宽缝重力坝的设计原则和实体重力坝基本相同,坝体断面主要根据抗滑稳定和应力要求来确定。抗滑稳定分析和实体重力坝一样,用抗剪断强度或抗剪强度公式计算,计及宽缝的影响。宽缝重力坝的应力是一个三维问题,特别是在上游头部附近,但可简化成平面问题进行计算。
分为两个步骤:首先计算整体应力,即计算水平截面上的竖直应力和上、下游坝面的边缘应力;然后计算局部应力,即头部应力,可以垂直上游面切取平面,用差分法或有限元法计算。当缝宽较大时,头部中线附近可能产生拉应力。坝体内一般不容许出现拉应力,但离上游面较远的局部区域,可容许出现不大的拉应力。
宽缝重力坝最先由瑞士人菲加里于1900年提出。苏联修建的布拉茨克坝和马马康坝,缝宽比分别为0.27和0.4,后者建造在寒冷的西伯利亚。中国在50年代修建了新安江宽缝重力坝,坝高105m,缝宽比0.4;以后又修建了丹江口、云峰、故县和潘家口等宽缝重力坝,坝高依次为 97m、113.8m、121m和107.5m。中国设计人员还提出了坝基闭路式抽水减压排水系统的设计,即在坝内结合宽缝布置纵向排水廊道网,设置水泵,自动抽水,以进一步减少扬压力,节省坝体混凝土量,已在一些工程中成功地运用。