專利名稱：鋼筋混凝土重力壩的制作方法
技術領域：
水利水電工程建筑。
3、對發明的理解本發明是對預應力錨固重力壩的改進，是對重力壩的發展，更是重力壩向著鋼筋混凝土結構方向的突破性進展，具有空前的意義和前景。因此，本發明是對目前水工技術及設計計算方法的重要貢獻。
4、發明目的大幅度降低目前重力壩造價；大幅度降低目前重力壩工程量，縮短建設工期；使壩體各部位受力合理，最大限度地發揮各種建筑材料的特性，克服建筑材料的缺點，物盡其用；擴大了重力壩對基礎巖石的適用范圍；各實體壩體的剖面可大幅度地縮小，而內部帶有空間的壩體可增加壩體沿壩寬方向的剛度，使結構盡乎完美；有利于混凝土施工時的溫度控制；容易把控自重在壩體內形成的應力。
發明內容
本發明是對預應力錨固重力壩的改進，在結構上分為六個方面，分別稱為對預應力錨固重力壩的改進I、II、III、IV、V、VI，分別簡稱為改進I、II、III、IV、V、VI。
改進I、II的壩體上游面垂直，如摘要附
圖1所示，用垂直縫把壩剖面上游部分分割成若干薄板，薄板上不設鍵和鍵槽。分別在每一塊薄板的一定位置上，如圖A、B、C、D、E各點，給薄板施加預加應力荷載，產生垂直方向的預加應力。預加應力鋼絲索下端錨固在壩基下面一定設計深度，上端即作用在上述各點之上。之后，對垂直縫進行灌漿(灌漿材料應滿足強度要求)處理，使壩體成為整體。改進I的薄板不分期施工，改進II為分期施工和所謂的吊裝施工兩種情況。
改進III是帶有上游壩坡壩體的改進型式，其中，把壩體分成了上游壩坡部分和主體部分。主體部分以改進I、II為基礎，文中重點介紹了上游壩坡的結構改進。
改進IV以前面三種改進為基礎，又增添了水平預加應力。除去上游壩坡部分(若帶有)，垂直預加應力荷載產生垂直預加應力，由垂直的預加應力鋼絲索施加，水平預加應力荷載產生水平預加應力，由水平的預加應力鋼筋施加。這種鋼筋混凝土重力壩分為兩種，一種為實體壩體；另一種內部含有若干空間，甚至，在下游面可為鏤空式的結構，還可近似于桿系結構。
經過論證，目前很大一部分預應力錨固重力壩可以用上游面垂直的改進后的各種壩型代替。當壩基巖石條件較差時，可以用帶有上游壩坡的改進后的壩型。在這些改進中，改進IV最為經濟合理。改進I、II、III、IV是改進的基本型式。
這四種基本型式既可以單獨應用，各自成型，在一定程度上，又可以混合應用，它們的內部存在一些必然的聯系和借鑒。在改進V若干提高改進I、II、III、IV效果的措施一文中，給出了改進I和改進II的結合。因為改進III以前兩種改進為基礎，改進IV以前三種改進為基礎，故改進I、II的結合同樣可以在改進III、IV中應用。而這四種基本型式在一定程度上的混合可以提高改進效果和滿足特定要求。改進V中又給出了進一步改進以提高垂直鋼絲索施加預加應力的效果，可用于前四種改進的基本型式之中。改進V中還給出了基礎的預應力加固、水壓力加固和提高壩體抗滑穩定性的一項新措施，還給出了一項降低壩體揚壓力的新措施，都可用于前四種改進的基本型式之中。其中對基礎的加固措施可擴大重力壩對基礎巖石的適用范圍，特別是對于改進中較小壩寬的壩體尤為重要。
改進VI改進I中若干施工措施及元件裝置中，給出了用自應力混凝土回填第一種廊道的方法及改進I中應用的代替廊道的裝置、代替混凝土預制塊的裝置和特殊鉸的原理構造。
現在，再對于這些改進作如下說明●每一塊預加應力薄板在設計計算和施工時，都可以按混凝土受壓柱處理。目前預應力技術的發展，顯然，實現這種結構是可能的。而灌漿技術更是重力壩施工中較成熟的技術。由前面敘述，所以，改進后的壩體是可行的。
●改進后混凝土薄板的施工方法和目前重力壩的一般施工方法應有所不同。從這一意義上說，薄板自重和水化熱等形成的壩體應力較改進前更容易把握。而在垂直縫灌漿以前，各薄板也只是這樣一個柱狀受力(自重和預加應力荷載)一般構件。由文中的設計計算方法，蓄水后這部分壩體最終最小主應力趨向于零。故在施工過程中，可降低薄板的抗壓強度標準，而按一般結構標準設計計算。如果要求施工時壩體這部分強度標準必須和現行的混凝土重力壩設計規范一致，也可改用規范中規定的標準。
●為使一些小的環節成為可能，在改進中還提出了一些目前還沒有應用的技術。如用自應力混凝土回填壩體廊道、埋設施加預加應力的裝置，等等。這些技術尚需完善。
●應完善一套這些改進的施工標準和方法。比如，首先要提出薄板鉛垂所要達到的精度，混凝土的澆筑方法和吊裝方法(或施工方案)，等等。薄板的澆筑可采用大壩的纜機澆筑方案或對現有的纜機澆筑方案加以改造。如在某薄板頂部可增加幾條纜索，在多個不同部位供給混凝土，增加工作面，來澆筑該薄板。薄板澆筑也可采用門塔機澆筑方案。
●壩體中鋼筋和混凝土的時價因時因地而異，差別很大，出人意料。這些改進在某時、某地具有明顯經濟價值時，則可以應用。
本發明詳細敘述如下A、對預應力錨固重力壩的改進I對于預應力錨固重力壩，本文給出了一種新的型式。從而，通過對預應力鋼筋和混凝土這兩大材料用量的選擇，達到一個前所未有的最經濟的效果。
為了介紹這項新改進，僅以上游面垂直的非溢流重力壩為例，加以說明。對于溢流壩和其它類型重力壩，如果可能，也可以用這種改進進行設計計算。但是，這種改進不用于具有上游壩坡的各種類型的重力壩。經過分析論證，相當數量的目前預應力錨固重力壩，可以用本改進上游面垂直的壩型代替，不再設置上游壩坡。綜述如下。
為了敘述方便，本文不對一般性問題或細部結構構造等加以說明討論。
本改進在壩體下游面不用配筋。壩體下游面可以是曲線，而在此綜述中假設為直線。拉應力區和壓應力區分界線由實際設計確定，一般應為曲線。本改進示意圖如圖1、2、3、4、5、6本改進示意圖(一)、(二)、(三)所示。在圖中，拉應力區和壓應力區分界線畫成了實線。本改進分三種情況，介紹如下。
a、設置廊道情況圖1本改進示意圖(一)中，ON為拉應力區和壓應力區分界線，N為ON和壩底的交點。通過N點作鉛垂線(對于實際設計中的壩體，當ON橫坐標在壩剖面范圍內取得極大值且又為橫坐標的最大值時，則此鉛垂線為該極值點處切線)，從而，把壩體的三角形剖面分成兩個部分。上游部分為直角梯形，再把它用鉛垂線分成若干薄板。施工時，在每條鉛垂線的位置，預留一條縫隙，稱它為垂直縫。從而，使得各薄板之間彼此獨立(指在鉛垂方向的變形方面)。這兩個部分如果分期施工，則可增加壩體散熱。各薄板之間若參差錯落地施工，則部分薄板初期可三個面散熱，均有利于溫度控制，從而加快施工進度等。圖中，把上游部分分成了五塊薄板。
是這種上游面垂直，下游面為直線的重力壩自重荷載引起的壩體應力分布，使得把壩體上游部分分割成若干薄板后，然后，再對垂直縫行灌漿，使壩體成為整體后，自重荷載在壩體內引起的壩體應力分布和原來沒有改變。其它剖面形式的重力壩一般沒有這一特點。
每一塊薄板的上游面和ON有一交點，通過交點作水平線，把該薄板分成上下兩部分。如果在某薄板頂部，水平線和壩體下游面相交，見圖4本改進示意圖(三)中某薄板頂部鉛直鋼絲索、水平鋼絲索、傾斜鋼絲索布置、連接示意圖中所示的特殊情況，則水平線上部的三角形部分為二期混凝土，待該薄板上，所有鋼絲索張拉完畢后，施工澆筑。一般情況下，從每塊薄板下半部分的頂部開始，向下每隔相同或不相同的距離(此距離之間的部分，以后稱為分份)，設置一條廊道(水平線和壩體下游面相交上述特殊情況，不設頂部廊道)，以備張拉鋼絲索之用，見改進I、II設計中ON的計算。
廊道中心線和所在薄板中心線重合。廊道分為兩種，分別稱為第一種廊道和第二種廊道。第一種廊道斷面為矩形，必須回填，且能產生所在位置所需的預加應力。第二種廊道斷面為通常的拱頂平底斷面或其它形式的斷面，可以回填，也可以不回填。實際布置時，應考慮同一高程上，相鄰薄板上的第二種廊道相互錯開，圖中沒有錯開。需用哪種廊道和第二種廊道回填與否由實際設計決定，見本改進的設計計算。圖1中所示廊道，是回填前的剖面。兩種廊道的回填方法有詳細敘述。
預加應力鋼絲索在混凝土澆筑時，預先設置在位。同一薄板中，各鋼絲索長短不完全相等。在每塊薄板自下而上的各廊道中，每條廊道都進行鋼絲索張拉。因此，應采取措施，使錨具墊塊等(圖中均未畫出)能在壩體里面使用。各鋼絲索的長度就是它壩基中的錨固點至張拉它的廊道底部錨頭的距離。在上面廊道中張拉的鋼絲索，將穿過此廊道至上面廊道。這樣，薄板中每點的預加應力，就是此點上面各廊道中預加應力荷載的疊加效果。圖4本改進示意圖(三)中，某薄板頂部鉛直鋼絲索、水平鋼絲索、傾斜鋼絲索布置、連接示意圖中，給出了這種特殊情況下，預加應力的一種施加方法。三種鋼絲索為鉸接，傾斜鋼絲索通過二期混凝土水平施工縫中點。鉸接處，水平鋼絲索鉸接的一端上設有滑輪(圖中未畫出)，使鉛直鋼絲索穿過后成傾斜鋼絲索。從而，傾斜鋼絲索在張拉時，鋼絲索被拉長，滑輪隨之轉動，實現(近似)鉸接。因此，跨過滑輪的這段鋼絲索應很柔軟。水平鋼絲索錨具處，另一薄板上有凹坑，水平鋼絲索不進行預應力張拉。除了這種特殊情況外，在一般情況下，鋼絲索都鉛直設置，和所在薄板中心線重合，或關于薄板中心線對稱，見后文。對稱布置時，預加應力荷載也對稱施加。圖3本改進示意圖(二)中大樣圖，給出了廊道和鋼絲索的兩種布置形式，不多敘述。此外，鋼絲索分為兩種。第一種為消除拉應力區內拉應力所設；第二種為提高壩體抗滑穩定性所設，只分布在各薄板最下面廊道以下，和這部分的第一種鋼絲索合在一起或分開。經過設計計算，如果第一種鋼絲索滿足抗滑穩定要求，就不再設第二種鋼絲索。同一薄板上下同廊道之間可采取不同標號的混凝土，以適應壩體不同部位抗壓強度要求。
(a)垂直縫的形成和灌漿薄板之間以垂直縫分開，不設鍵和鍵槽。
垂直縫的形成有兩種方法。其中之一類似于目前混凝土重力壩施工中常用的垂直分縫的形成。但是，因為薄板很薄，故用這種方法形成的垂直縫也應很窄。應用這種方法形成垂直縫時，應把老混凝土施工過程中，因為模板連接等等造成的老混凝土表面局部不光滑平整的地方，用機械消磨平整，然后，再進行新混凝土澆筑。鋼絲索張拉時，各薄板之間如果可能，最好同時進行張拉，以減小相臨薄板之間的相對位移，避免薄板壓縮時因施工誤差(薄板平面局部不平整等)造成相互影響。其中另一種形成垂直縫的方法是采用模板。本文為此給出了一種模板形式，實際應用時，應給出具體設計計算和改進完善。如圖5本改進示意圖(三)中一種形成垂直縫的模板示意圖所示。塑料薄膜采用增強塑料等材料，具備一定的厚度和強度。塑料薄膜上下對折，兩端在上面，中間是一塊具有一定厚度的薄鋼板。應用時，用它把新老混凝土隔開，并且，下端插入已有縫隙中一段距離。拆模時，先抽出中間的薄鋼板，然后，向上拉出貼近老混凝土的塑料薄膜的一端(或在抽出薄鋼板時，帶出塑料薄膜)。
在混凝土澆筑時，應布置好垂直縫的灌漿系統，鋼絲索張拉完畢后，薄板混凝土在預加應力荷載和自重兩種荷載作用下，將發生徐變。對垂直縫的灌漿處理，應在徐變達到一定程度后進行為宜，以避免垂直縫中因徐變等因素形成過大的不利應力。每兩塊薄板之間，應選擇一個相對較好的徐變，使之形成的垂直縫中的應力對蓄水后壩體有利。灌漿之后，大壩將成為整體。
由彈性力學解答，在自重和齊頂水壓力作用下，無限楔形體剪應力表達式為τxy＝γxctg2θ(見本改進的分析論證)。所以，每條垂直縫上的剪應力上下都相等，且自上游起，第一條垂直縫上的剪應力最小，以后向下游方向依次增大，可區別對待。對于實際問題，應按混凝土重力壩設計規范中規定的荷載組合(不計入預加應力荷載和自重荷載，上面表達式中也不含自重因素)和計算方法具體計算。灌漿材料應按凝固后強度大小和垂直縫寬窄等適當選擇。必要時，采用化學灌漿材料，如環氧灌漿材料等。還可以同一垂直縫中，兩種灌漿材料上下交替分期灌漿。
為了解決灌漿壓力，風荷、薄板穩定等因素，給薄板厚度施加的限制，可用一種特殊鉸把各薄板在垂直縫上的若干點上連接起來。連接的時間應該在垂直縫徹底形成不再開裂以后。這種特殊鉸只允許薄板在連接點上有沿鋁垂方向和壩軸線方向的相對位移，而不允許有沿壩寬方向的位移。這種特殊鉸在薄板鉛垂的面上成行成列地排列，彼此之間每列距高尚待確定。薄板在施加預加應力荷載時，穩定計算可把薄板簡化成若干兩端帶有支撐方式的壓桿穩定問題。
(b)鋼絲索布置形式的錨具由于廊道所限，當用目前通用的錨頭不便時，可改用其它預應力結構中通常采用的鋼鐵錨具。本改進鋼絲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，故每條鋼絲索上預加應力荷載較現行的會大幅度減小。因此，如果用鋼筋混凝土錨頭，每錨頭體積也會大幅度減小。
一般情況下，鋼絲索除圖1本改進示意圖(一)中所示的布置形式外，還擬有以下兩種，每一種又有沿薄板中心線布置和關于薄板中心線對稱布置之別，下面以沿薄板中心線布置成1條為例，加以說明。
(i)如圖1本改進示意圖(一)所示，沿壩軸線方向薄板的一段適當長度，它所需要的鋼絲索每一條都布置在各自的預應力孔之中，在各個廊道中進行張位。
(ii)沿壩軸線方向薄板的一段適當長度，它所需要的鋼絲索按在各個廊道中分別張拉，分成若干條，都集中在一個預應力孔中。張拉時，各條鋼絲索互不影響。顯然，這種情況和下面一種情況較第一種情況都減少了預應力孔，而增加了壩基中鋼絲索錨固點的集中力。
(iii)沿壩軸線方向薄板的一段適當長度，它所需要的鋼絲索都集中在一個預應力孔中，而且，合并成一條。鋼絲索截面面積自下而上依次減小，分別適應各廊道中所施預加應力荷載在鋼絲索內部所形成的拉力大小。圖6本改進示意圖(三)中鋼絲索布置的一種形式示意圖(1條情況)為這種布置的示意圖。圖中各力Pki為沿壩軸線方向取單寬計算時，第一種鋼絲索上的預加應力荷載，k＝1，2……m，i＝r，r+1……，n，m為薄板總數，n+1為所有薄板中，預加應力荷載個數最多薄板上預加應力荷載個數(鋼絲索關于薄板中心線對稱布置時，同一廊道中預加應力個數計為1個)。Pki為第k塊薄板上最上面廊道中給鋼絲索施加的預加應力荷載(Pki含義與改進I、II設計計算中的稍有不同)。Fk為取單寬計算時，第二種鋼絲索上的預加應力荷載。
應特別設計錨具，使它們能在廊道中應用。在第(ii)、(iii)種布置形式中，應使在上面廊道中張拉的鋼絲索從錨具中穿過。
如果鋼絲索沿薄板中心線對稱布置，則兩(數)條鋼絲索下端應分別錨固在各自的錨定坑中。如果鋼絲索沿薄板中心線對稱布置，則在鋼絲索上端或中間，兩(數)條鋼絲索可同時對稱張拉，分別錨定。也可以同時張拉，用同一錨具錨定。
(c)鋼絲索張拉施工預留的上述垂直縫，使得鋼絲索在被張拉時預加應力上下可以傳遞，而不影響左右混凝土薄板。鋼絲索張拉，以沿壩軸線方向，每兩條橫縫中間的各個薄板塊為單位進行，以下簡稱薄板塊。鋼絲索超張位，可在鋼絲索就位前專門進行。應盡量創造機會，進行補償張拉。鋼絲索張拉時，根據廊道重量的處理，分為三種情況，敘述如下。
(i)當薄板塊上各廊道永久保留時，可整個薄板塊上下前后(前后即沿壩軸線方向前后)同時張拉或同時分多次逐漸張拉；或薄板塊段的各個廊道分別張拉，即整個廊道段沿壩軸線方向同時張拉，或同時分多次逐漸張拉，整個薄板塊上下廊道反復張拉，直到達到設計預加應力荷載。
(ii)當薄板塊上各廊道回填混凝土或一部分廊道回填混凝土時，可預制一些一定重量的混凝土預制塊，計算出薄板塊上欲回填廊道回填混凝土的總重量，把相等重量的混凝土預制塊均勻地排放在該薄板頂部(薄板塊頂部一般有斜面，則此三角形部分為二期混凝土，待回填完所有該薄板上回填廊道之后施工，新老混凝土之間為水平施工縫。二期混凝土引起的薄板上各預加應力荷載的變化，應以預應力損失的形式包括在各荷載之中。遇有圖4本改進示意圖(三)中某薄板頂部鉛直鋼絲索、水平鋼絲索、傾斜鋼絲索布置、連接示意圖所示特殊情況時，圖中的二期混凝土應為三期混凝土，上述各個預應力損失應為二、三期混凝土和傾斜鋼絲索上預加應力荷載所引起的預應力損失)。這時，用情況(i)保留廊道時所敘述的方法，把預加應力鋼絲索都張拉到設計預加應力荷載。然后，回填最下面的廊道，之后，從薄板塊頂部均勻地撤去相應最下面廊道的重量。因為這部分重量等價于從薄板頂部轉移到最下面廊道，所以，該廊道以上薄板塊部分由于重量的減小而發生應變的變化，若回填的是第一種廊道，則自應力混凝土膨脹也將引起應變的變化，結果，使預加應力鋼絲索上預加應力荷載增加(鋼絲索截面面積應能滿足這一變化)。這時，再重新調整除下面已回填好的廊道之外的其它上部廊道中的鋼絲索上預加應力荷載，使它們回到設計的數值。這樣，最下面廊道的工作已經完成。對于上面的廊道，從最下面的一個起，逐次重復上面的步驟，即回填—撤去重量—調整預加應力荷載，直到最上面的一個廊道。廊道回填時，應采取措施，使預加應力鋼絲索可以自由地伸縮。
這種情況下，也可以用代替混凝土預制塊的裝置來代替上述混凝土預制塊的壓重作用。而且，薄板塊頂部三角形部分也不再用分期施工，減小了預應力損失。即設計一種裝置，埋設在壩基一定設計深度。在薄板中預留孔道，通過鋼絲索把集中力加在薄板頂部。這個集中力大小也能夠調整，在鋼絲索下端作用在該裝置上。待回填完所有該薄板上欲回填的廊道之后，把鋼絲索抽走，對本裝置注以灌注性混凝土。
(iii)第三種情況即把回填廊道的重量對薄板上各預加應力荷載的影響，以預應力損失的形式加在各預加應力荷載之內，按情況(i)保留廊道時所敘述的方法進行張拉，最后回填。這種情況下，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，根據廊道所屬種類，它們的回填方法、所用材料和作用均不相同。現在，分別敘述如下。
(i)第一種廊道的回填第一種廊道斷面為矩形，采用自應力混凝土回填。具體回填方法見改進VI。
因為自應力混凝土膨脹是全方位的，而本改進所需預加應力只在鉛直方向，所以，應控制自應力混凝土在其它兩個方向上的應力和膨脹帶來的危害。
(ii)第二種廊道的回填第二種廊道為通常的拱頂平底斷面或其它形式的斷面。用混凝土重力壩中允許的最低標號混凝土回填。所回填的混凝土沒有任何強度等的力學要求，只起增加壩體重量的作用。回填部分和原洞壁周圍除底部外形成縫隙，并且，使縫隙和排水相連。如圖2本改進示意圖(二)第二種廊道回填示意圖所示。施工時，可用透水性較好的薄片狀材料，把垂直洞壁和新澆筑的回填混凝土隔開，以形成縫隙。
同時，應采取措施，使鋼絲索和回填的混凝土不澆筑在一起，預應力孔在廊道處應上下貫通，以利最后灌漿處理等。
(e)用本改進消除揚壓力，提高大壩抗滑穩定性時，可單獨施行。此時，不必把壩體分割成若干薄板。取每兩條橫縫中間的壩段，在距離壩基上面一定距離，沿壩寬在同一高程設置一排廊道，各廊道距離都相等。在各個廊道中，給鋼絲索施加相同的預加應力荷載。預加應力荷載大小見改進I、II設計中第二種鋼絲索上預加應力荷載計算。廊道應充分多，以減少應力分布不均勻。然后，再連通不同壩段或相同壩段的廊道，使人員等能出入各廊道。施加完預加應力荷載后，對廊道回填或不回填。其它方面不多敘述。
b不設置廊道情況用上述鋼絲索布置形式中，各種布置情況下的沿薄板中心線布置成1條情況，再采用一種裝置，可不設置廊道。其它方面相同，不重復敘述。
在設置廊道情況中的每一條廊道的位置，需要給鋼絲索施加預加應力荷載的地方，就隨混凝土澆筑埋設一個這種裝置。埋設時，采取措施，使鋼絲索繃緊。在各薄板的頂部，通過預留的孔道和這種裝置，給鋼絲索施加預加應力荷載。之后，把施加預加應力荷載用的鋼絲索等抽走。
以后，稱這種裝置為代替廊道的裝置。鋼絲索張拉過程不再敘述。施加完預加應力之后，可對這個系統灌漿處理，如果預應力孔采用塑料管，且密封良好，除底部外，鋼絲索可不必特別處理，而對這個系統注以灌注性混凝土。
這種情況特別適于低壩，薄板可以很薄，各薄板的裝置可以埋設得很多，而不設置眾多廊道。
c混合情況這種情況即前兩種情況的任意混合，既可以薄板之間采取前述兩種不同的情況，每塊薄板采取一種情況，又可以同一塊薄板采取兩種不同的情況，等等。混合的結果，應根據利弊取舍。其它方面不多敘述。
B、對預應力錨固重力壩的改進II本文是對預應力錨固重力壩的改進I的續篇，介紹了這種改進的其它施工情況。改進II的適用范圍和改進I相同。綜述如下。
本改進為改進I其它施工情況，因此，敘述相對簡短，有關部分請參閱改進I，不多重復。
本改進在壩體下游面不用配筋。壩體下游面可以是曲線，而在此綜述中假設為直線。拉應力區和壓應力區分界線由實際設計確定，一般應為曲線。本改進示意圖如圖7、圖8改進II示意圖(一)、(二)所示。在圖中，拉應力區和壓應力區分界線畫成了實線。本改進分三種情況，介紹如下。
a分期施工情況同改進I，用若干垂直縫把重力壩的三角形剖面分成若干薄板和下游三角形部分。圖7改進II示意圖(一)中，把上游直角梯形部分分成了五塊薄板。ON為拉應力區和壓應力區分界線。
每一塊薄板的上游面和ON有一交點，通過交點作水平線，把該薄板分成上下兩個部分。從下半部分的上面頂部開始，向下每隔相同或不同高度，用水平線把下半部分分成若塊，稱它們為分塊。施工時，同一薄板上的不同分塊自下而上，必須按順序分期施工。如果通過上游面和ON交點作的水平線和壩體下游面相交，這時，為一特殊情況，分塊方法同上。因此，同一薄板之上，各個分塊之間，將會形成若干水平施工縫。
相鄰薄板之間的水平施工縫應根據整個壩體不同水平截面的抗剪能力和其它一些有關因素，考慮是否需要相互錯開。圖7改進II示意圖(一)中，各水平施工縫都沒有錯開。
圖7改進II示意圖(一)中B-B剖面所示，為壩體兩條橫縫之間的一段壩段。在這段壩段內，各個薄板又用若干橫縫分開。稱這種橫縫為薄板橫縫，稱兩薄板橫縫之間的薄板部分為薄板分段，稱壩體兩橫縫之間的一段薄板為薄板段。各相鄰薄板之間的薄板橫縫應考慮相互錯開。待薄板施工完畢后，必須對薄板橫縫灌漿，灌漿材料如水泥等，使薄板段成為整體。
對于不同薄板上的各分塊之間，應選擇一個較好的分期施工順序，使各分塊之間便于施工和有利于溫度控制等等。圖7改進II示意圖(一)中所示各分塊分10期施工。圖中的各分塊，在施工過程中，至少有兩個面散熱。
鋼絲索在混凝土澆筑時預先設置在位。預加應力荷載隨分期在各分塊頂部施加。鋼絲索分為兩種，第一種為消除拉應力區拉應力所設；第二種為提高壩體抗滑穩定性所設，只分布在各薄板最下面分塊至其壩基中的錨固點。經過設計計算，如果第一種鋼絲索能滿足抗滑穩定要求，就不再設第二種鋼絲索。同一薄板上不同分塊之間可采用不同標號混凝土，以適應不同部位抗壓強度要求。
如果在薄板頂部，經過薄板上游面和拉應力區和壓應力區分界線交點的水平線，和壩體下游面相交，在這種特殊情況下，最上面分塊中鋼絲索傾斜布置。在此分塊底部，同時布置有水平鋼絲索和鉛直鋼絲索，三種鋼絲索鉸接在一起。這種情況類似于圖4改進I示意圖(三)，某薄板頂部鉛直鋼絲索、水平鋼絲索、傾斜鋼絲索布置、連接示意圖中所示情況，只是這里為分期施工，不設廊道，其它方面相同，除了這種特殊情況外，其它地方鋼絲索均鉛直設置，和所在薄板中心線重合或關于中心線對稱。鋼絲索沿薄板中心線對稱布置時，預加應力荷載也對稱施加。在改進I中，鋼絲索布置形式有三種，每種之中，雙有沿薄板中心線布置和關于薄板中心線對稱布置之別。本改進中，鋼絲索布置形式只取改進I中的前兩種，不多敘述。還應根據鋼絲索布置形式等，選擇好預應力孔的灌漿時間和灌漿方法。
薄板之間以垂直縫分開，不設鍵和鍵槽。在改進I中，垂直縫的形成有兩種方法，分期施工時也相同。因為是分期施工，用第一種方法形成垂直縫時，新老混凝土的相互約束較大，所以，在水平施工縫附近，形成的垂直縫應較窄小。在改進I中，用一種特殊鉸，把薄板之間在若干點上以一種方式連接了起來，分期施工情況依然如故。垂直縫的灌漿問題也相同，不再重復。
用本改進消除揚壓力，提高壩體抗滑穩定性時，可單獨施行。此時，不必把壩體分割成若干薄板。當某壩段澆筑到一預定高程后，沿壩寬方向，每隔相等距離，布置一條鋼絲索，從而，得到一排鋼絲索。整個壩段沿壩軸線方向設置若干排這樣的鋼絲索，各排之間的距離都相等。每條鋼絲索都鉛直設置，上面施加相同的預加應力荷載。然后，再澆筑上面的壩體。為增加這條水平施工縫上的壩體抗滑穩定性，這條水平施工縫沿壩寬方向可以設計成鋸齒等形狀。把這種鋼絲索也稱為第二種鋼絲索。
對于低壩，設置廊道張拉鋼絲索顯然是不現實的。因此，對于這種壩可用改進I埋設裝置的方法或分期施工方法及以后的吊裝施工方法施工，分份分塊數量可以很多而沒有限制。
b、吊裝施工情況把以下的施工情況稱為吊裝施工情況。這種情況和分期施工情況類似，相同的地方不多重復。
把分期施工時，同一薄板上兩條相鄰的薄板橫縫或相鄰的壩體橫縫和薄板橫縫，它們之間的分塊稱為分塊。所有壩體上的分塊預制，壩體施工時，再把各分塊吊裝。隨各分塊的吊裝，在各分塊上面施加預加應力荷載。上下分塊之間形成的縫隙也稱為水平施工縫，水平施工縫中為用快硬水泥調配的砂漿，以增加施工速度。
這些分塊吊裝后，在壩體上沒有溫度控制、溫度應力等問題。所以，在預制這些分塊時，采用良好措施，分塊沿壩軸線方向的長度在運輸、吊裝等機械許可的情況下，可達到相鄰的兩條壩體橫縫之間的距離。
圖8改進II示意圖(二)中實物圖為分塊結構構造示意圖。上面的分塊吊裝預應力孔畫成了長方形，實際應為圓形。運輸吊裝前，在這些預應力孔中穿入預應力鋼筋，用后張法給分塊施加預加應力。施加完預加應力后，不對分塊吊裝預應力孔灌漿。這個預加應力大小為滿足分塊在施工運輸、吊裝時的要求所設。吊裝完畢后，把這種預應力鋼筋拆卸下來，以備其它分塊運輸吊裝時施加預加應力之用，同時，對分塊吊裝預應力孔用快硬水泥等快硬材料灌漿處理。為了便于此預應力鋼筋的拆卸，在分塊一端設置有拆裝錨具預留孔，此孔鉛直設置，和分塊吊裝預應力孔相通。安裝預應力鋼筋時，鋼筋這一端有圓環等，把粗鋼棒插入孔中圓環。施加預加應力荷載時，圓環把集中力傳給粗鋼棒，粗鋼棒又把此力加在分塊的這端，這一端就已固定。拆卸預應力鋼筋時，放松另一端錨具，拔出粗鋼棒即可。
分塊上面還有兩個吊裝孔。實際預制分塊時，還應多設置一兩個吊裝孔，使吊起的分塊能調整空中姿態，以利吊裝。吊裝孔在分塊上的位置由設計確定，使分塊吊裝時，在分塊自重的作用下，受力情況最為合理。吊裝孔結構構造如圖8改進II示意圖(二)A-A剖面、B-B剖面、C-C剖面所示。吊裝孔上半部分為四棱柱形，側壁四個面分別垂直于壩軸線方向和壩寬方向。下半部分為棱臺形狀，由上半部分漸變而成。下半部分中，垂直于壩寬方向的兩個面不變，另兩個面變成傾斜狀態。吊裝時，把兩塊相同的楔形塊按一定方向放入吊裝孔后，在各楔形塊上擰進帶螺桿(未畫出)的鋼筋，使兩楔形塊并排排列。然后，把兩鋼筋在上部連接(未畫出)。通過這兩個吊裝孔中的鋼筋，可把分塊吊起。吊裝完畢后，拆卸下鋼筋和楔形塊，以備運輸、吊裝其它分塊之用。然后，對兩個吊裝孔用快硬水泥等快硬材料灌漿處理。吊裝孔深度應接近分塊底部。運輸、吊裝過程中，不對自重引起的分塊上剪應力進行處理。吊裝孔也可傾斜一個小的角度，以便于吊裝。
由上面敘述可知，一般情況下，分塊運輸、吊裝所用鋼筋，吊裝后，最終可從分塊上拆除，而不增加壩體鋼筋用量，對于特殊情況下，不能拆除這種鋼筋的分塊，也可采用分期施工的方法，不用吊裝施工，以節省鋼筋用量，此為下面的混合施工情況。吊裝施工會產生較大的垂直縫，也可采用混合施工解決。
分塊上還應預留預應力孔(未畫出)，吊裝時，使鋼絲索從下面穿過出來。鋼絲索布置情況如分期施工情況所述。預應力錨具采用鋼鐵錨具，和錨具相對的地方，上面分塊底部有凹坑。吊裝完上面分塊(或上面所有分塊)以后，對預應力孔灌漿。
分塊上面有榫頭，下面有榫眼，吊裝時，對準后安裝。榫頭為粗鋼筋，應在分塊預制時，隨混凝土澆筑澆筑在分塊上面，榫眼為一段鋼管，澆筑在分塊下面。
分塊預制時，還應預留灌漿孔，主要布置安裝好薄板橫縫和垂直縫的灌漿系統。止漿片預制在分塊上面，施工時，把兩塊分塊上面的止漿片焊接在一起。也可把彈性較好的橡膠材料預制在分塊上，需要止漿的地方形成一條橡膠埂。安裝時，采取適當措施，使兩個分塊左右緊緊壓在橡膠埂上。
改進I中應用的那種特殊鉸(經改造后)也可以使用。在需要安裝的地方，分塊預制時埋入鋼筋，分塊吊裝就位后，把這種特殊鉸的兩端可以分別焊接在分塊上。在安裝這種特殊鉸的地方，混凝土有凹坑。安裝的地方，還應便于分塊吊裝就位后焊接。
在分塊預制過程和分塊吊裝過程中，會產生一定誤差，使上面再吊裝的分塊偏離薄板中心線。如圖8改進II示意圖(二)中誤差校正圖所示，為校正這一誤差，可用適當厚度薄鋼片墊塊埋在水平施工縫砂漿里面，把分塊在吊裝時墊起，予以校正。
分塊和壩基之間，應采取當措施，使分塊和壩基結合良好，吊裝無誤。也可以把這一分塊直接澆筑在壩基上，不進行吊裝。
應合理選擇一個各個薄板上分塊的整體吊裝順序，以便于施工。薄板上各分塊吊裝完畢后，再施工澆筑該薄板上部的混凝土。
c、混合施工情況這種情況即分期施工情況和吊裝施工情況的混合，使混合的結果達到某種目的。不多敘述。
d、有關水平施工縫和薄板分段長度水平施工縫是否采取止水措施尚待確定。因為混凝土重力壩設計規范中，并無壩體和基礎間設置止水的規定，故水平施工縫應傾向不需要特別止水措施。沿水平施工縫所在各水平平面抗剪問題，可由壩體沿這一平面的抗滑穩定校核解決(這只是一個象征性提法，也可作其它處理)。
對于本改進的分期施工情況，因為薄板厚度很薄，故新老混凝土沿這個方向上的約束不是主要問題。應合理選擇薄板分段沿壩軸線方向的長度，使新老混凝土之間溫度應力等控制在某種合理的范圍之內。這個問題尚待確定。
C、對預應力錨固重力壩的改進III對于基礎巖石條件較差的預應力錨固重力壩，本文給出了一種新的型式。從而，能在用于壩體抗滑穩定的第二種鋼絲索和上游壩坡這一部分兩者的材料鋼筋和混凝土用量方面作出選擇，再達到一個更經濟的效果。因為基巖較差，這一效果用前面兩種改進是不能夠獲得的。而在除了上游壩坡以外的其它壩體部分，仍用前面兩種改進型式。對于整個壩體，用于消除拉應力的預加應力鋼絲索效果，基本上和前面兩種改進相同。本文僅以非溢流重力壩為例，加以說明。當基礎巖石條件較差時，如果可能，也可以用這種改進進行設計計算帶有上游壩坡的溢流壩和帶有上游壩坡的其它類型的重力壩。
本改進用鉛垂線把壩體實際斷面在施工時分成了獨立的兩個部分，分別稱為上游壩坡部分和主體部分，如圖9、圖10所示，上游壩坡部分斷面為三角形，上游壩坡為直線，不采用曲線。主體部分的上游面為鉛垂的平面。
因為把壩體分割成若干部分施工，故自重荷載引起的壩體應力分布將改變。本文主要對上游壩坡部分的設計計算及相關問題加以論述。主體部分以前面兩種改進為基礎，所以，敘述相對簡短，有關部分請參閱前兩種改進。
a、無限楔形體頂部集中荷載的方向如圖11所示，無限楔形體頂角為α，下游面沿y軸方向，頂部受集中力P的作用，P的方向和y軸順時針成δ角，P沿x軸和y軸分解出集中力-Px，Py，其中Px＝Psinδ，Py＝Pcosδ。無限楔形體在第二象限，在集中力P的作用下，產生應力分布σx、σy、τxy，其中σx、σy以壓應力為正，τxy以使正方形元沿一、三象限的對角線方向受壓縮為正。則根據無限楔形體頂部受集中力的解答，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，顯然有以下關系式σx=xyτxy=(xy)2σy---(1)]]>
因此，楔形體最大和最小主應力σ1、σ2分別為σ1=(1+x2y2)σy,σ2=0---(2)]]>(a)當δ=12α---(3)]]>時，由σy表達式，因為α較小，做一些取舍后，得到σy=.pαy(1+kαxy)---(4)]]>其中kα=cosα-cos4αsinα]]>(b)應用(2)式及σy的解答，求得δ，使無限楔形體下游面最大主應力為零，得到tgδ=αsin2α-ctgα---(5)]]>當α很小時，cosδ=·1---(x/y)2=·0,]]>有σy=·-2Pxy2sin2α---(6)]]>這種情況，圖11所示尺寸a、b和α有一定關系。
圖12給出了a/b～α關系曲線。
以后遇有楔形體施加預加應力荷載時，均按(1)、(3)、(4)、(5)、(6)表達式規律計算。因為對于實際問題，楔形體是有限的，故這種處理是近似的，應加以修正。(4)式和(6)式和準確值有一定差距，當α很小時，誤差也應很小。必要時可按準確值計算。
b、上游壩坡部分改進型式綜述上游壩坡部分的改進型式，有下面所敘述的三種，其中，每一種又有分期(吊裝)施工和不分期施工之別，所以，實際上有六種改進型式，還可以是這些改進型式中的混合類型。下面敘述的三種改進型式，第一種適用于上游壩坡較小的情況，第二種和第三種適用于上游壩坡較大的情況。而且，所敘述的三種改進型式中，所指鋼絲索均為消除主拉應力的鋼絲索，用于抗滑穩定的第二種鋼絲索都分布在各自改進型式中的最下面廊道以下。現在以不分期施工情況為例，把三種改進型式敘述如下。
(a)上游壩坡部分第一種改進型式如圖13上游壩坡部分改進型式示意圖(一)所示，這種改進型式鋼絲索分為兩種，分別稱為第三種鋼絲索和第四種鋼絲索，它們都傾斜布置。第三種鋼絲索沿上游壩坡部分頂角平分線布置，它產生的預加應力最大主應力，在上游壩坡部分同一高程上，上游面和下游面的數值基本相等。第四種鋼絲索在上游壩坡部分的下游面上產生的預加應力最大主應力為零，預加應力荷載作用見設計計算部分。第四種鋼絲索和下游面的夾角δ，由(5)式確定。這兩種鋼絲在若干高程上都在同一廊道中張拉。在廊道中的布置形式如圖13B-B剖面所示。由于這種情況的上游壩坡部分壩坡較小，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(吊裝)施工，具體方法不多敘述。
若應用廊道，因為上游壩坡很小，故一般需用第一種廊道。上下廊道之間的距離可以相等，也可以不相等。廊道底水平，側壁鉛直。預加應力荷載沿鋼絲索方向施加，張拉方法等見改進I，不再重述。
也可以用改進I中代替廊道的裝置代替廊道，或廊道和代替廊道的裝置混合應用。這樣處理，同樣解決了上游壩坡較小，頂部不便布置廊道的問題。
這種改進型式不能應用改進I中采用的那種特殊鉸，這是因為鋼絲索傾斜布置，張拉時上游壩坡部分會產生水平變形分量，尤其頂部最大。同樣的原因，上游壩坡部分和主體部分垂直縫的灌漿，應在上游壩坡部分在預加應力荷載作用下的徐變充分發展，到達一定程度之后進行，以減小灌漿后徐變造成的兩個部分之間不利應力的影響。同時，灌漿時間還應考慮主體部分薄板徐變的影響。應選擇一個相對較好的徐變，使之形成的相互之間的應力對蓄水后壩體有利。
上游壩坡部分頂部銳角部分用二期混凝土或作其它處理。這個局部部分，沒有預加應力。
這種改進型式，可能部分廊道內部，因兩種鋼絲索之間的距離較大，在結構方面和改進I中的不同，回填時，應作特別處理。
這種改進型式中，第二種鋼絲索沿上游壩坡部分頂角平分線傾敘布置。其它方面不多敘述。
上游壩坡部分，這種改進型式下，分期(吊裝)施工時，用水平施工縫把上游壩坡部分上下分成若干塊進行施工，預加應力荷載也隨分期(吊裝)分別施加。因為上游壩部分在壩體底部寬度較大，故在前幾個施工分期(吊裝情況相同)中，兩種鋼絲索都可以沿寬度方向布置成若干條，使它們的合力和方向分別與現在一條時的情況各自靜力等效即可。因此，這種施工方法，具有獨特的優點。
(b)上游壩坡部分第二種改進型式如圖14上游壩坡部分改進型式示意圖(二)所示，用垂直縫把上游壩坡部分分割成一塊楔形體和若干頂部帶有楔形體的薄板。楔形體的鋼絲索傾斜布置和楔形體頂角平分線重合，在楔形體頂部張拉。薄板頂部楔形體布置有傾斜鋼絲索和所謂的平衡鋼絲索，薄板下部布置有垂直鋼絲索。薄板頂部傾斜鋼絲索沿楔形體頂角平分線布置，平衡鋼絲索垂直于上游壩坡，垂直鋼絲索沿薄板中心線或關于薄板中心線對稱布置。薄板頂部傾斜鋼絲索、平衡鋼絲索和一條沿薄板中心線的垂直鋼絲索在楔形體底部廊道中鉸接，見本圖大樣甲所示。鋼絲索張拉時，薄板頂部傾斜鋼絲索在薄板頂部楔形體的頂部張拉，平衡鋼絲索不張拉，薄板下部垂直鋼絲索在各廊道中張拉。同一薄板上，廊道之間距離可以相等，也可以不相等。也可以應用代替廊道的裝置代替廊道，或代替廊道的裝置和廊道混合應用。鋼絲索的張拉方法見改進I，不再重述。這種改進型式，楔形體和薄板頂部楔形體它們與和它們相鄰的下游薄板之間不能設置改進I中應用的那種特殊鉸。其它部位各薄板之間，包括上游壩坡部分的最下游一塊薄板(不包括頂部楔形體)和主體部分最上游的一塊薄板之間可以設置那種特殊鉸。上游壩坡部分各垂直縫的灌漿時間，以及上游壩坡部分和主體部分垂直縫灌漿時間均應考慮在自重和預加應力荷載作用下，各薄板的徐變影響。特別地，楔形體和薄板頂部楔形體在預加應力荷載作用下，徐變存在水平分量。還應選擇一個較好的薄板之間的相對徐變，在壩體蓄水后，這些徐變產生的薄板之間的應力對壩有利。楔形體和各薄板頂部楔形體的頂部銳角部分處理有兩種方法，見本圖中大樣甲和大樣乙。大樣甲采用相對楔形體二期施工的混凝土處理，大樣乙僅在楔形體頂部局部用聚合物混凝土等高強度材料處理。這兩種處理方法頂部均沒有預加應力。第二種鋼絲垂直布置。
上游壩坡部分，這種改進型式下，分期(吊裝)施工時，不設置廊道，可在各前述廊道底部位置用水平施工縫把上游壩坡部分各薄板分割成若干施工分塊。這些塊體有的柱狀，有的楔形體形狀。楔形體和薄板頂部楔形體都不再分塊。相鄰薄板各水平施工縫之間應考慮是否相互錯開，以增加壩體各部位水平抗剪能力。若主體部分也分期(吊裝)施工，則和上游壩坡部分相鄰的各水平施工縫之間也應考慮是否相互錯開。各塊體上面的預加應力荷載也隨分期(吊裝)分別施加，各塊體之間應選擇一個合理的分期(吊裝)施工順序，使各分塊之間，上游壩坡部分和主體部分之間便于施工和有利于混凝土溫度控制(吊裝施工時，沒有溫度控制問題)等等。
(c)上游壩坡部分第三種改進型式如圖15上游壩坡部分改進型式示意圖(三)所示，用垂直縫把上游壩坡部分分割成一塊楔形體和若干頂部帶有楔形體的薄板。楔形體上的鋼絲索傾斜設置，和楔形體的頂角平分線重合。其它各薄板上均設有沿預部楔形體頂角平分線布置的傾斜鋼絲索。傾斜鋼絲索下端都各自錨固在壩基之內。若傾斜鋼絲索和垂直縫相交，則就在傾斜鋼絲索預應力孔中襯以橡膠管，使橡膠管和混凝土結合良好，以防止垂直縫灌漿時漿液進入傾斜鋼絲索預應力孔中，同時，又不影響各薄板之間發生形變時(施工階段)的獨立性；當傾斜鋼絲索，垂直縫和壩基面三者相交時，也可做其它相應處理。各薄板下部沿薄板中心線或關于薄板中心線對稱布置有垂直鋼絲索。薄板上最上面的垂直鋼絲索上預加應力荷載作用點和上游一塊薄板或楔形體上傾斜鋼絲索上預加應力荷載作用點在同一高程上。各傾斜鋼絲索均在楔形體和各薄板頂部楔形體的頂部張拉。垂直鋼絲索在各廊道中張拉。同一薄板上，廊道之間的距離可以相等也可以不相等。也可以用代替廊道的裝置代替各廊道，或代替廊道的裝置和廊道混合應用。鋼絲索的張拉方法見改進I，不再得復。張拉時，整個過程如下，和其它型式不同。
首先，對楔形體和各薄板上的垂直鋼絲索進行張拉或補償張拉，這一部分的張拉就徹底完成。然后，施工楔形體頂部的二期混凝土，見本圖大樣圖。等二期混凝土完成一定時期(可用快硬水泥等材料，以縮短工期)，對自上游算起的第一條垂直縫灌漿。待這條垂直縫灌漿到達一定時期，楔形體和自上游算起的第一塊頂部帶有楔形體的薄板之間，形成了一個更大的楔形體。然后，再把它當作第一個楔形體進行鋼絲索張拉——施工頂部二期混凝土——對下一個垂直縫灌漿——形成更大的楔形體。用這種方法繼續進行下去，直到楔形體和全部頂部帶有楔形體的薄板形成上游完整的上游壩坡部分整體。然后，再進行最后一條傾斜鋼絲索的張拉，施工上游壩坡部分頂部二期混凝土。上游壩坡部分頂部二期混凝土也可不用，作其它處理，如局部用聚合物混凝土等高強度材料處理，見圖14上游壩坡部分改進型式示意圖(二)中大樣乙所示。
這種改進型式下，楔形體和薄板之間，薄板和薄板之間，以及上游壩坡部分最下游一塊薄板和主體部分最上游一塊薄板之間，都不能用改進I中采用的那種特殊鉸。灌漿時可在垂直縫頂部采取措施，如暫時把薄板和前面楔形體或薄板頂部的楔形體相連接等，以減小灌漿側壓等帶來的不利影響。同樣，各垂直縫的灌漿時間應考慮混凝土在自重和預加應力荷載作用下的徐變影響。特別是楔形體在頂部預加應力荷載作用下，產生的徐變水平分量的影響也不能忽略。這種改進型式第二種鋼絲索垂直布置。
上游壩坡部分這種改進型式分期(吊裝)施工時，見前面第二種改進型式，只是分塊的形式應和這種型式下的不分期施工時分份的形式相同，且在鋼絲索張拉方面略有改變如下。柱狀分塊上面的鋼絲索張拉隨柱狀分塊分期(吊裝)分別進行。待施工完楔形體和薄板頂部楔形體混凝土澆筑之后(或吊裝之后)一段時間，用前面不分期施工時敘述的傾斜鋼絲索張拉相同的方法對傾斜鋼絲索進行張拉。
為了使這種型式中不能應用特殊的部位得到連接，可以把特殊鉸加以改造而仍然應用在這些部位。如改進VI圖41所示，可以不把鋼筋直接焊接到元件2上，而是用鉛垂的銷釘把元件2和鋼筋相連接。當采取適當措施，用力向上拔出銷釘后，該特殊鉸的連接即解除。在給楔形體或更大楔形體施加傾斜預加應力荷載時，可以解除該楔形體和其它部分用特殊鉸形成的連接。當然，這是在楔形體和其它部分滿足力學要求時進行的。也可以不用銷釘而采取其它在特殊鉸部位電動的方法來解除元件2和鋼筋的連接，使施工方便。
D、對預應力錨固重力壩的改進IV本文是繼對預應力錨固重力壩的改進I、II、III之后的改進IV，本改進以前面三種改進為基礎。本改進較前面三種改進在經濟方面可有顯著提高。本文敘述相對簡短，有關部分請參閱前面三種改進，不多重復。
a、對預應力錨固重力壩的改進IV綜述I壩體下游面曲線可以是任意形狀，而在本綜述中假定為直線。如圖16改進IV示意圖(一)所示，ON為拉應力區和壓應力區分界線，OM為垂直正應力正負分界線，它們一般均應為曲線，由實際設計確定。在圖中，OM和ON都畫成了實線。
壩體可帶有上游壩坡，上游壩坡部分改進見改進III。如果壩體帶有上游壩坡，則本改進只對改進III中所述主體部分進行改進。
同改進I、II、III，通過N點作鉛垂線，把壩體剖面分成兩部分，上游部分為直角梯形。再把直角梯形用若干鉛垂線分成若干部分。施工時，在每條鉛垂線的位置預留一條垂直縫，從而，把這一直角梯形部分分成若干薄板。下游部分在壓應力區內。
每一薄板的上游面和ON有一交點，通過此交點作水平線。稱此水平線在該薄板內的部分為第一類水平線。第一類水平線把薄板分成兩個部分，下半部分必須施加預加應力。
若干薄板上游面和OM有交點。通過這種交點作水平線，這種水平線在薄板內的部分稱為第二類水平線。在圖中的第一塊薄板上，兩條水平線重合。在同時具有兩類水平線的薄板上，第一類水平線在第二類水平線的上面。
在本改進中，對第二類水平線下面的一部分薄板，必須施加垂直預加應力，至少使得垂直正應力(疊加進預加應力之后的最終應力)不小于零。這部分薄板同時還可以施加水平預加應力。
對于第一類水平線和第二類水平線中間的一部分薄板，或沒有第二類水平線薄板的第一類水平線下面的一部分薄板，可以用垂直預加應力消除最小主拉應力，也可以用水平預加應力消除最小主拉應力，還可以同時運用水平預加應力和垂直預加應力來消除最小主拉應力。
(a)垂直預加應力垂直預加應力的施加方法及鋼絲索布置等等和改進I、II、III完全相同。
(b)水平預加應力同一薄板上不同部位的水平預加應力可以不相同。
(i)薄板下部和壩基接觸部位的水平預加應力當薄板很薄，給薄板施加水平預加應力，壩基約束不大時，可對薄板直接施加水平預加應力。
當薄板較厚，用上面方法施加水平預加應力基礎約束影響明顯時，可如下施工。先澆筑此薄板至壩基面以上一定高度，采取措施，使這一高度內的薄板底部和壩基面在壩寬方向不產生相互約束，如圖17所示，然后，施加水平預加應力。最后，對薄板底部和壩基面之間的縫隙用高強度材料灌漿處理。其次，再澆筑上面的薄板。此高度大小尚待確定。
(ii)不分期施工情況每一塊薄板均不分期施工。這種情況薄板之間可先后施工澆筑。如可先施工澆筑下游一塊薄板，施加完水平預加應力后，再施工澆筑較上游一塊相鄰的薄板，依次施工澆筑。也可不等下游一塊薄板完全施工澆筑完，先在下游薄板底部施加水平預加應力，之后，施工澆筑該薄板，隨著工期進度，逐漸向上施工澆筑等等。
薄板上設有第一種廊道時，廊道處的水平預加應力可如下施加。廊道的回填和垂直應力的產生在改進VI中已有介紹。這時，不需要在長度方向的面上施加模板，只需沿壩軸線方向將回填段的自應力混凝土分成若干塊即可。具體做法為，在廊道處沿薄板寬度方向用預加應力鋼筋施加一定的水平預加應力，選擇廊道的寬和高，通過自應力混凝土膨脹，可以同時得到所需要的水平預加應力和垂直預加應力，其它方面同改進VI。
薄板上設有第二種廊道時，可分別對兩廊道壁施加水平預加應力。
(iii)分期施工和吊裝施工情況這兩種施工方法很適宜水平預加應力施加，具有獨特的優點。
分期施工時，可隨分期同時施加水平預加應力。吊裝施工時，可在分塊預制時施加水平預加應力。
(iv)水平預應力鋼筋布置水平預應力鋼筋垂直于薄板平面在薄板平面內成行成列地密布布置。行列之間的距離越小，預應力分布越均勻。行列之間的距離尚待進一步明確。縮小這一距離應不受限制。
(v)錨具錨具為通常預應力結構中所用錨具。擬有以下兩種應用形式。
①薄板在錨具處有凹坑，施加完水平預加應力之后，把凹坑填平。
②錨具突出薄板平面作用于薄板平面上，和錨具相對的另一塊相鄰薄板平面上有凹坑。這種形式頗為理想，能增加兩薄板垂直縫的抗剪能力，降低對垂直縫灌漿材料強度的要求。根據重力壩應力特點，水平預加應力應在靠近壓應力區的拉應力區內施加，此處垂直縫上的剪應力較上游為大，故尤為適宜。
(vi)當壩體內拉應力區和壓力區分界線與壩體下游面接近，按原方法畫分薄板不方便時，最下游的一塊薄板下游的表面可為壩體下游面，在下游面上施加水平預加應力荷載。
(vii)在距壩基面以上一段適當高度，在中間垂直縫灌漿之后，兩塊或數塊薄板可同時施加水平預加應力，減少錨具用量。在需要較大水平預加應力的薄板上，可先施加一些水平預加應力，然后，再兩塊或數塊薄板一起施加水平預加應力。以獲得不同水平預加應力。
(viii)水平預加應力均采用后張法施加。鋼筋表面作好防銹處理。單塊薄板施加水平預加應力時，可在預應力鋼筋外面套上一層薄塑料軟管，直接澆筑在混凝土里面。塑料軟管作用是當施加水平預加應力時，預應力鋼筋可在混凝土里面自由伸縮。鋼筋張拉完畢后，在鋼筋兩端做好防水處理。當兩塊或數塊薄板一起施加水平預加應力時，應設水平預應力孔，且此孔在垂直縫處斷開，施加完水平預加應力后，對預應力孔灌漿處理。這樣，能確保薄板之間施加垂直預應力荷載時的獨立性。
(ix)在改進I、II、III中應用過一種特殊鉸，在這里，這種鉸連接相鄰薄板的兩端中的一端，應在施加完水平預應力之后再固定。
b、對預應力錨固重力壩的改進IV綜述II以對預應力錨固重力壩的改進IV綜述I為基礎，本節對預應力錨固重力壩作出了進一步的改進。設計時，對于這一改進也應設計成多種方案進行比較。
在前面的各改進中，都是實體壩體。而在改進I中，當第二種廊道不回填時，壩體內可有一些空間。但是，在本改進中，壩體內可有很大空間。這類似于混凝土空腹重力壩，而又具有一些獨特的特點。具體介紹如下。
如圖18改進IV示意圖(二)所示，該圖為壩體剖面圖，在綜述中假設壩體下游面為直線，而在實際設計中可為曲線。壩體上游面可以帶有上游壩坡，也可以鉛直。示意圖中上游面鋁直。若壩體上游面帶有壩坡，且上游壩坡部分需要預加應力，則上游壩坡部分改進同改進III，本改進只對主體部分進行。若上游壩坡部分不需預加應力，則本改進也同改進III，把壩體在施工時用垂直縫分成上游壩坡部分和主體部分，改進也在主體部分進行。
如圖18示意所示，用垂直縫把壩體分成上游部分和下游部分(也可以不分出下游部分)下游部分不需預加應力。而在上游部分中，有若干上通至壩體下游面的鉛垂薄板，稱為第一類薄板。在第一類薄板之間，或第一類薄板和壩體下游部分之間，自壩基面以上，還有一些矮鉛垂薄板，稱為第二類薄板。注意，第一類和第二類薄板的含義和改進V中的不同。在這兩類薄板中，若有的薄板符合應力要求，就不對其施加預加應力。在第二類薄板上方，不和第二類薄板連續，兩相鄰薄板(不分類別)之間還有一些水平的連接，或薄板和下游部分之間水平的連接稱為薄板連接子。兩塊薄板(不分類別)之間上下可有若干薄板連接子。在第一類薄板頂部，兩塊第一類薄板或第一類薄板和下游部分之間的連接，稱為第一類薄板(下游面)面板連接。第一類薄板、第二類薄板、下游部分上游面，和相連接的薄板連接子、第一類薄板面板連接的若干之間可圍成一些空間。因為這些空間的存在，在壩體運行期，可降低壩體揚壓力。
施工時，相鄰的第一類薄板之間、第一類薄板和第二類薄板之間、第二類薄板之間可采用以前改進用過的特殊鉸，這些薄板和相鄰的下游部分之間也可采用這種特殊鉸相連接，以適應風荷、灌漿側壓、薄板穩定的要求。在薄板(不分類別)某處，如待后施工的薄板連接子的地方、第一類薄板面板連接的地方或其它地方，在該處薄板(若現場澆筑)混凝土澆筑齡期到達一定時期，兩薄板之間可用垂直于薄板平面的連桿相連接，這些連桿可受拉、受壓，兩端鉸接到兩塊第一類薄板或第一類薄板和第二類薄板或薄板和下游部分相對的平面上，來代替上述特殊鉸的功用。用完后拆除或不拆除，吊裝施工時，也可作相似處理。
預加應力只在第一類薄板和第二類薄板上施加，可以是水平預加應力，也可以是垂直預加應力，還可以同時施加這兩種預加應力。也可以沿壩軸線方向施加或同時施加水平預加應力，見后文。因為薄板在某些地方兩個薄板面都和空間相接，所以，這些地方的水平預加應力在施工現場更易施加。因為這種鋼筋混凝土重力壩內部空間的存在，使得壩體自重減輕，當壩寬較大時，第一種鋼絲索上預加應力荷載較小，第二種鋼絲索上預加應力荷載就較大。而第二種預加應力荷載錨定在距壩基面不高的薄板(第一類或第二類)上，而不是錨定在壩頂，故鋼絲索用量得以減小。極限情況，第一種鋼絲索用量為零時，可只用第二種鋼絲索，這是比空腹重力壩優勝的地方，而空腹重力壩因為重量的減少使空腹大小受到限制。
壩體的薄板(除上游第一塊)和薄板連接子以及第一類薄板面板連接沿壩軸線方向可連續，也可時斷時續(不指壩體橫縫之類的連續與否。而第一類薄板不連續指它轉化成第二類薄板，第二類薄板不連續指它的高度沿這一方向參差不齊)，且斷開距離可大可小，由設計計算和要求意愿確定。當第一類薄板面板連接有多處斷開時，鋼筋混凝土重力壩為鏤空式的結構，當然，這只適用在非溢流段壩體。薄板連接子和第一類薄板面板連接應該在相關的第一類薄板或第二類薄板上施加完預加應力荷載后施工。當上游第一塊薄板后薄板連接子沿壩軸線方向斷開較多時，可對第一塊薄板同時施加沿壩軸線方向的水平預加應力。鋼絲索兩端錨固在該薄板在兩壩體橫縫中這一部分的兩端。當薄板和基礎約束較大時，可采取適當措施施加這種預加應力。當第一塊薄板前面有上游壩坡時，可同時(若需要)對于上游壩坡部分施加這種預加應力，最后，再把上游壩坡部分和第一塊薄板灌漿連接到一起。若需要，也可仿上對其它薄板施加這種預加應力。
壩體的薄板連接子起著應力傳遞的作用。可采用普通水工鋼筋混凝土結構。第一類薄板或第二類薄板澆筑到薄板連接子的部位，可埋設一些鋼筋并丟出鋼筋頭，把它們澆筑在薄板連接子里面。壩體的薄板連接子也可以采用預應力結構，當應力復雜時，可同時進行普通配筋。當壩體的薄板連接子采用預應力結構并預制時，在吊裝就位后可用灌漿的方法把兩端粘結到第一類薄板或第二類薄板或下游部分的平面上。和薄板連接子相對的第一類或第二類薄板的局部區域可進行普通配筋以滿足局部需要。
第一類薄板面板連接也起著應力傳遞的作用。當第一類薄板面連接較厚時，下部一層可采用普通鋼筋混凝土結構，上部采用混凝土結構，上部混凝土達到一定齡期后，可對第一類薄板面板連接兩端和第一類薄板形成的縫隙灌漿處理。同樣，下部一層也可采用預加應力結構，不多敘述。當第一類薄板面板連接下部一層采用普通水工鋼筋混凝土結構(或全部采用普通水工鋼筋混凝土結構)時，和它兩端相對的第一類薄板或下游部分的局部區域可進行普通配筋以滿足局部需要。
上述的壩體均有“壩底”，當壩寬增加時，可改善壩基應力，使壩體適用于較目前重力壩更差一些的巖石基礎。當基礎巖石情況較好時，則部分或全部第二類薄板也可以不用，相應的部位不再有“壩底”。
在上述的壩體中，當兩塊薄板之間上下有很多薄板連接子，以致于這些薄板連接子上下連接成一體且下面和對應的第二類薄板也相接時(顯然，這時沿壩軸線方向薄板連接子應有若干不連續的地方，否則，將為實體結構。而且，斷開可以很多，連續的地方沿該方向可以很薄)，稱連接后的這一部分為腹板。這是一種特殊情況，故在此給出。和薄板相似，可以給腹板施加垂直預加應力，具體方法不再詳述。當所需垂直預加應力沿壩寬方向變化較大時，可用垂直縫把腹板沿壩寬方向分割成若干混凝土柱施工，最后對垂直縫灌漿。還可以采取措施，給腹板施加沿壩寬方向的水平預加應力。當腹板連接的兩薄板為第一類薄板時，則對應的第一類薄板面板連接也可以和腹板形成一體，統稱為腹板。在兩塊相鄰的腹板之間，也可以同時設置薄板連接子。這些薄板連接子還可以同時和腹板相連接，視需要而定。該特殊情況還可和前述情況結合應用。
對抗凍要求較高的部位，如下游迎水的第一塊薄板的后面等，可做成與外界隔絕的封閉空間，使這些部位在空間內部，增加保溫性能。必要時，還可在此空間內隨時增加熱源以保持一定的溫度。
c、對預應力錨固重力壩的改進IV綜述III以對預應力錨固重力壩的改進IV綜述I、II為基礎，本節又給出了非實體鋼筋混凝土重力壩的另一新型式，下面以吊裝施工情況為例，加以說明。
如圖19改進IV示意圖(三)所示，結構除上游第一塊薄板和壩底外，其它部分近似于桿系結構。該圖是兩壩體橫縱中間的一段壩體剖面圖。
上游迎水的第一塊薄板鉛垂，稱為面板。和前面各種改進相同，可以給面板施加沿鉛垂方向、沿壩寬方向和沿壩軸線方向的各種預加應力。
鉛垂的各柱狀體稱為立柱，主要施加沿鉛垂方向的預加應力。鋼絲索錨固在壩基之中，和前面各改進中薄板相似，可以在立柱的不同高程上給它施加預加應力荷載，計算公式也相同。還可以同時再施加另外兩個方向的預加應力。立柱的吊裝和前面改進中分塊的吊裝相似，采取適當措施，以預應力孔當作吊裝孔，使立柱處于鉛垂方向吊裝和運輸即可。立柱應該上通至壩體下游面(該壩沒有下游面，溢流壩段的壩體采用這種壩型時，可以加上下游面面板)位置，主要承擔其它與之相連接的構件傳來的荷載，它的下面應直接作用在壩基面上。立柱的截面面積可以上下不相等，圖中的截面面積上下都相等。
沿壩寬方向的梁稱為橫梁，沿壩軸線方向的梁稱為縱梁，沿壩體下游輪廊方向的梁稱為斜梁。
立柱和各種梁相交的地方稱為節點。各構件長度即該構件兩節點之間的距離。斜梁兩端應適合所在位置的形狀。圖19中所示壩體各節點至少有三種構件相交。各種梁根據所在位置受力情況，可分別采取預應力結構、鋼筋混凝土結構或素混凝土結構。各種梁在兩端丟出鋼筋頭，吊裝就位后，在節點處，把各種構件的鋼筋頭澆筑在一起。橫梁和面板相交的地方可仿前面改進中的薄板連接子的方式相連接。
除立柱外的其它壩基面上，可以澆筑一層混凝土，稱為底板。在底板上面施加垂直方向的預加應力荷載，增加壩體的抗滑穩定性。因為這種壩型的壩體寬度可以很大，故底板可以只在部分壩基面上，而另一部分壩基面上沒有底板。
這種壩體基本沒有壩體揚壓力，也沒有薄板之間的灌漿工序。各構件分工受力明確，各構件應以細而密為設計原則，但是，過分的細和密又會使結構過于復雜。
施工時，應該兩壩體橫縫之間的壩段整體一起施工。即把各立柱吊裝到同一高程，然后安裝上這一高程上的各種梁(斜梁除外)，澆筑各節點。等節點澆筑到達一定時期(可用快硬水泥等材料，以縮短工期)，各立柱在這一高程的頂端就有了一些聯系(這種聯系使得立柱在施加預加應力荷載時等于給整個立柱在中間增加了許多鉸與其它部分連接了起來。所以，在施工設計過程中，使立柱可簡化成許多兩端有一定支撐方式的壓桿穩定問題)。然后，再給各立柱施加鉛垂方向的預加應力荷載。最后，等待各高程上各種構件都吊裝完畢后，再吊裝斜梁。
因為在給立柱施加垂直方向預加應力荷載時，有橫梁和縱梁的聯系，所以，立柱之間會有一定影響，橫梁和縱梁也會受到一定的影響。為了避免這些影響和準確把握預加應力，可以把改進I中應用的特殊鉸安置在各梁(橫梁和縱梁)的中間(若該梁為預應力結構，可給該梁的兩個半梁分別在吊裝前施加預加應力)，把兩個半梁的另外兩個方向暫時施加一些約束，待給立柱施加預加應力荷載時，再解除這些約束，給立柱施加完預加應力之后，再把兩個半梁用高強度材料粘接起來。
如果壩體有抗凍要求，則在面板之后可以再增加一塊薄板，該薄板和面板相距一定距離，在面板后做成封閉空間，封閉空間內可隨時增加熱源以維持封閉空間內的溫度。該薄板和面板之間的連接方式同改進IV綜述II。
縱梁結構應滿足沿壩軸線方向的穩定，這也是改進IV綜述II中薄板過渡到本綜述中各立柱的關鍵。縱梁使用得當時，可使本結構和薄板在這方面的功能接近。而材料用量大幅度減少。因此，縱梁結構和布置得當時，壩體仍有加固河流岸坡的作用，為增加這一作用，縱梁截面可設計成工字梁，增加梁的高度，施工過程和上述可略有不同。
當該壩型用于溢流壩段時，上面可有下游面面板，不再應用斜梁，由于泄流時會產生振動，結構應能滿足這方面的要求，下游面板可現場施工澆筑，也可分成若干部分預制。
斜梁軸線可以設計成曲線形狀，而在此綜述中為直線，下游面面板也可以設計成曲面。
這種壩型還可采用其它方法施工，或用不分期施工、分期施工、吊裝施工并用的混合施工方法。
E、對預應力錨固重力壩的改進V若干提高改進I、II、III、IV效果的措施a、改進I和改進II的結合改進I和改進II比較而言，各有優劣。改進I施工進度快，施工復雜，預應力損失小。而改進II分期施工情況恰恰相反，吊裝施工情況中施工進度得以改善，甚至較改進I為快。此外，兩種改進還各有其他一些特點。
改進I和改進II可以在同一壩體的不同薄板上同時應用，也可以在同一薄板上同時應用。并且，它們同時應用的部位也是任意的。
例如，壩體中為滿足施工期或運行期的某些需要，需要在一些部位設置一些廊道。當壩體按改進II施工的時候，可在設置廊道部位的薄板上，在廊道內設置鋼絲索。鋼絲索在薄板施工過程中進行張拉，或多次進行張拉。從而，節約了鋼絲索因某些預應力損失而增加的截面面積。
再如，采用改進I施工的壩體第一塊薄板上，必須采用代替廊道的裝置而不設置廊道，若設廊道，一般應設置第一種廊道，再用自應力混凝土回填。如果在第一快薄板上改用改進II施工，則使得施工過程變得簡單。在靠近壩體下游時，不宜設置廊道的地方，除用代替廊道的裝置代替廊道，或采用第一種廊道最后回填以外，也可采用改進II進行施工。
各種預應力損失，顯然，是分塊頂部高程的函數。因此，對于實際問題，當計算出這些預應力損失以后，可針對那些預應力損失和鋼絲索長度乘積較大的分塊，改用改進I進行施工，以減小預應力損失節約鋼材。
總之，改進I和改進II的結合問題，也應設計出多種方案，多方面進行比較，從中選出一個滿意的方案。不多敘述。
b、不計入預加應力時，壩體中拉應力區內應力分布的簡化和分類。不計入預加應力荷載，假設壩體中各分份(塊)很小，以至它們邊緣上的應力可以近似的認為按直線變化。各分份(塊)內部的應力分布按邊緣上應力沿x軸方向按直線插值計算。如圖20、21所示，圖中ABDC為某一分份(塊)，由假定，只要A、B、C、D四點上的應力分量確定以后，則此分份(塊)邊緣及內部應力分布就完全確定了。以后稱A、B、C、D為這一分份(塊)的四個頂點。
第一種廊道中回填自應力混凝土以后，預加應力σy′分布在整個廊道斷面都相等，計算時，也近似按進一步改進后預加應力變換規律計算。最后取這一變化規律在廊道斷面內的最大值，加上自重在廊道處產生的應力作為自應力混凝土應產生的預加應力數值。第二種廊道計算時，和改進1設計計算約定相同。
圖20、21給出了兩種垂直正應力σy的分布。在圖20中，A、B、C、D四個頂點上的應力分別為σyA、σyB、σyC、σyD，它們滿足如下規律σyA≤σyB，σyC-σyA＝σyD-σyB≤0。
令σyA＝-α，σyB＝-b，σyC-σyA＝σyD-σyB＝-C，則上述關系可簡單表示成a≥b，c≥0。如無限楔形體只在自重和齊頂水壓力的作用下，σy分布即按此規律變化。
在圖21中，分份(塊)四個頂點A、B、C、D上的應力σyA、σyB、σyc、σyD滿足如下規律σyA≤σyB，σyC-σyA＜σyD-σyB≤0。
令σyA＝-α，σyB＝-b，σyC-σyA＝-C，σyD-σyB＝-d，αAB、αCD分別為邊緣AB、CD上應力分布直線和x軸的幾何夾角，以圖示方向為正，則上述規律可簡單表示成d≥0，a≥b，c＞d αCD＞αAB，d≥0，a≥b。
如無限楔形體只在自重和齊頂水壓力作用下，再疊加入壩體揚壓力，一般按此規律變化。
現在，對薄板進行分類(和改進IV中綜合II薄板分類含義不同)。根據薄板上各分份(塊)中頂點σy的分布情況，分為三類。
(a)第一類薄板上各分份(塊)上σy的應力分布按圖20所示規律變化，或基本上按此規律變化。
(b)第二類薄板上各分份(塊)上σy的應力分布按圖21所示規律變化，或基本上按此規律變化。
(c)第三類前兩類以外的其它薄板屬于此類。不對第三類薄板作進一步改進。
c、進一步改進為使薄板在不增加分份(塊)數量的前提下，第一種鋼絲索用量更接近理想極限情況的數量，本文作了進一步改進，分三個方面，介紹如下。
(a)第一類薄板進一步改進情況如圖22進一步改進示意圖(一)所示，為分期施工情況或吊裝施工情況第一類薄板進一步改進示意圖。不分期施工時，情況類似。
鋼絲索分為兩種，第一種布置形式和改進I、改進II相同，沿薄板中心線布置，或者關于中心線對稱布置。當對稱布置時，預加應力荷載也對稱施加，圖中只畫出了這種鋼絲索沿薄板中心線布置時的情況。第二種向上游方向偏離薄板中心線布置，偏離的距離為薄板厚度的 ，稱這種鋼絲索為偏心鋼絲索。偏心鋼絲索上預加應力荷載并非在每一分份(塊)上都施加，而是在最上面的一個分份(塊)上施加，有必要時，也可在薄板各分份(塊)中的少數幾個分份(塊)上施加。
(b)第二類薄板進一步改進情況和第一類薄板進一步改進相同，只是偏心鋼絲索在每一分份(塊)上面都施加預應力荷載，有必要時，也可在薄板各分份(塊)中的若干分份(塊)上面施加。因此，這兩類薄板上只是偏心鋼絲索施加的預應力荷載集中力個數多少的不同，而沒有本質上的差別。計算預加應力荷載時，也以統一的方法、公式進行計算。但是，這兩類薄板還必須滿足一定條件，才能使進一步改進較前面改進有利，見后文。
(c)薄板頂部分份(塊)的進一步改進圖23、24所示，為薄板頂部分份(塊)的進一步改進示意圖。拉壓應力區分界線與薄板上游面和下游面各有一交點，沿每一交點作水平線，進一步改進即在兩水平線中間薄板的這一部分上進行。進一步改進分為兩種情況，即不分期施工和分期(吊裝)施工情況。
(i)不分期施工情況，如圖23所示。進一步改進不分期施工時，不適用于進一步改進部位設置有廊道時的情況，只用于埋設代替廊道的裝置。進一步改進是把兩水平線中間的薄板這一部分用垂直縫(垂直縫也在這一范圍內)把它分成若干關于原薄板中心線對稱或不對稱的更薄的薄板。每一塊這樣的更薄的薄板的上游面和拉應力區和壓應力區分界線有一交點，通過這一交點作水平線，把這一更薄的薄板分成上下兩個部分。從每塊更薄的薄板的下半部分的頂部開始，向下每隔相等或不相等的距離，把它分成若干分份。每一分份頂部作用一預加應力荷載。鋼絲索(只限這一部分，其它部分同改進I。也可把其它部分中的鋼絲索和這一部分合并)沿各更薄薄板中心線布置。在每一分份的頂部埋設代替廊道的裝置。
這部分各更薄薄板上鋼絲索最好能同時張拉，以減小因頂部連接，各更薄薄板之間的相互作用。計算時，近似認為不存在這種相互作用。在靠近上游面的前幾塊薄板中，因為薄板不需要施加預加應力的上半部份較短，故更薄薄板的垂直縫上面可通到壩體下游面，這些更薄薄板之間也可以用改進I中應用的那種特殊鉸相互連接。還可以在各分份上面再增加一個分份，以消除因進一步改進在壓應力區局部引起的拉應力。
這部分的垂直縫應采取措施，和原薄板垂直縫相連接，使能和原垂直縫同時灌漿。如果這種垂直縫上面通到壩體下游面，也可單獨灌漿。
這種進一步改進給原薄板施加了若干偏心集中力，由前面兩類薄板的進一步改進可知，這種偏心集中力有時是有利的，應結合前面進一步改進一同考慮。
(ii)分期(吊裝)施工情況 如圖24所示情況。分期施工情況或吊裝施工情況都和不分期施工情況類似。在不分期施工情況埋設各代替廊道裝置的地方，用水平施工縫把更薄薄板分成若干分塊。鋼絲索布置也相同，隨各施工分塊分期混凝土澆筑或吊裝安裝，對各施工分塊施加預加應力荷載。此外，還有一些不需要施加預加應力的分期施工塊，見圖24。顯然，這種施工方法沒有各更薄薄板之間的相互作用，具有獨特優點。其它方面不多敘述。
(d)第一類和第二類薄板進一步改進的條件第一類薄板和第二類薄板的進一步改進，須在σ'yC-σ'yD>12(σyD-σyC)]]>時進行為宜，否則，較前面的改進并不經濟，其中σ'yC=τC2/σxc-σyC,]]>σ'yD=τD2/σxD-σyD,]]>σxc、σyc、τc、σxD、σyD、τD的意義如圖20、21所示。
d、進一步改進的計算進一步改進預加應力荷載的計算，本文均未計入預應力損失，實際計算時應加入。
(a)第一類、第二類薄板上預加應力荷載的計算圖25為預加應力荷載計算圖。
Q1、Q2……Qv為偏心鋼絲索給薄板施加的集中力。其它標記意義見改進I、II設計中的圖42，v≤n。由前面敘述，各Qi，i＝1，2，…，v和薄板中心線的距離為 lk則有 i＝2，3，……，v。
C點在偏心力Q1、Q2，……，Qi作用下，產生應力分量σxc″、σyc″、τxyc″為 Pk(r+g-1)(s＝1，2，…，n+1-r)的計算可疊加進Qi的影響后由改進I、II的設計計算中(4)式得到。
(b)薄板頂部分份(塊)進一步改進的計算這部分的計算和改進I、II的設計計算相同。
e、減小鋼絲索在壩基中的錨固深度這項減小鋼絲索在壩基中錨固深度的措施，可視為基礎的預應力加固。文中還給出了鋼絲索在壩基中錨固深度的一種近似計算方法。
當壩體需要適量的抗滑穩定的第二種鋼絲索時，則這些鋼絲索可適當沿壩寬方向向下游布置，一般情況下，鋼絲索在壩體上游下面的壩基中錨固較多。
假設壩體鋼絲索在壩基中錨固深度較淺，如圖26所示，以致基巖應力不能滿足強度要求。再假設，這時壩體在水壓力作用下，沿A-A截面(不論A-A截面是否為軟弱夾層)滑動失穩，且A-A截面為平面。
設A-A面和壩基面夾角為α。首先，當α大于某一角度α0時(α0可能和沿A-A面上的揚壓力和其它因素有關)，則因為自鎖現象，將不會發生滑動失穩。因此，α必須小于某一角度α0時，才會發生滑動失穩的現象。
其次，因為鋼絲索的錨固作用，A-A截面將不能通過所有壩基中錨固的鋼絲索。而又因為巖體自重的作用，A-A截面應盡可能地在淺處(除A-A截為軟弱夾層情況)。
下面作定量計算，假設沿A-A截面巖石間的抗剪斷磨擦系數為f′，壩基和壩體一起滑動的部分為BCD，K′為按抗剪斷強計算的抗滑穩定安全系數，c′為A-A截面上巖石的抗剪斷凝聚力，A為CD的截面面積，應計入作用于BC截面上的力水壓力(揚壓力)和巖石的抗拉抗剪能力，應計入通過A-A截面和BC截面鋼絲索上預加應力荷載的錨固作用，應計入CD上揚壓力的作用，應計入BD上上游水壓力和下游水壓力的作用，還應計入巖體BCD的自重。假設作用在壩體和基巖BCD上所有力的(這時，把壩體和巖體BCD看作整體，兩者之間的作用力對外不顯示各種作用) 沿A-A截面法向和切向的分量為∑W和∑P，則按混凝土重力壩設計規范，應有K'=f'·ΣW+c'·AΣP---(3)]]>應用(3)式，可檢驗壩基中任何截面上，任意劃定的塊體BCD連同壩體一起的抗滑穩定性。計算時，BC可以是直線，折線或曲線。
為了有效地減小鋼絲索在壩基中的錨固深度，從而節省鋼絲索用量，本文給出了一項新措施。
如圖27所示，無論在壩基中是否存在軟弱夾層，均在壩趾后或距壩趾一定距離用一排或若干排鋼絲索加固壩基，示意圖中畫出了三排鋼絲索。通過(3)式的計算，可近似地確定各鋼絲索的錨固深度。在圖27中，(3)式中的BC為折線BB′C，和壩體沿A-A截面一起滑動的壩基塊體為BB′CD。也可以通過對壩基應力的計算，來確定鋼絲索的錨固深度。
壩趾后，用于加固壩基的鋼絲索排數、預加應力荷載及在壩基中的錨固深度應和壩體鋼絲索的分布、在壩基中的錨固深度及預加應力荷載大小統一考慮，設計成多種方案進行比較，從中選出一個最經濟的方案。
通過基礎應力計算，當鋼絲索較短，壩體連同部分錨固的壩基有繞壩趾傾覆的危險時，可同時或者單獨加固壩踵前的壩基，方法和設計同上，如圖28所示。
f、壩踵前基礎的水壓力加固如圖29所示，可利用強大的庫水壓力對壩踵前基礎進行加固。
當壩體連同部分錨固的壩基有繞壩趾傾覆的危險時，除了用上述預加應力加固壩踵前基礎以外，還可借助庫水壓力加固。圖29為兩種措施聯合應用情況，以縮短壩體中鋼絲索在基礎中的錨固深度。
這種措施即在壩踵前基礎上澆筑一層混凝土防滲板，此防滲板上還可做一些防滲處理措施。防滲板和壩體之間設有止水。帷幕灌漿設在混凝土防滲板上游端底部，灌漿時采取措施，保持灌漿壓力。在帷幕灌漿和固結灌漿以后，這部分壩基還可同時進行預加應力加固。這部分壩基中還需設置一些細部結構構造。
顯然，在加固壩基的同時，該措施還增加了壩基中的滲流路線長度，減小了水力坡降。也降低了壩底揚壓力。
g、提高壩體抗滑穩定性的一項措施該措施尚具有壩踵前基礎的水壓力加固作用。該措施尚可用于重力壩。為敘述方便，假設基礎水平，如圖30所示。
和上述壩踵前基礎的水壓力加固相同，只是在混凝土防滲板里面和壩體下面，配置了水平鋼筋，使混凝土防滲板和壩體成為了整體。也可把水平鋼筋直接換成水平鋼板，提高了防滲和止水性能。鋼板的厚度可以漸變，以適應內部拉力大小。還可在鋼板上焊接一些鋼筋，以使鋼板和混凝土更好地結合，同時，還可滿足其它一些結構要求。所配置的鋼筋和鋼板應做一些防水處理。混凝土防滲板也可以做成預應力構件預制，施工時粘接到為其施工的壩基找平層上。
同時，還應再配置一些其它鋼筋，以滿足結構要求。該措施也可以再結合基礎的預應力加固來加固壩踵前基礎。
混凝土防滲板上的水壓力，可增加壩體的抗滑穩定性。
當基礎有傾斜的角度時，上述的水平鋼筋和水平鋼板也應傾斜同樣角度。壩體基礎和壩踵前混凝土防滲板下面的基礎在地基上面形成的角度應不小于180°為宜。
h、減小重力壩壩體揚壓力的一項新措施水電工程拉技人員均知，混凝土重力壩揚壓力分為壩體揚壓力和壩底揚壓力兩種。在重力壩剖面設計中，前者對壩體應力影響較大，后者對壩體抗滑穩定性影響較大。為了減小揚壓力，從而減小壩剖面以節省工程量，在重力壩的設計中，曾經采取過很多有效措施。筆者今天提出一項減小重力壩揚壓力的新措施，試圖把壩體揚壓力再進一步降低。
當壩體基礎巖石較好，壩體抗滑穩定設計中滑動面磨擦系數較大，或者壩底揚壓力被削減得較小等，以致于壩剖面大小主要由壩體應力控制時，這時可以采取本措施。
本措施為(a)結合(或者少用)現有的壩體排水等措施，在壩體上游面上噴涂一層防水材料或粘結(粘結處要切實密不透水)一層防水材料，在壩體上游面上堵塞混凝土孔隙，有效地阻止庫水向壩體中的滲流，達到減小壩體揚壓力的作用。(b)為阻止壩基中有壓水向壩體底部上游面附近滲透，形成壩體揚壓力，在壩體澆筑以前，還要在處理好的壩踵處沿壩寬方向的一段壩基面上(可以先澆筑一層混凝土找平)噴涂防水材料。同時，在這段壩基面后設置抽水排水。抽水排水是降低壩底揚壓力的已有措施，在這里起雙重作用。這段壩基沿壩寬方向的長度應經過計算，使得采取措施后壩體的底部強度滿足要求。這段壩基后的下游壩基面不用采取措施，因其所形成的壩體揚壓力很小，再根據重力壩應力大小分布規律，一般在這些部位不對壩體強度構成威脅。
措施中所用材料應選擇粘結力強而又耐老化的防水材料，如無特別情況，一次噴涂(粘結)后不需要以后修補。這些材料的抗滲性能和施工方法、質量是措施效果的關鍵所在，因此，材料的抗滲性應較強，施工方法要得利，施工質量應有所保障。這些防水材料還應有一定的強度、耐腐蝕，最好有與混凝土相當的膨脹系數。
該措施在實際應用以前，尚需做大量的研究和材料試驗，如可靠性分析研究和防水材料的安全保證率等。應用時進行經濟比較。應用后觀測實效，得到實測資料。
采取這種措施以后，因為在壩體上游面附近壩體揚壓力已很小，故重力壩中的排水管、廊道等均應更靠近上游面設置，可進一步降低揚壓力。因為在壩體上游面上已有效地阻止了庫水向壩體中的滲流，故這種做法不會發生滲透坡降過大現象。擴大這些結構構造在重力壩中可設置的位置本身，也不無意義。
采取這種措施以后，可降低對上游面處混凝土抗滲性的要求。還可以縮小壩體剖面。這是因為混凝土重力壩設計規范中規定壩體上游面最小主應力σ，庫水容重γ及壩面計算點的靜水頭H必須滿足下式要求σ≥αγH (1)其中α＝0.25～0.40，壩體上游面有可靠的防滲混凝土和排水時，此系數α可采用較小數值。當采用本措施后，上式中的系數α取值范圍應更加放寬，取值應更小，從而，達到減小壩剖面，節省混凝土的目的。
例如，一個壩底水平，上游面鉛直，頂角為θ，容重為ρ的三角形剖面壩體，由彈性力學解答，它的上游面處最小主應力σ為σ＝(ρ-γctg2θ)H(2)這里的荷載只考慮了齊頂水壓力和混凝土自重。計算點水平截面以上壩體剖面面積S為S=12H2tgθ---(3)]]>由(1)、(2)兩式得到tgθ≥1/ρ/γ-α]]>代入(3)式，得到S≥12H2/ρ/γ-α---(4)]]>取上式中等號，表中給出了α由α1減小到α2，ρ/γ＝2.4時，面積S減小的百分數，這也是工程減小的百分數。
再例如如圖31、圖32所示，取上例中H＝100m，下游壩坡由0.7減少到0.665時，壩剖面面積減少了5％，沿壩軸線方向取1m壩體計算，如圖所示。假設各材料單價為100#混凝土120元/m3，150#混凝土132元/m3200#混凝土150元/m3環氧樹脂25元/kg采取措施前壩體各材料用量為100#混凝土2557.6m3，150#混凝土225m3200#混凝土717.4m3假設噴涂環氧樹脂作為防水材料，用量為150kg，在壩體上游面處，降低了混凝土抗滲性要求，其它各材料用量為100#混凝土2631.3m3，200#混凝土693.7m3所以，采取措施前后各材料總價分別為444222元、423561元。可節省材料價4.7％可見，采取這項措施后，經濟價值是顯著的。
F對預應力錨固重力壩的改進VI改進I中若干施工措施及元件裝置a、第一種廊道的回填回填方式擬有兩種，如圖34、圖36第一種廊道回填示意圖和圖35、圖37第一種廊道另一種回填方式示意圖所示。廊道不同，自應力混凝土所產生的預加應力大小一般也不相同，由設計確定。僅以鋼絲索沿薄板中心線布置成1條的情況加以說明。
本文把回填部分自應力混凝土分成了若干塊。還應合理選擇圖示每塊自應力混凝土的長和寬。本文中沒有給出沿廊道軸向每塊自應力混凝土的長度計算，也沒有給出每塊自應力混凝土在長度和寬度這兩個方向上的應力計算。如果需要，還可以在這兩個方向上增加一些限制，特別是靠近洞頂和洞底兩處。限制的形式是，在需要的地方，沿兩個方向水平放置(澆筑在自應力混凝土里面)一些預制的預壓應力(聚合物)混凝土短柱。短柱采用后張法，鋼筋和錨固的兩端容易作防水處理。
示意圖中所示模板均不拆除，永久留在壩內，故應有一定的抗拉強度，如采用聚合物混凝土材料等。模板均為平板，連接處用拉簧連接(圖中未畫出)。連接后的模板要既能規范混凝土，又不能阻止自應力混凝土在每一塊長度和寬度兩個方向上的膨脹。膨脹后所形成的圖中所示縫隙，應以縫隙盡可能地窄小，而又確實存在，便于以后灌漿處理為度。這個縫隙在自應力混凝土的硬化過程中，注以加壓水以養護自應力混凝土。在整個自應力混凝土的養護過程中，應控制加壓水的溫度，以適應不同養護階段的需要，同時，養護段的廊道在養護和灌漿時兩頭封堵好。在縫隙中應布置好灌漿系統，沿廊道方向從里到外有順序地對縫隙進行灌漿處理，不多敘述。灌漿材料也應具有一定的抗拉強度，如采用環氧材料等。如果第一種回填方式中，回填的自應力混凝土膨脹對洞壁側壓過大，可在洞壁和自應力混凝土之間增加一塊模板，形成縫隙。這個縫隙和原縫隙連通，以便以后灌漿處理，在第一種回填方式中，還應該諧調沿壩軸線方向模板的寬度，在若干或全部模板寬度上的一定位置上下形成凹槽或波紋，使鋼絲索在凹槽中穿過。在每塊自應力混凝土鉛垂的四個棱柱面上，每個面最多使用一塊模板。鋼絲索和自應力混凝土之間應采取措施，不澆筑在一起，同時，預留的預應力孔在廊道處應上下貫通，以利最后灌漿處理等。
這樣，自應力混凝土由于受到洞頂和洞底的經束，而在鉛直方向產生垂直正應力(剪應力為零)，它的大小就是設計計算時薄板在該處所需的預加應力數值，然后，再加上該處以上薄板自重應產生的應力數值。
本文第一次提出把自應力混凝土用于重力壩廊道回填，應用前應做大量的實驗和研究。
b、代替廊道的裝置先以鋼絲索布置形式(iii)中的情況為例，介紹這種裝置和它的使用方法，意在說明不設置廊道的可能性和提供設計這種裝置的一條思路。實際設計時，應對本裝置做進一步的改進和完善，或用更好的代替。圖33、38為本裝置示意圖，稱它為代替廊道的裝置。圖中不詳盡之處，用文字說明。
元件2由兩半部分組成，它由附著其旁或安置在內部的微小電動機、齒輪、齒條等(圖中未畫出)實現兩種狀態，即分開或閉合，剖面圖中的元件2為閉合狀態，圖38為元件2俯視圖，是元件2分開狀態。元件2在元件1和底板8所形成的長方體空間內活動。一般在長方體底部為分開狀態，允許元件3上下通過，閉合狀態時，卡入元件3的槽中，這時，元件3通過元件1，在連接元件3的上部鋼絲索(或鋼絲繩等)作用下，給下面的鋼絲索施加預加應力荷載。應注意薄板頂部千斤頂等給連接元件3的鋼絲索施加的集中力，減去這兩條鋼絲索的摩擦力，才是鋼絲索得到的預加應力荷載。為減小元件2實現兩種狀態時，和底板8產生的摩擦力，元件2下面所對的底板8上設有滾珠(未畫出)。
元件1上下和鋼絲索相連，施加預加應力荷載時，可做微小上下移動。
元件3上下為錐形，中間圓柱部分開槽。上面和施加預加應力荷載用的鋼絲索相連接。停止的位置可由裝置控制(未畫出)。如果可能把元件2和元件3的功能集中到元件3上，則每個裝置中可不設元件2。
元件4、5、6為楔形墊塊，后面各有壓簧7，元件1向上移動時，元件4、5、6在各元件7的推動下，在限定的路線內(未畫出)向前移動，從而，把元件1墊起。楔形墊塊數量可多少不同，以適應不同部位的鋼絲索拉長。元件7應隨各自所要推動的墊塊可向上移動。
元件9為壓簧，本裝置未張拉鋼絲索時，通過元件9的彈力固定元件1、4、5、6的初始位置不改變。在鋼絲索布置形式(i)(ii)中，施加預加應力荷載時，應計入元件9的彈力。在鋼絲索布置形式(iii)中，下面的裝置張拉鋼絲索時，還應另外采取措施，給這些裝置所在薄板的最上面一個裝置中的元件1施加一個向上的力，以克服張拉裝置以上的各裝置中元件9的彈力(一般各不相同)，使上面的鋼絲索隨下面鋼絲索被拉長而順利上升，施加預加應力荷載時，應計入自張拉的裝置起以下的各裝置中元件9的彈力影響。
元件10為柱形滾珠，11為塑料管(也可不用)，12為外殼。
在另外兩種鋼絲索布置形式中，第(i)種形式的鋼絲索采用這種裝置時，裝置的元件1上面不連接鋼絲索，其它方面相同。第(ii)種形式的鋼絲索采用這種裝置時，除裝置的元件1上面不連接鋼絲索之外，此裝置中還應預留孔道，使其它不在此處張拉的鋼絲索從孔道中穿過。
c、代替混凝土預制塊的裝置如圖39代替混凝土預制塊的裝置圖所示。該裝置由元件2、元件3、元件4所組成。元件2、3的結構和作用和圖33、圖38中元件2、3的結構和作用相同，參閱前文敘述。唯元件2吊在元件4頂部。為減小元件2、元件4接觸部分在元件2實現兩種狀態時產生的摩擦力，在元件2所吊處的接觸部位設有滾珠。元件3上部和鋼絲索相連接。通過此鋼絲索把集中力加在薄板頂部，相當于混凝土預制塊的壓重作用。這個集中力的大小也能調整，待回填完所有該薄板上欲回填廊道之后，把元件3連同上部的鋼絲索抽走，對本裝置系統注以灌注性混凝土。
d、一種特殊鉸和它的應用本文給出了一種鉸，它的實物結構示意圖如圖41所示。元件1上面焊有鋼筋，圖中把鋼筋都畫成了棱柱形狀，它的主要部分為長方體。元件2為空芯長方體，上面也焊有鋼筋。
圖41中標注的尺寸有如下關系a＜c，b＜d，f＜e裝配時，把元件1按圖示方向插入元件2中(元件1上的上面鋼筋最后焊接)，和圖中y軸垂直的元件1的兩個平面和元件2內部的兩個平面之間分別形成兩個縫隙，把兩個縫隙中分別各裝入一排圓形滾珠，使兩元件之間基本上不能有沿y軸方向的相對移動。由上面尺寸關系，兩元件可有沿x軸和z軸方向的相對移動，確定各尺寸大小，可限制這兩個方向上相對移動可能的最大限度。元件1和元件2的初始相對位置由這種鉸的橡皮外殼確定。這種鉸應用后，橡皮外殼不足以阻止兩元件的相對移動。
應用時，這種鉸的x軸方向沿壩軸線的水平方向，y軸方向垂直于薄板平面，z軸方向沿鉛垂方向。沿這三個方向，混凝土澆筑時，把這種鉸一端的鋼筋澆筑在兩塊相鄰薄板中的一塊之中，并且，使這種鉸主體兩個元件在兩塊薄板形成的垂直縫上。在另一塊薄板的相應位置，預留一水平孔洞，把這種鉸另一端的鋼筋置于此孔洞之中。待垂直縫形成之后，采取措施，把孔洞中鋼筋錨固在孔洞之中。從而，這兩塊薄板在這點上有了一個連接。
6、發明與現有技術相比具有的優點——分析論證，及實現發明的最好方式——設計計算方法。
在改進I、II的設計計算雛形中，給出了改進后結構的全新設計計算方法。改進I、II的分析論證中，應用彈性力學解答，分析了結構在自重和齊項水壓力作用下的受力特點、結構的合理性等。并且，得出了一些重要結論，有的結論對于實際設計有直接參考價值。
在改進III的設計計算雛形I、II中，給出了上游壩坡部分若干改進型式的設計計算方法及分式。最后，給出了帶有上游壩坡型式壩體的整體設計計算方法。
在改進IV的分析論證和設計計算中，分析了改進的合理性及改進后結構的一特點，也給出了設計計算方法。
A改進I、II的設計計算雛形文中給出了改進I和改進II中結構設計計算的全新方法，以供參考，如實際應用，尚需完備。但是，文中沒有給出各種預應力損失的計算，所指預加應力荷載也不包括這一部分。
a改進I中第一種鋼絲索上預加應力荷載的計算本文中的坐標系，均采用如圖40所示坐標系。該坐標系和混凝土重力壩設計規范中材料力學方法中坐標系不同。若采用材料力學方法，計算后應轉換到本文坐標系之中。
(a)壩體自重引起的壩體應力分布當壩體下游面為曲線時，混凝土自重引起的壩體應力分布和改進前不同，應特別計算。如圖40所示，假設壩體下游面曲線可用函數表達式的形式給出，為y＝f(x)，其中0≤x≤B，B為壩寬。設本改進把圖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線橫坐標為B1，混凝土容重為ρ。則在上游部分，即0≤x≤B1時，在不設置第二種廊道的情況下，自重引起的壩體應力分布σhx、σhy、τhxy為σhx＝τhxy＝0σhy＝ρ[y-f(x)] 0≤x≤B1(1)設有第二種廊道時，見后文計算。在下游部分，即當B1≤x≤B時，自重引起的應力分布按混凝土重力壩設計規范中規定的方法，在上游部分和下游部分獨立分割開的條件下，進行計算。在各垂直縫中，自重不引起各種應力。當薄板厚度較大時，應對(1)式修正。
(b)不計入預加應力時，壩內應力分布σx、σy、τxy的計算及拉應力區和壓應力區分界線ON的確定。
(i)不設置第二種廊道的情況假設第一種廊道用自應力混凝土回填后，除預加應力荷載之外，在其它荷載作用下，能夠和壩體一道產生、傳遞各種應力，交接處也沒有強度問題。因此，在計算σx、σy、τxy時，不必考慮有廊道的存在。如果回填的自應力混凝土和壩體混凝土的容重不同，則就在廊道處加減一個集中力，而此集中力應在計算預加應力荷載時處理，此時不予考慮。
如果用代替廊道的裝置代替了廊道，設計時應把該裝置的重量折算成混凝土一定體積的重量。在計算σx、σy、τxy時，忽略裝置帶來的局部影響，而不考慮裝置的存在，裝置所占體積和折算體積差額體積混凝土的重量，也在計算預加應力荷載時處理，此時不予考慮。
假定壩體下游面曲線(包括直線情況)，不計入預加應力荷載。首先，根據混凝土重力壩設計規范中規定的荷載組合、計算方法，不計入自重荷載，計算出壩體應力分布。然后，在(1)式中令B1＝B，把自重荷載引起的應力分布和這個應力分布疊加，再計算壩體中有關點的最小主應力，最小主應力為零的各點連線即拉應力區和壓應力區的分界線ON。從而，計算出了ON和拉應力區內應方分布σx、σy、τxy。同時，也求出了B1，確定了下游部分。
(ii)設置有第二種廊道的情況在設置有第二種廊道的情況下，若同時還存在第一種廊道和代替廊道的裝置，則第一種廊道和裝置的處理同情況(i)，第二種廊道不論回填與否，在計算σx、σy、τxy時，均視為不回填。回填部分的重量也在計算預加應力荷載時處理，這里不予考慮。因此，計算σx、σy、τxy時，壩內僅有第二種廊道存在，且都不回填。在除預加應力荷載之外的其它荷載作用下，廊道周圍有應力集中問題，這種預應力不解決這一問題，假設壩體中每一點的應力分量已計算出，計算σx、σy、τxy時，廊道外的應力分布，取廊道所在薄板上，此廊道上下遠處應力分布規律在此間的插值，具體計算如下假定壩體下游面曲線(包括直線情況)，不計入預加應力荷載。先按情況(i)中方法，計算出不設置第二種廊道時，拉應力區和壓應力區分界線，其次，劃分出薄板，在薄板上確定第二種廊道的位置(方法見改進I綜述部分)。然后，在有各第二種廊道存在的情況下，重新計算拉應力區和壓應力區分界線(自重荷載對應力分布的影響，應以薄板為計算對象，不論第二種廊道回填與否，均應扣去它的重量，修正(1)式。第二種廊道處，包括兩廊道壁，自重引起的應力分布取同一薄板上遠處自重應力分布規律在此間的插值)，重新劃分薄板，重新在薄板上確定第二種廊道的位置，……。用這種方法繼續進行下去，直到計算出廊道位置和與之相符合的拉應力區和壓應力區分界線ON，同時，也計算出了最終的拉應力區內應力分布σx、σy、τxy和B1，確定了下游部分。
(iii)下游部分確定了壩體下游部分以后，按照前述方法，先計算自重引起的下游部分應力分布。進而，疊加進不計入預加應力荷載和自重時壩體的應力分布，得到壩體下游部分應力分布，并計算出主應力。因為下游部分較整個壩體為小，故下游面近似直線，所以，自重引起的應力分布也近似于(1)式的形式。如果最小主應力在下游部分的上游面上小于零，則就在上游面處再劃分出一塊薄板。由前面計算，此薄板在壓應力區內，故不需要施加預加應力，在適當時侯灌漿處理即可。
(c)預加應力分布鋼絲索給混凝土施加了預加應力荷載，應考慮這個集中力作用點的局部應力分布。但是，這種預應力并不解決這一問題，應作特別處理。因此，這個集中力在此間產生的預加應力數值，仍采用它在薄板遠處產生的預加應力數值。頂加應力荷載在廊道周圍會產生應力集中，這種預加應力不解決這一問題。在計算預加應力荷載時，在同一薄板上，不考慮第二種廊道(不論回填與否)對預加應力分布的影響。預加應力在廊道處的數值，等于同一分份中遠處的數值。
圖42為第一種鋼絲索上預加應力荷載計算圖。圖中ON為拉應力區和壓應力區分界線。AN為壩底在拉應力區的部分。m為薄板總數，l1，l2，…，lk，…，lm為各薄板厚度。取第k塊薄板沿壩軸線方向單寬計算。它的上游面和ON交點為B，和壩底交點為C。再把BC分成n+1-r等份，每份長為h，n+1為分份最多的薄板上的分份數量。分份的長度也可以不相等，計算方法和計算公式卻相同，不另作推導。
圖42中，每一分份上面作用一第一種鋼絲索預加應力荷載Pki，i＝r，r+1，…，n-1，n。但是，根據此力的施加情況，Pki中或者包括此處第一種廊道回填的自應力混凝土重量和壩體同體積混凝土的重量差；或者包括代替廊道的裝置的重量折算成混凝土一定體積后，計算出的一定體積和裝置所占體積(不包括內部空間)差額體積混凝土的重量(取這個重量沿壩軸線方向單寬的平均值)或者包括第二種廊道的回填重量；或者第二種廊道不回填時，為真正的預加應力荷載。以上四種情況，Pki必居其一，其中，前兩種情況渴望能忽略所要包括的部分。因此，在Pki中扣去這些所包括的部分，才是真正的預加應力荷載。
對于第一種廊道，在計算預加應力荷載時，不計入自應力混凝土膨脹引起的除鉛直方向以外的其它兩個方向上的應力。這個膨脹引起的廊道處垂直正應力(剪應力為零)不影響廊道上下外部預加應力分布。認為在廊道處，包括兩廊道壁預加應力分布為同一分份中，遠處的數值。這個數值，在廊道中沒有包括應計入的混凝土自重在該處應引起的應力數值，算出后再計入。
為了使混凝土得到計算的預加應力荷載，鋼絲索張拉時，還有種種情況。下面推導在圖42所示的預加應力荷載諸Pki的作用下，第k塊薄板上預加應力分布，其中i＝r，r+1，…，n-1，n；k＝1，2，…，m；r≥0。
施加預加應力荷載之后，把混凝土薄板看作軸心受壓柱。忽略預應力孔所占截面面積。顯然，在前述的假設情況下，每一分份中預加應力都各自相等，且自上面起，第s分份上面的預加應力σ′xks、σ′yks、τ′xyks為 (d)第一種鋼絲索上預加應力荷載的計算根據混凝土重力壩應力控制標準，壩內最小主應力為零，本文在上游面計入揚壓力，也用此標準(注本文在壩體上游面應力控制標準為零，和規范不符合。但是，規范編制時，曾經考慮過這種情況，教科書中也曾把它作為應力控制標準。這一點，也可作如下處理，使它符合規范。規范中規定，不計入揚壓力，最小主應力應等于某數值p0。設不計入揚壓力和預加應力荷載時，壩體上游面應力分布為σx0、σy0、τxy0，則取σx＝σx0-p0σy＝σy0-p0τxy＝τxy0，仍按本改進方法計算即符合規范。因為我們希望12[(σx0+σ'x)+(σy0+σ'y)]-12[(σx0+σ'x)-(σy0+σ'y)]2+4(τxy0+τ'xy)2=p0.]]>照顧到改進III中注釋，本改進下面應用了條件(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代入此式化簡，即得我們希望的表達式。不計入揚壓力，特別是靠近壩體上游面的地方，壩體內也應有和壩體上游面相銜接的計算處理)。據此和(2)式，故假設在預加應力σ′x＝0，σ′y，τ′xy＝0和拉應力區內不計入預加應力時的應力分布σx、σy、τxy的聯合作用下，拉應力區內最小主應力處處為零。由材料力學，這種情況最小主應力為零的充要條件為(σx＞0時)σx(σy+σ'y)=τxy2]]>所以有 由彈力學解答，在自重和齊頂水壓力作用下，再疊加入壩體揚壓力，一般應有σx≥0，在壩體上游面σx＝τxy＝0。
若σx＜0，則上述條件為最大主應力為零的充要條件，此時，最小主應力小于最大主應力，應小于零，因此，當σx＜0時，無法用這種預加應力消除最小主拉應力。同樣，當σx＝0 τxy≠0時，也無法用這種預加應力消除最小主拉應力。
由(3)式確定的σ′y為x、y的函數。根據σ′y表達式，可計算出第k塊薄板上，第s分份中的σ′y的最大值，設此最大值為σ′ymks。一般地，對于實體壩體，最大值發生在本分份的上游面最下面的那點上。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)為σ′y在第s-1分份上的最大值，其余類同。
當薄板最上面分份中鋼絲索傾斜布置時，這是一種特殊情況，預加應力荷載也由(4)式給出，局部不滿足要求可酌情處理。
b、改進II中第一種鋼絲索上預加應力荷載的計算改進II中第一種鋼絲索上預加應力荷載的計算和改進I中情況相仿，可按改進I中方法計算。因為在改進II中沒有廊道和代替廊道的裝置，故計算較簡單，按(4)式計算出的預加應力荷載就是各分塊上面扣去一切預應力損失后所需要的預加應力荷載。
c、第二種鋼絲索上預加應力荷載的計算設第k塊薄板中，用于抗滑穩定的預加應力荷載為Fk，壩體上，所有用于抗滑穩定的預加應力荷載之和為∑Fk，它們都由第二種鋼絲索施加于壩體之上。再設第一種鋼絲索上預加應力荷載之和為∑Pk。
壩體抗滑穩定計算中，有抗剪強度計算公式和抗剪斷強度計算公式，可任選一種。本文只按抗剪強度計算公式推導Fk。
如圖43所示，滑動面有傾向上游的傾斜角α(包括α≤0)∑H為作用于滑動面以上的力在水平方向投影的代數和。∑V為作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數和，其中包括全部第一種鋼絲上預加應力荷載在內，而不包括∑Fk。U為作用于滑動面上的揚壓力。命f為滑動摩擦系數，K為抗滑穩定安全系數。命鋼絲索張拉控制應力為σk，抗剪強度為[τ]，在阻滑力中，計入鋼絲索的抗剪能力[τ](∑Pk+∑Fk)/(σkcosα)，則有ΣFk=(K-ftgα)ΣH+fUcosα+(Σv-ΣPk)[τ]σkcos2αf+Ktgα+[τ]σkcosα2-Σv---(5)]]>由于Fk對壩體上部無影響，故∑Fk應根據基礎情況，或相等，或有所側重地分配于各薄板的Fk，見后文。
如果由(5)式計算出∑Fk≤0，則說明不需要設置第二種鋼絲索。
兩改進單獨用于壩體抗滑穩定時，在計算中，第一種鋼絲索上預加應力荷載之和等于零，且各Fk相等(此時，壩體不分割成薄板，Fk為各鋼絲索上施加的預加應力荷載)，因此，用(5)式求出∑Fk之后，Fk可簡單地平均求出。
d、薄板厚度的校核施工不同階段，特別是施加預加應力荷載時，應對薄板厚度進行校核，使其滿足強度和穩定要求。因為特殊鉸的應用，可把薄板簡化成若干個兩端帶有一定支撐方式的壓桿穩定問題。如圖44所示。這些壓桿的穩定問題又可以與一端固定，一端自由的壓桿穩定問題相互轉化。所以，本文只給出了如圖45所示的壓桿應用能量法得出的結果。
圖45所示的一段薄板高為H，在頂部作用有集中力P，沿薄板軸線方向，自上而下，作用有集中力Pi，i＝1，2，…，n-1，n，它們作用點的位置如圖所示，薄板上還作用有自重荷載q.混凝土彈性模量為E，容重為ρ，在上述這組力的作用下，這段薄板處于臨界狀態，使之處于臨界狀態的薄板厚度為lcr，設撓曲軸方程為v＝v(u)，則lcr應滿足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)有且只有一個正實根1cr，可以解出。對于實際薄板，作一些簡化處理后可以近似計算。
強度方面的校核，只需薄板在自重和預加應力荷載各力的作用下，應力數值最大截面的應力數值乘以混凝土構件抗壓強度安全系數后，小于混凝土軸心抗壓設計強度即可，毋須要求過高。
e、基礎應力及基礎處理兩改進基礎處理和現行的預應力錨固重力壩相同，不多敘述，改進V中給出了基礎加固的若干新方法。
鋼絲索對基礎應力的計算，也是彈性理論中的空間問題，只是錨定坑深淺、大小、多少和分布的不同。第一種鋼絲索的位置已經確定，應對各鋼絲索錨固深度加以適當變化，并且，除兩改進單獨用于壩體抗滑穩定的情況，還可以對第二種鋼絲索上預加應力荷載分布和錨固深度加以變化，以獲得一個希望的應力分布和最經濟的鋼筋用量。計算基礎應力時，應注意壩體在施工過程中并非連續的整體。
壩剖面可以大幅度減小是兩改進的特點之一，由于壩剖面的縮小，對基礎巖石強度的要求相對提高。兩改進鋼絲索分散地錨固在基巖上，從而，基巖受力情況得以改善，可以縮短鋼絲索錨固深度。
f、設計兩種壩的設計和設計過程應為●確定壩底寬度。擬定一。些可能的壩體寬度Bi，i=1，2，…，nl且B1<B2<···<Bu1]]>●對于每一壩體寬度，擬定n2條壩體下游面可能的曲線。其中應包括一條直線，其它曲線應通過計算，使壩體下游面上主應力和壩體內部應力分布按某些希望的規律變化。
●對于上面確定的每一個壩體寬度和壩體下游面曲線，確定拉應力區和壓應力區分界線。如果設置廊道，確定廊道種類。
因為薄板很薄，第一塊薄板若設置廊道，則一般應設置第一種廊道，以后回填。整個拉應力區可完全設置第一種廊道，在規范中規定可以設置廊道的地方，也可以設置第二種廊道。第二種廊道可以回填，也可以不回填。在許可的前提下，設置的廊道斷面應盡可能地小。
代替廊道的裝置分布情況、廊道的分布情況、廊道的種類、第二種廊道回填與否、薄板劃分情況以及分塊情況，等等，任何一項的不同，都可以作為不同的方案進行設計比較，假定這一步驟共有n3種可能。
●對壓應力區混凝土抗壓強度進行校核。校核時，應注意壓應力區內的預加應力對壓應力區部分區域應力分布的影響。
兩改進的一個特點是，無論壩體下游面曲線如何，因為薄板很薄，壩體的自重對下游面并不造成拉應力，或拉應力很小，在各薄板上部尤其如此，兩改進的預加應力荷載，除了直接作用在壩體下游面上，一般對下游面無影響。
本步驟的部分工作應結合前面擬定壩體下游面曲線一起進行，使確定的壩體下游面曲線上的主應力和壩內應力分布按某些希望的規律變化。
●對拉應力區進行預應力設計計算。
●對壩體進行穩定計算。這一步驟的部分工作應和下面的基礎應力計算結合。同時，可應用(5)式，對改進II中各水平施工縫以上的壩體進行穩定計算。
●對不同施工方法和不同施工階段下的各薄板進行穩定校核和強度校核。
●進行基礎應力計算。
確定第二種鋼絲索上預加應力荷載在各薄板中的幾種可能分布，以及各鋼絲索的可能錨固深度，從面，得出不同的基礎應力分布和鋼筋用量，假設本步驟對于上面每一種可能的選擇又有n4種可能的方法。
●根據設計和實際要求鋼筋和混凝土的時價，以及其它一些有關因素，比較上面得出的n1n2n3n4種方案，從而，主要在造價方面，得出一個最佳方案。
●完成其它設計計算。
B改進I、II的分析論證a、楔形體受自重和齊頂水壓力時，應力分布的一個特點先分析無限楔形體，頂角為θ，上游面垂直，受自重和齊頂水壓力時，楔形體內應力分布的一個特點。設楔形體容重為ρ，水的容重為γ，建立坐標系如圖46，壓應力為正，拉應力為負，則由彈性力學，應力σx、σy、τxy的解答為σx＝γyσy＝(2γctg3θ-ρctgθ)x-(γctg2θ-ρ)yτxy＝γxctg2θ只考慮在這兩種荷載作用下，無限楔形體內出現拉應力的情況。目的在于計算拉應力與壓應力的分界線，從而，把無限楔形體分成拉應力區和壓應力區兩個部分。
因為楔形體上游面受拉，σx、σy為上游面主應力，所以，由上面解答，得到γctg2θ＞ρ(1)因為σx＞0，由材料力學知道，當σxσy＝τ2xy，時，最小主應力為零。把σx、σy、τxy代入上式，并化簡，得到x/y＝tgθ，舍去，或xy=tgθ-ργtg3θ,]]>它表示通過無限楔形體頂點的一條直線，命這條直線和y軸的夾角為β，則tgβ=tgθ-ργtg3θ---(2)]]>這條直線把無限楔形體分成兩個部分，左半部分為拉應力區，右半部分為壓應力區，如圖47。易證，拉應力區內最小主應力為拉應力，壓應力區內，最小主應力為壓應力。
b、在齊頂水壓力、自重兩種荷載作用下的情況以下壩體假設剖面為三角形，上游面垂直，下游面也為直線。只考慮在齊頂水壓力，自重兩種荷載作用下的情況，并用彈性力學解答，旨在說明主要問題。這些問題，對于改進I和改進II都適合。
(a)第一種鋼絲索上預加應力荷載的顯式表達計算時，不計入任何預應力損失，也不考慮改進I的設計計算中(4)式計算出的各預加應力荷載所包括的那些部分。計算是在圖48所示的薄板、分份(塊)特殊劃分形式下進行的。
圖48所示的無限楔形體中的頂角β由前面得出的(2)式確定。這個無限楔形體是受自重和齊頂水壓力作用下的，頂角為θ的無限楔形體的拉應力區部分。上面作用有預加應力荷載Pki，其中，k=1,2,···,[12(n+1)],i=2k-2,2k-1,···,n-1,]]>而 表示 的整數部分。各薄板厚度都相等。每塊薄板上分份(塊)長度也相等。則有Pkn=2γh2tg2βctg3θ[1-4(k-1)2n(n-1)tgβctgθ]---(3)]]>其中n為變量，且n≠0。當n＝0時，k＝1，P10＝2γh2tg2βctg3θ。
(4)(3)式和(4)式即無限楔形體受自重和齊頂水壓力時，第一種鋼絲索上預加應力荷載的顯式表達式，它應該是改進I、II設計計算中(4)式的主要部分，僅供參考。若Pki分布形式不同，結果也不相同，可另作計算。
(b)理想極限情況為了進一步說明問題實質，本文給出了在自重和齊頂水壓力作用時，預加應力荷載分布的一種極限情況。以后稱這種情況為理想極限情況。
假設圖49中重力壩壩內應力分布在不計入預加應力荷載時，完全符合彈性力學解答。又假設改進I和改進II把壩體分成無限多等厚度薄板。每塊薄板上拉應力區部分每相隔相等距離作用一預加應力荷載，且作用力為無窮多個。從而，壩體拉應力區內作用有集度為q的預加應力荷載，則由(3)式q=γtgβctg3θ(1-x2y2ctgβctgθ)---(5)]]>易知，在彈性力學應力解答表達各式σx、σy、τxy和預加應力荷載集度q作用下，拉應力區內最小主應力處處為零。據此可知，改進I和改進II最為經濟合理。下面再做兩種計算。如圖49所示，設壩高為H，每條鋼絲索壩底以下部分長L，且每條鋼絲索上下截面面積都相等。在這種情況下，第一種鋼絲索上總的預加應力荷載為P=∫∫Ωqdxdy]]>=16γH2tg2βctg3θ(3-tgβctgθ)---(6)]]>其中Ω為拉應力區斷面三角形區域。第一種鋼絲索長度和它們上面各預加應力荷載乘積的總和為V=∫∫Ωq(H+L-y)dxdy]]>=118γH2(H+3L)(3-tgβctgθ)tg2βctg3θ---(7)]]>
上面兩式中，P為反映第一種鋼絲索上預加應力荷載總和 V可反映第一種鋼絲索鋼筋用量。這兩個數值都是理想前提下的極限數值。
(c)同一薄板上，分份(塊)數量的影響圖50所示，第k塊薄板上，薄板上游面橫坐標為xk，薄板厚度為lk，ON為拉應力區和壓應力區分界線，β為ON和y軸夾角，壩高為H。薄板上，各第一種鋼絲索錨固深度都相同，截面面積上下也相等，壩底以下長度為L。薄板上游面和ON交點縱坐標為yk，顯然，xk＝yktgβ，把此交點以下薄板平均分成n等份，每一分份(塊)長度為h，上面作用有一第一種鋼絲索上預加應力荷載Pi，i＝1，2，…，n。則Pi=γhlktgβctg3θ{1-xk2ctgθtgβ(xk+ihtgβ)[xk+(i-1)htgβ]}---(8)]]>第k塊薄板上第一種鋼絲索長度和它們上面預加應力荷載乘積之和V′k為 其中 當n→∞時，極限狀態下V′k數值Vk為Vk=γlk(Htgβ-xk)ctg3θ[L+12H-12xk(ctgβ+2ctgθ+2LHctgθ)]]>+xk2ctgθHtgβ-xklnHtgβxk]---(11)]]>第一種鋼絲索上預加應力之和P′k為P'k=γHlktgβctg3θ(1-xkHctgθ)(1-xkHctgβ)---(12)]]>如圖50所示，若把第k+1塊薄板和第k塊薄板合并成為一塊薄板，則此薄板上面第一種鋼絲索上預加應力荷載之和P″與P′k、P′k+1的關系為P″＞P′k+P′k+1(13)所以得到當壩體薄板形狀位置確定以后，它上面第一種鋼絲索上預加應力荷載的總和就已確定，而與薄板上分份(塊)數量無關，而且，和薄板上分份(塊)的方法也無關系；壩體上所有第一種鋼絲索上預加應力荷載之和僅與壩體上薄板劃分方法有關，薄板劃分越多，這個數值越小。
(d)實際薄板上分份(塊)極限情況，和這薄板范圍內理想極限情況的比較(11)式確定了實際薄板上，分份(塊)無窮多的極限情況下，第一種鋼絲索上預加應力荷載和鋼絲索長度乘積的總和。下面再給出在(5)式給出的，集度為q的預加應力荷載作用下，壩體在這塊實際薄板拉應力區范圍內，令這一區域為Ω′，預加應力荷載和鋼絲索長度乘積的積分V′.其它符號意義見圖49，然后，再給出第一種鋼絲索上預加應力荷載的積分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)]]>以上給出了實際薄板分份(塊)無窮多的極限情況下Vk和P′k與該薄板范圍內理想極限情況下V′和P′的比較。且還給出了分份(塊)數量為n時，實際薄板上V′k和分份(塊)數量趨向無窮時極限情況下Vk的比較，由(12)式知道，P′k這兩種情況無差距，因此，(11)(12)(14)(15)式也就間接給出了實際薄板上分份(塊)數量有限時的情況，和理想極限情況的比較，這些數值，根據薄板在壩體中的位置和它的厚度，以及薄板上分份(塊)的數量，可具體計算。
(e)一種特殊情況下，有關鋼絲索方面，壩體整體的計算下文給出了壩體如圖48所示的，一種特殊薄板劃分，薄板特殊分份(塊)情況下，壩體整體第一種鋼絲索預加應力荷載的有關計算，以供能考。
如圖51所示，ΔOAN為頂角為θ的重力壩的拉應力區部分。薄板劃分和分份(塊)情況及標記和圖48完全相同。設壩高H＝nh，每條鋼絲索壩底以下部分長為L，且鋼絲索上下截面面積都相等。令當n為奇數和偶數時各鋼絲索長度和它上面預加應力荷載乘積的總和及壩體上預加應力荷載總和分別為Vn奇，Vn偶，及Pn奇，Pn偶，則 +(18n+9n2)L+3n2Ltgβctgθ-12(3n-14n2+9n3)Htgβctgθ]}---(16)]]>
+18nL+12n2Ltgβctgθ-12(3n-14n2)Htgβctgθ]}---(17)]]> (f)理想極限情況下，壩體頂角減小時，壩體自重的減小，以及第一種鋼絲索上預加應力荷載總和的增加設壩體高度為H，混凝土容重為ρ，水的容重為γ，壩體頂角由θ1減小到θ2，如圖52所示。設沿壩軸線方向單位寬度壩體重量的減小量為ΔVh，則ΔVh為ΔVh=12ρH2(tgθ1-tgθ2)]]>當tgθ1≤γ/ρ]]>時，由(1)式可以知道，此時對應壩體頂角θ1，θ2的兩個壩體均需用第一種鋼絲索。再假設理想極限情況下，第一種鋼絲索上預加應力荷載總和分別為P1和P2，令ΔP＝P2-P1，則ΔPΔVh=1+2γ3ρctgθ1ctgθ2-ρ23γ2(tg4θ1+tg3θ1tgθ2+tg2θ1tg2θ2+tgθ1tg3θ2+tg4θ)----(20)]]>所以，把tgθ1看作常數時，ΔP/ΔVh為tgθ2的單調減小函數。圖53給出了當tgθ1=γ/ρ=1/2.4=0.6455]]>時，(20)式給出的ΔP/ΔVh隨θ2的變化曲線。
還可以分析tgθ1>γ/ρ,tgθ2≤γ/ρ]]>和tgθ1>γ/ρ,tgθ2>γ/ρ]]>時的兩種情況。
經過分析計算，有如下結論當壩體頂角減小到一定程度時，可以不設置第二種鋼絲索。并且，當壩基巖石條件較好時，經進一步分析(只考慮壩體抗滑穩定性，而不考慮壩基承載能力)，這一角度較大。在這兩種荷載作用下，如果再考慮壩體揚壓力的影響，則這一角度還可以再大一些。
(g)壩體寬度下限經分析計算，壩體寬度下限由混凝土或壩基的容許壓應力確定，故本改進的壩寬較改進前可大幅度減小。
(h)改進前后，預應力錨固重力壩的比較本文僅從三個方面比較.。
(i)改進后，下游不用配置鋼筋，因為下游面不產生拉應力。上游面一般可垂直。
(ii)可充分發揮混凝土材料耐壓的優點，在施工過程中，在壩體上游面的下部尤其如此。從而，可儲備更大預加應力，使壩剖面大幅度地縮小。在改進前，這一點難以達到，壩高很高時，尤其如此。
(iii)第一種鋼絲索用量的比較除單獨應用本改進提高壩體抗滑穩定，需設置第二種鋼絲索以外，由前面結論，當壩體頂角較小時，可不設置第二種鋼絲索。設置第二種鋼絲索時，也在壩體下部，故改進前用于這一意義的那部分鋼絲索用量較改進后為大。
下面對應用于消除拉應力的那部分鋼絲索和改進后第一種鋼絲索用量進行比較。
假定壩體頂角為θ，壩高為H，鋼絲索在壩底以下長度均為L，令改進前后鋼絲索用量分別為V0和V，V為改進后理想極限情況下的用量，則由無限楔形體頂部受集中力解答，有V0V=ctgβH+LH+3Lf(θ),]]>其中f(θ)=9(θ2-sin2θ)(2+ργtg2θ)(θ-sinθcosθ)]]>取ρ/γ＝2.4/1，因為改進前壩剖面不能很小，所以，當25°≤θ≤32.8°時，0.789≤f(θ)≤0.879，由前述(2)式，得0≤β≤12.6°，故4.49≤ctgβ≤+∞，等于+∞表示趨向無窮大。
c、適用范圍由前面的分析論證可知，當基礎巖石情況較好時，由于壩體剖面減小而減小的壩體自重，當壩體剖面減小到一定程度，可由第一種鋼絲索預加應力荷載之和給以超量的補償，即下需要抗滑穩定的第二種鋼絲索。
現行的預應力錨固重力壩的上游壩坡作用無外乎下面三種(a)增加壩體向下的壓力，以利壩體抗滑穩定。
(b)改善自重荷載給下游面形成的拉應力分布及其數值大小，減小下游面配筋。
(c)減小預加應力荷載在下游面形成的拉應力，從而，減小下游面配筋。
由上面提到的結論和前述的兩改進的情況，可知，當壩基較好時，壩剖面減小到一定程度，再設置上游壩坡時對本改進的預應力錨固重力壩已無實際意義。然而，這一上游壩在改進前是必須設置的。因此，相當數量的目前預應力錨固重力壩可用兩改進上游面垂直的壩型代替，不再設置上游壩坡。
當基巖較差時，對預應力錨固重力壩的改進III中，給出了帶有上游壩坡的預應力錨固重力壩的一種新型式。
影響兩改進壩體造價的主要因素為鋼筋和混凝土的相對價格。而鋼筋和混凝土的時價應因時、因地而異，變化幅度可以很大，且變化在意料之外。兩種改進在此變化之下，具有明顯的經濟價值時，則可以應用。
因為，目前預應力錨固重力壩壩剖面不能很小，故兩種改進壩體造價還應和重力壩造價直接比較。
C、改進III的設計計算雛形I本文和改進III的設計計算雛形II給出了改進III中結構的全新設計計算方法，以供參考。如實際應用，尚需完備。
a、上游壩坡部分各種改進型式下，不設置廊道時，預加應力荷載引起的預加應力分布下文給出了在假定預加應力荷載分布的情況下，上游壩坡部分在上面敘述的各改進形式中，不設置廊道時，預加應力分布計算公式，為此，先敘述一個原理。
圖54為無限楔形體作用力簡化計算圖。圖54(a)所示的無限楔形體，在頂部受集中力P的作用，P的方向沿直線l向下。現在，把無限楔形體在A-A截面處切開成兩個部分。上半部分有限，下半部分無限，分別如圖54(b)、(c)所示。在A-A截面上，正應力和剪應力積分后內力的矢量和為Q。經過靜力分析，Q＝P，方向沿直線l，如圖54(b)、(c)所示。
由圣維南原理，對于圖54(c)所示的部分無限楔形體，在A-A截面上的分布力正應力和剪應力的作用與集中力Q的作用，在遠處產生的應力分布相同，只有集中力Q的作用點局部不同。因此，可以得出，在A-A截面沿直線l作用的力，可以和無限楔形體頂部同樣大小和方向的力互換，而A-A截面以下的應力分布，除作用點的局部以外，完全相同。
對于圖54(d)所示的情況，P1，P2，……，Pn，作用點和方向在通過楔形體頂點的同一條直線上，分布在A-A截面以上，因此，它和作用在楔形體頂部，方向相同，大小為P=Σi=1nPi]]>的力，對于A-A截面以下的應力分布等價，其中只差一個局部應力分布。以后用到這一結論時不再說明。
(a)上游壩坡部分第一種改進型式下，預加應力分布的計算。
如圖55所示，上游壩坡部分沿頂角平分線作用有集中力P1，P2，…，Pi，Pi+1，…，Pn。沿和y軸順時針夾角δ的直線，作用有集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1，…，Qn，δ的大小由改進III中(5)式確定。它們的縱坐標分別是h1，h2，…，hi，hi+1，…，hn，上游壩坡為tgα。上游壩坡部分頂點縱坐標為H0，底部縱坐標為hn+1＝H。這兩組力分別為第三種鋼絲索和第四種鋼絲索施加的預加應力荷載。
(i)第三種鋼絲索預加應力荷載產生的預加應力分布σx、σy、τxy。
當hi≤y≤hi+1時，其中等號表示這一分份(塊)邊界上的點M(x，y)，預加應力按本分份(塊)上面的規律變化，預加應力分布在這些分份(塊)的邊界上，計算表達式一般不連續，下同。同改進III中應力表達式(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。
當H0≤y≤h1時σx＝σy＝τxy＝0 (4)(ii)第四種鋼絲索預加應力荷載產生的預加應力分布σx、σy、τxy。
當hi≤y≤hi+1時，由改進III中應力表達式(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。
當H0≤y≤h1時σx＝σy＝τxy＝0 (8)(b)上游壩坡部分第二種改進型式下，預加應力分布的計算如圖56所示，設上游壩坡為tgα，楔形體和薄板總數為m，從上游壩坡部分下游算起，它們的寬度分別為l1，l2，…，lk，…，lm-1，lm，令l0＝0，各薄板上楔形體和最后楔形體頂點的縱坐標依次為H0，h1，…，hk-1，…，hm-2，hm-1，令h0＝H0。在每一個頂點作用一集中力，依次為P1，P2，…，Pk，…，Pm-1，Pm，這些力和y軸順時針的夾角為 ，作用點縱坐標依次為h′1，h′2，…，h′k，…，h′m-1h′m。顯然有hk-1=H0+Σj=1klj-1ctgα,k=1,2,···,m.]]>在第k塊薄板上，自上而下，作用有集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1…，Qn，方向沿薄板中心線，作用點縱坐標分別為hk，H1，…，Hi-1，Hi，…，Hn-1，令Hn＝H。H為第k塊薄板或楔形體下面壩基表面的縱坐標。對于第k塊薄板或楔形體，顯然有hk-1＜h′k＜hk＜H1＜…＜Hi-1＜Hi＜…＜Hn-1＜Hn＝H下面推導第k塊薄板或楔形體上，預加應力分布σx、σy、τxy的表達式，k＝1，2，…，m。
(1)、設點M(x、y)，其中hk-1≤y≤h′k，顯然σx＝σy＝τxy＝0 (9)(2)、設點M(x、y)，其中h′k≤y≤hk。這種情況，若k≠m，則不計入平衡鋼絲索施加的集中力對預加應力分布的影響。由改進III中應表達式(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)、設點M(x，y)，其中y≥hk，這時，進一步假設Hi-1≤y≤Hi(i＝1時，hk≤y≤H1)。這種情況，略去平衡鋼絲索的影響。顯然σy=1lk(Pkcosα2+Σj=1iQj)---(13)]]>
σx＝τxy＝0 (14)其中i＝1，2，…，n。
(c)、上游壩坡部分第三種改進型式下，預加應力分布的計算如圖57所示，集中力Q1，Q2，…，Qi，Qi+1，…，Qn，均沿薄板中心線，作用點縱坐標分別為h′k+1，H1，…，Hi-1，Hi，…，Hn-1，令Hn＝h′m+1＝H。其它各部位受力及標記同圖56，不復重述。顯然hk-1＜h′k＜h′k+1＜H1＜…＜Hi-1＜Hi＜…＜Hn-1＜Hn＝H，下面推導第k塊薄板或楔形體上，預加應力分布σx，σy，τxy的表達式。k＝1，2，…，m。
(i)設點M(x，y)，其中hk-1≤y≤h′k，由改進III中表達式(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)設點M(x，y)，其中h′k≤y≤h′k+1(k＝m時，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)設點M(x，y)，其中y≥h′k+1，這時，進一步假設Hi-1≤y≤Hi(i＝1時，h′k+1≤y≤H1)。顯然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、薄板或楔形體的穩定計算和強度計算(a)穩定計算薄板的穩定計算同改進I、II中設計計算，近似認為薄板頂部楔形體也為等厚度的薄板。下面對上游壩坡部分第一種改進型式下的楔形體進行穩定計算。和薄板同時分出的其它形式下的楔形體，本文沒有給出穩定計算，可仿此計算。
如圖58所示，<1=12α,]]>∠BAC＝α，∠2由改進III中(5)式給出，∠2＝∠δ，∠3＝∠2-∠1。經分析得出，當α＜15°時，<3=16α]]>若圖58所示的三角形為上游壩坡部分，則第三種鋼絲索上預加應力荷載沿AD方向，第四種鋼絲索上的預加應力荷載沿AE方向。設P、Q分別為兩種荷載中的各一個荷載。則Q沿AD方向的分量為
Qcos<3=Qcos(16α)]]>當α較小時，α/6更小，故上式可近似認為Qcos∠3＝Q故由上式可知，第四種鋼絲索上預加應力荷載沿第三種鋼絲索方向上的分量和α大小無關，且分量等于它本身。應用這一結論，可對上游壩坡部分第一種改進型式下預加應力荷載進行簡化。
偏于安全，自重荷載沿第三種鋼絲索方向的分量也按它本身大小計算。
穩定計算圖如圖59所示，壓桿軸線為楔形體頂角平分線。壓桿下端固定，上端自由。沿壓桿軸線，自上而下，作用有集中力F1，F2，…，Fn-1，Fn。它們的作用點如圖所示。自重荷載為q=ρ(2htgαcr2-2utgαcr2)=·αcrρ(h-u)---(24)]]>其中ρ為混凝土容重，αcr為這組力的作用下，楔形體處于臨界狀態下的頂角，設混凝土彈性模量為E，下面給出用能量法得出的結果。設撓曲軸方程為v＝v(u)，則αcr應滿足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)只有一個正實根αcr，可以解出。對于實際問題，作一些簡化后可以近似計算。
(b)強度計算本文給出了上游壩坡部分，各改進型式下，不設置廊道時，預加應力分布計算公式。按這些公式計算出預加應力分布之后，再疊加上自重荷載及施工過程中其它荷載引起的應力分布，再計算出各點最大主應力。各點中最大的最大主應力符合一般混凝土結構構件有關設計規范要求即可，毋需對其有過高的要求。設置廊道時，也可仿此計算。
c、第二種鋼絲索上預加應力荷載的計算在整個壩體用于消除主拉應力各種鋼絲索上預加應力荷載計算出來以后，統一考慮第二種鋼絲索的計算和分布，用改進I、II的設計計算中(5)式計算。在那里，所有符號的意義現在都是對整個壩體而言的。如∑H為作用于滑動面以上的力在水平方向投影的代數和，其中還包括上游壩坡部分第一種改進型式下，兩種鋼絲索上預加應力荷載的水平分量，或第二種改進型式下，最上游楔形體上傾斜鋼絲索上預加應力荷載的水平分量，或第三種改進型式下，傾斜鋼絲索上預加應力荷載的水平分量，其它部分相同。顯然，這三種水平分量都有助于壩體抗滑穩定。∑V中還包括上游壩坡部分各種改進型式下，各種鋼絲索上預加應力荷載的鉛直分量，而不包括∑Fk，同時，還包括上游壩坡上水壓力的鉛直分量。這種計算方法當上游壩坡部分采用第一種改進型式時，忽略了上游壩坡部分上第二種鋼絲索預加應力荷載的水平分量的作用。因為上游壩坡一般較小，故在這里，∑Pk為壩體中除第二種鋼絲索以外，包括上游壩坡部分所有垂直鋼絲索和傾斜鋼絲索上預加應力荷載的總和。其它方面同改進I、II的設計計算。
d、基礎應力和基礎處理這部分內容同改進I、II設計。因為壩基條件相對較差，故第二種鋼絲索合理分布尤為重要。由于本改進鋼絲索分散地錨固在基巖上，對于基巖較差的壩基，比改進前更加合理。
D改進III的設計計算雛形II本文是改進III的設計計算雛形I的續篇。因此，各相同部分計算圖標記意義可相互參考。文中沒有給出各種預應力損失的計算，所指預加應力荷載也不包括這一部分。
a、上游壩坡部分各種改進型式下，不設置廊道時，預加應力荷載的計算公式(a)不計入預加應力荷載時，上游壩坡部分應力分布σx、σy、τxy的計算因為本改進用垂直縫把壩體分割成了若干薄板和楔形體，包括上游壩坡部分和主體部分，所以，自重荷載引起的壩體應力分布將有所改變。各塊薄板(或楔形體)之間沒有影響，故自重荷載引起的應力分布應以薄板或楔形體為單位分別計算。因為上游壩坡部分壩面為直線，各薄板或楔形體在自重荷載作用下的應力分布(σhx，σhy，σhxy)可統一以下面形式給出(上游壩坡部分)， 其中ρ為混凝土容量，H0、tgα分別為上游壩坡部分的上部頂點的縱坐標和上游壩坡，如圖60所示。
把上游壩坡部分和主體部分看作整體，用混凝土重力壩設計規范中規定的荷載組合和計算方法，計算除預加應力荷載和自重兩種荷載作用下的應力分布。然后，再疊加上上述計算的自重荷載引起的應力分布σhx、σhy、τhxy，即得不計入預加應力，上游壩坡部分的應力分布σx、σy、τxy。
如果采用代替廊道的裝置，則把裝置的重量折算成混凝土一定體積的重量后，計算出一定體積和裝置所占體積(不包括內部空間)差額體積混凝土的重量(取這個重量沿壩軸線方向單寬的平均值)，把這個重量當作荷載之一，以楔形體或帶有楔形體的薄板為對象，計算σhx、σhy、τhxy，對此裝置的處理，其它方面同改進I。
(b)上游壩坡部分，最小主應力處處為零的充要條件(注本文在壩體上游面計入揚壓力，最小主應力控制標準為零，和規范不符合，見改進I、II設計計算中類似情況注釋)設σ′x、σ′y、τ′xy是使上游壩坡部分中，最小主應力處處為零時，所需的預加應力分布。再假設不計入預加應力荷載時，上游壩坡部分的應力分布為σx、σy、τxy，所以，上游壩坡部分的應力分布為σx+σ′x、σy+σ′y、τxy+τ′xy。
若最小主應力不小于零，則由材料力學，σx+σ′x和σy+σ′y都不能小于零。
當σx+σ′x和σy+σ′y中之一大于零時，由材料力學，可以推導出上游壩坡部分最小主應力處處為零的充要條件為(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝(τxy+τ′xy)2(3)(c)第一種改進型式下，預加應力荷載的計算公式如圖55所示，上游壩坡部分沿頂角平分線作用有集中力P1P2，…，Pi，Pi+1，…，Pn。沿和y軸順時針夾角δ的直線，作用有集中力Q1，Q2…，Qi，Qi+1，…，Qn，δ大小由改進III中(5)式確定。它們的縱坐標分別是h1，h2，…，hi，Hi+1，…，hn，上游壩坡為tgα。上游壩坡部分頂點縱坐標為H0，底部縱坐標為hn+1＝H。這兩組力分別為第三種鋼絲索和第四種鋼絲索施加的預加應力荷載。
(i)第四種鋼絲索預加應力荷載的計算由(2)式，得到自重引起的垂直正應力，沿水平截面為線性分布。由改進III中(6)式，得到第四種鋼絲索預加應力垂直正應力，沿水平截面也為線性分布。第四種鋼絲索預加應力荷載的確定，就是使得在這些集中力作用點的若干水平截面內，在自重荷載和水平截面以上(不包括該截面上的這個集中力)的這些集中力的作用下，垂直正應力都各自相等。如圖61所示，在水平截面A-A上，這兩種荷載引起的垂直正應力均勻分布，所以，由設計計算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)]]>經推導，得到 i＝2，…，n。其它符號、標記見圖55，意義相同。
(ii)第三種鋼絲索預加應力荷載的計算顯然，第四種鋼絲索預加應力荷載不能滿足上游壩坡部分斷面上所有部分的需要。把第四種鋼絲索預加應力荷載引起的預加應力分布σ″x、σ″y、τ″xy。和不計入預加應力荷載時，前述的上游壩坡部分應力分布σx、σy、τxy，疊加，得到新的應力分布σx、σy、τxy。
σx＝σ″x+σx，σy＝σ″y+σy，τxy＝τ″xy+τxy。
第三種鋼絲索就是為消除應力分布σx、σy、τxy形成的主拉應力所設。經計算推導，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這一分份(塊)中，計算點最小主應力為零的各集中力(和P1，P2，…，Pi對應)之和。它是x，y的函數。令Mi為這一分份(塊)中，這個函數的最大值，它的大小可由(5)式具體算出。由此可得Pi＝Mi-Mi-1(6)其中i＝1，2，…，n，M0＝0(d)第二種改進型式下，預加應力荷載的計算公式計算圖如圖56所示。
(i)hk-1≤y≤h′k時，此時不設預加應力。
(ii)h′k≤y≤hk時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每一點最小主應力都為零的楔形體頂部集中力。它是x、y的函數。令Pk為這一分份(塊)中這個函數最大值，它的大小可由(7)式具體計算，則Pk已確定。
(iii)y≥hk時，這時，進一步假設Hi-1≤y≤Hi(i＝1時，hk≤y≤H1)，Σj=1iQj′=lk(τ2xy/σx-σy)-Pkcosα2---(8)]]>其中 表示使得Hi-1≤y≤Hi這一分份(塊)中，每一點最小主應力都為零的各集中力(對應于Q1，Q2，…，Qi)的和。它是x、y的函數。Pk為已知，已由(7)式算出。令Mi為這一分份(塊)中的上述函數的最大值，它的大小可由(8)式具體計算。設對應最大值時各集中力的和為 則Qi＝Mi-Mi-1(9)i＝1，2，…，n，M0＝0。
(e)第三種改進型式下，預加應力荷載的計算公式計算圖如圖57所示。
(i)P1，P2，…，Pm的確定先假設P1，P2，…，Pk-1已確定。當hk≤y≤h′k+1，(x、y)為第k+1塊薄板或楔形體上的點時，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]]>對于固定的點，a1、a2、b1、b2、c1、c2為已知數，得p′k=(ατxy+c1)2-(ασx+b1)(ασy+a1)αa1σx+αb2σy+a1b2+a2b1-2c2(ατxy+c1)---(10)]]>由(10)式可計算出P′k最大值，令M′k等于這個大值，則M′k已確定。
當(x、y)為第k塊薄板頂部楔形體上的點，h′k≤y≤h′k+1時，由設計計算1中(18)、(19)、(20)三式，經推導可知，預加應力分布形式和上一情況完全相同。做同樣處理，可以得到和(10)式完全相同的表達式。在這種情況下，由(10)式可以求出這一分份(塊)的最大值，令M″k等于這個最大值，則M″k已確定。
為當k＝m為楔形體時，h′m≤y≤H，則Pm＝M″k當第k塊為薄板時，則Pk＝max(M′k，M″k)計算時，依次計算。先按(10)式計算P1，再計算P2，…，依次計算出P1，P2，…，Pm。
(ii)垂直鋼絲索上預加應力荷載的計算公式取第k塊薄板計算，k＝1，2，…，m-1。進一步假設Hi-1≤y≤Hi(i＝1時，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則Σj=1iQ′j=lk[(τxy+τ′xy)2σx+σ′x-σy-σ′′y]---(14)]]>其中 是使得這一分份(塊)中，最小主應力為零的點對應的Q′j(j＝1，2，…，i， Qj′與Qj對應)之和，它是x、y的函數。令Mi為這個函數在這一分份(塊)中的最大值，則Mi由(14)式具體算出。
Qi＝Mi-Mi-1(15)i＝1，2，…，n。Mo＝0由(15)式，可計算出Q1，Q2，…，Qn(f)計算公式的討論下面，以(5)式為例作如下討論。
首先，所計算的點最小主應力應為拉應力，且計算出的預加應力數值，σ′x，σ′y應滿足σ′x+σx≥0，σ′y+σy≥0其次，若σ′y＜0，則說明用這種預加應力不能消除計算點的拉應力，且若由(5)式計算出的Mi，不能使該分份(塊)中每一點都能消除主拉應力，則說明也不能用這種預加應力消除此分份(塊)中的主拉應力，這兩種情況均應作特別處理。
令a＝x/(y-Ho)。如果在(5)式中(τxy)2-σxσy＝0，σx+a2σy-2aτxy＝0，此時(5)式無意義。但是，由這兩個式子有，σx＝aτxy＝a2σy。因為σ′x＝aτ′xy＝a2σ′y，故只需σ′y＝-σy即可。這種情況，進一步假設在該點的一個很小的鄰域內，有無數個不按σx＝aτxy＝a2σy規律變化的點，因為這個規律為無限楔形體頂部受集中荷載的規律。對于這樣的點，經分析，可統一用(5)式，在這點附近取一點作近似計算。
當σx+a2σy-2aτxy＝0，τxy-σxσy≠0時，無法用這種預加應力消除最小主拉應力。
對于其它計算公式，也可發生類似情況，可作類似的討論和處理。
b其它問題(a)上游壩坡部分各改進型式下，設置廊道時，預加應力荷載的計算。
上游壩坡部分第二種改進型式下的計算和改進I相似，如果可能，可按那里的方法計算。其它改進型式下的計算比較復雜，很難以數學表達式給出，本文沒有給出計算方法。
(b)主體部分預加應力設計主體部分的設計計算，和改進I、II設計計算中所敘述的完全相同，只是應加入上游壩坡部分的影響而已。
c應用改進III，預應力錨固重力壩的實際設計計算(a)這種壩的設計和設計過程●擬定上游壩坡部分高度。對于已知的壩體高度，設壩體高度為H，根據實際需要和設計要求，假設上游壩坡部分高度有種n5可能，分別為H1，H2，…，Hn5。
0＜H1＜H2＜…＜Hn5≤H。
●對于似定的上游壩坡部分的每一高度，再擬定一組上游壩坡部分的可能寬度，即壩底上上游壩坡部分的寬度。對于不同的上游壩坡部分的高度，所擬定的不同組上游壩坡部分的寬度可能不盡相同。假設每一組上游壩坡部分的寬度都有n6種。
在確定了上游壩坡部分高度以后，上游壩坡部分的寬度是應該受到某些限制的。這些限制或來自規范，或來自實際設計經驗。因為上游壩坡過大時，用本改進的三種改進型式，有時，都無法消除主拉應力，或雖然已消除主拉應力，而造價過高。
●對于每一擬定的上游壩坡部分的高度和寬度，上游壩坡部分的形狀已完全確定。然后，確定改進型式，根據上游壩坡的大小，確定用第一種改進型式或采用第二、三種改進型式。不同的改進型式，同一改進型式下是否設置廊道、是否分期施工、是否吊裝施工，等等，都可以作為不同的變化因素。假設對于每一形狀的上游壩坡部分，都有n7種變化。
因此，上游壩坡部分共有n5n6n7種可能的選擇。
●對于上游壩坡部分的每種可能的選擇，分別進行主體部分和上游壩坡部分的設計計算。
在改進I、II的設計計算中，也是假定了若干壩體形狀，即不同壩寬，不同下游面曲線，還有一些其它可變因素，最后，得出了許多方案。在這里，主體部分的設計計算和改進I、II的設計計算完全相同。對于每一個這樣的方案，都應有一個不同的壩體應力分布(假設不計入預加應力)，上游壩坡部分和主體部分都應分別設計計算。上游壩坡部分的設計計算過程見下文。主體部分的設計計算中，改進I、II的設計計算中的抗滑穩定計算和基礎應力計算，在這里，都應對整個壩體進行。設計計算完這許多方案以后，對這些方案進行比較(方法見改進I、II的設計計算)，從中得出一個最佳方案。這一最佳方案僅是對上游壩坡部分的某種特定的可能選擇而言。對于上游壩坡部分的不同可能選擇，共有n5n6n7種這樣的最佳方案。
●對于上述這n5n6n7種最佳方案進行比較，選出一個最佳方案作為最后的設計方案。
從設計過程可知，僅從方案數量而言，這種壩的設計工作量為改進I、II的n5n6n7倍。
●完成其它設計計算(b)上游壩坡部分的設計和設計過程在改進I、II的設計過程中，共有n1n2n3n4種方案。由上述的設計過程，本改進應有n1n2…n7種方案。對于這些方案，一般都應有一個上游壩坡部分的不同設計計算。上游壩坡部分的設計和設計過程應為●對于每一確定了形狀、改進型式、是否設置廊道、預加應力荷載分布狀況、是否分期施工、是否吊裝施工等諸因素的上游壩坡部分，在不計入預加應力荷載的前提下，用混凝土重力壩設計規范中規定的荷載組合、計算方法，計算上游壩坡部分的應力分布(自重荷載引起的應力分布按本文所述方法計算。對于不同的主體部分方案，應分別計算)。
●進行預加應力荷載計算。本文沒有給出設置廊道時的計算方法。在不設置廊道時，本文給出了計算公式。并應計入預應力損失。
●對薄板或楔形體在不同的施工階段，進行強度和穩定的校核。
●完成其它設計計算。
E.改進IV的分析論證和設計計算a.楔形體受自重和齊頂水壓力時，應力分布的分析設無限楔形體頂角為θ，上游面垂直，受自重和齊頂水壓力作用。楔形體容重為ρ，水的容重為γ，建立坐標系如圖62所示。壓應力為正，拉應力為負，則由彈性力學解答，應力σxσyτxy為σx＝γyσy＝(2γctg3θ-ρctgθ)x-(γctg2θ-ρ)yτxy＝γxctg2θ在這兩種荷載作用下，楔形體出現拉應力時，改進I、II的分析論證中給出了拉應力區和壓應力區分界線與y軸的夾角βtgβ=tgθ-ργtg3θ---(1)]]>在σy的表達式中，令σy＝0得到xy=tgθ-ργtg3θ2-ργtg2θ]]>它也表示通過無限楔形體頂點的一條直線，稱它為垂直正應力正負分界線。令這條直線和y軸的夾角為α，則tgα=tgθ-ργtg3θ2-ργtg2θ---(2)]]>由改進I、II的分析論證中(1)式，知ργtg2θ<1,]]>故由(1)、(2)兩式得到tgα<tgθ-ργtg3θ=tgβ]]>α＜β(3)ctgα＝ctgθ+ctgβ(4)垂直正應力正負分界線把無限楔形體分成兩個部分，左半部分壩體中垂直正應力為拉應力，右半部分中為壓應力。稱左半部分為垂直拉應力區，右半部分為垂直壓應力區，如圖1所示。
b.用預加應力消除實際壩體中主拉應力不計入預加應力，設實際壩體中應力分布為σx，σy，τxy。一般在重力壩中，應有τx＞0。
設壩體內預加應力為σ′x、σ′y、τ′xy＝0。由材料力學知道，當σx+σ′x、σy+σ′y之一大于零時，壩體內最小主應力為零的充要條件為(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝(τxy+τ′xy)2或(σx+σ′x)(σy+σ′y)＝τxy2(5)當用垂直預加應力消除主拉應力時，此時σx＝0，由(5)式，知σ′y＝τxy2/σx-σy。
當用水平預加應力消除主拉應力時(要求σy＞0)，此時σy＝0，由(5)式，知σ′x＝τxy2/σy-σx。
因此，僅從預加應力數值大小而言，有時用水平預加應力比用垂直預加應力來消除主拉應力所用應力數值為小。
另一方面，用垂直預加應力時，必須把鋼筋錨固在壩基以下一定深度，而水平預加應力則不用。如圖63所示，為使寬為l，高為H的一段薄板得到大小為σ的垂直預加應力，則所需鋼筋預加應力荷載和鋼筋長度的乘積為Vv＝σl(H+L)＝σlH+σlL其中L為鋼筋壩基面以下錨固深度。若使這塊薄板得到同樣大小的水平預加應力，則所需鋼筋預加應力荷載和鋼筋長度的乘積為VH＝σLH。
VV和VH均能反應鋼筋用量，則顯然VV＞VH圖64為壩體剖面的一部分。假設拉應力區和壓應力區分界線能以函數形式給出，為x＝f(y)。
再假設在圖示的第k塊薄板上，此函數達到極值，極大值點為C，f(y)和此薄板上游面的交點為A、B。則此薄板的ACBA范圍內需要施加預加應力來消除主拉應力，而此范圍以外的部分不需施加預加應力。故用垂直預加應力時，往往會造成鋼材的浪費。此時可在兩水平線AD和BE范圍內施加水平預加應力。
由改進I、II的分析論證可知，當三角形壩剖面頂角減少到一定程度，第一種鋼絲索上預加應力荷載之和再加上壩體自重已能滿足壩體抗滑穩定要求。如果壩體頂角繼續減小，則上述的總壓力已超過壩體抗滑穩定要求的數值。這顯然是多余的，部分垂直預加應力可用水平預加應力代替而節省材料。
例如為了減少壩體上部垂直預加應力鋼絲索用量，減小鋼絲索長度，壩體上部剖面不能太過瘦小。而壩體下部剖面減小很多時，則壩體下游面曲線將呈上凸形狀，如圖65所示。對于這種剖面形式的壩體，在壩體底部，下游面曲線的 很小，由混凝土重力壩應力計算的材料力學方法，得知，靠近壩體下游面處，σx很小。因此，拉應力區和壓應力區分界線很靠近壩體下游面。垂直正應力正負分界線卻離壩體下游面較遠。所以，在靠近下游面處可采用水平預加應力以節省鋼材。
易證，用水平預加應力和垂直預加應力聯合，可消除一切可能的應力分量形成的主拉應力。
c.改進IV綜述I中壩型的設計這種壩或主體部分的設計和設計過程應為根據改進型式，用改進I、II、III進行設計。注意改進I、II、III還有進一步改進。當設計進行到對拉應力區進行預應力設計這一步驟時，改用下法進行這一步驟的設計計算，這一步驟之后的其它步驟完全和原改進相同。
先計算不計入預加應力時，壩體內應力分布，再擬定n種水平預加應力可能的分布，按其中之一疊加進上述壩體應力分布之內，得到新的壩體應力分布σx、σy、τxy。然后，按原改進進行垂直鋼絲索上預加應力荷載計算。這樣，對這一步驟中的每一種可能，都計算出n種不同水平預加應力分布下的方案。因此，方案數量為原改進設計的n倍。這n種水平預加應力可能的分布，對于不同的方案，可以不相同。
當只用水平預加應力消除主拉應力時，由對(5)式討論知 此處σ′x、σx、σy、τxy的意義同(5)式，和現在含義不同。用(6)式計算預加應力荷載時，應加入各種預應力損失。
d.改進IV綜述II中壩型的分析改進IV綜述II中壩型結構和已往改進不同，為非實體結構。
因為在壩內各薄板連接子和第一類薄板面板連接這些構件一般應該以承擔壓應力為主，故配筋不會很多，只是配筋主要承受自重而己。
該結構和其它改進比較，當壩寬較寬時，第一種鋼絲索用量減少，又因為內部有空間的存在，故混凝土用量也應減少，故材料和工程量均應減少，是很理想的一種結構。
當該壩型壩寬達到一定程度，則第一種鋼絲索用量為零，結構中只需要滿足抗滑穩定要求的第二種鋼絲索。當內部空間繼續減小，混凝土自重增加，壩內第二種鋼絲索用量為零時，則該結構可過渡到目前的空腹重力壩。
本改進和支墩壩比較，有如下特點(a).有更廣泛的壩基巖石適應能力，可對較差的基礎巖石有加固作用。
必要時，本改進可以加上“壩底”來施加預加應力，增加壩體的抗滑穩定性，使基礎巖石受力均勻合理。而支墩壩應力集中在支墩底部局部區域，故對基礎巖石要求較高。
當壩寬增加時，基礎應力會隨之減小。本改進混凝土用量隨壩寬增加增加較少，甚至還會減少。而支墩壩混凝土用量則隨壩寬增加而增加較多。
(b)混凝土用量少。這是因為支墩壩的受力原理和實體壩體相似較多，例如配筋較多部位并不需要很多混凝土承受拉應力。本改進則可機動靈活，結構合理時，可降低混凝土用量。
(c)由于本改進是預應力結構，混凝土受有預壓應力，故在上游面附近抗滲性能較好。
(d)由于本改進是預應力結構，預加應力鋼絲索強度高，故得到相同效果時，鋼材用量較少。壩基巖石條件較好時，鋼絲索錨固深度也可較淺。本改進壩寬較大時，鋼絲索用量還可以大為減少。
(e)本改進的主要部分第一類薄板和第二類薄板以及腹板均鉛垂設置，結構構造簡單，便于施工。其它部分可以薄板為支撐，施工方便。
(f)提高了沿壩軸線方向的搞震能力。
(g)由于第一類薄板和第二類薄板沿壩軸線方向，故對壩址處河谷地形適應力強。不但可修建于寬闊的河谷，也適于兩岸陡峻的河谷。可提高岸坡的穩定性。
(h)各種構件可以很薄、很細、很多、很分散地有機結合在一起，橫剖面受力可近于桿系結構。可以充分發揮各種建筑材料的特性。
e.改進IV綜述II中壩型的設計這種型式的壩體各部位應力計算顯然已超出了實體重力壩材料力學的方法范圍，應該用其它方法計算。計算出壩體內不計入預加應力時的應力分量以后，再用以前各改進中敘述的方法進行預加應力荷載的計算。進而再進行各鋼筋混凝土構件的計算。
在該壩型的預加應力荷載計算時，已很難在整個壩剖面內畫出拉應力區和壓應力區分界線以及垂直正應力正負分界線。但在，在薄板(第一類或第二類)內可以局部畫出這些分界線，以助計算。同時，還可以在局部畫出水平正應力止負分界線。在水平正應力正負分界線以內的區域(水平正應力小于零)，必須用水平預加應力使該處最后的水平正應力至少不小于零。若薄板需要施加沿壩軸線方向水平預加應力，則此為三向應力狀態問題，施加預加應力后，在該方向的最終正應力也至少不小于零。可設計成多種方案，用(7)式計算該點各方向的預加應力，見下文。
在使用進一步改進設計垂直預加應力時，根據構件受力特點，偏心鋼絲索也可向下游偏離薄板中心線 薄板厚度設置，設計計算方法和進一步改進相似。
水平預加應力和垂直預加應力設計計算的具體方法和實體鋼筋混凝土重力壩相仿，不多敘述。
設計計算時，應考慮環境溫度變化帶來的影響。應進行結構的抗震及振動設計。
f、改進IV綜述III中壩型的設計綜述III中結構近于桿系結構，應采用其它方法計算構件的受力，如可采用彈性理論中的有限單元法計算各部位應力。計算出壩體應力之后，再用前面各改進中敘述的方法，進行結構設計計算。
其它方面不多敘述，請參閱前面的各種改進設計計算方法。
g.三向應力狀態下，壩體內最小主應力為零的充要條件及其它主應力的計算公式。
設計算點處6個獨立應力分量分別為σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx，則該點上主應力σ應能滿足。
σ3-(σx+σy+σz)σ2+(σxσy+σyσz+σzσx-τ2xy-τ2yz-τ2zx)σ-σxσyσz-2τxyτyzτzx+σxτ2yz+σyτzx+σyτ2xy＝0因此，三個主應力σ1、σ2、σ3可由上式解出，其中σ1≥σ2≥σ3當σ＝0時，由上式得到σxσyσz+2τxyτyzτzx＝σxτ2yz+σyτ2zx+σzτ2xy再把此式代入，得到另外兩個主應力為σ=12(σx+σy+σz)±12(σx+σy+σz)+4(τ2xy+τ2yz+τ2zx-σxσy-σyσz-yσzσx)]]>據此，易得σ3＝0的充要條件為
σ3＝0時，σ1、σ2的計算公式為 在(7)式中，令τyz＝τzx＝0，σz→0，則得到平面應力狀態時，多次應用的計算點處最小主應力為零的充要條件。
σxσy＝τ2xy，σx≥0，σy≥0。
計算σz時，當τxy=σxσy,σxτyz=σyτzx]]>時，(7)式中第一式成立。此時，σz可取滿足(7)式中第二、三式的任意值。應用(7)式計算σx、σy時，也有類似情況，可做相同處理。
當σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx確定后，三個主應力可以由力程解出。當主應力為拉應力時，同時適當增加σx、σy、σz，可以使(7)式成立。因此，在彼此互相垂直的三個方向上同時施加預壓應力，可消除計算點上一切形式的主拉應力。
給薄板施加的預加應力中，只有三個方向的正應力。當其中的兩個為已知時，再疊加上計算點處應力的6個分量，可由(7)式計算出另一個預加應力數值。從而，使計算點處最小主應力為零。
設預加應力為σ′x、σ′y、σ′z設計時，在計算點處，可以把σ′x設計成m1個數值。對于每一個σ′x，又假設把σ′y設計成m2個數值。對于不同的σ′x，可以有不同的m2個σ′y以供選擇。對于每一個組合σ′x、σ′y，可由(7)式計算出一個對應的σ′z。若每一組σ′x、σ′y、σ′z代表一個方案中某計算點的一組計算數值，則有m1m2個不同方案。比較這些方案，可從中選出一個最佳方案。
7、說明書附面說明圖1.改進I示意圖(一)。預應力孔均未畫出。(1)垂直縫，(2)薄板，(3)鋼絲索，(4)第一種廊道，(5)第二種廊道，(6)大樣，(7)標有的部分是薄板上預加應力影響不到的區域，(8)下游部分，(9)拉應力區和壓應力區分界線。
圖2.改進I示意圖(二)。第二種廊道回填示意圖。(1)廊道壁，(2)縫隙，(3)薄板，(4)薄板中心線，(5)回填部分。
圖3.改進I示意圖(二)。圖1中大樣圖鋼絲索和廊道的兩種布置形式，圖3(a)沿薄板中心線布置，圖3(b)對稱布置。(1)廊道壁，(2)鋼絲索，(3)薄板，(4)薄板中心線。
圖4.改進I示意圖(三)。某薄板頂部鉛直鋼絲索、水平鋼絲索、傾斜鋼絲索布置連接示意圖。(1)二期混凝土，(2)水平施工縫，(3)(薄板)上游面，(4)壩體下游面，(5)傾斜鋼絲索，(6)廊道，(7)鉸接，(8)水平鋼絲索，(9)拉壓應力區分界線，(10)錨具，(11)薄板，(12)薄板下游面。
圖5.改進I示意圖(三)。一種形成垂直縫的模板示意圖。(1)薄鋼板，(2)塑料薄膜，(3)老混凝土，(4)新混凝土，(5)垂直縫。
圖6.改進I示意圖(三)。鋼絲索布置的一種形式示意圖(1條情況)。(1)預應力孔，(2)薄板，(3)鋼絲索，(4)基礎。
圖7.改進II示意圖(一)。預應力孔均未畫出。(1)垂直縫，(2)薄板，(3)鋼絲索，(4)水平施工縫，(5)圈中數字為分期施工順序，(6)下游部分，(7)標有的部分是薄板上預加應力影響不到的區域，(8)拉應力區和壓應力區分界線，(9)薄板橫縫，(10)壩體橫縫。
圖8.改進II示意圖(二)(1)鉛垂方向，(2)壩寬方向，(3)壩軸線方向，(4)拆裝錨具預留孔，(5)吊裝孔，(6)分塊吊裝預應力孔，(7)安裝榫頭，(8)楔形塊，(9)鋼筋，(10)墊塊，(11)砂漿，(12)薄板。
圖9.壩體分成兩個部分。(1)直線，(2)鉛垂線，(3)上游壩坡部分，(4)主體部分。
圖10.壩體分成兩個部分。(1)直線，(2)鉛垂線，(3)上游壩坡部分，(4)主體部分。
圖11.無限楔形體頂部受集中荷載。
圖12.a/b～α關系曲線。
圖13.上游壩坡部分改進型式示意圖(一)。預應力孔均未畫出。
(1)第三種鋼絲索，(2)第四種鋼絲索，(3)第一種廊道，(4)二期混凝土。
圖14.上游壩坡部分改進型式示意圖(二)。預應力孔均未畫出。(1)垂直線，(2)垂直鋼絲索，(3)傾斜鋼絲索，(4)第二種廊道，(5)第一種廊道，(6)大樣乙，(7)大樣甲，(8)平衡鋼絲索，(9)鉸接，鉸接方法見改進I中類似情況，(10)聚合物混凝土。
圖15.上游壩坡部分改進型式示意圖(三)。預應力孔均未畫出。(1)垂直縫，(2)垂直鋼絲索，(3)傾斜鋼絲索，(4)第二種廊道，(5)第一種廊道，(6)大樣，(7)二期混凝土。
圖16.改進IV示意圖(一)。在圖中第一類水平線和第二類水平線都畫成了實線，標有符號 的部分是薄板上第二類水平線以下的部分。標有符號 的的部分，是薄板上第一類水平線和第二類水平線(如果有)之間的部分。(1)第一類水平線，(2)第二類水平線，(3)下游部分。
圖17.a為薄板厚度尺寸。(1)薄板。
圖18.改進IV示意圖(二)。在圖中預應力孔和水平預加應力鋼筋均未畫出。(1)第一類薄板，(2)第二類薄板，(3)垂直縫，(4)鋼絲索，(5)薄板連接子，(6)第一類薄板面板連接，(7)鋼筋混凝土，(8)混凝土。
圖19.改進IV示意圖(三)。各種鋼筋和鋼絲索未畫出，預應力孔等也未畫出。
(1)面板，(2)立柱，(3)橫梁，(4)縱梁，(5)斜梁，(6)底板圖20.σy分布圖。
圖21.σy分布圖。
圖22.進一步改進示意圖(一)。(1)偏心鋼絲索，(2)鋼絲索(3)拉壓應力區分界線，(4)薄板，(5)水平施工縫。
圖23.進一步改進示意圖(二)不分期施工情況。(1)薄板，(2)垂直縫，(3)鋼絲索，(4)水平線，(5)拉壓應力區分界線，圖24.進一步改進示意圖(二)分期(吊裝)施工情況。(1)薄板，(2)垂直縫，(3)鋼絲索，(4)拉壓應力區分界線，(5)分期(吊裝)施工塊，(6)水平施工縫。
圖25.計算圖。(1)第k塊薄板圖26.(1)鋼絲索。
圖27.減小鋼絲索在壩基中錨固深度新措施示意圖。(1)鋼絲索，(2)第一排鋼絲索，(3)第二排鋼絲索，(4)第三排鋼絲索。
圖28.壩踵前壩基的預加應力加固。(1)鋼絲索。
圖29.壩踵前基礎的水壓力加固。(1)混凝土防滲板，(2)止水，(3)帷幕，(4)鋼絲索。
圖30.提高壩體抗滑穩定性的一項措施(1)混凝土防滲板(2)止水(3)鋼筋或鋼板，(4)帷幕。
圖31.采取措施前，數字單位米。
圖32.采取措施后，數字單位；米。
圖33.代替廊道的裝置示意圖。圖中數字為元件名稱。
圖34.廊道回填示意圖。第一種廊道回填示意圖。是圖36的D-D的剖。(1)自應力混凝土，(2)廊道壁，(3)薄板，(4)縫隙，(5)模板，(6)鋼絲索，(7)寬度方向，(8)長度方向，(9)凹槽。
圖35.廊道回填示意圖。第一種廊道另一種回填方式示意圖。是圖37的F-F剖面。(1)自應力混凝土，(2)廊道壁，(3)薄板，(4)縫隙，(5)模板，(6)鋼絲索，(7)寬度方向，(8)長度方向。
圖36.是圖34的C-C剖面，其它說明同圖34。
圖37.是圖35的E-E剖面，其它說明同圖35。
圖38.元件2俯視圖。
圖39.代替混凝土預制塊的裝置圖。
圖40.自重引起的壩體應力分布計算圖。(1)上游部分，(2)下游部分。
圖41.一種特殊鉸的實物結構示意圖。(1)元件1，(2)元件2，(3)鋼筋。
圖42.第一種鋼絲索上預加應力荷載計算圖。(1)第k塊薄板。
圖43.抗滑穩定計算圖。
圖44.穩定計算簡圖化簡。E為BC中點。(1)特殊鉸，(2)垂直縫，(3)薄板。
圖45.穩定校核計算簡圖。(1)微彎的薄板軸線。
圖46.無限楔形體受自重和齊頂水壓力。
圖47.楔形體分區。(1)拉應力區，(2)壓應力區，(3)拉應力區和壓應力區分界線。
圖48.預加應力荷載分布圖。(1)拉壓應力區分界線。
圖49.理想極限情況。(1)鋼絲索。
圖50.同一薄板上分份(塊)數量的影響。(1)第k塊薄板，(2)第k+1塊薄板。
圖51.預加應力荷載特殊分布情況。
圖52.壩體頂角的減小。
圖53.ΔP/ΔVh～θ2曲線。
圖54.無限楔形體作用力簡化計算55.上游壩坡部分第一種改進型式預加應力分布及預加應力荷載計算圖。
圖56.上游壩坡部分第二種改進型式預加應力分布及預加應力荷載計算圖。
圖57.上游壩坡部分第三種改進型式預加應力分布及預加應力荷載計算圖。其它說明見改進III的設計計算I。
圖58.楔形體荷載簡化計算圖。
圖59.穩定計算圖。(1)微彎的楔體軸線。
圖60.上游壩坡部分自重引起的應力分布計算圖。
圖61.第四種鋼絲索預加應力荷載計算圖。
圖62.無限楔形體受自重和齊頂水壓力。(1)垂直正應力正負分接線，(2)拉壓應力區分界線，(3)垂直拉應力區，(4)垂直壓應力區。
圖63.
圖64.(1)拉壓應力區分界線x＝f(y)，(2)薄板序，(3)垂直縫。
圖65.
權利要求
1.當壩體上游面鉛直時，施工時用垂直縫把壩休部分分割成若干薄板和下游部分(若有)后，在各個薄板的不同位置上用錨固在壩基中的鋼絲索，給薄板施加垂直方向的預加應力荷載，或同時再用水平鋼筋(鋼絲索)給薄板施加水平方向的預加應力荷載，最后，再把各個薄板和下游部分粘結成整體，以獲得壩剖面上的一個垂直預應力分布，或同時獲得一個水平預加應力分布。
2.當壩體帶有上游壩坡時，施工時，用鉛垂線把壩體分成主體部分和上游壩坡兩部分，主體部分可以按壩體上游面鉛直時的上述方法施工，上游壩坡部分按以下方法之一施工(1)給上游壩坡整個楔體在不同位置上用錨固在壩基中的傾斜鋼絲索施加預加應力荷載，獲得一個預加應力分布。(2)施工時用垂直縫把上游壩坡部分分割成一塊楔體和若干頂部帶有楔體的薄板，在薄板的不同位置上以及楔體和薄板頂部楔體的頂部適當位置上給其分別施加預加應力荷載，最后，把整個上游壩坡部分粘結成整體，以獲得一個預加應力分布。(3)施工時用垂直縫把上游壩坡部分分割成一塊楔體和若干頂部帶有楔體的薄板。然后，在薄板的不同位置上給其施加預加應力荷載，最后，從上游起，逐次給楔體和薄板頂部的楔體施加預加應力荷載，并且，在施加完每一個荷載之后，都要和下一個薄板粘結成可受力的更大楔體，之后，再對此更大楔體施加荷載，直到最后，以獲得一個上游壩坡上的預加應力分布。最后，再把上游壩坡部分和主體部分粘結成整體。
3.對于非實體壩型，施工時組成壩體的一些構件和塊體可用錨固在壩基中的鋼絲索在其上的若干部位施加預加應力荷載，同時也可施加沿壩寬方向和壩軸線方向的水平預加應力荷載，在不同部位獲得預加應力以滿足力學要求和滿足其它方面設計要求。
4.用錨固在壩基中的鋼絲索加固壩前基礎和在沒有軟弱夾層的情況下加固壩后基礎。
5.用水壓力加固壩前基礎。
6.在壩前基礎上用和壩體相連的鋼筋混凝土(或預應力混凝土)防滲板提高壩體的抗滑穩定性。
7.用防滲材料噴涂或粘結在壩體的上游而和上游一段壩基而上阻止庫水向壩體內的滲流來減小壩體揚壓力。
全文摘要
本發明名稱為鋼筋混凝土重力壩，屬于水利水電工程建筑領域。本發明是對預應力錨固重力壩的改進，是對重力壩的發展，也是重力壩向著鋼筋混凝土結構方面的發展，可降低壩體造價。本發明在結構改進上包括六個方面，同時，還給出了這些改進的設計計算雛形和分析論證，以使發明目的達到最佳效果。在施工時，用垂直縫(1)把壩體分成若干薄板(2)或楔成形體，然后，在每一塊薄板的一定位置上，如圖A、B、C、D、E各點上，給薄板施加垂直方向的或水平方向的預加應力，楔形體也可施加預加應力。最后，用灌漿的方法把各薄板或楔形體粘結成壩體整體，從而，得到一個合理的預加應力分布。此外，壩體還可為非實體型的，內部含有大量空間(3)。
文檔編號E02B7/02GK1487146SQ0317851
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月11日 優先權日2003年7月11日
發明者姜建華 申請人:姜建華