在叙述丹尼尔·约翰逊（Daniel Johnson）坝之前，让我们首先回顾一下支墩坝特别是连拱坝的历史。
“连拱坝”与“大头坝”和“平板坝”一起，我们统称之为现代“支墩坝”，是一种由“挡水体＋支墩”组成的坝型。一般认为支墩坝是在20世纪初期出现的，但其起源的时间可以追溯到初世纪罗马帝国时代，而且有一个复杂的发展过程。近2000年来，人们创造过许多不同类型的支墩坝，经过不断改进，最后才形成上述的几种主要的现代支墩坝坝型。
最早的几座古代支墩坝是由罗马工程师在初世纪建造的，分布在地中海沿岸的地区。初世纪所建支墩坝的共同特点是上游为垂直平面。罗马人建造了世界上最早的一座连拱坝——埃斯帕拉加利约（Esparragalejo）坝，该坝位于西班牙梅里达西北10km处，坝高5.6m，坝长320m，有12个支墩，其挡水体的上游侧就是垂直平面，而下游侧则呈一个个向上游弯曲的垂直拱形面，如图1所示。直到16世纪，西班牙一位制造时钟而且懂得水工技术的名叫图瑞诺（J.Turriano）的人，宣称发明了一种新型连拱坝，其特点是上游面是倾斜的而不是垂直的，并解释说，这样可以利用斜面上的水重以增加坝的稳定性，如图2所示。
图1 埃斯帕拉加利约坝
（引自A.A.Balkema）
图2 图瑞诺建议的连拱坝
图瑞诺关于将连拱坝挡水体倾斜放置的见解，在支墩坝发展历史中具有划时代的意义。不过这一重要的见解只是在过了150年之后，才在西班牙的4座小型连拱坝中付诸实施，其中最重要的一座为1734年建的贝迪亚（Bedia）坝。该坝的上游面为平面，坡度为1∶0.53，下游面垂直，挡水体的下游侧为5个拱，坝体由条石砌筑，顶部可以溢流。该坝的设计者维勒尔（Villareal）在1736年发表了关于连拱坝设计的经验性法则。
与西班牙毗邻的法国，在建造支墩坝方面也颇负盛名。法国工程师拉斯尔（Russle）于1804年在印度曾成功地建造过一座连拱坝——米尔阿拉姆（Mir Alam）坝。该坝坝高12m，砌体坚固，全坝的挡水体由21个等厚度的垂直半圆拱组成，支墩按变跨度布置——这是世界上第一座将挡水体设计成拱圈形式的连拱坝。
到19世纪末，澳大利亚建造了另一座重要的连拱坝——贝鲁布拉（Belubula）坝，位于悉尼西210km处，只有5个拱，坝长比米尔阿拉姆坝短得多，但具有倾斜的上游面，拱截面为椭圆形，用砖砌筑。奇怪的是，拱的上游侧在后来却用混凝土填平了，成了斜平面。坝的设计者形容此坝像一座倒转了90°的桥。
尽管在20世纪以前所建的支墩坝中，连拱坝有较大的进展，特别是早在1892年美国专利局还公布了英国工程师迪克森（Dickson）关于具有倾斜拱圈的连拱坝坝型的专利，但世界上第一座现代钢筋混凝土连拱坝——休姆湖（Hume Lake）坝迟至1908年才诞生，比第一座现代平板坝晚了5年。
图3 休姆湖坝的施工场景（摄于1908年）
（引自ww2.lafayette.edu）(www.xing528.com)
图4 休姆湖坝下游俯瞰（引自en.structurae.de）
休姆湖坝位于美国加利福尼亚州，由伊斯特伍德（Eastwood，J.S.，1857～1924）设计。坝高20m，坝顶长200m，由12个圆拱组成，如图3与图4所示。该坝用于发电和旅游业。伊斯特伍德用“圆筒公式”分析了该坝拱圈的应力。他所设计的支墩，其作用力的合力正好通过支墩底部的形心。休姆湖坝建成之后，伊斯特伍德又设计了另一座很薄的连拱坝——大熊谷（Big Bear Valley）坝，坝高29m。该坝充分显示了伊斯特伍德所设计的连拱坝的经济性（图5）。这种坝型很快得到当时美国一些有名的坝工专家，如乔根森（Jorgensen，L.R.）与诺兹利（Neotzli，F.A.）等的认同。随后，连拱坝便在美国得到发展。伊斯特伍德这位著名的美国工程师（图6），毕生从事连拱坝的研究工作，到1924年逝世为止，他一共设计与施工过17座连拱坝。其后，诺兹利曾提出过侧向稳定性较大的双支墩的设计，以满足高连拱坝的需要。1927年美国便在亚利桑那州建成了坝高78m的普莱曾特（Pleasant）坝。之后10年建造的巴特勒特（Bartlett）双支墩连拱坝，坝高达87m，这是创纪录的高度。不过这一时期所建的连拱坝，其拱的跨度始终未超过20m。大跨度连拱坝的设计是在第二次世界大战后才首次由法国杰出的坝工设计专家科因（Andre Coyne，1891～1960年）提出。科因（图7）曾在14个国家设计过70座坝。1959年，法国建成的高88m、跨度50m的大瓦尔（Grandval）坝，就是由科因设计的，如图8所示。而由科因所设计的最重要的一座连拱坝是本文想着重介绍的位于加拿大北部的丹尼尔·约翰逊坝。
图5 大熊谷坝（引自Webmaster）
图6 伊斯特伍德像
（引自lib.berkeley.edu）
图7 科因像
（引自en.structurae.de）
图8 大瓦尔坝（引自carladez.fr）
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
