第一節 重力壩斷麵選擇
重力壩斷麵整體優化設計程序
重力壩的工程量及投資在整個工程中往往占相當大的比重，因此，怎樣對重力壩斷麵進行優化設計，做到在確保大壩安餘和布置合理的條件下，盡可能減少壩體工程量及投資，是重力壩設計中的一個重要課題。
本程序於1976年開始研製，最初用於福建池潭工程的重力壩設計，為該工程節約混凝土工程量2.79萬，按當時折算價格為196萬元此後，本程序曾在國內十幾個工程中應用，取得了顯著的經濟效益。
一、適用範圍
本程序適用於分段式重力壩斷麵的優化設計，對於各設計階段，包括可行性研究、初步設計和技術設計，均能使用。
（一）斷麵型式
本程序適用於實際工程中常用的各種斷麵型式。其中為擋水壩斷麵，後者與壩後廠房相連接。為挑流消能的溢流壩斷麵。壩後有廠房的溢流壩斷麵，前者采用廠房頂溢流的型式，後者采用廠房前挑流的消能型式。底流消能的溢流壩斷麵。
（二）溢流頭部型式
對於溢流壩的頭部，優化設計中設的三種型式。為最常用的型式；上遊而設有斜坡段與堰麵曲線相連接的型式為溢流壩頭部向上遊懸出的型式。
（三）寬縫布置型式
寬縫重力壩的兩種寬縫布置型式。分別表示寬縫頂高程卨於和低於上遊折坡點高程的布置。寬縫上遊邊線位置一般根據構造要求確定，由上遊實體段厚度與上遊水深的容許比值加以控製，不必進行優選。需要通過優選確定的設變量，包括反映寬縫寬度的參數，寬縫頂高程、寬縫頂高程處下遊實體段厚度及寬縫下遊邊線的坡度衍對於擋水壩段和部分溢流壩段。
二、計算原理
根據地形、地質和壩體布置等條件，將整個大壩劃分為幾個“斷麵區”，具有相同斷麵的壩段合並為一個“斷而區”每一個斷麵區根據不同的計算條件，再劃分為幾個“計算區”。每一個計算區選擇一個控製壩段進行應力和穩定的驗算。以各斷麵區所包含的設計變量為優選對象，在滿足各控製壩段的應力和穩定約束條件下，通過設計變量的逐次調整，使最終選定的優化方案總的壩體工程量（或投資）為最小。
（一）約束條件
約束條件包括穩定約束、應力約束和幾何約束：
1.穩定約束。
2.應力約束。
3.幾何約束。
幾何約束條件包括：整個壩體上遊麵的統一；在同一斷麵區內各壩段的壩體斷麵應保持一致？規定每一個設計變量的上限值和下限值，使設計變量在規定的範圍內進行優選，以防止出現某些不合理現象，如上遊折坡點高程高於溢流壩堰頂高程、上遊壩坡出現負值等。