限，在集中力P的作用下，产生应力分布σx、σy、τxy，其中σx、σy以压应力为正，τxy以使正方形元沿一、三象限的对角线方向受压缩为正。则根据无限楔形体顶部受集中力的解答，有σx=2Pα2-sin2α{x2y(x2+y2)2[αcosδ-sinαcos(α-δ)]+x3(x2+y2)2[sinαsin(α-δ)-αsinδ]}]]>σy=2Pα2-sin2α{y3(x2+y2)2[αcosδ-sinαcos(α-δ)]+xy2(x2+y2)2[sinαsin(α-δ)-αsinδ]}]]>τxy=2Pα2-sin2α{xy2(x2+y2)2[αcosδ-sinαcos(α-δ)]+xy2(x2+y2)2[sinαsin(α-δ)-αsinδ]}]]>由上面解答，显然有以下关系式σx=xyτxy=(xy)2σy---(1)]]>
因此，楔形体最大和最小主应力σ1、σ2分别为σ1=(1+x2y2)σy,σ2=0---(2)]]>(a)当δ=12α---(3)]]>时，由σy表达式，因为α较小，做一些取舍后，得到σy=.pαy(1+kαxy)---(4)]]>其中kα=cosα-cos4αsinα]]>(b)应用(2)式及σy的解答，求得δ，使无限楔形体下游面最大主应力为零，得到tgδ=αsin2α-ctgα---(5)]]>当α很小时，cosδ=·1---(x/y)2=·0,]]>有σy=·-2Pxy2sin2α---(6)]]>这种情况，图11所示尺寸a、b和α有一定关系。
图12给出了a/b～α关系曲线。
以后遇有楔形体施加预加应力荷载时，均按(1)、(3)、(4)、(5)、(6)表达式规律计算。因为对于实际问题，楔形体是有限的，故这种处理是近似的，应加以修正。(4)式和(6)式和准确值有一定差距，当α很小时，误差也应很小。必要时可按准确值计算。
b、上游坝坡部分改进型式综述上游坝坡部分的改进型式，有下面所叙述的三种，其中，每一种又有分期(吊装)施工和不分期施工之别，所以，实际上有六种改进型式，还可以是这些改进型式中的混合类型。下面叙述的三种改进型式，第一种适用于上游坝坡较小的情况，第二种和第三种适用于上游坝坡较大的情况。而且，所叙述的三种改进型式中，所指钢丝索均为消除主拉应力的钢丝索，用于抗滑稳定的第二种钢丝索都分布在各自改进型式中的最下面廊道以下。现在以不分期施工情况为例，把三种改进型式叙述如下。
(a)上游坝坡部分第一种改进型式如图13上游坝坡部分改进型式示意图(一)所示，这种改进型式钢丝索分为两种，分别称为第三种钢丝索和第四种钢丝索，它们都倾斜布置。第三种钢丝索沿上游坝坡部分顶角平分线布置，它产生的预加应力最大主应力，在上游坝坡部分同一高程上，上游面和下游面的数值基本相等。第四种钢丝索在上游坝坡部分的下游面上产生的预加应力最大主应力为零，预加应力荷载作用见设计计算部分。第四种钢丝索和下游面的夹角δ，由(5)式确定。这两种钢丝在若干高程上都在同一廊道中张拉。在廊道中的布置形式如图13B-B剖面所示。由于这种情况的上游坝坡部分坝坡较小，若上部不便布置廊道，可下半部分布置若干廊道，上半部分分期(吊装)施工，具体方法不多叙述。
若应用廊道，因为上游坝坡很小，故一般需用第一种廊道。上下廊道之间的距离可以相等，也可以不相等。廊道底水平，侧壁铅直。预加应力荷载沿钢丝索方向施加，张拉方法等见改进I，不再重述。
也可以用改进I中代替廊道的装置代替廊道，或廊道和代替廊道的装置混合应用。这样处理，同样解决了上游坝坡较小，顶部不便布置廊道的问题。
这种改进型式不能应用改进I中采用的那种特殊铰，这是因为钢丝索倾斜布置，张拉时上游坝坡部分会产生水平变形分量，尤其顶部最大。同样的原因，上游坝坡部分和主体部分垂直缝的灌浆，应在上游坝坡部分在预加应力荷载作用下的徐变充分发展，到达一定程度之后进行，以减小灌浆后徐变造成的两个部分之间不利应力的影响。同时，灌浆时间还应考虑主体部分薄板徐变的影响。应选择一个相对较好的徐变，使之形成的相互之间的应力对蓄水后坝体有利。
上游坝坡部分顶部锐角部分用二期混凝土或作其它处理。这个局部部分，没有预加应力。
这种改进型式，可能部分廊道内部，因两种钢丝索之间的距离较大，在结构方面和改进I中的不同，回填时，应作特别处理。
这种改进型式中，第二种钢丝索沿上游坝坡部分顶角平分线倾叙布置。其它方面不多叙述。
上游坝坡部分，这种改进型式下，分期(吊装)施工时，用水平施工缝把上游坝坡部分上下分成若干块进行施工，预加应力荷载也随分期(吊装)分别施加。因为上游坝部分在坝体底部宽度较大，故在前几个施工分期(吊装情况相同)中，两种钢丝索都可以沿宽度方向布置成若干条，使它们的合力和方向分别与现在一条时的情况各自静力等效即可。因此，这种施工方法，具有独特的优点。
(b)上游坝坡部分第二种改进型式如图14上游坝坡部分改进型式示意图(二)所示，用垂直缝把上游坝坡部分分割成一块楔形体和若干顶部带有楔形体的薄板。楔形体的钢丝索倾斜布置和楔形体顶角平分线重合，在楔形体顶部张拉。薄板顶部楔形体布置有倾斜钢丝索和所谓的平衡钢丝索，薄板下部布置有垂直钢丝索。薄板顶部倾斜钢丝索沿楔形体顶角平分线布置，平衡钢丝索垂直于上游坝坡，垂直钢丝索沿薄板中心线或关于薄板中心线对称布置。薄板顶部倾斜钢丝索、平衡钢丝索和一条沿薄板中心线的垂直钢丝索在楔形体底部廊道中铰接，见本图大样甲所示。钢丝索张拉时，薄板顶部倾斜钢丝索在薄板顶部楔形体的顶部张拉，平衡钢丝索不张拉，薄板下部垂直钢丝索在各廊道中张拉。同一薄板上，廊道之间距离可以相等，也可以不相等。也可以应用代替廊道的装置代替廊道，或代替廊道的装置和廊道混合应用。钢丝索的张拉方法见改进I，不再重述。这种改进型式，楔形体和薄板顶部楔形体它们与和它们相邻的下游薄板之间不能设置改进I中应用的那种特殊铰。其它部位各薄板之间，包括上游坝坡部分的最下游一块薄板(不包括顶部楔形体)和主体部分最上游的一块薄板之间可以设置那种特殊铰。上游坝坡部分各垂直缝的灌浆时间，以及上游坝坡部分和主体部分垂直缝灌浆时间均应考虑在自重和预加应力荷载作用下，各薄板的徐变影响。特别地，楔形体和薄板顶部楔形体在预加应力荷载作用下，徐变存在水平分量。还应选择一个较好的薄板之间的相对徐变，在坝体蓄水后，这些徐变产生的薄板之间的应力对坝有利。楔形体和各薄板顶部楔形体的顶部锐角部分处理有两种方法，见本图中大样甲和大样乙。大样甲采用相对楔形体二期施工的混凝土处理，大样乙仅在楔形体顶部局部用聚合物混凝土等高强度材料处理。这两种处理方法顶部均没有预加应力。第二种钢丝垂直布置。
上游坝坡部分，这种改进型式下，分期(吊装)施工时，不设置廊道，可在各前述廊道底部位置用水平施工缝把上游坝坡部分各薄板分割成若干施工分块。这些块体有的柱状，有的楔形体形状。楔形体和薄板顶部楔形体都不再分块。相邻薄板各水平施工缝之间应考虑是否相互错开，以增加坝体各部位水平抗剪能力。若主体部分也分期(吊装)施工，则和上游坝坡部分相邻的各水平施工缝之间也应考虑是否相互错开。各块体上面的预加应力荷载也随分期(吊装)分别施加，各块体之间应选择一个合理的分期(吊装)施工顺序，使各分块之间，上游坝坡部分和主体部分之间便于施工和有利于混凝土温度控制(吊装施工时，没有温度控制问题)等等。
(c)上游坝坡部分第三种改进型式如图15上游坝坡部分改进型式示意图(三)所示，用垂直缝把上游坝坡部分分割成一块楔形体和若干顶部带有楔形体的薄板。楔形体上的钢丝索倾斜设置，和楔形体的顶角平分线重合。其它各薄板上均设有沿预部楔形体顶角平分线布置的倾斜钢丝索。倾斜钢丝索下端都各自锚固在坝基之内。若倾斜钢丝索和垂直缝相交，则就在倾斜钢丝索预应力孔中衬以橡胶管，使橡胶管和混凝土结合良好，以防止垂直缝灌浆时浆液进入倾斜钢丝索预应力孔中，同时，又不影响各薄板之间发生形变时(施工阶段)的独立性；当倾斜钢丝索，垂直缝和坝基面三者相交时，也可做其它相应处理。各薄板下部沿薄板中心线或关于薄板中心线对称布置有垂直钢丝索。薄板上最上面的垂直钢丝索上预加应力荷载作用点和上游一块薄板或楔形体上倾斜钢丝索上预加应力荷载作用点在同一高程上。各倾斜钢丝索均在楔形体和各薄板顶部楔形体的顶部张拉。垂直钢丝索在各廊道中张拉。同一薄板上，廊道之间的距离可以相等也可以不相等。也可以用代替廊道的装置代替各廊道，或代替廊道的装置和廊道混合应用。钢丝索的张拉方法见改进I，不再得复。张拉时，整个过程如下，和其它型式不同。
首先，对楔形体和各薄板上的垂直钢丝索进行张拉或补偿张拉，这一部分的张拉就彻底完成。然后，施工楔形体顶部的二期混凝土，见本图大样图。等二期混凝土完成一定时期(可用快硬水泥等材料，以缩短工期)，对自上游算起的第一条垂直缝灌浆。待这条垂直缝灌浆到达一定时期，楔形体和自上游算起的第一块顶部带有楔形体的薄板之间，形成了一个更大的楔形体。然后，再把它当作第一个楔形体进行钢丝索张拉——施工顶部二期混凝土——对下一个垂直缝灌浆——形成更大的楔形体。用这种方法继续进行下去，直到楔形体和全部顶部带有楔形体的薄板形成上游完整的上游坝坡部分整体。然后，再进行最后一条倾斜钢丝索的张拉，施工上游坝坡部分顶部二期混凝土。上游坝坡部分顶部二期混凝土也可不用，作其它处理，如局部用聚合物混凝土等高强度材料处理，见图14上游坝坡部分改进型式示意图(二)中大样乙所示。
这种改进型式下，楔形体和薄板之间，薄板和薄板之间，以及上游坝坡部分最下游一块薄板和主体部分最上游一块薄板之间，都不能用改进I中采用的那种特殊铰。灌浆时可在垂直缝顶部采取措施，如暂时把薄板和前面楔形体或薄板顶部的楔形体相连接等，以减小灌浆侧压等带来的不利影响。同样，各垂直缝的灌浆时间应考虑混凝土在自重和预加应力荷载作用下的徐变影响。特别是楔形体在顶部预加应力荷载作用下，产生的徐变水平分量的影响也不能忽略。这种改进型式第二种钢丝索垂直布置。
上游坝坡部分这种改进型式分期(吊装)施工时，见前面第二种改进型式，只是分块的形式应和这种型式下的不分期施工时分份的形式相同，且在钢丝索张拉方面略有改变如下。柱状分块上面的钢丝索张拉随柱状分块分期(吊装)分别进行。待施工完楔形体和薄板顶部楔形体混凝土浇筑之后(或吊装之后)一段时间，用前面不分期施工时叙述的倾斜钢丝索张拉相同的方法对倾斜钢丝索进行张拉。
为了使这种型式中不能应用特殊的部位得到连接，可以把特殊铰加以改造而仍然应用在这些部位。如改进VI图41所示，可以不把钢筋直接焊接到元件2上，而是用铅垂的销钉把元件2和钢筋相连接。当采取适当措施，用力向上拔出销钉后，该特殊铰的连接即解除。在给楔形体或更大楔形体施加倾斜预加应力荷载时，可以解除该楔形体和其它部分用特殊铰形成的连接。当然，这是在楔形体和其它部分满足力学要求时进行的。也可以不用销钉而采取其它在特殊铰部位电动的方法来解除元件2和钢筋的连接，使施工方便。
D、对预应力锚固重力坝的改进IV本文是继对预应力锚固重力坝的改进I、II、III之后的改进IV，本改进以前面三种改进为基础。本改进较前面三种改进在经济方面可有显著提高。本文叙述相对简短，有关部分请参阅前面三种改进，不多重复。
a、对预应力锚固重力坝的改进IV综述I坝体下游面曲线可以是任意形状，而在本综述中假定为直线。如图16改进IV示意图(一)所示，ON为拉应力区和压应力区分界线，OM为垂直正应力正负分界线，它们一般均应为曲线，由实际设计确定。在图中，OM和ON都画成了实线。
坝体可带有上游坝坡，上游坝坡部分改进见改进III。如果坝体带有上游坝坡，则本改进只对改进III中所述主体部分进行改进。
同改进I、II、III，通过N点作铅垂线，把坝体剖面分成两部分，上游部分为直角梯形。再把直角梯形用若干铅垂线分成若干部分。施工时，在每条铅垂线的位置预留一条垂直缝，从而，把这一直角梯形部分分成若干薄板。下游部分在压应力区内。
每一薄板的上游面和ON有一交点，通过此交点作水平线。称此水平线在该薄板内的部分为第一类水平线。第一类水平线把薄板分成两个部分，下半部分必须施加预加应力。
若干薄板上游面和OM有交点。通过这种交点作水平线，这种水平线在薄板内的部分称为第二类水平线。在图中的第一块薄板上，两条水平线重合。在同时具有两类水平线的薄板上，第一类水平线在第二类水平线的上面。
在本改进中，对第二类水平线下面的一部分薄板，必须施加垂直预加应力，至少使得垂直正应力(叠加进预加应力之后的最终应力)不小于零。这部分薄板同时还可以施加水平预加应力。
对于第一类水平线和第二类水平线中间的一部分薄板，或没有第二类水平线薄板的第一类水平线下面的一部分薄板，可以用垂直预加应力消除最小主拉应力，也可以用水平预加应力消除最小主拉应力，还可以同时运用水平预加应力和垂直预加应力来消除最小主拉应力。
(a)垂直预加应力垂直预加应力的施加方法及钢丝索布置等等和改进I、II、III完全相同。
(b)水平预加应力同一薄板上不同部位的水平预加应力可以不相同。
(i)薄板下部和坝基接触部位的水平预加应力当薄板很薄，给薄板施加水平预加应力，坝基约束不大时，可对薄板直接施加水平预加应力。
当薄板较厚，用上面方法施加水平预加应力基础约束影响明显时，可如下施工。先浇筑此薄板至坝基面以上一定高度，采取措施，使这一高度内的薄板底部和坝基面在坝宽方向不产生相互约束，如图17所示，然后，施加水平预加应力。最后，对薄板底部和坝基面之间的缝隙用高强度材料灌浆处理。其次，再浇筑上面的薄板。此高度大小尚待确定。
(ii)不分期施工情况每一块薄板均不分期施工。这种情况薄板之间可先后施工浇筑。如可先施工浇筑下游一块薄板，施加完水平预加应力后，再施工浇筑较上游一块相邻的薄板，依次施工浇筑。也可不等下游一块薄板完全施工浇筑完，先在下游薄板底部施加水平预加应力，之后，施工浇筑该薄板，随着工期进度，逐渐向上施工浇筑等等。
薄板上设有第一种廊道时，廊道处的水平预加应力可如下施加。廊道的回填和垂直应力的产生在改进VI中已有介绍。这时，不需要在长度方向的面上施加模板，只需沿坝轴线方向将回填段的自应力混凝土分成若干块即可。具体做法为，在廊道处沿薄板宽度方向用预加应力钢筋施加一定的水平预加应力，选择廊道的宽和高，通过自应力混凝土膨胀，可以同时得到所需要的水平预加应力和垂直预加应力，其它方面同改进VI。
薄板上设有第二种廊道时，可分别对两廊道壁施加水平预加应力。
(iii)分期施工和吊装施工情况这两种施工方法很适宜水平预加应力施加，具有独特的优点。
分期施工时，可随分期同时施加水平预加应力。吊装施工时，可在分块预制时施加水平预加应力。
(iv)水平预应力钢筋布置水平预应力钢筋垂直于薄板平面在薄板平面内成行成列地密布布置。行列之间的距离越小，预应力分布越均匀。行列之间的距离尚待进一步明确。缩小这一距离应不受限制。
(v)锚具锚具为通常预应力结构中所用锚具。拟有以下两种应用形式。
①薄板在锚具处有凹坑，施加完水平预加应力之后，把凹坑填平。
②锚具突出薄板平面作用于薄板平面上，和锚具相对的另一块相邻薄板平面上有凹坑。这种形式颇为理想，能增加两薄板垂直缝的抗剪能力，降低对垂直缝灌浆材料强度的要求。根据重力坝应力特点，水平预加应力应在靠近压应力区的拉应力区内施加，此处垂直缝上的剪应力较上游为大，故尤为适宜。
(vi)当坝体内拉应力区和压力区分界线与坝体下游面接近，按原方法画分薄板不方便时，最下游的一块薄板下游的表面可为坝体下游面，在下游面上施加水平预加应力荷载。
(vii)在距坝基面以上一段适当高度，在中间垂直缝灌浆之后，两块或数块薄板可同时施加水平预加应力，减少锚具用量。在需要较大水平预加应力的薄板上，可先施加一些水平预加应力，然后，再两块或数块薄板一起施加水平预加应力。以获得不同水平预加应力。
(viii)水平预加应力均采用后张法施加。钢筋表面作好防锈处理。单块薄板施加水平预加应力时，可在预应力钢筋外面套上一层薄塑料软管，直接浇筑在混凝土里面。塑料软管作用是当施加水平预加应力时，预应力钢筋可在混凝土里面自由伸缩。钢筋张拉完毕后，在钢筋两端做好防水处理。当两块或数块薄板一起施加水平预加应力时，应设水平预应力孔，且此孔在垂直缝处断开，施加完水平预加应力后，对预应力孔灌浆处理。这样，能确保薄板之间施加垂直预应力荷载时的独立性。
(ix)在改进I、II、III中应用过一种特殊铰，在这里，这种铰连接相邻薄板的两端中的一端，应在施加完水平预应力之后再固定。
b、对预应力锚固重力坝的改进IV综述II以对预应力锚固重力坝的改进IV综述I为基础，本节对预应力锚固重力坝作出了进一步的改进。设计时，对于这一改进也应设计成多种方案进行比较。
在前面的各改进中，都是实体坝体。而在改进I中，当第二种廊道不回填时，坝体内可有一些空间。但是，在本改进中，坝体内可有很大空间。这类似于混凝土空腹重力坝，而又具有一些独特的特点。具体介绍如下。
如图18改进IV示意图(二)所示，该图为坝体剖面图，在综述中假设坝体下游面为直线，而在实际设计中可为曲线。坝体上游面可以带有上游坝坡，也可以铅直。示意图中上游面铝直。若坝体上游面带有坝坡，且上游坝坡部分需要预加应力，则上游坝坡部分改进同改进III，本改进只对主体部分进行。若上游坝坡部分不需预加应力，则本改进也同改进III，把坝体在施工时用垂直缝分成上游坝坡部分和主体部分，改进也在主体部分进行。
如图18示意所示，用垂直缝把坝体分成上游部分和下游部分(也可以不分出下游部分)下游部分不需预加应力。而在上游部分中，有若干上通至坝体下游面的铅垂薄板，称为第一类薄板。在第一类薄板之间，或第一类薄板和坝体下游部分之间，自坝基面以上，还有一些矮铅垂薄板，称为第二类薄板。注意，第一类和第二类薄板的含义和改进V中的不同。在这两类薄板中，若有的薄板符合应力要求，就不对其施加预加应力。在第二类薄板上方，不和第二类薄板连续，两相邻薄板(不分类别)之间还有一些水平的连接，或薄板和下游部分之间水平的连接称为薄板连接子。两块薄板(不分类别)之间上下可有若干薄板连接子。在第一类薄板顶部，两块第一类薄板或第一类薄板和下游部分之间的连接，称为第一类薄板(下游面)面板连接。第一类薄板、第二类薄板、下游部分上游面，和相连接的薄板连接子、第一类薄板面板连接的若干之间可围成一些空间。因为这些空间的存在，在坝体运行期，可降低坝体扬压力。
施工时，相邻的第一类薄板之间、第一类薄板和第二类薄板之间、第二类薄板之间可采用以前改进用过的特殊铰，这些薄板和相邻的下游部分之间也可采用这种特殊铰相连接，以适应风荷、灌浆侧压、薄板稳定的要求。在薄板(不分类别)某处，如待后施工的薄板连接子的地方、第一类薄板面板连接的地方或其它地方，在该处薄板(若现场浇筑)混凝土浇筑龄期到达一定时期，两薄板之间可用垂直于薄板平面的连杆相连接，这些连杆可受拉、受压，两端铰接到两块第一类薄板或第一类薄板和第二类薄板或薄板和下游部分相对的平面上，来代替上述特殊铰的功用。用完后拆除或不拆除，吊装施工时，也可作相似处理。
预加应力只在第一类薄板和第二类薄板上施加，可以是水平预加应力，也可以是垂直预加应力，还可以同时施加这两种预加应力。也可以沿坝轴线方向施加或同时施加水平预加应力，见后文。因为薄板在某些地方两个薄板面都和空间相接，所以，这些地方的水平预加应力在施工现场更易施加。因为这种钢筋混凝土重力坝内部空间的存在，使得坝体自重减轻，当坝宽较大时，第一种钢丝索上预加应力荷载较小，第二种钢丝索上预加应力荷载就较大。而第二种预加应力荷载锚定在距坝基面不高的薄板(第一类或第二类)上，而不是锚定在坝顶，故钢丝索用量得以减小。极限情况，第一种钢丝索用量为零时，可只用第二种钢丝索，这是比空腹重力坝优胜的地方，而空腹重力坝因为重量的减少使空腹大小受到限制。
坝体的薄板(除上游第一块)和薄板连接子以及第一类薄板面板连接沿坝轴线方向可连续，也可时断时续(不指坝体横缝之类的连续与否。而第一类薄板不连续指它转化成第二类薄板，第二类薄板不连续指它的高度沿这一方向参差不齐)，且断开距离可大可小，由设计计算和要求意愿确定。当第一类薄板面板连接有多处断开时，钢筋混凝土重力坝为镂空式的结构，当然，这只适用在非溢流段坝体。薄板连接子和第一类薄板面板连接应该在相关的第一类薄板或第二类薄板上施加完预加应力荷载后施工。当上游第一块薄板后薄板连接子沿坝轴线方向断开较多时，可对第一块薄板同时施加沿坝轴线方向的水平预加应力。钢丝索两端锚固在该薄板在两坝体横缝中这一部分的两端。当薄板和基础约束较大时，可采取适当措施施加这种预加应力。当第一块薄板前面有上游坝坡时，可同时(若需要)对于上游坝坡部分施加这种预加应力，最后，再把上游坝坡部分和第一块薄板灌浆连接到一起。若需要，也可仿上对其它薄板施加这种预加应力。
坝体的薄板连接子起着应力传递的作用。可采用普通水工钢筋混凝土结构。第一类薄板或第二类薄板浇筑到薄板连接子的部位，可埋设一些钢筋并丢出钢筋头，把它们浇筑在薄板连接子里面。坝体的薄板连接子也可以采用预应力结构，当应力复杂时，可同时进行普通配筋。当坝体的薄板连接子采用预应力结构并预制时，在吊装就位后可用灌浆的方法把两端粘结到第一类薄板或第二类薄板或下游部分的平面上。和薄板连接子相对的第一类或第二类薄板的局部区域可进行普通配筋以满足局部需要。
第一类薄板面板连接也起着应力传递的作用。当第一类薄板面连接较厚时，下部一层可采用普通钢筋混凝土结构，上部采用混凝土结构，上部混凝土达到一定龄期后，可对第一类薄板面板连接两端和第一类薄板形成的缝隙灌浆处理。同样，下部一层也可采用预加应力结构，不多叙述。当第一类薄板面板连接下部一层采用普通水工钢筋混凝土结构(或全部采用普通水工钢筋混凝土结构)时，和它两端相对的第一类薄板或下游部分的局部区域可进行普通配筋以满足局部需要。
上述的坝体均有“坝底”，当坝宽增加时，可改善坝基应力，使坝体适用于较目前重力坝更差一些的岩石基础。当基础岩石情况较好时，则部分或全部第二类薄板也可以不用，相应的部位不再有“坝底”。
在上述的坝体中，当两块薄板之间上下有很多薄板连接子，以致于这些薄板连接子上下连接成一体且下面和对应的第二类薄板也相接时(显然，这时沿坝轴线方向薄板连接子应有若干不连续的地方，否则，将为实体结构。而且，断开可以很多，连续的地方沿该方向可以很薄)，称连接后的这一部分为腹板。这是一种特殊情况，故在此给出。和薄板相似，可以给腹板施加垂直预加应力，具体方法不再详述。当所需垂直预加应力沿坝宽方向变化较大时，可用垂直缝把腹板沿坝宽方向分割成若干混凝土柱施工，最后对垂直缝灌浆。还可以采取措施，给腹板施加沿坝宽方向的水平预加应力。当腹板连接的两薄板为第一类薄板时，则对应的第一类薄板面板连接也可以和腹板形成一体，统称为腹板。在两块相邻的腹板之间，也可以同时设置薄板连接子。这些薄板连接子还可以同时和腹板相连接，视需要而定。该特殊情况还可和前述情况结合应用。
对抗冻要求较高的部位，如下游迎水的第一块薄板的后面等，可做成与外界隔绝的封闭空间，使这些部位在空间内部，增加保温性能。必要时，还可在此空间内随时增加热源以保持一定的温度。
c、对预应力锚固重力坝的改进IV综述III以对预应力锚固重力坝的改进IV综述I、II为基础，本节又给出了非实体钢筋混凝土重力坝的另一新型式，下面以吊装施工情况为例，加以说明。
如图19改进IV示意图(三)所示，结构除上游第一块薄板和坝底外，其它部分近似于杆系结构。该图是两坝体横纵中间的一段坝体剖面图。
上游迎水的第一块薄板铅垂，称为面板。和前面各种改进相同，可以给面板施加沿铅垂方向、沿坝宽方向和沿坝轴线方向的各种预加应力。
铅垂的各柱状体称为立柱，主要施加沿铅垂方向的预加应力。钢丝索锚固在坝基之中，和前面各改进中薄板相似，可以在立柱的不同高程上给它施加预加应力荷载，计算公式也相同。还可以同时再施加另外两个方向的预加应力。立柱的吊装和前面改进中分块的吊装相似，采取适当措施，以预应力孔当作吊装孔，使立柱处于铅垂方向吊装和运输即可。立柱应该上通至坝体下游面(该坝没有下游面，溢流坝段的坝体采用这种坝型时，可以加上下游面面板)位置，主要承担其它与之相连接的构件传来的荷载，它的下面应直接作用在坝基面上。立柱的截面面积可以上下不相等，图中的截面面积上下都相等。
沿坝宽方向的梁称为横梁，沿坝轴线方向的梁称为纵梁，沿坝体下游轮廊方向的梁称为斜梁。
立柱和各种梁相交的地方称为节点。各构件长度即该构件两节点之间的距离。斜梁两端应适合所在位置的形状。图19中所示坝体各节点至少有三种构件相交。各种梁根据所在位置受力情况，可分别采取预应力结构、钢筋混凝土结构或素混凝土结构。各种梁在两端丢出钢筋头，吊装就位后，在节点处，把各种构件的钢筋头浇筑在一起。横梁和面板相交的地方可仿前面改进中的薄板连接子的方式相连接。
除立柱外的其它坝基面上，可以浇筑一层混凝土，称为底板。在底板上面施加垂直方向的预加应力荷载，增加坝体的抗滑稳定性。因为这种坝型的坝体宽度可以很大，故底板可以只在部分坝基面上，而另一部分坝基面上没有底板。
这种坝体基本没有坝体扬压力，也没有薄板之间的灌浆工序。各构件分工受力明确，各构件应以细而密为设计原则，但是，过分的细和密又会使结构过于复杂。
施工时，应该两坝体横缝之间的坝段整体一起施工。即把各立柱吊装到同一高程，然后安装上这一高程上的各种梁(斜梁除外)，浇筑各节点。等节点浇筑到达一定时期(可用快硬水泥等材料，以缩短工期)，各立柱在这一高程的顶端就有了一些联系(这种联系使得立柱在施加预加应力荷载时等于给整个立柱在中间增加了许多铰与其它部分连接了起来。所以，在施工设计过程中，使立柱可简化成许多两端有一定支撑方式的压杆稳定问题)。然后，再给各立柱施加铅垂方向的预加应力荷载。最后，等待各高程上各种构件都吊装完毕后，再吊装斜梁。
因为在给立柱施加垂直方向预加应力荷载时，有横梁和纵梁的联系，所以，立柱之间会有一定影响，横梁和纵梁也会受到一定的影响。为了避免这些影响和准确把握预加应力，可以把改进I中应用的特殊铰安置在各梁(横梁和纵梁)的中间(若该梁为预应力结构，可给该梁的两个半梁分别在吊装前施加预加应力)，把两个半梁的另外两个方向暂时施加一些约束，待给立柱施加预加应力荷载时，再解除这些约束，给立柱施加完预加应力之后，再把两个半梁用高强度材料粘接起来。
如果坝体有抗冻要求，则在面板之后可以再增加一块薄板，该薄板和面板相距一定距离，在面板后做成封闭空间，封闭空间内可随时增加热源以维持封闭空间内的温度。该薄板和面板之间的连接方式同改进IV综述II。
纵梁结构应满足沿坝轴线方向的稳定，这也是改进IV综述II中薄板过渡到本综述中各立柱的关键。纵梁使用得当时，可使本结构和薄板在这方面的功能接近。而材料用量大幅度减少。因此，纵梁结构和布置得当时，坝体仍有加固河流岸坡的作用，为增加这一作用，纵梁截面可设计成工字梁，增加梁的高度，施工过程和上述可略有不同。
当该坝型用于溢流坝段时，上面可有下游面面板，不再应用斜梁，由于泄流时会产生振动，结构应能满足这方面的要求，下游面板可现场施工浇筑，也可分成若干部分预制。
斜梁轴线可以设计成曲线形状，而在此综述中为直线，下游面面板也可以设计成曲面。
这种坝型还可采用其它方法施工，或用不分期施工、分期施工、吊装施工并用的混合施工方法。
E、对预应力锚固重力坝的改进V若干提高改进I、II、III、IV效果的措施a、改进I和改进II的结合改进I和改进II比较而言，各有优劣。改进I施工进度快，施工复杂，预应力损失小。而改进II分期施工情况恰恰相反，吊装施工情况中施工进度得以改善，甚至较改进I为快。此外，两种改进还各有其他一些特点。
改进I和改进II可以在同一坝体的不同薄板上同时应用，也可以在同一薄板上同时应用。并且，它们同时应用的部位也是任意的。
例如，坝体中为满足施工期或运行期的某些需要，需要在一些部位设置一些廊道。当坝体按改进II施工的时候，可在设置廊道部位的薄板上，在廊道内设置钢丝索。钢丝索在薄板施工过程中进行张拉，或多次进行张拉。从而，节约了钢丝索因某些预应力损失而增加的截面面积。
再如，采用改进I施工的坝体第一块薄板上，必须采用代替廊道的装置而不设置廊道，若设廊道，一般应设置第一种廊道，再用自应力混凝土回填。如果在第一快薄板上改用改进II施工，则使得施工过程变得简单。在靠近坝体下游时，不宜设置廊道的地方，除用代替廊道的装置代替廊道，或采用第一种廊道最后回填以外，也可采用改进II进行施工。
各种预应力损失，显然，是分块顶部高程的函数。因此，对于实际问题，当计算出这些预应力损失以后，可针对那些预应力损失和钢丝索长度乘积较大的分块，改用改进I进行施工，以减小预应力损失节约钢材。
总之，改进I和改进II的结合问题，也应设计出多种方案，多方面进行比较，从中选出一个满意的方案。不多叙述。
b、不计入预加应力时，坝体中拉应力区内应力分布的简化和分类。不计入预加应力荷载，假设坝体中各分份(块)很小，以至它们边缘上的应力可以近似的认为按直线变化。各分份(块)内部的应力分布按边缘上应力沿x轴方向按直线插值计算。如图20、21所示，图中ABDC为某一分份(块)，由假定，只要A、B、C、D四点上的应力分量确定以后，则此分份(块)边缘及内部应力分布就完全确定了。以后称A、B、C、D为这一分份(块)的四个顶点。
第一种廊道中回填自应力混凝土以后，预加应力σy′分布在整个廊道断面都相等，计算时，也近似按进一步改进后预加应力变换规律计算。最后取这一变化规律在廊道断面内的最大值，加上自重在廊道处产生的应力作为自应力混凝土应产生的预加应力数值。第二种廊道计算时，和改进1设计计算约定相同。
图20、21给出了两种垂直正应力σy的分布。在图20中，A、B、C、D四个顶点上的应力分别为σyA、σyB、σyC、σyD，它们满足如下规律σyA≤σyB，σyC-σyA＝σyD-σyB≤0。
令σyA＝-α，σyB＝-b，σyC-σyA＝σyD-σyB＝-C，则上述关系可简单表示成a≥b，c≥0。如无限楔形体只在自重和齐顶水压力的作用下，σy分布即按此规律变化。
在图21中，分份(块)四个顶点A、B、C、D上的应力σyA、σyB、σyc、σyD满足如下规律σyA≤σyB，σyC-σyA＜σyD-σyB≤0。
令σyA＝-α，σyB＝-b，σyC-σyA＝-C，σyD-σyB＝-d，αAB、αCD分别为边缘AB、CD上应力分布直线和x轴的几何夹角，以图示方向为正，则上述规律可简单表示成d≥0，a≥b，c＞d αCD＞αAB，d≥0，a≥b。
如无限楔形体只在自重和齐顶水压力作用下，再叠加入坝体扬压力，一般按此规律变化。
现在，对薄板进行分类(和改进IV中综合II薄板分类含义不同)。根据薄板上各分份(块)中顶点σy的分布情况，分为三类。
(a)第一类薄板上各分份(块)上σy的应力分布按图20所示规律变化，或基本上按此规律变化。
(b)第二类薄板上各分份(块)上σy的应力分布按图21所示规律变化，或基本上按此规律变化。
(c)第三类前两类以外的其它薄板属于此类。不对第三类薄板作进一步改进。
c、进一步改进为使薄板在不增加分份(块)数量的前提下，第一种钢丝索用量更接近理想极限情况的数量，本文作了进一步改进，分三个方面，介绍如下。
(a)第一类薄板进一步改进情况如图22进一步改进示意图(一)所示，为分期施工情况或吊装施工情况第一类薄板进一步改进示意图。不分期施工时，情况类似。
钢丝索分为两种，第一种布置形式和改进I、改进II相同，沿薄板中心线布置，或者关于中心线对称布置。当对称布置时，预加应力荷载也对称施加，图中只画出了这种钢丝索沿薄板中心线布置时的情况。第二种向上游方向偏离薄板中心线布置，偏离的距离为薄板厚度的 ，称这种钢丝索为偏心钢丝索。偏心钢丝索上预加应力荷载并非在每一分份(块)上都施加，而是在最上面的一个分份(块)上施加，有必要时，也可在薄板各分份(块)中的少数几个分份(块)上施加。
(b)第二类薄板进一步改进情况和第一类薄板进一步改进相同，只是偏心钢丝索在每一分份(块)上面都施加预应力荷载，有必要时，也可在薄板各分份(块)中的若干分份(块)上面施加。因此，这两类薄板上只是偏心钢丝索施加的预应力荷载集中力个数多少的不同，而没有本质上的差别。计算预加应力荷载时，也以统一的方法、公式进行计算。但是，这两类薄板还必须满足一定条件，才能使进一步改进较前面改进有利，见后文。
(c)薄板顶部分份(块)的进一步改进图23、24所示，为薄板顶部分份(块)的进一步改进示意图。拉压应力区分界线与薄板上游面和下游面各有一交点，沿每一交点作水平线，进一步改进即在两水平线中间薄板的这一部分上进行。进一步改进分为两种情况，即不分期施工和分期(吊装)施工情况。
(i)不分期施工情况，如图23所示。进一步改进不分期施工时，不适用于进一步改进部位设置有廊道时的情况，只用于埋设代替廊道的装置。进一步改进是把两水平线中间的薄板这一部分用垂直缝(垂直缝也在这一范围内)把它分成若干关于原薄板中心线对称或不对称的更薄的薄板。每一块这样的更薄的薄板的上游面和拉应力区和压应力区分界线有一交点，通过这一交点作水平线，把这一更薄的薄板分成上下两个部分。从每块更薄的薄板的下半部分的顶部开始，向下每隔相等或不相等的距离，把它分成若干分份。每一分份顶部作用一预加应力荷载。钢丝索(只限这一部分，其它部分同改进I。也可把其它部分中的钢丝索和这一部分合并)沿各更薄薄板中心线布置。在每一分份的顶部埋设代替廊道的装置。
这部分各更薄薄板上钢丝索最好能同时张拉，以减小因顶部连接，各更薄薄板之间的相互作用。计算时，近似认为不存在这种相互作用。在靠近上游面的前几块薄板中，因为薄板不需要施加预加应力的上半部份较短，故更薄薄板的垂直缝上面可通到坝体下游面，这些更薄薄板之间也可以用改进I中应用的那种特殊铰相互连接。还可以在各分份上面再增加一个分份，以消除因进一步改进在压应力区局部引起的拉应力。
这部分的垂直缝应采取措施，和原薄板垂直缝相连接，使能和原垂直缝同时灌浆。如果这种垂直缝上面通到坝体下游面，也可单独灌浆。
这种进一步改进给原薄板施加了若干偏心集中力，由前面两类薄板的进一步改进可知，这种偏心集中力有时是有利的，应结合前面进一步改进一同考虑。
(ii)分期(吊装)施工情况 如图24所示情况。分期施工情况或吊装施工情况都和不分期施工情况类似。在不分期施工情况埋设各代替廊道装置的地方，用水平施工缝把更薄薄板分成若干分块。钢丝索布置也相同，随各施工分块分期混凝土浇筑或吊装安装，对各施工分块施加预加应力荷载。此外，还有一些不需要施加预加应力的分期施工块，见图24。显然，这种施工方法没有各更薄薄板之间的相互作用，具有独特优点。其它方面不多叙述。
(d)第一类和第二类薄板进一步改进的条件第一类薄板和第二类薄板的进一步改进，须在σ'yC-σ'yD>12(σyD-σyC)]]>时进行为宜，否则，较前面的改进并不经济，其中σ'yC=τC2/σxc-σyC,]]>σ'yD=τD2/σxD-σyD,]]>σxc、σyc、τc、σxD、σyD、τD的意义如图20、21所示。
d、进一步改进的计算进一步改进预加应力荷载的计算，本文均未计入预应力损失，实际计算时应加入。
(a)第一类、第二类薄板上预加应力荷载的计算图25为预加应力荷载计算图。
Q1、Q2……Qv为偏心钢丝索给薄板施加的集中力。其它标记意义见改进I、II设计中的图42，v≤n。由前面叙述，各Qi，i＝1，2，…，v和薄板中心线的距离为 lk则有 i＝2，3，……，v。
C点在偏心力Q1、Q2，……，Qi作用下，产生应力分量σxc″、σyc″、τxyc″为 Pk(r+g-1)(s＝1，2，…，n+1-r)的计算可叠加进Qi的影响后由改进I、II的设计计算中(4)式得到。
(b)薄板顶部分份(块)进一步改进的计算这部分的计算和改进I、II的设计计算相同。
e、减小钢丝索在坝基中的锚固深度这项减小钢丝索在坝基中锚固深度的措施，可视为基础的预应力加固。文中还给出了钢丝索在坝基中锚固深度的一种近似计算方法。
当坝体需要适量的抗滑稳定的第二种钢丝索时，则这些钢丝索可适当沿坝宽方向向下游布置，一般情况下，钢丝索在坝体上游下面的坝基中锚固较多。
假设坝体钢丝索在坝基中锚固深度较浅，如图26所示，以致基岩应力不能满足强度要求。再假设，这时坝体在水压力作用下，沿A-A截面(不论A-A截面是否为软弱夹层)滑动失稳，且A-A截面为平面。
设A-A面和坝基面夹角为α。首先，当α大于某一角度α0时(α0可能和沿A-A面上的扬压力和其它因素有关)，则因为自锁现象，将不会发生滑动失稳。因此，α必须小于某一角度α0时，才会发生滑动失稳的现象。
其次，因为钢丝索的锚固作用，A-A截面将不能通过所有坝基中锚固的钢丝索。而又因为岩体自重的作用，A-A截面应尽可能地在浅处(除A-A截为软弱夹层情况)。
下面作定量计算，假设沿A-A截面岩石间的抗剪断磨擦系数为f′，坝基和坝体一起滑动的部分为BCD，K′为按抗剪断强计算的抗滑稳定安全系数，c′为A-A截面上岩石的抗剪断凝聚力，A为CD的截面面积，应计入作用于BC截面上的力水压力(扬压力)和岩石的抗拉抗剪能力，应计入通过A-A截面和BC截面钢丝索上预加应力荷载的锚固作用，应计入CD上扬压力的作用，应计入BD上上游水压力和下游水压力的作用，还应计入岩体BCD的自重。假设作用在坝体和基岩BCD上所有力的(这时，把坝体和岩体BCD看作整体，两者之间的作用力对外不显示各种作用) 沿A-A截面法向和切向的分量为∑W和∑P，则按混凝土重力坝设计规范，应有K'=f'·ΣW+c'·AΣP---(3)]]>应用(3)式，可检验坝基中任何截面上，任意划定的块体BCD连同坝体一起的抗滑稳定性。计算时，BC可以是直线，折线或曲线。
为了有效地减小钢丝索在坝基中的锚固深度，从而节省钢丝索用量，本文给出了一项新措施。
如图27所示，无论在坝基中是否存在软弱夹层，均在坝趾后或距坝趾一定距离用一排或若干排钢丝索加固坝基，示意图中画出了三排钢丝索。通过(3)式的计算，可近似地确定各钢丝索的锚固深度。在图27中，(3)式中的BC为折线BB′C，和坝体沿A-A截面一起滑动的坝基块体为BB′CD。也可以通过对坝基应力的计算，来确定钢丝索的锚固深度。
坝趾后，用于加固坝基的钢丝索排数、预加应力荷载及在坝基中的锚固深度应和坝体钢丝索的分布、在坝基中的锚固深度及预加应力荷载大小统一考虑，设计成多种方案进行比较，从中选出一个最经济的方案。
通过基础应力计算，当钢丝索较短，坝体连同部分锚固的坝基有绕坝趾倾覆的危险时，可同时或者单独加固坝踵前的坝基，方法和设计同上，如图28所示。
f、坝踵前基础的水压力加固如图29所示，可利用强大的库水压力对坝踵前基础进行加固。
当坝体连同部分锚固的坝基有绕坝趾倾覆的危险时，除了用上述预加应力加固坝踵前基础以外，还可借助库水压力加固。图29为两种措施联合应用情况，以缩短坝体中钢丝索在基础中的锚固深度。
这种措施即在坝踵前基础上浇筑一层混凝土防渗板，此防渗板上还可做一些防渗处理措施。防渗板和坝体之间设有止水。帷幕灌浆设在混凝土防渗板上游端底部，灌浆时采取措施，保持灌浆压力。在帷幕灌浆和固结灌浆以后，这部分坝基还可同时进行预加应力加固。这部分坝基中还需设置一些细部结构构造。
显然，在加固坝基的同时，该措施还增加了坝基中的渗流路线长度，减小了水力坡降。也降低了坝底扬压力。
g、提高坝体抗滑稳定性的一项措施该措施尚具有坝踵前基础的水压力加固作用。该措施尚可用于重力坝。为叙述方便，假设基础水平，如图30所示。
和上述坝踵前基础的水压力加固相同，只是在混凝土防渗板里面和坝体下面，配置了水平钢筋，使混凝土防渗板和坝体成为了整体。也可把水平钢筋直接换成水平钢板，提高了防渗和止水性能。钢板的厚度可以渐变，以适应内部拉力大小。还可在钢板上焊接一些钢筋，以使钢板和混凝土更好地结合，同时，还可满足其它一些结构要求。所配置的钢筋和钢板应做一些防水处理。混凝土防渗板也可以做成预应力构件预制，施工时粘接到为其施工的坝基找平层上。
同时，还应再配置一些其它钢筋，以满足结构要求。该措施也可以再结合基础的预应力加固来加固坝踵前基础。
混凝土防渗板上的水压力，可增加坝体的抗滑稳定性。
当基础有倾斜的角度时，上述的水平钢筋和水平钢板也应倾斜同样角度。坝体基础和坝踵前混凝土防渗板下面的基础在地基上面形成的角度应不小于180°为宜。
h、减小重力坝坝体扬压力的一项新措施水电工程拉技人员均知，混凝土重力坝扬压力分为坝体扬压力和坝底扬压力两种。在重力坝剖面设计中，前者对坝体应力影响较大，后者对坝体抗滑稳定性影响较大。为了减小扬压力，从而减小坝剖面以节省工程量，在重力坝的设计中，曾经采取过很多有效措施。笔者今天提出一项减小重力坝扬压力的新措施，试图把坝体扬压力再进一步降低。
当坝体基础岩石较好，坝体抗滑稳定设计中滑动面磨擦系数较大，或者坝底扬压力被削减得较小等，以致于坝剖面大小主要由坝体应力控制时，这时可以采取本措施。
本措施为(a)结合(或者少用)现有的坝体排水等措施，在坝体上游面上喷涂一层防水材料或粘结(粘结处要切实密不透水)一层防水材料，在坝体上游面上堵塞混凝土孔隙，有效地阻止库水向坝体中的渗流，达到减小坝体扬压力的作用。(b)为阻止坝基中有压水向坝体底部上游面附近渗透，形成坝体扬压力，在坝体浇筑以前，还要在处理好的坝踵处沿坝宽方向的一段坝基面上(可以先浇筑一层混凝土找平)喷涂防水材料。同时，在这段坝基面后设置抽水排水。抽水排水是降低坝底扬压力的已有措施，在这里起双重作用。这段坝基沿坝宽方向的长度应经过计算，使得采取措施后坝体的底部强度满足要求。这段坝基后的下游坝基面不用采取措施，因其所形成的坝体扬压力很小，再根据重力坝应力大小分布规律，一般在这些部位不对坝体强度构成威胁。
措施中所用材料应选择粘结力强而又耐老化的防水材料，如无特别情况，一次喷涂(粘结)后不需要以后修补。这些材料的抗渗性能和施工方法、质量是措施效果的关键所在，因此，材料的抗渗性应较强，施工方法要得利，施工质量应有所保障。这些防水材料还应有一定的强度、耐腐蚀，最好有与混凝土相当的膨胀系数。
该措施在实际应用以前，尚需做大量的研究和材料试验，如可靠性分析研究和防水材料的安全保证率等。应用时进行经济比较。应用后观测实效，得到实测资料。
采取这种措施以后，因为在坝体上游面附近坝体扬压力已很小，故重力坝中的排水管、廊道等均应更靠近上游面设置，可进一步降低扬压力。因为在坝体上游面上已有效地阻止了库水向坝体中的渗流，故这种做法不会发生渗透坡降过大现象。扩大这些结构构造在重力坝中可设置的位置本身，也不无意义。
采取这种措施以后，可降低对上游面处混凝土抗渗性的要求。还可以缩小坝体剖面。这是因为混凝土重力坝设计规范中规定坝体上游面最小主应力σ，库水容重γ及坝面计算点的静水头H必须满足下式要求σ≥αγH (1)其中α＝0.25～0.40，坝体上游面有可靠的防渗混凝土和排水时，此系数α可采用较小数值。当采用本措施后，上式中的系数α取值范围应更加放宽，取值应更小，从而，达到减小坝剖面，节省混凝土的目的。
例如，一个坝底水平，上游面铅直，顶角为θ，容重为ρ的三角形剖面坝体，由弹性力学解答，它的上游面处最小主应力σ为σ＝(ρ-γctg2θ)H(2)这里的荷载只考虑了齐顶水压力和混凝土自重。计算点水平截面以上坝体剖面面积S为S=12H2tgθ---(3)]]>由(1)、(2)两式得到tgθ≥1/ρ/γ-α]]>代入(3)式，得到S≥12H2/ρ/γ-α---(4)]]>取上式中等号，表中给出了α由α1减小到α2，ρ/γ＝2.4时，面积S减小的百分数，这也是工程减小的百分数。
再例如如图31、图32所示，取上例中H＝100m，下游坝坡由0.7减少到0.665时，坝剖面面积减少了5％，沿坝轴线方向取1m坝体计算，如图所示。假设各材料单价为100#混凝土120元/m3，150#混凝土132元/m3200#混凝土150元/m3环氧树脂25元/kg采取措施前坝体各材料用量为100#混凝土2557.6m3，150#混凝土225m3200#混凝土717.4m3假设喷涂环氧树脂作为防水材料，用量为150kg，在坝体上游面处，降低了混凝土抗渗性要求，其它各材料用量为100#混凝土2631.3m3，200#混凝土693.7m3所以，采取措施前后各材料总价分别为444222元、423561元。可节省材料价4.7％可见，采取这项措施后，经济价值是显著的。

F对预应力锚固重力坝的改进VI改进I中若干施工措施及元件装置a、第一种廊道的回填回填方式拟有两种，如图34、图36第一种廊道回填示意图和图35、图37第一种廊道另一种回填方式示意图所示。廊道不同，自应力混凝土所产生的预加应力大小一般也不相同，由设计确定。仅以钢丝索沿薄板中心线布置成1条的情况加以说明。
本文把回填部分自应力混凝土分成了若干块。还应合理选择图示每块自应力混凝土的长和宽。本文中没有给出沿廊道轴向每块自应力混凝土的长度计算，也没有给出每块自应力混凝土在长度和宽度这两个方向上的应力计算。如果需要，还可以在这两个方向上增加一些限制，特别是靠近洞顶和洞底两处。限制的形式是，在需要的地方，沿两个方向水平放置(浇筑在自应力混凝土里面)一些预制的预压应力(聚合物)混凝土短柱。短柱采用后张法，钢筋和锚固的两端容易作防水处理。
示意图中所示模板均不拆除，永久留在坝内，故应有一定的抗拉强度，如采用聚合物混凝土材料等。模板均为平板，连接处用拉簧连接(图中未画出)。连接后的模板要既能规范混凝土，又不能阻止自应力混凝土在每一块长度和宽度两个方向上的膨胀。膨胀后所形成的图中所示缝隙，应以缝隙尽可能地窄小，而又确实存在，便于以后灌浆处理为度。这个缝隙在自应力混凝土的硬化过程中，注以加压水以养护自应力混凝土。在整个自应力混凝土的养护过程中，应控制加压水的温度，以适应不同养护阶段的需要，同时，养护段的廊道在养护和灌浆时两头封堵好。在缝隙中应布置好灌浆系统，沿廊道方向从里到外有顺序地对缝隙进行灌浆处理，不多叙述。灌浆材料也应具有一定的抗拉强度，如采用环氧材料等。如果第一种回填方式中，回填的自应力混凝土膨胀对洞壁侧压过大，可在洞壁和自应力混凝土之间增加一块模板，形成缝隙。这个缝隙和原缝隙连通，以便以后灌浆处理，在第一种回填方式中，还应该谐调沿坝轴线方向模板的宽度，在若干或全部模板宽度上的一定位置上下形成凹槽或波纹，使钢丝索在凹槽中穿过。在每块自应力混凝土铅垂的四个棱柱面上，每个面最多使用一块模板。钢丝索和自应力混凝土之间应采取措施，不浇筑在一起，同时，预留的预应力孔在廊道处应上下贯通，以利最后灌浆处理等。
这样，自应力混凝土由于受到洞顶和洞底的经束，而在铅直方向产生垂直正应力(剪应力为零)，它的大小就是设计计算时薄板在该处所需的预加应力数值，然后，再加上该处以上薄板自重应产生的应力数值。
本文第一次提出把自应力混凝土用于重力坝廊道回填，应用前应做大量的实验和研究。
b、代替廊道的装置先以钢丝索布置形式(iii)中的情况为例，介绍这种装置和它的使用方法，意在说明不设置廊道的可能性和提供设计这种装置的一条思路。实际设计时，应对本装置做进一步的改进和完善，或用更好的代替。图33、38为本装置示意图，称它为代替廊道的装置。图中不详尽之处，用文字说明。
元件2由两半部分组成，它由附着其旁或安置在内部的微小电动机、齿轮、齿条等(图中未画出)实现两种状态，即分开或闭合，剖面图中的元件2为闭合状态，图38为元件2俯视图，是元件2分开状态。元件2在元件1和底板8所形成的长方体空间内活动。一般在长方体底部为分开状态，允许元件3上下通过，闭合状态时，卡入元件3的槽中，这时，元件3通过元件1，在连接元件3的上部钢丝索(或钢丝绳等)作用下，给下面的钢丝索施加预加应力荷载。应注意薄板顶部千斤顶等给连接元件3的钢丝索施加的集中力，减去这两条钢丝索的摩擦力，才是钢丝索得到的预加应力荷载。为减小元件2实现两种状态时，和底板8产生的摩擦力，元件2下面所对的底板8上设有滚珠(未画出)。
元件1上下和钢丝索相连，施加预加应力荷载时，可做微小上下移动。
元件3上下为锥形，中间圆柱部分开槽。上面和施加预加应力荷载用的钢丝索相连接。停止的位置可由装置控制(未画出)。如果可能把元件2和元件3的功能集中到元件3上，则每个装置中可不设元件2。
元件4、5、6为楔形垫块，后面各有压簧7，元件1向上移动时，元件4、5、6在各元件7的推动下，在限定的路线内(未画出)向前移动，从而，把元件1垫起。楔形垫块数量可多少不同，以适应不同部位的钢丝索拉长。元件7应随各自所要推动的垫块可向上移动。
元件9为压簧，本装置未张拉钢丝索时，通过元件9的弹力固定元件1、4、5、6的初始位置不改变。在钢丝索布置形式(i)(ii)中，施加预加应力荷载时，应计入元件9的弹力。在钢丝索布置形式(iii)中，下面的装置张拉钢丝索时，还应另外采取措施，给这些装置所在薄板的最上面一个装置中的元件1施加一个向上的力，以克服张拉装置以上的各装置中元件9的弹力(一般各不相同)，使上面的钢丝索随下面钢丝索被拉长而顺利上升，施加预加应力荷载时，应计入自张拉的装置起以下的各装置中元件9的弹力影响。
元件10为柱形滚珠，11为塑料管(也可不用)，12为外壳。
在另外两种钢丝索布置形式中，第(i)种形式的钢丝索采用这种装置时，装置的元件1上面不连接钢丝索，其它方面相同。第(ii)种形式的钢丝索采用这种装置时，除装置的元件1上面不连接钢丝索之外，此装置中还应预留孔道，使其它不在此处张拉的钢丝索从孔道中穿过。
c、代替混凝土预制块的装置如图39代替混凝土预制块的装置图所示。该装置由元件2、元件3、元件4所组成。元件2、3的结构和作用和图33、图38中元件2、3的结构和作用相同，参阅前文叙述。唯元件2吊在元件4顶部。为减小元件2、元件4接触部分在元件2实现两种状态时产生的摩擦力，在元件2所吊处的接触部位设有滚珠。元件3上部和钢丝索相连接。通过此钢丝索把集中力加在薄板顶部，相当于混凝土预制块的压重作用。这个集中力的大小也能调整，待回填完所有该薄板上欲回填廊道之后，把元件3连同上部的钢丝索抽走，对本装置系统注以灌注性混凝土。
d、一种特殊铰和它的应用本文给出了一种铰，它的实物结构示意图如图41所示。元件1上面焊有钢筋，图中把钢筋都画成了棱柱形状，它的主要部分为长方体。元件2为空芯长方体，上面也焊有钢筋。
图41中标注的尺寸有如下关系a＜c，b＜d，f＜e装配时，把元件1按图示方向插入元件2中(元件1上的上面钢筋最后焊接)，和图中y轴垂直的元件1的两个平面和元件2内部的两个平面之间分别形成两个缝隙，把两个缝隙中分别各装入一排圆形滚珠，使两元件之间基本上不能有沿y轴方向的相对移动。由上面尺寸关系，两元件可有沿x轴和z轴方向的相对移动，确定各尺寸大小，可限制这两个方向上相对移动可能的最大限度。元件1和元件2的初始相对位置由这种铰的橡皮外壳确定。这种铰应用后，橡皮外壳不足以阻止两元件的相对移动。
应用时，这种铰的x轴方向沿坝轴线的水平方向，y轴方向垂直于薄板平面，z轴方向沿铅垂方向。沿这三个方向，混凝土浇筑时，把这种铰一端的钢筋浇筑在两块相邻薄板中的一块之中，并且，使这种铰主体两个元件在两块薄板形成的垂直缝上。在另一块薄板的相应位置，预留一水平孔洞，把这种铰另一端的钢筋置于此孔洞之中。待垂直缝形成之后，采取措施，把孔洞中钢筋锚固在孔洞之中。从而，这两块薄板在这点上有了一个连接。
6、发明与现有技术相比具有的优点——分析论证，及实现发明的最好方式——设计计算方法。
在改进I、II的设计计算雏形中，给出了改进后结构的全新设计计算方法。改进I、II的分析论证中，应用弹性力学解答，分析了结构在自重和齐项水压力作用下的受力特点、结构的合理性等。并且，得出了一些重要结论，有的结论对于实际设计有直接参考价值。
在改进III的设计计算雏形I、II中，给出了上游坝坡部分若干改进型式的设计计算方法及分式。最后，给出了带有上游坝坡型式坝体的整体设计计算方法。
在改进IV的分析论证和设计计算中，分析了改进的合理性及改进后结构的一特点，也给出了设计计算方法。
A改进I、II的设计计算雏形文中给出了改进I和改进II中结构设计计算的全新方法，以供参考，如实际应用，尚需完备。但是，文中没有给出各种预应力损失的计算，所指预加应力荷载也不包括这一部分。
a改进I中第一种钢丝索上预加应力荷载的计算本文中的坐标系，均采用如图40所示坐标系。该坐标系和混凝土重力坝设计规范中材料力学方法中坐标系不同。若采用材料力学方法，计算后应转换到本文坐标系之中。
(a)坝体自重引起的坝体应力分布当坝体下游面为曲线时，混凝土自重引起的坝体应力分布和改进前不同，应特别计算。如图40所示，假设坝体下游面曲线可用函数表达式的形式给出，为y＝f(x)，其中0≤x≤B，B为坝宽。设本改进把图示中上游部分分割成了若干薄板，上游部分和下游部分分界线横坐标为B1，混凝土容重为ρ。则在上游部分，即0≤x≤B1时，在不设置第二种廊道的情况下，自重引起的坝体应力分布σhx、σhy、τhxy为σhx＝τhxy＝0σhy＝ρ[y-f(x)] 0≤x≤B1(1)设有第二种廊道时，见后文计算。在下游部分，即当B1≤x≤B时，自重引起的应力分布按混凝土重力坝设计规范中规定的方法，在上游部分和下游部分独立分割开的条件下，进行计算。在各垂直缝中，自重不引起各种应力。当薄板厚度较大时，应对(1)式修正。
(b)不计入预加应力时，坝内应力分布σx、σy、τxy的计算及拉应力区和压应力区分界线ON的确定。
(i)不设置第二种廊道的情况假设第一种廊道用自应力混凝土回填后，除预加应力荷载之外，在其它荷载作用下，能够和坝体一道产生、传递各种应力，交接处也没有强度问题。因此，在计算σx、σy、τxy时，不必考虑有廊道的存在。如果回填的自应力混凝土和坝体混凝土的容重不同，则就在廊道处加减一个集中力，而此集中力应在计算预加应力荷载时处理，此时不予考虑。
如果用代替廊道的装置代替了廊道，设计时应把该装置的重量折算成混凝土一定体积的重量。在计算σx、σy、τxy时，忽略装置带来的局部影响，而不考虑装置的存在，装置所占体积和折算体积差额体积混凝土的重量，也在计算预加应力荷载时处理，此时不予考虑。
假定坝体下游面曲线(包括直线情况)，不计入预加应力荷载。首先，根据混凝土重力坝设计规范中规定的荷载组合、计算方法，不计入自重荷载，计算出坝体应力分布。然后，在(1)式中令B1＝B，把自重荷载引起的应力分布和这个应力分布叠加，再计算坝体中有关点的最小主应力，最小主应力为零的各点连线即拉应力区和压应力区的分界线ON。从而，计算出了ON和拉应力区内应方分布σx、σy、τxy。同时，也求出了B1，确定了下游部分。
(ii)设置有第二种廊道的情况在设置有第二种廊道的情况下，若同时还存在第一种廊道和代替廊道的装置，则第一种廊道和装置的处理同情况(i)，第二种廊道不论回填与否，在计算σx、σy、τxy时，均视为不回填。回填部分的重量也在计算预加应力荷载时处理，这里不予考虑。因此，计算σx、σy、τxy时，坝内仅有第二种廊道存在，且都不回填。在除预加应力荷载之外的其它荷载作用下，廊道周围有应力集中问题，这种预应力不解决这一问题，假设坝体中每一点的应力分量已计算出，计算σx、σy、τxy时，廊道外的应力分布，取廊道所在薄板上，此廊道上下远处应力分布规律在此间的插值，具体计算如下假定坝体下游面曲线(包括直线情况)，不计入预加应力荷载。先按情况(i)中方法，计算出不设置第二种廊道时，拉应力区和压应力区分界线，其次，划分出薄板，在薄板上确定第二种廊道的位置(方法见改进I综述部分)。然后，在有各第二种廊道存在的情况下，重新计算拉应力区和压应力区分界线(自重荷载对应力分布的影响，应以薄板为计算对象，不论第二种廊道回填与否，均应扣去它的重量，修正(1)式。第二种廊道处，包括两廊道壁，自重引起的应力分布取同一薄板上远处自重应力分布规律在此间的插值)，重新划分薄板，重新在薄板上确定第二种廊道的位置，……。用这种方法继续进行下去，直到计算出廊道位置和与之相符合的拉应力区和压应力区分界线ON，同时，也计算出了最终的拉应力区内应力分布σx、σy、τxy和B1，确定了下游部分。
(iii)下游部分确定了坝体下游部分以后，按照前述方法，先计算自重引起的下游部分应力分布。进而，叠加进不计入预加应力荷载和自重时坝体的应力分布，得到坝体下游部分应力分布，并计算出主应力。因为下游部分较整个坝体为小，故下游面近似直线，所以，自重引起的应力分布也近似于(1)式的形式。如果最小主应力在下游部分的上游面上小于零，则就在上游面处再划分出一块薄板。由前面计算，此薄板在压应力区内，故不需要施加预加应力，在适当时侯灌浆处理即可。
(c)预加应力分布钢丝索给混凝土施加了预加应力荷载，应考虑这个集中力作用点的局部应力分布。但是，这种预应力并不解决这一问题，应作特别处理。因此，这个集中力在此间产生的预加应力数值，仍采用它在薄板远处产生的预加应力数值。顶加应力荷载在廊道周围会产生应力集中，这种预加应力不解决这一问题。在计算预加应力荷载时，在同一薄板上，不考虑第二种廊道(不论回填与否)对预加应力分布的影响。预加应力在廊道处的数值，等于同一分份中远处的数值。
图42为第一种钢丝索上预加应力荷载计算图。图中ON为拉应力区和压应力区分界线。AN为坝底在拉应力区的部分。m为薄板总数，l1，l2，…，lk，…，lm为各薄板厚度。取第k块薄板沿坝轴线方向单宽计算。它的上游面和ON交点为B，和坝底交点为C。再把BC分成n+1-r等份，每份长为h，n+1为分份最多的薄板上的分份数量。分份的长度也可以不相等，计算方法和计算公式却相同，不另作推导。
图42中，每一分份上面作用一第一种钢丝索预加应力荷载Pki，i＝r，r+1，…，n-1，n。但是，根据此力的施加情况，Pki中或者包括此处第一种廊道回填的自应力混凝土重量和坝体同体积混凝土的重量差；或者包括代替廊道的装置的重量折算成混凝土一定体积后，计算出的一定体积和装置所占体积(不包括内部空间)差额体积混凝土的重量(取这个重量沿坝轴线方向单宽的平均值)或者包括第二种廊道的回填重量；或者第二种廊道不回填时，为真正的预加应力荷载。以上四种情况，Pki必居其一，其中，前两种情况渴望能忽略所要包括的部分。因此，在Pki中扣去这些所包括的部分，才是真正的预加应力荷载。
对于第一种廊道，在计算预加应力荷载时，不计入自应力混凝土膨胀引起的除铅直方向以外的其它两个方向上的应力。这个膨胀引起的廊道处垂直正应力(剪应力为零)不影响廊道上下外部预加应力分布。认为在廊道处，包括两廊道壁预加应力分布为同一分份中，远处的数值。这个数值，在廊道中没有包括应计入的混凝土自重在该处应引起的应力数值，算出后再计入。
为了使混凝土得到计算的预加应力荷载，钢丝索张拉时，还有种种情况。下面推导在图42所示的预加应力荷载诸Pki的作用下，第k块薄板上预加应力分布，其中i＝r，r+1，…，n-1，n；k＝1，2，…，m；r≥0。
施加预加应力荷载之后，把混凝土薄板看作轴心受压柱。忽略预应力孔所占截面面积。显然，在前述的假设情况下，每一分份中预加应力都各自相等，且自上面起，第s分份上面的预加应力σ′xks、σ′yks、τ′xyks为 (d)第一种钢丝索上预加应力荷载的计算根据混凝土重力坝应力控制标准，坝内最小主应力为零，本文在上游面计入扬压力，也用此标准(注本文在坝体上游面应力控制标准为零，和规范不符合。但是，规范编制时，曾经考虑过这种情况，教科书中也曾把它作为应力控制标准。这一点，也可作如下处理，使它符合规范。规范中规定，不计入扬压力，最小主应力应等于某数值p0。设不计入扬压力和预加应力荷载时，坝体上游面应力分布为σx0、σy0、τxy0，则取σx＝σx0-p0σy＝σy0-p0τxy＝τxy0，仍按本改进方法计算即符合规范。因为我们希望12[(σx0+σ'x)+(σy0+σ'y)]-12[(σx0+σ'x)-(σy0+σ'y)]2+4(τxy0+τ'xy)2=p0.]]>照顾到改进III中注释，本改进下面应用了条件(σx+σ′x)(σy+σ′y＝(τxy+τ′xy)2即12[(σx+σ'x)+(σy+σ'y)]-12[(σx+σ'x)-(σy+σ'y)]2+4(τxy+τ'xy)2=0,]]>把σx＝σx0-p0，σy＝σy0-p0，τxy＝τxy0代入此式化简，即得我们希望的表达式。不计入扬压力，特别是靠近坝体上游面的地方，坝体内也应有和坝体上游面相衔接的计算处理)。据此和(2)式，故假设在预加应力σ′x＝0，σ′y，τ′xy＝0和拉应力区内不计入预加应力时的应力分布σx、σy、τxy的联合作用下，拉应力区内最小主应力处处为零。由材料力学，这种情况最小主应力为零的充要条件为(σx＞0时)σx(σy+σ'y)=τxy2]]>所以有 由弹力学解答，在自重和齐顶水压力作用下，再叠加入坝体扬压力，一般应有σx≥0，在坝体上游面σx＝τxy＝0。
若σx＜0，则上述条件为最大主应力为零的充要条件，此时，最小主应力小于最大主应力，应小于零，因此，当σx＜0时，无法用这种预加应力消除最小主拉应力。同样，当σx＝0 τxy≠0时，也无法用这种预加应力消除最小主拉应力。
由(3)式确定的σ′y为x、y的函数。根据σ′y表达式，可计算出第k块薄板上，第s分份中的σ′y的最大值，设此最大值为σ′ymks。一般地，对于实体坝体，最大值发生在本分份的上游面最下面的那点上。在(2)式中，令σ′yks＝σ′ymks得到Pk(r+s-1)＝lk(σ′ymk-σ′ymk(s-1)) (4)s＝1、2，…，n+1-r其中σ′ymk0＝0，σ′ymk(s-1)为σ′y在第s-1分份上的最大值，其余类同。
当薄板最上面分份中钢丝索倾斜布置时，这是一种特殊情况，预加应力荷载也由(4)式给出，局部不满足要求可酌情处理。
b、改进II中第一种钢丝索上预加应力荷载的计算改进II中第一种钢丝索上预加应力荷载的计算和改进I中情况相仿，可按改进I中方法计算。因为在改进II中没有廊道和代替廊道的装置，故计算较简单，按(4)式计算出的预加应力荷载就是各分块上面扣去一切预应力损失后所需要的预加应力荷载。
c、第二种钢丝索上预加应力荷载的计算设第k块薄板中，用于抗滑稳定的预加应力荷载为Fk，坝体上，所有用于抗滑稳定的预加应力荷载之和为∑Fk，它们都由第二种钢丝索施加于坝体之上。再设第一种钢丝索上预加应力荷载之和为∑Pk。
坝体抗滑稳定计算中，有抗剪强度计算公式和抗剪断强度计算公式，可任选一种。本文只按抗剪强度计算公式推导Fk。
如图43所示，滑动面有倾向上游的倾斜角α(包括α≤0)∑H为作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和。∑V为作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和，其中包括全部第一种钢丝上预加应力荷载在内，而不包括∑Fk。U为作用于滑动面上的扬压力。命f为滑动摩擦系数，K为抗滑稳定安全系数。命钢丝索张拉控制应力为σk，抗剪强度为[τ]，在阻滑力中，计入钢丝索的抗剪能力[τ](∑Pk+∑Fk)/(σkcosα)，则有ΣFk=(K-ftgα)ΣH+fUcosα+(Σv-ΣPk)[τ]σkcos2αf+Ktgα+[τ]σkcosα2-Σv---(5)]]>由于Fk对坝体上部无影响，故∑Fk应根据基础情况，或相等，或有所侧重地分配于各薄板的Fk，见后文。
如果由(5)式计算出∑Fk≤0，则说明不需要设置第二种钢丝索。
两改进单独用于坝体抗滑稳定时，在计算中，第一种钢丝索上预加应力荷载之和等于零，且各Fk相等(此时，坝体不分割成薄板，Fk为各钢丝索上施加的预加应力荷载)，因此，用(5)式求出∑Fk之后，Fk可简单地平均求出。
d、薄板厚度的校核施工不同阶段，特别是施加预加应力荷载时，应对薄板厚度进行校核，使其满足强度和稳定要求。因为特殊铰的应用，可把薄板简化成若干个两端带有一定支撑方式的压杆稳定问题。如图44所示。这些压杆的稳定问题又可以与一端固定，一端自由的压杆稳定问题相互转化。所以，本文只给出了如图45所示的压杆应用能量法得出的结果。
图45所示的一段薄板高为H，在顶部作用有集中力P，沿薄板轴线方向，自上而下，作用有集中力Pi，i＝1，2，…，n-1，n，它们作用点的位置如图所示，薄板上还作用有自重荷载q.混凝土弹性模量为E，容重为ρ，在上述这组力的作用下，这段薄板处于临界状态，使之处于临界状态的薄板厚度为lcr，设挠曲轴方程为v＝v(u)，则lcr应满足l3cr-a1lcr-a2＝0， (6)其中
a1=12ρ∫H0{∫0u[v′(u)]2du}duE∫H0[V′′(u)]2du]]>a2=12p∫H0[v′(u)]2du+12Σi=1n{Pi∫0H-Σj=1Ihj-1[v′(u)]2du}E∫H0[v′′(u)]2du]]>方程(6)有且只有一个正实根1cr，可以解出。对于实际薄板，作一些简化处理后可以近似计算。
强度方面的校核，只需薄板在自重和预加应力荷载各力的作用下，应力数值最大截面的应力数值乘以混凝土构件抗压强度安全系数后，小于混凝土轴心抗压设计强度即可，毋须要求过高。
e、基础应力及基础处理两改进基础处理和现行的预应力锚固重力坝相同，不多叙述，改进V中给出了基础加固的若干新方法。
钢丝索对基础应力的计算，也是弹性理论中的空间问题，只是锚定坑深浅、大小、多少和分布的不同。第一种钢丝索的位置已经确定，应对各钢丝索锚固深度加以适当变化，并且，除两改进单独用于坝体抗滑稳定的情况，还可以对第二种钢丝索上预加应力荷载分布和锚固深度加以变化，以获得一个希望的应力分布和最经济的钢筋用量。计算基础应力时，应注意坝体在施工过程中并非连续的整体。
坝剖面可以大幅度减小是两改进的特点之一，由于坝剖面的缩小，对基础岩石强度的要求相对提高。两改进钢丝索分散地锚固在基岩上，从而，基岩受力情况得以改善，可以缩短钢丝索锚固深度。
f、设计两种坝的设计和设计过程应为●确定坝底宽度。拟定一。些可能的坝体宽度Bi，i=1，2，…，nl且B1<B2<···<Bu1]]>●对于每一坝体宽度，拟定n2条坝体下游面可能的曲线。其中应包括一条直线，其它曲线应通过计算，使坝体下游面上主应力和坝体内部应力分布按某些希望的规律变化。
●对于上面确定的每一个坝体宽度和坝体下游面曲线，确定拉应力区和压应力区分界线。如果设置廊道，确定廊道种类。
因为薄板很薄，第一块薄板若设置廊道，则一般应设置第一种廊道，以后回填。整个拉应力区可完全设置第一种廊道，在规范中规定可以设置廊道的地方，也可以设置第二种廊道。第二种廊道可以回填，也可以不回填。在许可的前提下，设置的廊道断面应尽可能地小。
代替廊道的装置分布情况、廊道的分布情况、廊道的种类、第二种廊道回填与否、薄板划分情况以及分块情况，等等，任何一项的不同，都可以作为不同的方案进行设计比较，假定这一步骤共有n3种可能。
●对压应力区混凝土抗压强度进行校核。校核时，应注意压应力区内的预加应力对压应力区部分区域应力分布的影响。
两改进的一个特点是，无论坝体下游面曲线如何，因为薄板很薄，坝体的自重对下游面并不造成拉应力，或拉应力很小，在各薄板上部尤其如此，两改进的预加应力荷载，除了直接作用在坝体下游面上，一般对下游面无影响。
本步骤的部分工作应结合前面拟定坝体下游面曲线一起进行，使确定的坝体下游面曲线上的主应力和坝内应力分布按某些希望的规律变化。
●对拉应力区进行预应力设计计算。
●对坝体进行稳定计算。这一步骤的部分工作应和下面的基础应力计算结合。同时，可应用(5)式，对改进II中各水平施工缝以上的坝体进行稳定计算。
●对不同施工方法和不同施工阶段下的各薄板进行稳定校核和强度校核。
●进行基础应力计算。
确定第二种钢丝索上预加应力荷载在各薄板中的几种可能分布，以及各钢丝索的可能锚固深度，从面，得出不同的基础应力分布和钢筋用量，假设本步骤对于上面每一种可能的选择又有n4种可能的方法。
●根据设计和实际要求钢筋和混凝土的时价，以及其它一些有关因素，比较上面得出的n1n2n3n4种方案，从而，主要在造价方面，得出一个最佳方案。
●完成其它设计计算。
B改进I、II的分析论证a、楔形体受自重和齐顶水压力时，应力分布的一个特点先分析无限楔形体，顶角为θ，上游面垂直，受自重和齐顶水压力时，楔形体内应力分布的一个特点。设楔形体容重为ρ，水的容重为γ，建立坐标系如图46，压应力为正，拉应力为负，则由弹性力学，应力σx、σy、τxy的解答为σx＝γyσy＝(2γctg3θ-ρctgθ)x-(γctg2θ-ρ)yτxy＝γxctg2θ只考虑在这两种荷载作用下，无限楔形体内出现拉应力的情况。目的在于计算拉应力与压应力的分界线，从而，把无限楔形体分成拉应力区和压应力区两个部分。
因为楔形体上游面受拉，σx、σy为上游面主应力，所以，由上面解答，得到γctg2θ＞ρ(1)因为σx＞0，由材料力学知道，当σxσy＝τ2xy，时，最小主应力为零。把σx、σy、τxy代入上式，并化简，得到x/y＝tgθ，舍去，或xy=tgθ-ργtg3θ,]]>它表示通过无限楔形体顶点的一条直线，命这条直线和y轴的夹角为β，则tgβ=tgθ-ργtg3θ---(2)]]>这条直线把无限楔形体分成两个部分，左半部分为拉应力区，右半部分为压应力区，如图47。易证，拉应力区内最小主应力为拉应力，压应力区内，最小主应力为压应力。
b、在齐顶水压力、自重两种荷载作用下的情况以下坝体假设剖面为三角形，上游面垂直，下游面也为直线。只考虑在齐顶水压力，自重两种荷载作用下的情况，并用弹性力学解答，旨在说明主要问题。这些问题，对于改进I和改进II都适合。
(a)第一种钢丝索上预加应力荷载的显式表达计算时，不计入任何预应力损失，也不考虑改进I的设计计算中(4)式计算出的各预加应力荷载所包括的那些部分。计算是在图48所示的薄板、分份(块)特殊划分形式下进行的。
图48所示的无限楔形体中的顶角β由前面得出的(2)式确定。这个无限楔形体是受自重和齐顶水压力作用下的，顶角为θ的无限楔形体的拉应力区部分。上面作用有预加应力荷载Pki，其中，k=1,2,···,[12(n+1)],i=2k-2,2k-1,···,n-1,]]>而 表示 的整数部分。各薄板厚度都相等。每块薄板上分份(块)长度也相等。则有Pkn=2γh2tg2βctg3θ[1-4(k-1)2n(n-1)tgβctgθ]---(3)]]>其中n为变量，且n≠0。当n＝0时，k＝1，P10＝2γh2tg2βctg3θ。
(4)(3)式和(4)式即无限楔形体受自重和齐顶水压力时，第一种钢丝索上预加应力荷载的显式表达式，它应该是改进I、II设计计算中(4)式的主要部分，仅供参考。若Pki分布形式不同，结果也不相同，可另作计算。
(b)理想极限情况为了进一步说明问题实质，本文给出了在自重和齐顶水压力作用时，预加应力荷载分布的一种极限情况。以后称这种情况为理想极限情况。
假设图49中重力坝坝内应力分布在不计入预加应力荷载时，完全符合弹性力学解答。又假设改进I和改进II把坝体分成无限多等厚度薄板。每块薄板上拉应力区部分每相隔相等距离作用一预加应力荷载，且作用力为无穷多个。从而，坝体拉应力区内作用有集度为q的预加应力荷载，则由(3)式q=γtgβctg3θ(1-x2y2ctgβctgθ)---(5)]]>易知，在弹性力学应力解答表达各式σx、σy、τxy和预加应力荷载集度q作用下，拉应力区内最小主应力处处为零。据此可知，改进I和改进II最为经济合理。下面再做两种计算。如图49所示，设坝高为H，每条钢丝索坝底以下部分长L，且每条钢丝索上下截面面积都相等。在这种情况下，第一种钢丝索上总的预加应力荷载为P=∫∫Ωqdxdy]]>=16γH2tg2βctg3θ(3-tgβctgθ)---(6)]]>其中Ω为拉应力区断面三角形区域。第一种钢丝索长度和它们上面各预加应力荷载乘积的总和为V=∫∫Ωq(H+L-y)dxdy]]>=118γH2(H+3L)(3-tgβctgθ)tg2βctg3θ---(7)]]>
上面两式中，P为反映第一种钢丝索上预加应力荷载总和 V可反映第一种钢丝索钢筋用量。这两个数值都是理想前提下的极限数值。
(c)同一薄板上，分份(块)数量的影响图50所示，第k块薄板上，薄板上游面横坐标为xk，薄板厚度为lk，ON为拉应力区和压应力区分界线，β为ON和y轴夹角，坝高为H。薄板上，各第一种钢丝索锚固深度都相同，截面面积上下也相等，坝底以下长度为L。薄板上游面和ON交点纵坐标为yk，显然，xk＝yktgβ，把此交点以下薄板平均分成n等份，每一分份(块)长度为h，上面作用有一第一种钢丝索上预加应力荷载Pi，i＝1，2，…，n。则Pi=γhlktgβctg3θ{1-xk2ctgθtgβ(xk+ihtgβ)[xk+(i-1)htgβ]}---(8)]]>第k块薄板上第一种钢丝索长度和它们上面预加应力荷载乘积之和V′k为 其中 当n→∞时，极限状态下V′k数值Vk为Vk=γlk(Htgβ-xk)ctg3θ[L+12H-12xk(ctgβ+2ctgθ+2LHctgθ)]]>+xk2ctgθHtgβ-xklnHtgβxk]---(11)]]>第一种钢丝索上预加应力之和P′k为P'k=γHlktgβctg3θ(1-xkHctgθ)(1-xkHctgβ)---(12)]]>如图50所示，若把第k+1块薄板和第k块薄板合并成为一块薄板，则此薄板上面第一种钢丝索上预加应力荷载之和P″与P′k、P′k+1的关系为P″＞P′k+P′k+1(13)所以得到当坝体薄板形状位置确定以后，它上面第一种钢丝索上预加应力荷载的总和就已确定，而与薄板上分份(块)数量无关，而且，和薄板上分份(块)的方法也无关系；坝体上所有第一种钢丝索上预加应力荷载之和仅与坝体上薄板划分方法有关，薄板划分越多，这个数值越小。
(d)实际薄板上分份(块)极限情况，和这薄板范围内理想极限情况的比较(11)式确定了实际薄板上，分份(块)无穷多的极限情况下，第一种钢丝索上预加应力荷载和钢丝索长度乘积的总和。下面再给出在(5)式给出的，集度为q的预加应力荷载作用下，坝体在这块实际薄板拉应力区范围内，令这一区域为Ω′，预加应力荷载和钢丝索长度乘积的积分V′.其它符号意义见图49，然后，再给出第一种钢丝索上预加应力荷载的积分P′.
V'=∫∫Ω′q(H+L-y)dxdy]]>=γtgβctg3θ∫∫Ω′(1-x2y2ctgβctgθ)(H+L-y)dxdy]]>=118γlkctg3θ{9(H+L)[2Htgβ-2xk-lk]-9H2tgβ+(9x2k+9xklk+3l2k)ctgβ]]>+ctgθ[ln(Htgβ)(18x2k+18xklk+6l2k)-6lk(xk+lk)3ln(xk+lk)+6lkx3klnxk+6x2k]]]>+6xklk+2l2k+H+LH(18x2k+18xklk+6l2k)-(H+L)(18xk+9lk)tgβ]}---(14)]]>P′=16γlktgβctg3θ[6H-3(2xk+lk)(ctgβ+ctgθ)+2Hctgβctgθ(3x2k+3xklk+l2k)]---(15)]]>以上给出了实际薄板分份(块)无穷多的极限情况下Vk和P′k与该薄板范围内理想极限情况下V′和P′的比较。且还给出了分份(块)数量为n时，实际薄板上V′k和分份(块)数量趋向无穷时极限情况下Vk的比较，由(12)式知道，P′k这两种情况无差距，因此，(11)(12)(14)(15)式也就间接给出了实际薄板上分份(块)数量有限时的情况，和理想极限情况的比较，这些数值，根据薄板在坝体中的位置和它的厚度，以及薄板上分份(块)的数量，可具体计算。
(e)一种特殊情况下，有关钢丝索方面，坝体整体的计算下文给出了坝体如图48所示的，一种特殊薄板划分，薄板特殊分份(块)情况下，坝体整体第一种钢丝索预加应力荷载的有关计算，以供能考。
如图51所示，ΔOAN为顶角为θ的重力坝的拉应力区部分。薄板划分和分份(块)情况及标记和图48完全相同。设坝高H＝nh，每条钢丝索坝底以下部分长为L，且钢丝索上下截面面积都相等。令当n为奇数和偶数时各钢丝索长度和它上面预加应力荷载乘积的总和及坝体上预加应力荷载总和分别为Vn奇，Vn偶，及Pn奇，Pn偶，则 +(18n+9n2)L+3n2Ltgβctgθ-12(3n-14n2+9n3)Htgβctgθ]}---(16)]]>
+18nL+12n2Ltgβctgθ-12(3n-14n2)Htgβctgθ]}---(17)]]> (f)理想极限情况下，坝体顶角减小时，坝体自重的减小，以及第一种钢丝索上预加应力荷载总和的增加设坝体高度为H，混凝土容重为ρ，水的容重为γ，坝体顶角由θ1减小到θ2，如图52所示。设沿坝轴线方向单位宽度坝体重量的减小量为ΔVh，则ΔVh为ΔVh=12ρH2(tgθ1-tgθ2)]]>当tgθ1≤γ/ρ]]>时，由(1)式可以知道，此时对应坝体顶角θ1，θ2的两个坝体均需用第一种钢丝索。再假设理想极限情况下，第一种钢丝索上预加应力荷载总和分别为P1和P2，令ΔP＝P2-P1，则ΔPΔVh=1+2γ3ρctgθ1ctgθ2-ρ23γ2(tg4θ1+tg3θ1tgθ2+tg2θ1tg2θ2+tgθ1tg3θ2+tg4θ)----(20)]]>所以，把tgθ1看作常数时，ΔP/ΔVh为tgθ2的单调减小函数。图53给出了当tgθ1=γ/ρ=1/2.4=0.6455]]>时，(20)式给出的ΔP/ΔVh随θ2的变化曲线。
还可以分析tgθ1>γ/ρ,tgθ2≤γ/ρ]]>和tgθ1>γ/ρ,tgθ2>γ/ρ]]>时的两种情况。
经过分析计算，有如下结论当坝体顶角减小到一定程度时，可以不设置第二种钢丝索。并且，当坝基岩石条件较好时，经进一步分析(只考虑坝体抗滑稳定性，而不考虑坝基承载能力)，这一角度较大。在这两种荷载作用下，如果再考虑坝体扬压力的影响，则这一角度还可以再大一些。
(g)坝体宽度下限经分析计算，坝体宽度下限由混凝土或坝基的容许压应力确定，故本改进的坝宽较改进前可大幅度减小。
(h)改进前后，预应力锚固重力坝的比较本文仅从三个方面比较.。
(i)改进后，下游不用配置钢筋，因为下游面不产生拉应力。上游面一般可垂直。
(ii)可充分发挥混凝土材料耐压的优点，在施工过程中，在坝体上游面的下部尤其如此。从而，可储备更大预加应力，使坝剖面大幅度地缩小。在改进前，这一点难以达到，坝高很高时，尤其如此。
(iii)第一种钢丝索用量的比较除单独应用本改进提高坝体抗滑稳定，需设置第二种钢丝索以外，由前面结论，当坝体顶角较小时，可不设置第二种钢丝索。设置第二种钢丝索时，也在坝体下部，故改进前用于这一意义的那部分钢丝索用量较改进后为大。
下面对应用于消除拉应力的那部分钢丝索和改进后第一种钢丝索用量进行比较。
假定坝体顶角为θ，坝高为H，钢丝索在坝底以下长度均为L，令改进前后钢丝索用量分别为V0和V，V为改进后理想极限情况下的用量，则由无限楔形体顶部受集中力解答，有V0V=ctgβH+LH+3Lf(θ),]]>其中f(θ)=9(θ2-sin2θ)(2+ργtg2θ)(θ-sinθcosθ)]]>取ρ/γ＝2.4/1，因为改进前坝剖面不能很小，所以，当25°≤θ≤32.8°时，0.789≤f(θ)≤0.879，由前述(2)式，得0≤β≤12.6°，故4.49≤ctgβ≤+∞，等于+∞表示趋向无穷大。
c、适用范围由前面的分析论证可知，当基础岩石情况较好时，由于坝体剖面减小而减小的坝体自重，当坝体剖面减小到一定程度，可由第一种钢丝索预加应力荷载之和给以超量的补偿，即下需要抗滑稳定的第二种钢丝索。
现行的预应力锚固重力坝的上游坝坡作用无外乎下面三种(a)增加坝体向下的压力，以利坝体抗滑稳定。
(b)改善自重荷载给下游面形成的拉应力分布及其数值大小，减小下游面配筋。
(c)减小预加应力荷载在下游面形成的拉应力，从而，减小下游面配筋。
由上面提到的结论和前述的两改进的情况，可知，当坝基较好时，坝剖面减小到一定程度，再设置上游坝坡时对本改进的预应力锚固重力坝已无实际意义。然而，这一上游坝在改进前是必须设置的。因此，相当数量的目前预应力锚固重力坝可用两改进上游面垂直的坝型代替，不再设置上游坝坡。
当基岩较差时，对预应力锚固重力坝的改进III中，给出了带有上游坝坡的预应力锚固重力坝的一种新型式。
影响两改进坝体造价的主要因素为钢筋和混凝土的相对价格。而钢筋和混凝土的时价应因时、因地而异，变化幅度可以很大，且变化在意料之外。两种改进在此变化之下，具有明显的经济价值时，则可以应用。
因为，目前预应力锚固重力坝坝剖面不能很小，故两种改进坝体造价还应和重力坝造价直接比较。
C、改进III的设计计算雏形I本文和改进III的设计计算雏形II给出了改进III中结构的全新设计计算方法，以供参考。如实际应用，尚需完备。
a、上游坝坡部分各种改进型式下，不设置廊道时，预加应力荷载引起的预加应力分布下文给出了在假定预加应力荷载分布的情况下，上游坝坡部分在上面叙述的各改进形式中，不设置廊道时，预加应力分布计算公式，为此，先叙述一个原理。
图54为无限楔形体作用力简化计算图。图54(a)所示的无限楔形体，在顶部受集中力P的作用，P的方向沿直线l向下。现在，把无限楔形体在A-A截面处切开成两个部分。上半部分有限，下半部分无限，分别如图54(b)、(c)所示。在A-A截面上，正应力和剪应力积分后内力的矢量和为Q。经过静力分析，Q＝P，方向沿直线l，如图54(b)、(c)所示。
由圣维南原理，对于图54(c)所示的部分无限楔形体，在A-A截面上的分布力正应力和剪应力的作用与集中力Q的作用，在远处产生的应力分布相同，只有集中力Q的作用点局部不同。因此，可以得出，在A-A截面沿直线l作用的力，可以和无限楔形体顶部同样大小和方向的力互换，而A-A截面以下的应力分布，除作用点的局部以外，完全相同。
对于图54(d)所示的情况，P1，P2，……，Pn，作用点和方向在通过楔形体顶点的同一条直线上，分布在A-A截面以上，因此，它和作用在楔形体顶部，方向相同，大小为P=Σi=1nPi]]>的力，对于A-A截面以下的应力分布等价，其中只差一个局部应力分布。以后用到这一结论时不再说明。
(a)上游坝坡部分第一种改进型式下，预加应力分布的计算。
如图55所示，上游坝坡部分沿顶角平分线作用有集中力P1，P2，…，Pi，Pi+1，…，Pn。沿和y轴顺时针夹角δ的直线，作用有集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1，…，Qn，δ的大小由改进III中(5)式确定。它们的纵坐标分别是h1，h2，…，hi，hi+1，…，hn，上游坝坡为tgα。上游坝坡部分顶点纵坐标为H0，底部纵坐标为hn+1＝H。这两组力分别为第三种钢丝索和第四种钢丝索施加的预加应力荷载。
(i)第三种钢丝索预加应力荷载产生的预加应力分布σx、σy、τxy。
当hi≤y≤hi+1时，其中等号表示这一分份(块)边界上的点M(x，y)，预加应力按本分份(块)上面的规律变化，预加应力分布在这些分份(块)的边界上，计算表达式一般不连续，下同。同改进III中应力表达式(1)、(4)得到σy=Σj=1iPjα(y-H0)(1+kαxy-H0)---(1)]]>σx=x2Σj=1iPjα(y-H0)3(1+kαxy-H0)---(2)]]>τxy=xΣj=liPjα(y-H0)2(1+kαxy-H0)---(3)]]>其中i＝1，2，…，n。
当H0≤y≤h1时σx＝σy＝τxy＝0 (4)(ii)第四种钢丝索预加应力荷载产生的预加应力分布σx、σy、τxy。
当hi≤y≤hi+1时，由改进III中应力表达式(1)、(6)得σy=-2xΣj=1iQjsin2α(y-H0)2---(5)]]>σx=-2x3Σj=liQjsin2α(y-H0)4---(6)]]>τxy=-2x2Σj=1iQjsin2α(y-H0)3---(7)]]>其中i＝1，2，…，n。
当H0≤y≤h1时σx＝σy＝τxy＝0 (8)(b)上游坝坡部分第二种改进型式下，预加应力分布的计算如图56所示，设上游坝坡为tgα，楔形体和薄板总数为m，从上游坝坡部分下游算起，它们的宽度分别为l1，l2，…，lk，…，lm-1，lm，令l0＝0，各薄板上楔形体和最后楔形体顶点的纵坐标依次为H0，h1，…，hk-1，…，hm-2，hm-1，令h0＝H0。在每一个顶点作用一集中力，依次为P1，P2，…，Pk，…，Pm-1，Pm，这些力和y轴顺时针的夹角为 ，作用点纵坐标依次为h′1，h′2，…，h′k，…，h′m-1h′m。显然有hk-1=H0+Σj=1klj-1ctgα,k=1,2,···,m.]]>在第k块薄板上，自上而下，作用有集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1…，Qn，方向沿薄板中心线，作用点纵坐标分别为hk，H1，…，Hi-1，Hi，…，Hn-1，令Hn＝H。H为第k块薄板或楔形体下面坝基表面的纵坐标。对于第k块薄板或楔形体，显然有hk-1＜h′k＜hk＜H1＜…＜Hi-1＜Hi＜…＜Hn-1＜Hn＝H下面推导第k块薄板或楔形体上，预加应力分布σx、σy、τxy的表达式，k＝1，2，…，m。
(1)、设点M(x、y)，其中hk-1≤y≤h′k，显然σx＝σy＝τxy＝0 (9)(2)、设点M(x、y)，其中h′k≤y≤hk。这种情况，若k≠m，则不计入平衡钢丝索施加的集中力对预加应力分布的影响。由改进III中应表达式(1)、(4)，得到σy=Pkσ(y-hk-1)(1+kαx+Σj=1klj=1y-hk-1)]]>σy=Pkα(y-H0-Σj=1klj-1ctgα)(1+kαx+Σj=1klj-1y-H0-Σj=1klj-1ctgα)---(10)]]>σx=Pk(x+Σj=1klj-1)2α(y-H0-Σj=1klj-1ctgα)3(1+kαx+Σj=1klj-1y-H0-Σj=1Klj-1ctgα)---(11)]]>τxy=Pk(x+Σj=1klj-1)α(y-H0-Σj=1klj-1ctgα)2(1+kαx+Σj=1klj-1y-H0-Σj=1klj-1ctgα)---(12)]]>(3)、设点M(x，y)，其中y≥hk，这时，进一步假设Hi-1≤y≤Hi(i＝1时，hk≤y≤H1)。这种情况，略去平衡钢丝索的影响。显然σy=1lk(Pkcosα2+Σj=1iQj)---(13)]]>
σx＝τxy＝0 (14)其中i＝1，2，…，n。
(c)、上游坝坡部分第三种改进型式下，预加应力分布的计算如图57所示，集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1，…，Qn，均沿薄板中心线，作用点纵坐标分别为h′k+1，H1，…，Hi-1，Hi，…，Hn-1，令Hn＝h′m+1＝H。其它各部位受力及标记同图56，不复重述。显然hk-1＜h′k＜h′k+1＜H1＜…＜Hi-1＜Hi＜…＜Hn-1＜Hn＝H，下面推导第k块薄板或楔形体上，预加应力分布σx，σy，τxy的表达式。k＝1，2，…，m。
(i)设点M(x，y)，其中hk-1≤y≤h′k，由改进III中表达式(1)、(4)，得到σy=1αΣj=1k-1Pjy-hj-1(1+kαx+Σr=1jlr-1y-hj-1),(k>1)]]>σy=1αΣj=1k-1Pjy-H0-Σr=1jlr-1ctgα(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(15)]]>σx=1αΣj=1k-1Pj(x+Σr=1jlr-1)2(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)3(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(16)]]>τxy=1αΣj=1k-1Pj(x+Σr=1jlr-1)(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)2(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(17)]]>(ii)设点M(x，y)，其中h′k≤y≤h′k+1(k＝m时，h′m+1＝H)σy=1αΣj=1kPjy-H0-Σr=1jlr-1ctgα(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(18)]]>σx=1αΣj=1kPj(x+Σr=1jlr-1)2(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)3(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(19)]]>
τxy=1αΣj=1kPj(x+Σr=1jlr-1)(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)2(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(20)]]>(iii)设点M(x，y)，其中y≥h′k+1，这时，进一步假设Hi-1≤y≤Hi(i＝1时，h′k+1≤y≤H1)。显然σy=1lkΣj=1iQj+1αΣj=1kPjy-H0-Σr=1jlr-1ctgα(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(21)]]>σx=1αΣj=1kPj(x+Σr=1jlr-1)2(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)3(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(22)]]>τxy=1αΣj=1kPi(x+Σr=1jlr-1)(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)2(1+kαx+Σr=1jlr-1y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)---(23)]]>其中i＝1，2，…，n。
b、薄板或楔形体的稳定计算和强度计算(a)稳定计算薄板的稳定计算同改进I、II中设计计算，近似认为薄板顶部楔形体也为等厚度的薄板。下面对上游坝坡部分第一种改进型式下的楔形体进行稳定计算。和薄板同时分出的其它形式下的楔形体，本文没有给出稳定计算，可仿此计算。
如图58所示，<1=12α,]]>∠BAC＝α，∠2由改进III中(5)式给出，∠2＝∠δ，∠3＝∠2-∠1。经分析得出，当α＜15°时，<3=16α]]>若图58所示的三角形为上游坝坡部分，则第三种钢丝索上预加应力荷载沿AD方向，第四种钢丝索上的预加应力荷载沿AE方向。设P、Q分别为两种荷载中的各一个荷载。则Q沿AD方向的分量为
Qcos<3=Qcos(16α)]]>当α较小时，α/6更小，故上式可近似认为Qcos∠3＝Q故由上式可知，第四种钢丝索上预加应力荷载沿第三种钢丝索方向上的分量和α大小无关，且分量等于它本身。应用这一结论，可对上游坝坡部分第一种改进型式下预加应力荷载进行简化。
偏于安全，自重荷载沿第三种钢丝索方向的分量也按它本身大小计算。
稳定计算图如图59所示，压杆轴线为楔形体顶角平分线。压杆下端固定，上端自由。沿压杆轴线，自上而下，作用有集中力F1，F2，…，Fn-1，Fn。它们的作用点如图所示。自重荷载为q=ρ(2htgαcr2-2utgαcr2)=·αcrρ(h-u)---(24)]]>其中ρ为混凝土容重，αcr为这组力的作用下，楔形体处于临界状态下的顶角，设混凝土弹性模量为E，下面给出用能量法得出的结果。设挠曲轴方程为v＝v(u)，则αcr应满足αcr3-a1αcr-a2=0---(25)]]>其中a1=12ρ∫oh(h-u){∫ou[v′(u)]2du}duE∫oh(h-u)3[v′′(u)]2du]]>a2=12Σi=1n{Fi∫oh-Σj=1ihj-1[v′(u)]2du}E∫oh(h-u)3[v′′(u)]2du]]>方程(25)只有一个正实根αcr，可以解出。对于实际问题，作一些简化后可以近似计算。
(b)强度计算本文给出了上游坝坡部分，各改进型式下，不设置廊道时，预加应力分布计算公式。按这些公式计算出预加应力分布之后，再叠加上自重荷载及施工过程中其它荷载引起的应力分布，再计算出各点最大主应力。各点中最大的最大主应力符合一般混凝土结构构件有关设计规范要求即可，毋需对其有过高的要求。设置廊道时，也可仿此计算。
c、第二种钢丝索上预加应力荷载的计算在整个坝体用于消除主拉应力各种钢丝索上预加应力荷载计算出来以后，统一考虑第二种钢丝索的计算和分布，用改进I、II的设计计算中(5)式计算。在那里，所有符号的意义现在都是对整个坝体而言的。如∑H为作用于滑动面以上的力在水平方向投影的代数和，其中还包括上游坝坡部分第一种改进型式下，两种钢丝索上预加应力荷载的水平分量，或第二种改进型式下，最上游楔形体上倾斜钢丝索上预加应力荷载的水平分量，或第三种改进型式下，倾斜钢丝索上预加应力荷载的水平分量，其它部分相同。显然，这三种水平分量都有助于坝体抗滑稳定。∑V中还包括上游坝坡部分各种改进型式下，各种钢丝索上预加应力荷载的铅直分量，而不包括∑Fk，同时，还包括上游坝坡上水压力的铅直分量。这种计算方法当上游坝坡部分采用第一种改进型式时，忽略了上游坝坡部分上第二种钢丝索预加应力荷载的水平分量的作用。因为上游坝坡一般较小，故在这里，∑Pk为坝体中除第二种钢丝索以外，包括上游坝坡部分所有垂直钢丝索和倾斜钢丝索上预加应力荷载的总和。其它方面同改进I、II的设计计算。
d、基础应力和基础处理这部分内容同改进I、II设计。因为坝基条件相对较差，故第二种钢丝索合理分布尤为重要。由于本改进钢丝索分散地锚固在基岩上，对于基岩较差的坝基，比改进前更加合理。
D改进III的设计计算雏形II本文是改进III的设计计算雏形I的续篇。因此，各相同部分计算图标记意义可相互参考。文中没有给出各种预应力损失的计算，所指预加应力荷载也不包括这一部分。
a、上游坝坡部分各种改进型式下，不设置廊道时，预加应力荷载的计算公式(a)不计入预加应力荷载时，上游坝坡部分应力分布σx、σy、τxy的计算因为本改进用垂直缝把坝体分割成了若干薄板和楔形体，包括上游坝坡部分和主体部分，所以，自重荷载引起的坝体应力分布将有所改变。各块薄板(或楔形体)之间没有影响，故自重荷载引起的应力分布应以薄板或楔形体为单位分别计算。因为上游坝坡部分坝面为直线，各薄板或楔形体在自重荷载作用下的应力分布(σhx，σhy，σhxy)可统一以下面形式给出(上游坝坡部分)， 其中ρ为混凝土容量，H0、tgα分别为上游坝坡部分的上部顶点的纵坐标和上游坝坡，如图60所示。
把上游坝坡部分和主体部分看作整体，用混凝土重力坝设计规范中规定的荷载组合和计算方法，计算除预加应力荷载和自重两种荷载作用下的应力分布。然后，再叠加上上述计算的自重荷载引起的应力分布σhx、σhy、τhxy，即得不计入预加应力，上游坝坡部分的应力分布σx、σy、τxy。
如果采用代替廊道的装置，则把装置的重量折算成混凝土一定体积的重量后，计算出一定体积和装置所占体积(不包括内部空间)差额体积混凝土的重量(取这个重量沿坝轴线方向单宽的平均值)，把这个重量当作荷载之一，以楔形体或带有楔形体的薄板为对象，计算σhx、σhy、τhxy，对此装置的处理，其它方面同改进I。
(b)上游坝坡部分，最小主应力处处为零的充要条件(注本文在坝体上游面计入扬压力，最小主应力控制标准为零，和规范不符合，见改进I、II设计计算中类似情况注释)设σ′x、σ′y、τ′xy是使上游坝坡部分中，最小主应力处处为零时，所需的预加应力分布。再假设不计入预加应力荷载时，上游坝坡部分的应力分布为σx、σy、τxy，所以，上游坝坡部分的应力分布为σx+σ′x、σy+σ′y、τxy+τ′xy。
若最小主应力不小于零，则由材料力学，σx+σ′x和σy+σ′y都不能小于零。
当σx+σ′x和σy+σ′y中之一大于零时，由材料力学，可以推导出上游坝坡部分最小主应力处处为零的充要条件为(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝(τxy+τ′xy)2(3)(c)第一种改进型式下，预加应力荷载的计算公式如图55所示，上游坝坡部分沿顶角平分线作用有集中力P1P2，…，Pi，Pi+1，…，Pn。沿和y轴顺时针夹角δ的直线，作用有集中力Q1，Q2…，Qi，Qi+1，…，Qn，δ大小由改进III中(5)式确定。它们的纵坐标分别是h1，h2，…，hi，Hi+1，…，hn，上游坝坡为tgα。上游坝坡部分顶点纵坐标为H0，底部纵坐标为hn+1＝H。这两组力分别为第三种钢丝索和第四种钢丝索施加的预加应力荷载。
(i)第四种钢丝索预加应力荷载的计算由(2)式，得到自重引起的垂直正应力，沿水平截面为线性分布。由改进III中(6)式，得到第四种钢丝索预加应力垂直正应力，沿水平截面也为线性分布。第四种钢丝索预加应力荷载的确定，就是使得在这些集中力作用点的若干水平截面内，在自重荷载和水平截面以上(不包括该截面上的这个集中力)的这些集中力的作用下，垂直正应力都各自相等。如图61所示，在水平截面A-A上，这两种荷载引起的垂直正应力均匀分布，所以，由设计计算I中(5)式和本文(2)式，得到2(hi+1-H0)tgαΣj=1iQjsin2α(hi+1-H0)2=ρ(hi+1-H0)]]>经推导，得到 i＝2，…，n。其它符号、标记见图55，意义相同。
(ii)第三种钢丝索预加应力荷载的计算显然，第四种钢丝索预加应力荷载不能满足上游坝坡部分断面上所有部分的需要。把第四种钢丝索预加应力荷载引起的预加应力分布σ″x、σ″y、τ″xy。和不计入预加应力荷载时，前述的上游坝坡部分应力分布σx、σy、τxy，叠加，得到新的应力分布σx、σy、τxy。
σx＝σ″x+σx，σy＝σ″y+σy，τxy＝τ″xy+τxy。
第三种钢丝索就是为消除应力分布σx、σy、τxy形成的主拉应力所设。经计算推导，得到Σj=1iPj′=α[(τxy′′′)2-σx′′′σy′′′](y-H0)(1+k0xy-H0)[σx′′′+x2σy′′′(y-H0)2-2xτxy′′′y-H0]---(5)]]>其中 表示使得hi≤y≤hi+1这一分份(块)中，计算点最小主应力为零的各集中力(和P1，P2，…，Pi对应)之和。它是x，y的函数。令Mi为这一分份(块)中，这个函数的最大值，它的大小可由(5)式具体算出。由此可得Pi＝Mi-Mi-1(6)其中i＝1，2，…，n，M0＝0(d)第二种改进型式下，预加应力荷载的计算公式计算图如图56所示。
(i)hk-1≤y≤h′k时，此时不设预加应力。
(ii)h′k≤y≤hk时Pk′=α(τxy2-σxσy)(y-H0-Σj=1klj-1ctgα){1+kα(x+Σj=1klj-1)y-H0-Σj=1klj-1ctgα}{σx+(x+Σj=1klj-1)2σy(y-H0-Σj=1klj-1ctgα)-2(x+Σj=1klj-1)τxyy-H0-Σj=1klj-1ctgα}---(7)]]>其中P′k表示使h′k≤y≤hk+1每一点最小主应力都为零的楔形体顶部集中力。它是x、y的函数。令Pk为这一分份(块)中这个函数最大值，它的大小可由(7)式具体计算，则Pk已确定。
(iii)y≥hk时，这时，进一步假设Hi-1≤y≤Hi(i＝1时，hk≤y≤H1)，Σj=1iQj′=lk(τ2xy/σx-σy)-Pkcosα2---(8)]]>其中 表示使得Hi-1≤y≤Hi这一分份(块)中，每一点最小主应力都为零的各集中力(对应于Q1，Q2，…，Qi)的和。它是x、y的函数。Pk为已知，已由(7)式算出。令Mi为这一分份(块)中的上述函数的最大值，它的大小可由(8)式具体计算。设对应最大值时各集中力的和为 则Qi＝Mi-Mi-1(9)i＝1，2，…，n，M0＝0。
(e)第三种改进型式下，预加应力荷载的计算公式计算图如图57所示。
(i)P1，P2，…，Pm的确定先假设P1，P2，…，Pk-1已确定。当hk≤y≤h′k+1，(x、y)为第k+1块薄板或楔形体上的点时，令a1=Σj=1k-1Pj[1+kα(x+Σr=1jlr-1)/(y-H0-Σr=1jlr=1ctgα)]y-H0-Σr=1jlr-1ctgα]]>b1=Σj=1k-1Pj(x+Σr=1jlr-1)2[1+kα(x+Σr=1jlr=1)/(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)](y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)3,]]>c1=Σj=1k-1Pj(x+Σr=1jlr-1)[1+kα(x+Σr=1jlr-1)/(y-H0-Σr=1Jlr-1ctgα)](y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)2,]]>a2=1+kα(x+Σr=1klr-1)/(y-H0-Σr=1klr-1ctgα)y-H0-Σr=1klr-1ctgα]]>b2=(x+Σr=1klr-1)2[1+kα(x+Σr=1klr-1)/(y-H0-Σr=1klr-1ctgα)](y-H0-Σr=1klr-1ctgα)3,]]>c2=(x+Σr=1klr-1)[1+kα(x+Σr=1klr-1)/(y-H0-Σr=1klr-1ctgα)](y-H0-Σr=1klr-1ctgα)2]]>对于固定的点，a1、a2、b1、b2、c1、c2为已知数，得p′k=(ατxy+c1)2-(ασx+b1)(ασy+a1)αa1σx+αb2σy+a1b2+a2b1-2c2(ατxy+c1)---(10)]]>由(10)式可计算出P′k最大值，令M′k等于这个大值，则M′k已确定。
当(x、y)为第k块薄板顶部楔形体上的点，h′k≤y≤h′k+1时，由设计计算1中(18)、(19)、(20)三式，经推导可知，预加应力分布形式和上一情况完全相同。做同样处理，可以得到和(10)式完全相同的表达式。在这种情况下，由(10)式可以求出这一分份(块)的最大值，令M″k等于这个最大值，则M″k已确定。
为当k＝m为楔形体时，h′m≤y≤H，则Pm＝M″k当第k块为薄板时，则Pk＝max(M′k，M″k)计算时，依次计算。先按(10)式计算P1，再计算P2，…，依次计算出P1，P2，…，Pm。
(ii)垂直钢丝索上预加应力荷载的计算公式取第k块薄板计算，k＝1，2，…，m-1。进一步假设Hi-1≤y≤Hi(i＝1时，h′k+1≤y≤H1)。令σ′x=1αΣj=1kPj(x+Σr=1jlr-1)2(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)3(1+kαx+Σr=1jlr-1(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα))---(11)]]>τ′xy=1αΣj=1kPj(x+Σr=1jlr-1)(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)2(1+kαx+Σr=1jlr-1(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα))---(12)]]>σ′′y=1αΣj=1kPj(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα)(1+kαx+Σr=1jlr-1(y-H0-Σr=1jlr-1ctgα))---(13)]]>其中i＝1，2，……，n则Σj=1iQ′j=lk[(τxy+τ′xy)2σx+σ′x-σy-σ′′y]---(14)]]>其中 是使得这一分份(块)中，最小主应力为零的点对应的Q′j(j＝1，2，…，i， Qj′与Qj对应)之和，它是x、y的函数。令Mi为这个函数在这一分份(块)中的最大值，则Mi由(14)式具体算出。
Qi＝Mi-Mi-1(15)i＝1，2，…，n。Mo＝0由(15)式，可计算出Q1，Q2，…，Qn(f)计算公式的讨论下面，以(5)式为例作如下讨论。
首先，所计算的点最小主应力应为拉应力，且计算出的预加应力数值，σ′x，σ′y应满足σ′x+σx≥0，σ′y+σy≥0其次，若σ′y＜0，则说明用这种预加应力不能消除计算点的拉应力，且若由(5)式计算出的Mi，不能使该分份(块)中每一点都能消除主拉应力，则说明也不能用这种预加应力消除此分份(块)中的主拉应力，这两种情况均应作特别处理。
令a＝x/(y-Ho)。如果在(5)式中(τxy)2-σxσy＝0，σx+a2σy-2aτxy＝0，此时(5)式无意义。但是，由这两个式子有，σx＝aτxy＝a2σy。因为σ′x＝aτ′xy＝a2σ′y，故只需σ′y＝-σy即可。这种情况，进一步假设在该点的一个很小的邻域内，有无数个不按σx＝aτxy＝a2σy规律变化的点，因为这个规律为无限楔形体顶部受集中荷载的规律。对于这样的点，经分析，可统一用(5)式，在这点附近取一点作近似计算。
当σx+a2σy-2aτxy＝0，τxy-σxσy≠0时，无法用这种预加应力消除最小主拉应力。
对于其它计算公式，也可发生类似情况，可作类似的讨论和处理。
b其它问题(a)上游坝坡部分各改进型式下，设置廊道时，预加应力荷载的计算。
上游坝坡部分第二种改进型式下的计算和改进I相似，如果可能，可按那里的方法计算。其它改进型式下的计算比较复杂，很难以数学表达式给出，本文没有给出计算方法。
(b)主体部分预加应力设计主体部分的设计计算，和改进I、II设计计算中所叙述的完全相同，只是应加入上游坝坡部分的影响而已。
c应用改进III，预应力锚固重力坝的实际设计计算(a)这种坝的设计和设计过程●拟定上游坝坡部分高度。对于已知的坝体高度，设坝体高度为H，根据实际需要和设计要求，假设上游坝坡部分高度有种n5可能，分别为H1，H2，…，Hn5。
0＜H1＜H2＜…＜Hn5≤H。
●对于似定的上游坝坡部分的每一高度，再拟定一组上游坝坡部分的可能宽度，即坝底上上游坝坡部分的宽度。对于不同的上游坝坡部分的高度，所拟定的不同组上游坝坡部分的宽度可能不尽相同。假设每一组上游坝坡部分的宽度都有n6种。
在确定了上游坝坡部分高度以后，上游坝坡部分的宽度是应该受到某些限制的。这些限制或来自规范，或来自实际设计经验。因为上游坝坡过大时，用本改进的三种改进型式，有时，都无法消除主拉应力，或虽然已消除主拉应力，而造价过高。
●对于每一拟定的上游坝坡部分的高度和宽度，上游坝坡部分的形状已完全确定。然后，确定改进型式，根据上游坝坡的大小，确定用第一种改进型式或采用第二、三种改进型式。不同的改进型式，同一改进型式下是否设置廊道、是否分期施工、是否吊装施工，等等，都可以作为不同的变化因素。假设对于每一形状的上游坝坡部分，都有n7种变化。
因此，上游坝坡部分共有n5n6n7种可能的选择。
●对于上游坝坡部分的每种可能的选择，分别进行主体部分和上游坝坡部分的设计计算。
在改进I、II的设计计算中，也是假定了若干坝体形状，即不同坝宽，不同下游面曲线，还有一些其它可变因素，最后，得出了许多方案。在这里，主体部分的设计计算和改进I、II的设计计算完全相同。对于每一个这样的方案，都应有一个不同的坝体应力分布(假设不计入预加应力)，上游坝坡部分和主体部分都应分别设计计算。上游坝坡部分的设计计算过程见下文。主体部分的设计计算中，改进I、II的设计计算中的抗滑稳定计算和基础应力计算，在这里，都应对整个坝体进行。设计计算完这许多方案以后，对这些方案进行比较(方法见改进I、II的设计计算)，从中得出一个最佳方案。这一最佳方案仅是对上游坝坡部分的某种特定的可能选择而言。对于上游坝坡部分的不同可能选择，共有n5n6n7种这样的最佳方案。
●对于上述这n5n6n7种最佳方案进行比较，选出一个最佳方案作为最后的设计方案。
从设计过程可知，仅从方案数量而言，这种坝的设计工作量为改进I、II的n5n6n7倍。
●完成其它设计计算(b)上游坝坡部分的设计和设计过程在改进I、II的设计过程中，共有n1n2n3n4种方案。由上述的设计过程，本改进应有n1n2…n7种方案。对于这些方案，一般都应有一个上游坝坡部分的不同设计计算。上游坝坡部分的设计和设计过程应为●对于每一确定了形状、改进型式、是否设置廊道、预加应力荷载分布状况、是否分期施工、是否吊装施工等诸因素的上游坝坡部分，在不计入预加应力荷载的前提下，用混凝土重力坝设计规范中规定的荷载组合、计算方法，计算上游坝坡部分的应力分布(自重荷载引起的应力分布按本文所述方法计算。对于不同的主体部分方案，应分别计算)。
●进行预加应力荷载计算。本文没有给出设置廊道时的计算方法。在不设置廊道时，本文给出了计算公式。并应计入预应力损失。
●对薄板或楔形体在不同的施工阶段，进行强度和稳定的校核。
●完成其它设计计算。
E.改进IV的分析论证和设计计算a.楔形体受自重和齐顶水压力时，应力分布的分析设无限楔形体顶角为θ，上游面垂直，受自重和齐顶水压力作用。楔形体容重为ρ，水的容重为γ，建立坐标系如图62所示。压应力为正，拉应力为负，则由弹性力学解答，应力σxσyτxy为σx＝γyσy＝(2γctg3θ-ρctgθ)x-(γctg2θ-ρ)yτxy＝γxctg2θ在这两种荷载作用下，楔形体出现拉应力时，改进I、II的分析论证中给出了拉应力区和压应力区分界线与y轴的夹角βtgβ=tgθ-ργtg3θ---(1)]]>在σy的表达式中，令σy＝0得到xy=tgθ-ργtg3θ2-ργtg2θ]]>它也表示通过无限楔形体顶点的一条直线，称它为垂直正应力正负分界线。令这条直线和y轴的夹角为α，则tgα=tgθ-ργtg3θ2-ργtg2θ---(2)]]>由改进I、II的分析论证中(1)式，知ργtg2θ<1,]]>故由(1)、(2)两式得到tgα<tgθ-ργtg3θ=tgβ]]>α＜β(3)ctgα＝ctgθ+ctgβ(4)垂直正应力正负分界线把无限楔形体分成两个部分，左半部分坝体中垂直正应力为拉应力，右半部分中为压应力。称左半部分为垂直拉应力区，右半部分为垂直压应力区，如图1所示。
b.用预加应力消除实际坝体中主拉应力不计入预加应力，设实际坝体中应力分布为σx，σy，τxy。一般在重力坝中，应有τx＞0。
设坝体内预加应力为σ′x、σ′y、τ′xy＝0。由材料力学知道，当σx+σ′x、σy+σ′y之一大于零时，坝体内最小主应力为零的充要条件为(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝(τxy+τ′xy)2或(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝τxy2(5)当用垂直预加应力消除主拉应力时，此时σx＝0，由(5)式，知σ′y＝τxy2/σx-σy。
当用水平预加应力消除主拉应力时(要求σy＞0)，此时σy＝0，由(5)式，知σ′x＝τxy2/σy-σx。
因此，仅从预加应力数值大小而言，有时用水平预加应力比用垂直预加应力来消除主拉应力所用应力数值为小。
另一方面，用垂直预加应力时，必须把钢筋锚固在坝基以下一定深度，而水平预加应力则不用。如图63所示，为使宽为l，高为H的一段薄板得到大小为σ的垂直预加应力，则所需钢筋预加应力荷载和钢筋长度的乘积为Vv＝σl(H+L)＝σlH+σlL其中L为钢筋坝基面以下锚固深度。若使这块薄板得到同样大小的水平预加应力，则所需钢筋预加应力荷载和钢筋长度的乘积为VH＝σLH。
VV和VH均能反应钢筋用量，则显然VV＞VH图64为坝体剖面的一部分。假设拉应力区和压应力区分界线能以函数形式给出，为x＝f(y)。
再假设在图示的第k块薄板上，此函数达到极值，极大值点为C，f(y)和此薄板上游面的交点为A、B。则此薄板的ACBA范围内需要施加预加应力来消除主拉应力，而此范围以外的部分不需施加预加应力。故用垂直预加应力时，往往会造成钢材的浪费。此时可在两水平线AD和BE范围内施加水平预加应力。
由改进I、II的分析论证可知，当三角形坝剖面顶角减少到一定程度，第一种钢丝索上预加应力荷载之和再加上坝体自重已能满足坝体抗滑稳定要求。如果坝体顶角继续减小，则上述的总压力已超过坝体抗滑稳定要求的数值。这显然是多余的，部分垂直预加应力可用水平预加应力代替而节省材料。
例如为了减少坝体上部垂直预加应力钢丝索用量，减小钢丝索长度，坝体上部剖面不能太过瘦小。而坝体下部剖面减小很多时，则坝体下游面曲线将呈上凸形状，如图65所示。对于这种剖面形式的坝体，在坝体底部，下游面曲线的 很小，由混凝土重力坝应力计算的材料力学方法，得知，靠近坝体下游面处，σx很小。因此，拉应力区和压应力区分界线很靠近坝体下游面。垂直正应力正负分界线却离坝体下游面较远。所以，在靠近下游面处可采用水平预加应力以节省钢材。
易证，用水平预加应力和垂直预加应力联合，可消除一切可能的应力分量形成的主拉应力。
c.改进IV综述I中坝型的设计这种坝或主体部分的设计和设计过程应为根据改进型式，用改进I、II、III进行设计。注意改进I、II、III还有进一步改进。当设计进行到对拉应力区进行预应力设计这一步骤时，改用下法进行这一步骤的设计计算，这一步骤之后的其它步骤完全和原改进相同。
先计算不计入预加应力时，坝体内应力分布，再拟定n种水平预加应力可能的分布，按其中之一叠加进上述坝体应力分布之内，得到新的坝体应力分布σx、σy、τxy。然后，按原改进进行垂直钢丝索上预加应力荷载计算。这样，对这一步骤中的每一种可能，都计算出n种不同水平预加应力分布下的方案。因此，方案数量为原改进设计的n倍。这n种水平预加应力可能的分布，对于不同的方案，可以不相同。
当只用水平预加应力消除主拉应力时，由对(5)式讨论知 此处σ′x、σx、σy、τxy的意义同(5)式，和现在含义不同。用(6)式计算预加应力荷载时，应加入各种预应力损失。
d.改进IV综述II中坝型的分析改进IV综述II中坝型结构和已往改进不同，为非实体结构。
因为在坝内各薄板连接子和第一类薄板面板连接这些构件一般应该以承担压应力为主，故配筋不会很多，只是配筋主要承受自重而己。
该结构和其它改进比较，当坝宽较宽时，第一种钢丝索用量减少，又因为内部有空间的存在，故混凝土用量也应减少，故材料和工程量均应减少，是很理想的一种结构。
当该坝型坝宽达到一定程度，则第一种钢丝索用量为零，结构中只需要满足抗滑稳定要求的第二种钢丝索。当内部空间继续减小，混凝土自重增加，坝内第二种钢丝索用量为零时，则该结构可过渡到目前的空腹重力坝。
本改进和支墩坝比较，有如下特点(a).有更广泛的坝基岩石适应能力，可对较差的基础岩石有加固作用。
必要时，本改进可以加上“坝底”来施加预加应力，增加坝体的抗滑稳定性，使基础岩石受力均匀合理。而支墩坝应力集中在支墩底部局部区域，故对基础岩石要求较高。
当坝宽增加时，基础应力会随之减小。本改进混凝土用量随坝宽增加增加较少，甚至还会减少。而支墩坝混凝土用量则随坝宽增加而增加较多。
(b)混凝土用量少。这是因为支墩坝的受力原理和实体坝体相似较多，例如配筋较多部位并不需要很多混凝土承受拉应力。本改进则可机动灵活，结构合理时，可降低混凝土用量。
(c)由于本改进是预应力结构，混凝土受有预压应力，故在上游面附近抗渗性能较好。
(d)由于本改进是预应力结构，预加应力钢丝索强度高，故得到相同效果时，钢材用量较少。坝基岩石条件较好时，钢丝索锚固深度也可较浅。本改进坝宽较大时，钢丝索用量还可以大为减少。
(e)本改进的主要部分第一类薄板和第二类薄板以及腹板均铅垂设置，结构构造简单，便于施工。其它部分可以薄板为支撑，施工方便。
(f)提高了沿坝轴线方向的搞震能力。
(g)由于第一类薄板和第二类薄板沿坝轴线方向，故对坝址处河谷地形适应力强。不但可修建于宽阔的河谷，也适于两岸陡峻的河谷。可提高岸坡的稳定性。
(h)各种构件可以很薄、很细、很多、很分散地有机结合在一起，横剖面受力可近于杆系结构。可以充分发挥各种建筑材料的特性。
e.改进IV综述II中坝型的设计这种型式的坝体各部位应力计算显然已超出了实体重力坝材料力学的方法范围，应该用其它方法计算。计算出坝体内不计入预加应力时的应力分量以后，再用以前各改进中叙述的方法进行预加应力荷载的计算。进而再进行各钢筋混凝土构件的计算。
在该坝型的预加应力荷载计算时，已很难在整个坝剖面内画出拉应力区和压应力区分界线以及垂直正应力正负分界线。但在，在薄板(第一类或第二类)内可以局部画出这些分界线，以助计算。同时，还可以在局部画出水平正应力止负分界线。在水平正应力正负分界线以内的区域(水平正应力小于零)，必须用水平预加应力使该处最后的水平正应力至少不小于零。若薄板需要施加沿坝轴线方向水平预加应力，则此为三向应力状态问题，施加预加应力后，在该方向的最终正应力也至少不小于零。可设计成多种方案，用(7)式计算该点各方向的预加应力，见下文。
在使用进一步改进设计垂直预加应力时，根据构件受力特点，偏心钢丝索也可向下游偏离薄板中心线 薄板厚度设置，设计计算方法和进一步改进相似。
水平预加应力和垂直预加应力设计计算的具体方法和实体钢筋混凝土重力坝相仿，不多叙述。
设计计算时，应考虑环境温度变化带来的影响。应进行结构的抗震及振动设计。
f、改进IV综述III中坝型的设计综述III中结构近于杆系结构，应采用其它方法计算构件的受力，如可采用弹性理论中的有限单元法计算各部位应力。计算出坝体应力之后，再用前面各改进中叙述的方法，进行结构设计计算。
其它方面不多叙述，请参阅前面的各种改进设计计算方法。
g.三向应力状态下，坝体内最小主应力为零的充要条件及其它主应力的计算公式。
设计算点处6个独立应力分量分别为σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx，则该点上主应力σ应能满足。
σ3-(σx+σy+σz)σ2+(σxσy+σyσz+σzσx-τ2xy-τ2yz-τ2zx)σ-σxσyσz-2τxyτyzτzx+σxτ2yz+σyτzx+σyτ2xy＝0因此，三个主应力σ1、σ2、σ3可由上式解出，其中σ1≥σ2≥σ3当σ＝0时，由上式得到σxσyσz+2τxyτyzτzx＝σxτ2yz+σyτ2zx+σzτ2xy再把此式代入，得到另外两个主应力为σ=12(σx+σy+σz)±12(σx+σy+σz)+4(τ2xy+τ2yz+τ2zx-σxσy-σyσz-yσzσx)]]>据此，易得σ3＝0的充要条件为
σ3＝0时，σ1、σ2的计算公式为 在(7)式中，令τyz＝τzx＝0，σz→0，则得到平面应力状态时，多次应用的计算点处最小主应力为零的充要条件。
σxσy＝τ2xy，σx≥0，σy≥0。
计算σz时，当τxy=σxσy,σxτyz=σyτzx]]>时，(7)式中第一式成立。此时，σz可取满足(7)式中第二、三式的任意值。应用(7)式计算σx、σy时，也有类似情况，可做相同处理。
当σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx确定后，三个主应力可以由力程解出。当主应力为拉应力时，同时适当增加σx、σy、σz，可以使(7)式成立。因此，在彼此互相垂直的三个方向上同时施加预压应力，可消除计算点上一切形式的主拉应力。
给薄板施加的预加应力中，只有三个方向的正应力。当其中的两个为已知时，再叠加上计算点处应力的6个分量，可由(7)式计算出另一个预加应力数值。从而，使计算点处最小主应力为零。
设预加应力为σ′x、σ′y、σ′z设计时，在计算点处，可以把σ′x设计成m1个数值。对于每一个σ′x，又假设把σ′y设计成m2个数值。对于不同的σ′x，可以有不同的m2个σ′y以供选择。对于每一个组合σ′x、σ′y，可由(7)式计算出一个对应的σ′z。若每一组σ′x、σ′y、σ′z代表一个方案中某计算点的一组计算数值，则有m1m2个不同方案。比较这些方案，可从中选出一个最佳方案。
7、说明书附面说明图1.改进I示意图(一)。预应力孔均未画出。(1)垂直缝，(2)薄板，(3)钢丝索，(4)第一种廊道，(5)第二种廊道，(6)大样，(7)标有的部分是薄板上预加应力影响不到的区域，(8)下游部分，(9)拉应力区和压应力区分界线。
图2.改进I示意图(二)。第二种廊道回填示意图。(1)廊道壁，(2)缝隙，(3)薄板，(4)薄板中心线，(5)回填部分。
图3.改进I示意图(二)。图1中大样图钢丝索和廊道的两种布置形式，图3(a)沿薄板中心线布置，图3(b)对称布置。(1)廊道壁，(2)钢丝索，(3)薄板，(4)薄板中心线。
图4.改进I示意图(三)。某薄板顶部铅直钢丝索、水平钢丝索、倾斜钢丝索布置连接示意图。(1)二期混凝土，(2)水平施工缝，(3)(薄板)上游面，(4)坝体下游面，(5)倾斜钢丝索，(6)廊道，(7)铰接，(8)水平钢丝索，(9)拉压应力区分界线，(10)锚具，(11)薄板，(12)薄板下游面。
图5.改进I示意图(三)。一种形成垂直缝的模板示意图。(1)薄钢板，(2)塑料薄膜，(3)老混凝土，(4)新混凝土，(5)垂直缝。
图6.改进I示意图(三)。钢丝索布置的一种形式示意图(1条情况)。(1)预应力孔，(2)薄板，(3)钢丝索，(4)基础。
图7.改进II示意图(一)。预应力孔均未画出。(1)垂直缝，(2)薄板，(3)钢丝索，(4)水平施工缝，(5)圈中数字为分期施工顺序，(6)下游部分，(7)标有的部分是薄板上预加应力影响不到的区域，(8)拉应力区和压应力区分界线，(9)薄板横缝，(10)坝体横缝。
图8.改进II示意图(二)(1)铅垂方向，(2)坝宽方向，(3)坝轴线方向，(4)拆装锚具预留孔，(5)吊装孔，(6)分块吊装预应力孔，(7)安装榫头，(8)楔形块，(9)钢筋，(10)垫块，(11)砂浆，(12)薄板。
图9.坝体分成两个部分。(1)直线，(2)铅垂线，(3)上游坝坡部分，(4)主体部分。
图10.坝体分成两个部分。(1)直线，(2)铅垂线，(3)上游坝坡部分，(4)主体部分。
图11.无限楔形体顶部受集中荷载。
图12.a/b～α关系曲线。
图13.上游坝坡部分改进型式示意图(一)。预应力孔均未画出。
(1)第三种钢丝索，(2)第四种钢丝索，(3)第一种廊道，(4)二期混凝土。
图14.上游坝坡部分改进型式示意图(二)。预应力孔均未画出。(1)垂直线，(2)垂直钢丝索，(3)倾斜钢丝索，(4)第二种廊道，(5)第一种廊道，(6)大样乙，(7)大样甲，(8)平衡钢丝索，(9)铰接，铰接方法见改进I中类似情况，(10)聚合物混凝土。
图15.上游坝坡部分改进型式示意图(三)。预应力孔均未画出。(1)垂直缝，(2)垂直钢丝索，(3)倾斜钢丝索，(4)第二种廊道，(5)第一种廊道，(6)大样，(7)二期混凝土。
图16.改进IV示意图(一)。在图中第一类水平线和第二类水平线都画成了实线，标有符号 的部分是薄板上第二类水平线以下的部分。标有符号 的的部分，是薄板上第一类水平线和第二类水平线(如果有)之间的部分。(1)第一类水平线，(2)第二类水平线，(3)下游部分。
图17.a为薄板厚度尺寸。(1)薄板。
图18.改进IV示意图(二)。在图中预应力孔和水平预加应力钢筋均未画出。(1)第一类薄板，(2)第二类薄板，(3)垂直缝，(4)钢丝索，(5)薄板连接子，(6)第一类薄板面板连接，(7)钢筋混凝土，(8)混凝土。
图19.改进IV示意图(三)。各种钢筋和钢丝索未画出，预应力孔等也未画出。
(1)面板，(2)立柱，(3)横梁，(4)纵梁，(5)斜梁，(6)底板图20.σy分布图。
图21.σy分布图。
图22.进一步改进示意图(一)。(1)偏心钢丝索，(2)钢丝索(3)拉压应力区分界线，(4)薄板，(5)水平施工缝。
图23.进一步改进示意图(二)不分期施工情况。(1)薄板，(2)垂直缝，(3)钢丝索，(4)水平线，(5)拉压应力区分界线，图24.进一步改进示意图(二)分期(吊装)施工情况。(1)薄板，(2)垂直缝，(3)钢丝索，(4)拉压应力区分界线，(5)分期(吊装)施工块，(6)水平施工缝。
图25.计算图。(1)第k块薄板图26.(1)钢丝索。
图27.减小钢丝索在坝基中锚固深度新措施示意图。(1)钢丝索，(2)第一排钢丝索，(3)第二排钢丝索，(4)第三排钢丝索。
图28.坝踵前坝基的预加应力加固。(1)钢丝索。
图29.坝踵前基础的水压力加固。(1)混凝土防渗板，(2)止水，(3)帷幕，(4)钢丝索。
图30.提高坝体抗滑稳定性的一项措施(1)混凝土防渗板(2)止水(3)钢筋或钢板，(4)帷幕。
图31.采取措施前，数字单位米。
图32.采取措施后，数字单位；米。
图33.代替廊道的装置示意图。图中数字为元件名称。
图34.廊道回填示意图。第一种廊道回填示意图。是图36的D-D的剖。(1)自应力混凝土，(2)廊道壁，(3)薄板，(4)缝隙，(5)模板，(6)钢丝索，(7)宽度方向，(8)长度方向，(9)凹槽。
图35.廊道回填示意图。第一种廊道另一种回填方式示意图。是图37的F-F剖面。(1)自应力混凝土，(2)廊道壁，(3)薄板，(4)缝隙，(5)模板，(6)钢丝索，(7)宽度方向，(8)长度方向。
图36.是图34的C-C剖面，其它说明同图34。
图37.是图35的E-E剖面，其它说明同图35。
图38.元件2俯视图。
图39.代替混凝土预制块的装置图。
图40.自重引起的坝体应力分布计算图。(1)上游部分，(2)下游部分。
图41.一种特殊铰的实物结构示意图。(1)元件1，(2)元件2，(3)钢筋。
图42.第一种钢丝索上预加应力荷载计算图。(1)第k块薄板。
图43.抗滑稳定计算图。
图44.稳定计算简图化简。E为BC中点。(1)特殊铰，(2)垂直缝，(3)薄板。
图45.稳定校核计算简图。(1)微弯的薄板轴线。
图46.无限楔形体受自重和齐顶水压力。
图47.楔形体分区。(1)拉应力区，(2)压应力区，(3)拉应力区和压应力区分界线。
图48.预加应力荷载分布图。(1)拉压应力区分界线。
图49.理想极限情况。(1)钢丝索。
图50.同一薄板上分份(块)数量的影响。(1)第k块薄板，(2)第k+1块薄板。
图51.预加应力荷载特殊分布情况。
图52.坝体顶角的减小。
图53.ΔP/ΔVh～θ2曲线。
图54.无限楔形体作用力简化计算55.上游坝坡部分第一种改进型式预加应力分布及预加应力荷载计算图。
图56.上游坝坡部分第二种改进型式预加应力分布及预加应力荷载计算图。
图57.上游坝坡部分第三种改进型式预加应力分布及预加应力荷载计算图。其它说明见改进III的设计计算I。
图58.楔形体荷载简化计算图。
图59.稳定计算图。(1)微弯的楔体轴线。
图60.上游坝坡部分自重引起的应力分布计算图。
图61.第四种钢丝索预加应力荷载计算图。
图62.无限楔形体受自重和齐顶水压力。(1)垂直正应力正负分接线，(2)拉压应力区分界线，(3)垂直拉应力区，(4)垂直压应力区。
图63.
图64.(1)拉压应力区分界线x＝f(y)，(2)薄板序，(3)垂直缝。
图65.
权利要求
1.当坝体上游面铅直时，施工时用垂直缝把坝休部分分割成若干薄板和下游部分(若有)后，在各个薄板的不同位置上用锚固在坝基中的钢丝索，给薄板施加垂直方向的预加应力荷载，或同时再用水平钢筋(钢丝索)给薄板施加水平方向的预加应力荷载，最后，再把各个薄板和下游部分粘结成整体，以获得坝剖面上的一个垂直预应力分布，或同时获得一个水平预加应力分布。
2.当坝体带有上游坝坡时，施工时，用铅垂线把坝体分成主体部分和上游坝坡两部分，主体部分可以按坝体上游面铅直时的上述方法施工，上游坝坡部分按以下方法之一施工(1)给上游坝坡整个楔体在不同位置上用锚固在坝基中的倾斜钢丝索施加预加应力荷载，获得一个预加应力分布。(2)施工时用垂直缝把上游坝坡部分分割成一块楔体和若干顶部带有楔体的薄板，在薄板的不同位置上以及楔体和薄板顶部楔体的顶部适当位置上给其分别施加预加应力荷载，最后，把整个上游坝坡部分粘结成整体，以获得一个预加应力分布。(3)施工时用垂直缝把上游坝坡部分分割成一块楔体和若干顶部带有楔体的薄板。然后，在薄板的不同位置上给其施加预加应力荷载，最后，从上游起，逐次给楔体和薄板顶部的楔体施加预加应力荷载，并且，在施加完每一个荷载之后，都要和下一个薄板粘结成可受力的更大楔体，之后，再对此更大楔体施加荷载，直到最后，以获得一个上游坝坡上的预加应力分布。最后，再把上游坝坡部分和主体部分粘结成整体。
3.对于非实体坝型，施工时组成坝体的一些构件和块体可用锚固在坝基中的钢丝索在其上的若干部位施加预加应力荷载，同时也可施加沿坝宽方向和坝轴线方向的水平预加应力荷载，在不同部位获得预加应力以满足力学要求和满足其它方面设计要求。
4.用锚固在坝基中的钢丝索加固坝前基础和在没有软弱夹层的情况下加固坝后基础。
5.用水压力加固坝前基础。
6.在坝前基础上用和坝体相连的钢筋混凝土(或预应力混凝土)防渗板提高坝体的抗滑稳定性。
7.用防渗材料喷涂或粘结在坝体的上游而和上游一段坝基而上阻止库水向坝体内的渗流来减小坝体扬压力。
全文摘要
本发明名称为钢筋混凝土重力坝，属于水利水电工程建筑领域。本发明是对预应力锚固重力坝的改进，是对重力坝的发展，也是重力坝向着钢筋混凝土结构方面的发展，可降低坝体造价。本发明在结构改进上包括六个方面，同时，还给出了这些改进的设计计算雏形和分析论证，以使发明目的达到最佳效果。在施工时，用垂直缝(1)把坝体分成若干薄板(2)或楔成形体，然后，在每一块薄板的一定位置上，如图A、B、C、D、E各点上，给薄板施加垂直方向的或水平方向的预加应力，楔形体也可施加预加应力。最后，用灌浆的方法把各薄板或楔形体粘结成坝体整体，从而，得到一个合理的预加应力分布。此外，坝体还可为非实体型的，内部含有大量空间(3)。
文档编号E02B7/02GK1487146SQ0317851
公开日2004年4月7日 申请日期2003年7月11日 优先权日2003年7月11日
发明者姜建华 申请人:姜建华